DE69833851T2 - Verfahren zur verhinderung von verschiebungen zwischen verpackungsfolien - Google Patents

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Description

  • Fachgebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verhindern des Aufeinanderrutschens von thermoplastischen Verpackungsfolien und ein geeignetes System für einen derartigen Zweck. Im vorliegenden Kontext schließt der Begriff „Folie" auch Kunststoffprodukte mit unterschiedlichen Dicken wie Platten, Lagen, Häutchen ein, die wahlweise mit einer Basis versehen sein können oder auch Schichten bedecken können. Der Fachausdruck „Folien" bedeutet auch plattenartige Produkte mit unterschiedlichen Dicken, die von völlig dünnen bis deutlich dicken Produkten variieren.
  • Stand der Technik
  • Es ist bekannt, dass das Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Folien, ausgehend von den geeigneten Gemischen oder dem geeigneten Granulat, derart hergestellt ist, dass das unverarbeitete Material durch Erwärmen geschmolzen oder geformt wird und das gewünschte Produkt in ein Werkzeug durch Spritzguss oder Pressen des Materials durch den Spalt einer Extrusionsmatrize geformt wird.
  • Der Spalt muss nicht unbedingt einen flachen Film festlegen, z.B. kann er im Falle eines schlauchartigen Produkts auch rund geformt sein.
  • Zum Erzielen seiner endgültigen Form oder zum Zwecke seiner Stabilisierung beim Verlassen des Spalts des Werkzeugs oder beim Herausnehmen aus der Form wird das geformte Produkt durch Abkühlen erstarrt. Am Häufigsten wird das Abkühlen durch Aufblasen von kalter Luft durchgeführt. Nach dem Abkühlen findet keine unerwünschte Verformung mehr statt, sodass das Zuschneiden auf die Größe, das Wickelverfahren usw. stattfinden kann.
  • Die Qualität von Folienoberflächen hängt größtenteils von der Oberfläche des Werkzeugs ab, und sind im Allgemeinen ist völlig flach.
  • Ähnlich zu den vorstehend angegebenen Gesichtspunkten können thermoplastische Folien durch Wärmeübertragung erneut geformt und einer weiteren Verarbeitung unterzogen werden.
  • In Verbindung mit den aus Kunststofffolien hergestellten Produkten bilden sich häufig dahingehend Schwierigkeiten heraus, dass Folienprodukte z.B. aufeinander gelegte Sammelmappen aufeinander rutschen, wodurch ein Herausfallen von Dokumenten verursacht wird und folglich die Papierstücke schmutzig und beschädigt oder verdorben werden können. In derselben Weise können beim Aufsetzen der oberen Säcke im Falle des Übereinanderlegens von Kunststoffsäcken statt den früheren herkömmlichen aus Textil hergestellten Säcken im Falle der kleinsten Verschiebung des Schwerpunkts, ganz zu schweigen von im Verlauf der Versendung und beim Transport innerhalb der Fabrik stattfindenden Erschütterungen flache übereinander liegende Oberflächen aufeinander rutschen.
  • Verschiedene Versuche wurden durchgeführt, um zu verhindern, dass Kunststoffsäcke aufeinander rutschen. Bei dem nahe liegendsten Verfahren schien es sich darum zu handeln, die übereinander liegenden Sackoberflächen mit Klebstoff zu beschichten. Diese Lösung resultierte in dem Problem der Klebstoffauswahl und der Klebstoffqualität. Hauptsächlich war es schwierig, die Säcke bei Verwendung eines Klebstoffs von ausgezeichneter Qualität ohne die Folge der Beschädigung (Zerstörung) der Kunststofffolie auseinander zu reißen, während die Aufgabe durch Verwendung eines Klebstoffs mit schlechter Qualität auf Grund der ungenügenden Haftstärke ebenfalls nicht als gelöst erachtet werden konnte.
  • Als anderer Lösungstyp wurde versucht, Antirutschoberflächen durch Erzeugen von Unebenheiten auf dem Folienmaterial zu bilden. Gemäß einer typischen derartigen Lösung wurde die Folie von der Richtung der Innenseite der Säcke her derart geprägt, dass Buckel auf der Außenseite der Säcke gebildet wurden. Gemäß einer anderen Lösung auf der Basis eines ähnlichen Prinzips wurden vor dem die Rippen auf der Folienoberfläche in Richtung der Materialbewegung bildenden Spalt Rillen in der Druckgussmaschine gebildet. Dadurch wurde das Problem nur teilweise gelöst, da das Rutschen nur senkrecht zur Linie der vorstehend erwähnten Rippen verhindert werden konnte, während das Produkt in der anderen Richtung frei rutschen konnte. Es wurde auch versucht, eine Antirutschoberfläche auf extrudierten Folienlagen zu bilden, indem Spitzen und Hohlräume zwischen den Spitzen auf den die Folie befördernden Zylindern gebildet wurden, durch welche aus der Oberfläche ragende Formationen gebildet wurden. Obwohl diese Formationen zum Verhindern des Rutschens in beliebiger Richtung theoretisch geeignet waren, konnte die erforderliche Wirkung nicht erzielt werden.
  • Gemäß einer anderen auf dem Stand der Technik ebenfalls bekannten Lösung wurde unverarbeitetes Kunststoffgranulat mit einer fremden Substanz gemischt, die in den Basiskunststoff nicht homogen eingebracht werden konnte, wodurch Buckel gebildet wurden. Jedoch waren im Verlauf dieser Verfahrensart der Extruder und die angeschlossenen Durchgangszylinder einem Abrieb ausgesetzt, sodass das Werkzeug zu einem frühen Zeitpunkt verschlechtert wurde, und nebenbei war es unmöglich, wie es erforderlich gewesen wäre, Kontrolle über die Ablagerung von Buckel zu behalten.
  • Auch wurde ein Verfahren angewandt, in welchem auf beiden Seiten der Folie Buckel gebildet wurden, indem das Rohmaterial mit einem gewissen chemischen Zusatz gemischt wurde. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, dass es hohe Kosten mit sich brachte, da der sehr teure Zusatz in ziemlich großen Mengen erforderlich war, und dass beide Seiten des Produkts mit Buckel versehen wurden, was den Verwendungsumfang einschränkte.
  • Alle vorstehend erwähnten Verfahren sind teuer, unwirtschaftlich und nicht so effizient, wie es erforderlich wäre. Diese Verfahren werden verwendet, da es bis heute keine angemessenen Verfahren gibt, die das Problem vorteilhaft lösen würden. Ein weiterer Nachteil aller dieser Lösungen ist, dass aus der Oberfläche ragende Buckel und Formationen von dem Folienmaterial selbst bedeckt werden, und, obwohl sie einer größeren Abriebwirkung unterzogen werden, ihre Abriebfestigkeit gleich derjenigen der anderen Teile der Folie ist.
  • Die allgemeinen Nachteile der vorstehend beschriebenen Lösungen liegen darin, dass die Reißfestigkeit des Produkts auf Grund seiner Minderung oder des Einschlusses von fremden Substanzteilchen in seiner Struktur reduziert ist.
  • Aus DE 42 07 210 war ein Verfahren bekannt, gemäß welchem die Oberfläche eines thermoplastischen Folienmaterials erwärmt oder teilweise erweicht wird, um eine geschmolzene Schicht zum Einbetten von Teilchen in derselben zu bilden. Die erhaltene Folie sollte vorzugsweise zweimal erwärmt und/oder Druckwalzen aufgebracht werden, um eine sichere Haftung/Fixierung zu gewähren. Die Patentanmeldung lehrt, eine tiefe Einbettung der Teilchen in der Oberfläche bereitzustellen. Das Material der Teilchen kann sehr unterschiedlich sein, da deren geometrische Merkmale nicht entscheidend sind.
  • DE 34 37 414 offenbart Folien mit aufgerauten Bereichen mit Vorsprüngen zum Verhindern des Rutschens von thermoplastischen Folien. FR 13 34 410 lehrt, das Rutschen von gestapelten Kunststoffsäcken durch Bereitstellen eines Bindungselements auf den Säcken zu verhindern, und GB 21 65 203 betrifft die Verpackung von z.B. Tee enthaltenden Aufgussbeuteln.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Verhindern des Aufeinanderrutschens von Verpackungsfolien bereitzustellen, das die Mängel und Nachteile der vom Stand der Technik bekannten Verfahren eliminiert. Dies wird durch das wie in den anhängigen Ansprüchen 1, 11 definierte Verfahren und System erzielt. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen offenbart.
  • Die Folien werden aufgeraut, wenn Teilchen, die aus der Foliensubstanz und/oder einem anderen damit verschweißbaren Kunststoffmaterial bestehen und eine geeignete Größe aufweisen, mit der geschmolzenen Folie in Kontakt gebracht werden. Die Temperatur der Teilchen nimmt an ihren beiden der Folienoberfläche zugewandten Seiten zu, wodurch diese selbst zumindest teilweise mit der Folie verschweißt werden. Indem sie zumindest teilweise aus der Oberfläche herausstehen, rauen diese Teilchen die Oberfläche auf.
  • Die Oberfläche der geformten Folie kann als halbfertiger Gegenstand direkt beim Verlassen des Spalts der Extrudermatrize während des Herstellungsverfahrens durch ihr erneutes Erwärmen wie der vorher fertige Film ebenfalls aufgeraut werden.
  • Die wesentliche Qualität der zur Bildung der aufgerauten Oberflächen verwendeten Teilchen sollte derart ausgewählt werden, dass ihre Abriebfestigkeit und gleichermaßen die Teilchengröße für diesen Zweck geeignet sind. Falls gewünscht wird eine homogene Fraktion von Teilchen wie Teilchen, die eine Fraktion bilden, die durch Durchleiten durch Siebe voneinander getrennt werden, auf die Oberfläche aufgebracht.
  • Die Folie kann dann mit einem beliebigen der von den Stand der Technik her bekannten Verfahren, z.B. durch Aufblasen von heißer Luft, elektrisches Erwärmen usw. erwärmt werden.
  • Die Teilchen können in gut geordneter oder ungeordneter Konfiguration auf die gesamte Oberfläche oder auf spezifische Oberflächenbereiche wie Kanten oder, falls gewünscht, Punkte aufgebracht werden, indem die Anwendung je nach gewünschtem Muster einmal oder mehrmals wiederholt wird. Zum Beispiel kann das Muster unter Verwendung von Templaten oder auf andere Weise gebildet werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist äußerst wirtschaftlich, da keine speziellen chemischen Zusätze und keine Änderung des Werkzeugs zur Herstellung der Folie nötig sind und gleichermaßen die bestimmten Bedingungen und Parameter des Herstellungsverfahrens dieselben bleiben. Ziemlich häufig ist es ausreichend, Folien zu verwenden, die nur auf einer Seite aufgeraut sind, jedoch kann erfindungsgemäß wahlweise auch eine Folie verwendet werden, die auf beiden Seiten oder nur auf einer Seite aufgeraut wurde.
  • Mindestens eine Seite der gesamten Oberfläche oder eines spezifizierten Bereichs der Oberfläche der Folien werden mit Vorsprüngen versehen, die aus Teilchen mit der Foliensubstanz und/oder anderem mit der Foliensubstanz verschweißbaren Kunststoffmaterial bestehen, die in die Oberfläche geschweißt werden und zumindest teilweise aus der Oberfläche herausstehen.
  • Beste Ausführungsformen der Erfindung
  • Die Essenz des Verfahrens liegt darin, dass ein System, umfassend zu fixierende Folien – wobei mindestens eine davon aufgeraut ist – und ein Bindungselement gebildet wird, indem eine aufgeraute Folie mit Vorsprüngen mit geeigneter Dichte und geeigneten geometrischen Merkmalen in Bezug auf das Bindungselement auf ihre Oberfläche aufgebracht wird; wobei ein Bindungselement mit einer lockeren Faserstruktur und Stabilität der einzelnen Faser auf der Folie oder auf ihren spezifizierten Bereichen auf der gesamten Oberfläche oder auf (einem) Oberflächenteil(en), positioniert wird, wobei das Bindungselement Fasern mit einer derartigen Dichte, Geometrie und Schichtdicke aufweist, dass zwischen den Fasern des Bindungselements und den Vorsprüngen der aufgerauten Folie eine mechanische Verbindungsstelle gebildet wird.
  • Die Schweißfläche zwischen der Folienoberfläche und den die Vorsprünge bildenden Teilchen ist vorzugsweise derart, dass der Schnittpunkt der Teilchen und der Folienebene die Form der Teilchenprojektion bei Betrachtung senkrecht zu der Folienlage nicht bedeckt wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden aufgeraute Folienlagen auf beiden Oberflächen des Bindungselements verwendet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Bindungselement auf einer der beiden Folienlagen (auf derjenigen, die nicht aufgeraut ist) durch Kleben, Schweißen oder Nähen fixiert.
  • Es ist auch bevorzugt, dass die Dicke des Bindungselements höchstens den größten Wert der Teilchenprojektion in den mit Kunststoffteilchen aufgerauten Oberflächen der miteinander zu verbindenden Folienlagen erreicht, vorzugsweise weniger beträgt.
  • Geeigneterweise wird ein Bindungselement auf der Basis eines Kunststoffs mit gut geordneter oder ungeordneter Faserstruktur wie eines durch ein durch Thermofleece-Technologie Vlieses, das eine verhüllte Folie bildet und eine netzförmige Struktur aufweist, verwendet.
  • Bei praktischer Verwendung wird ein aufgerautes Kunststofffolien-bindendes Element, das durch Kunststofffolien-Triparidsystem aufgebaut ist, fest genug sein, um größere mechanische Spannungen ohne Verrutschen auszuhalten. Gleichzeitig kann die Verbindungsstelle einfach aufgebrochen werden, da nötigenfalls die Elemente leicht voneinander abgehoben werden können, obwohl die Schichten in die Richtung des Aufeinanderrutschens stabilisiert sind.
  • Für die mechanische Verbindungsstelle der Oberflächen ist es notwendig, dass größere Vorsprünge von niedrigerer Dichte oder kleinere Vorsprünge, die in der Oberfläche enger aneinander liegen, vorliegen, sodass ein bestimmter Teil der Oberfläche mit den Vorsprüngen übereinstimmen muss. Die Beziehung zwischen Größe und Dichte von Vorsprüngen wird durch mehrere Faktoren wie die Dicke der Folie und ihre Festigkeit gegen mechanische Spannung bestimmt oder kann je nach Anwendungsgebiet entschieden werden.
  • Die geometrische Gestalt der Teilchen ist wichtig, da sie im Falle von flach übereinander liegenden, linsenförmigen, gewölbten gerundeten Teilchen, wo z.B. die Schweißlinie lang ist, die sie, wie es erwünscht wäre, von sich zwischen den Teilchen befindenden Fasern augenscheinlich nicht mehr gehalten werden können, sodass sie abrutschen und in den Hohlräumen dazwischen nicht kleben bleiben.
  • Wie vorstehend erwähnt, weist das Bindungselement eine Faserstruktur auf, und zudem müssen die Fasern eine geeignete individuelle Stabilität aufweisen, um zu verhindern, dass die Teilchen abreißen und die Fasern abrutschen, wenn Spannung in Richtung des Abrutschens auftritt. Zudem muss die Struktur des Bindungselements locker genug sein, damit die Vorsprünge in die Faserstruktur eindringen. Als Bindungselement kann ein Gewebe mit ungeordneter Struktur, Fleece, Filz usw. verwendet werden, wobei Fasern unter Verwendung von bekannten Verfahrne wie auf Klebstoffweise, Nähen. Punktschweißen usw. aneinander gebunden werden.
  • Folien, die für diesen Verpackungszweck geeignet sind, werden gewöhnlich auf Rollen aufgewickelt und gelagert, wobei sie bei Verwendung auf Größe zugeschnitten und die Verpackung durchgeführt wird.
  • Der Ort, an welchen das Bindungselement eingebracht wird, wird schon beim Aufrauverfahren der Folie gemäß der Herstellung der Folie bestimmt, wenn eine glatte Folie, die vom erfindungsgemäßen Standpunkt aus als halbfertiges Produkt beschrieben ist, in dem ernannten Plätzen seiner Oberfläche aufgeraut wurde, indem die gewünschte Position des Bindungselements berücksichtigt wird, jedoch ist es auch möglich, den glatten fertigen Film an den Stellen mit Rauheit zu versehen, an welchen es nötig ist. Die Folien können, falls erforderlich, auch eine selbstklebende Schicht auf ihrer Oberfläche enthalten.
  • Das erfindungsgemäße System ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine aufgeraute Folie mit Vorsprüngen von geeigneter Dichte und geometrischen Merkmalen in Bezug auf das Bindungselement und auf der aufgerauten Folie oder auf spezifizierten Teilen der Oberfläche ein Bindungselement mit einer lockreren Faserstruktur und Stabilität der einzelnen Fasern aufweist, wobei das Bindungselement Fasern mit einer derartigen Dichte und Schichtdicke enthält, das zwischen den Fasern des Bindungselement und den Vorsprüngen der aufgerauten Folie eine mechanische Verbindungsstelle gebildet wird.
  • Die vorliegende Erfindung wird durch ein Antirutschsystem wie folgt veranschaulicht:
  • BEISPIEL 1
  • Kunststoffgranulat wird in Kunststoffsäcken mit einem Gewicht von 25 kg verpackt und diese Säcke auf aufeinander gelegten Paletten in Stapeln in Mengen von nicht mehr als jeweils 1000 kg transportiert. Zum Verhindern, dass derartige Säcke aufeinander rutschen, sind die Säcke aus aufgerauten Folien hergestellt. Die Säcke sind aus Seitenfaltschlauch auf einer Verpackungsmaschine hergestellt. Zum Verhindern des Rutschens sind beide Seiten des Folienschlauchs, außer der die Seitenfalte aufweisende Teil, derart aufgeraut, dass mindestens 50 Vorsprünge pro Quadratzentimeter in den aufgerauten Teilen der Oberfläche vorliegen sollten. Die so gefüllten Säcke liegen mit ihren aufgerauten Teilen der Oberfläche übereinander. Fleecebänder mit einer Breite von 10 cm und einer Länge von 30 cm werden als Bindungselemente verwendet. Nach Beendigung des Auffüllens eines Sacks durch die Verpackungsmaschine, wird dieser auf einem Förderband der Stapelmaschine befördert. Ein Stück Fleeceband wird auf jeden auf dem Förderband liegenden Sack angebracht, bevor er die Stapelmaschine erreicht, sodass er längs in der Mitte des Sacks angebracht wird. Die Säcke werden dann durch die Stapelmaschine derart übereinander gelegt, dass jeder Sack in einem Teil ihrer gemeinsamen Kontaktoberfläche die benachbarten Säcke, die in einer Linie über der Schlichtung des Bindungselements liegen, kontaktiert. Die Fasern des Bindungselements liegen eng an den oberen und unteren Säcken und befestigen sie aneinander mit einer mechanischen Verbindungsstelle und verhindern, dass sie aufeinander rutschen.

Claims (16)

  1. Verfahren zum Verhindern des Aufeinanderrutschens von thermoplastischen Verpackungsfolien, wobei ein System, das zu fixierende Folien – wobei mindestens eine davon aufgeraut ist – und ein Bindungselement umfasst, durch Aufbringen der aufgerauten Folie mit Vorsprüngen auf ihrer Oberfläche mit geeigneter Dichte und geeigneten geometrischen Merkmalen in Bezug auf des Bindungselement gebildet wird, wobei das Bindungselement mit einer lockeren Faserstruktur und Stabilität der einzelnen Fasern auf den Folien zumindest an (einem) Teil(en), der mit der (die) aufgerauten Oberfläche der anderen Folie auf der gesamten Oberfläche oder auf einem Oberflächenteil(en) zu verbinden ist (sind), positioniert wird, wobei das Bindungselement Fasern mit einer derartigen Dichte und Schichtdicke umfasst, das zwischen den Fasern des Bindungselements und den Vorsprüngen der aufgerauten Folie eine mechanische Verbindungsstelle gebildet werden kann, wobei im Falle des Aufbringens einer nicht aufgerauten Folie als Teil des Systems, eine Fixierung zwischen dem Bindungselement und der Oberfläche oder (dem) Oberflächenteil(en) der nicht aufgerauten Folie gebildet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vorsprünge durch Teilchen gebildet werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schnittpunkt zwischen den Teilchen und der Folienebene die senkrecht zu der Folie betrachtete Form der Teilchenprojektion nicht bedeckt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei aufgeraute Folienlagen auf beiden Oberflächen des Bindungselements verwendet werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Bindungselement auf einer der beiden Folienlagen fixiert wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Bindungselement auf eine der beiden Folienlagen geklebt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Bindungselement auf eine der beiden Folienlagen geschweißt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Bindungselement auf eine der beiden Folienlagen genäht wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die Dicke des Bindungselements höchstens den größten Wert der Teilchenprojektion in den mit Kunststoffteilchen aufgerauten Oberflächen der beiden miteinander zu verbindenden Folienlagen erreicht, vorzugsweise weniger beträgt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Bindungselement auf der Basis eines Kunststoffs mit gut geordneter oder ungeordneter Faserstruktur wie eines durch Thermofleece-Technologie hergestellten Vlieses, das eine verhüllte Folie bildet und netzförmige Struktur aufweist, verwendet wird.
  11. System zum Verhindern des Aufeinanderrutschens von Verpackungsfolien, wobei das System Folgendes umfasst: a) Folien, deren Aufeinanderrutschen zu verhindern ist, b) wobei mindestens eine der Folien in der gesamten oder in Teilen ihrer Oberfläche mit Vorsprüngen auf ihrer Oberfläche aufgeraut sind, wobei die Vorsprünge eine geeignete Dichte und geeignete geometrische Merkmale aufweisen, c) eine Bindungselement, das zwischen den Folien, deren Aufeinanderrutschen zu verhindern ist, positioniert ist, d) wobei das Bindungselement eine lockere Faserstruktur und Stabilität der einzelnen Fasern aufweist und des Weiteren Fasern mit einer derartigen Dichte und Schichtdicke umfasst, dass eine mechanische Verbindungsstelle zwischen den Fasern des Bindungselements und den hervorstehenden Teilen der aufgerauten Folie(n) gebildet wird. e) und in dem Falle, in welchem eine der Folien nicht aufgeraut ist, die nicht aufgeraute Folie auf dem Bindungselement fixiert ist.
  12. System nach Anspruch 11, wobei in dem Falle in welchem eine der Folien nicht aufgeraut ist, sie durch Kleben, Schweißen und/oder Nähen an das Bindungselement fixiert ist.
  13. System nach einem der Ansprüche 11 bis 12, wobei die Vorsprünge durch Teilchen gebildet sind.
  14. System nach Anspruch 13, wobei der Schnittpunkt zwischen den Teilchen und der Folienebene die senkrecht zu der Folie betrachtete Form der Teilchenprojektion nicht bedeckt.
  15. System nach einem der Ansprüche 13 bis 14, wobei die Dicke des Bindungselements höchstens den größten Wert der Teilchenprojektion in den mit Kunststoffteilchen aufgerauten Oberflächen der Folie(n) erreicht, vorzugsweise weniger beträgt.
  16. System nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei das Bindungselement auf einem Kunststoff mit gut geordneter oder ungeordneter Faserstruktur wie einem durch Thermofleece-Technologie hergestellten Vlies basiert, das eine verhüllte Folie bildet und netzförmige Struktur aufweist.
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