DE7228831U - Ein- oder mehrlagiger Sack oder Beutel aus heißsiegelfähigem Material - Google Patents

Description

/Ein- oder mehrlagiger Sack oder Beutel aus heißsiegelfähigem Material"*")

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Die Neuerung betrifft einen ein- oder mehrlagigen Sack oder Beutel aus heißsiegelfähigem Material mit einer Längsnaht in jeder Materiallage, bei dem die durch die Längsnaht zu verbindenden Materialkanten sich überlappen und die Materiallagen im Überlappungsbereich durch zwischen die Lagen extrudiertes heißsiegelfähiges, während der Nähtbildung noch auf Siegelhitze erwärmtes Material (Verbindungsmaterial) und durch während der Nahtbildung auf die Materiallagen ausgeübten Druck miteinander verbunden sind.

Durch die DT-AS 1 479 637 ist es bekannt, in d.eji Überlappungsbereich der zu einem Schlauch zusammengeschlagenen Folienbahnen einen runden Kunststoffstrang, dessen Durchmesser mehr als das Zehnfache der Stärke der zu verbindenden Folien beträgt, hineinzuextrudieren. Dieser große Durchmesser ist nötig, damit durch das anschließende Zusammendrücken der Folien und das gleichzeitig damit bewirkte Abplatten des runden Stranges eine genügend breite Berührungs- und Haftfläche zwischen dem Strang und dem Folienmaterial entstehen kann.

Die Breite dieses Haftstreifens ist unmittelbar maßgebend für die Zugfestigkeit der Verbindung; je größer der Durchmesser des einextrudierten Stranges, desto größer ist die Zugfestigkeit der Verbindung. Der Durchmesser des Stranges wird daher so groß gewählt, daß die Zugfestigkeit der Verbindung etwa gleich der- Zugfestigkeit der zu verbindenden Folien selber

ist. Zwar ist der einextrudierte Strang im Moment der Nahtbildung noch plastisch verformbar und es wäre denkbar, die Abplattung durch Erhöhung des Anpreßdruckes zu vergrößern und so bei geringem Ausgangsdurchmesser des Stranges einen breiten Haftstreifen zu erzielen. Die Höhe des Anpreßdruckes ist aber· begrenzt, da der Anpreßdruck auf den Strang nur über die Folien ausgeübt werden kann; die Pollen befinden sich im Kontaktbereich aber selber in v/eichplastischem Zustand. Durch einen zu hohen Anpreßdruck würde daher das Folienmaterial an der Nahtstelle abgequetscht werden, zumindest aber eine Querschnitt sschwächunp; erfahren, was die Vergrößerung der Abplattung des Stranges und die damit verbundene Verbreiterung des Haftstreifens illusorisch machen würde. Der Durchmesser des Stranges ist also durch die zu erzielende Zugfestigkeit der Verbindung mittelbar vorgeschrieben, da aufgrund des nur in begrenzter H"he anwendbaren Anpreßdruckes sich auch nur eine bestimmte Abplattung erzielen läßt. Der Durchmesser des Stranges wird daher mittelbar durch die Zugfestigkeit der zu

stimmt. Der somit im Vergleich zur Folienstärke relativ große Verbindungsmaterialstrang führt zu einer wulstartigen und steifen Naht, die bei der Weiterverarbeitung der Sackschlauchstücke' zu fertigen Säcken störend ist. Bei Plastiksäcken mit Bodennaht·'* schweiftung stört die wulstartige Erhebung an der Längsnahtstelle und bei Säcken mit verklebter Kreuzbodenfaltung entstehen beidseits neben der Längsnahtstelle undichte Stellen im Boden. Einweiterer Nachteil des relativ großen Strangdurchmessers ist sein großes Wärmespeichervermögen. Aufgrund des im Vergleich zu dem mit ihm Jn Berührung stehenden Folienstreifen relativ großen Wärmespeichervermögens ist er in der Lage, nicht nur die streifenförmige Kontaktstelle der zu verbindenden Folien, sondern die Folie in ihrer gesamten Stärke an der Berührungsstelle auf Siegelhitze zu erwärmen. Dies hat wiederum zwei große Nachteile zur Folge: Durch die den gesamten Folienquerschnitt erfassende starke Erwärmung verliert diese ggf. ihre durch eine im erkalteten Zustand der Folie erfolgte Reckung erfahrene erhöhte Festigkeit und wird hinsichtlich der Festigkeit auf die Festigkeit im ungereckten Zustand reduziert, d.h. durch die Erwärmung des gesamten Folienquerschnittes wird eine kaltgereckte Folie mit erhöhter

Pestikeit an der Nahtstelle geschwächt. Es können daher mit dem Strang nur ungereckte oder nur geringfügig gereckte Polienbahnen miteinander ohne Festigkeitseinbuße verschweißt werden. Der weitere Nachteil der den gesamten Polienquerschnitt erfassenden Erwärmung auf Siegelhitze durch den runden Verbindungsmaterialstrang ist. daß bei einem Säuköühläüüh durch den durch alle Wandungen des Schlauches hindurch an der Längsnahtstelle auf die Naht ausgeübten Anpreßdruck nicht nur die Naht verschweißt wird, sondern unter Umständen auch die Innenwandungen des Sackschlauches an der Längsnahtstelle über die ganze Sackschlauchlänge hinweg (Durchschweißen des Sackes entlang der Längsnaht), was natürlich unerwünscht ist.

Man hat schon versucht, anstelle eines runden Stranges einen flachen breiten Streifen mittels einer Schlitzextruderdüse zwischen die zu verbindenden folien zu extrudieren, um dadurch von vornherein abgeplattete Flächen des Verbindungsmafcerials mit den Folien in Kontakt bringen zu können und um gleichzeitig weniger Wärmekapazität in dem Verbindungsmaterial zu haben. Es hat sich aber herausgestellt, daß dieser flache Streifen auf der konstruktionsbedingten Strecke zwischen der Extruderdüse und dem Folienkontäkt die Tendenz hat, sich schlauchförmig von den Seitenkanten tier einzurollen und schmaler zu werden und dabei in der Stärke zuzunehmen. Diese Einrollneigung und Einschnürtendenz wird dem sogenannten Memorie-Effekt der Kunststoffschmelze zugeschrieben. Nach einer starken und plötzlichen Fließverfpmung hat eine Kunst stoffschmelze die Neigung, nach dem Nachlassen der Verformungskräfte in eine der ursprünglichen Form angenäherte Form zurückzukriechen. Durch die gewölbte Lage des Streifens beim Aufbringen auf das Folienmaterial werden ständig Lufteinschlüfte mit in die Kontaktfläche:;h6neingenommen, was die Nahtqualität hinsichtlich Dichtheit und Haltbarkeit stark beeinträchtigt. Durch eine ungleichmäßige Temperaturverteilung über die Breite des Streifens kommt es auch zu einer ungleichen Erwärmung des Folienmaterials in der Kontaktzone und demgemäß auch zu einer unterschiedlich starken Verschweißung des Folien-

materials mit dem Streifen über dessen Breite hinweg. Die Versuche mit einem in Form eines breiten flachen Streifens der Längsnaht zugeführten Verbindungsmaterial erwiesen sich also als Pehlschlag.

Nach einem anderen Vorschlag (DT-OS 1 6o4 713) wird das Verbindungsmaterial in Form eines kleinen extrudierten Schlauches der Verbindungsstelle zugeführt. Hierdurch wird eine Formstabilität des zugeführten dünnwandigen Materials erzielt;, da der Schlauch bis zum Zusammendrücken des FolienFaterials an der Verbindungsstelle durch einen im Schlauchin..~rn aufrechterhaltenen Luftdruck prall und rund gehalten wird. Durch die beim Zusammenpressen mit wenig AnpreAdruck erzielte große Schlauchabplattung wird auch ein breiter Berührungs- und Haftstreifen des Verbindungsmaterials mit dem Folienmaterial herbeigeführt; durch das Zusammenpressen werden auch die Wandungen des flachgedrückten Schlauches des Verbindungsmaterials auf ihrer gesamten einander zugekehrten Fläche miteinander g verschweißt und so ein kompakter flacher breiter Streifenties Verbindungsmaterials erzielt, Aufs-~*-nd der relativ geringen Masse des Verbindungsmaterials ist dessen Wärmespeicherkapazität in Vergleich zu der Masse des im Nahtbereich mit dem Verbindungsmaterial in Berührung stehenden Foüienmaterials nicht besonders groß - etwa von gleicher Größenordnung - und demgemäß die Erwärmung des Folienmateriäls durch das Verbindungsmatertal nicht so stark, wie bei der Folienverbindung durch einen einextrudierten runden Vollstrang. Es lassen sich daher auch wärmeempfindliche, stark gereckte Folienmaterialien mit Hilfe eines einextrudierten kleinen Schlauches ohne Festikeitseinbuße des Folienmaterials im Nahtbereich miteinander verbinden. Nachteilig an dem Verbindungsverfahren mit dem in Schlauchform zugeführten Verbindungsmateriäl ist, daß aufgrund der großen Oberfläche und der dünnen Wandungen im Verhältnis zur Schlauchmasse der Schlauch relativ schnell in der Zuführstrecke abkühlen kann und die Gefahr besteht, daß der Schlauch unter die Temperatur, bei der er noch mit dem Folienmaterial versiegelungsfähig ist, abkühlt. Aufgrund der von Hause aus nachgiebigen Form

\ einer Ringdüse müssen die Teile der Extruderdüse sehr stabil

konstruiert v.'erden. Dies verursacht einen relativ großen Außen-

t. durchmesser des Extruderkopfes. Da die zu verbindenden Folien f. mit einem relativ spitzen Winkel der Verbindungsstelle zulau-[^: fen müssen, hat die Tatsache des relativ großen Extruderkopf-

I: außendurchmessers zur Folge, daß die Zuführstrecke des Verbin-

j dungsmaterials von der Extruderdüse bis zix? Verbindungsstelle

^; ziemlich lang wird, was ebenfalls au einer vorzeitigen Abkühlung des Schlauches mit beiträgt. Die Schlauchblase muß durch das Innere der kleinen Extruderringdüse hindurch ständig mit Stützluft versorgt werden. Es muß also eine komplizierte Extruderkonstruktion mit Stützluftzufuhr durch den Düsenkern hindurch angewandt werden. Das Verbindungsverfahren mit der Zufuhr-' eines Verbindungsmateriäls in Schlauchform liefert zwar brauchbare Ergebnisse bei der Verbindung von Folien, macnt aber eine für diesen im Vergleich zur Folienherstellunr- zwoitrangi.^en Anwendungsfall eines Extruders unverhältnismäßig teure, aufwendige und dementsprechend störanfällige Extruderkonstruktionen notwendig, Ein^weiterer Nachteil des Verbindunr;sverfahrens mit der Zufuhr des Verbindungsmateriais ist der, daß bei der- Herstellung mehrlagiger Sackschläuche die Längsnaht einer jeden Lage unter Zuhilfenahme je eines separaten Extruders gebildet werden müßte; dies wiederum hat zur Folge, daß zunächst die Längsnaht der innersten Sackschlauch-Materiallase n^ebildet werden müßte, daraufhin über diesen innersten Schlauch hinweg der nächste Schlauch geschlossen und dessen Längsnaht geschweißt werden müßte usw. Dieses separate Schließen der Schläuche der Einzellagen und deren Längsnahtbildung wäre deswegen nötig, weil die verschiedenen Verbindungsmaterial-Extruderköpfe bei einer gemeinsamen Längsnahtbildung für alle Lagen sich gegenseitig behindern würden.

Aufgabe der Neuerung ist es, einen ein- oder mehrlagigen Sack oder Beutel der eingang näher beschriebenen Art zu schaffen, der die Nachteile eines Schlauches oder Beutels mit schlauchförmig zugeführten Verbindungsmaterial nicht aufweist, d.h., daß die Gefahr eines Absinkens de*· Temperatur des extrudierten Verbindungsmaterials gebannt ist und daß sich Folien auch in

mehreren Lagen gleichzeitig und mit nur einem Extruderkopf verbinden lassen. Natürlich sollen auch die Nachtelle die bei Säcken oder Beuteln auftreten, bei denen das Verbindungsmaterial in Form eines runden Stranges oder in 7orm eines flachen breiten Streifens zugeführt wird, vermieden werden, d.h., es sollen sich auch wärmeempfindliche gereckte Folienmaterialien ohne Festigkeitseinbuße im Nahtbereich miteinander verbinden lassen, die fertige Verbindungsnaht darf nicht wulstartig ausgebildet sein und sie muß eine über die Nahtbreite gleich gute Haftfestigkeit gewährleisten, ferner soll das Verbindungsmaterial formtreu innerhalb der Zuführungsstrecke bleiben, damit ein sicherer Betrieb und konstant gleichbleibende Nahteigenschaften erzielbar sind.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Verbindungsmaterial· aus mehreren im Überlappungsbereich einer Längsnaht parallel nebeneinander verlaufenden monofilen Fäden besteht.

Aufgrund der neuerungsgemäßen Aufteilung des Verbindungsmaterials in mehrere monofile Fäden wird eine Vielzahl von schmalen Berührungs- und Kontaktstreifen zwischen den Flachbahnen und dem Verbindungsmaterial hergestellt, die in ihrer Gesamtheit die erforderliche Gesamtbreite des Kontakt Streifens ergeben. Aufgrund der Aufteilung des Verbindungsmaterials in viele Einzelfäden wird aber auch dessen Masse je Nahtlängeneinheit und damit dessen Wärmespeicherkapazität und somit wiederum der Wärmeeingang in das Bahnmaterial auf das unDedingt notwendige Minimum reduziert, so daß auch gerecktes Folienmaterial ohne Festigkeitseinbuße verschweißt werden kann.

Gleichzeitig wird aber aufgrund der Aufteilung des Verblndungsmaterials in viele Fäden eine formstäbile Extrusion des Verbin4ungsmaterials erzielt und aufgrund der flachen Bauweise eines solchen Fadenextrusionskopfes die Möglichkeit eröffnet, möglichst nah mit der Extruderdüse an die Auftragsstelle heranzugehen, so daß die Zuführstrecke sehr kurz und damit der Wärmeverlucit des Verbindungsmaterials in der Zuführstrecke trotz der geringen Wärmespeicherkapazität der Fäden vernachlässigbar klein ist.

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Die Neuerung ist anhand zweier In den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Querschnitt durch einen einlagigen Sack mit einer erfindungsgemäßen Längsnaht in vergrößerter Darstellung,

Pig. 2 die Einzelheit A der Fig. 1 in noch größerer Darstellung und

Fig. 3 den Querschnitt durch einen zweilagigen Sack mit einer erfindungsgemäßen Längsnaht.

Bei dem in Pigr 1 dargestellten Sack ist eine zunächst flache Kunststoffolienbahn B von der Stärke s zu einem Schlauen zusammengeschlagen, derart, daß sich die Bahnkanten K₁ und Kp um den Betrag der Nahtbreite N überlappen. In diesen Überlappungsbereich sind im dargestellten Beispiel fünf monofile Fäden F, deren Durchmesser d (siehe Fig. 2) etwa dem Vierfachen der Folienstärke entspricht, durch einen flachen kleinen in den Überlappungsbereich hineingehaltenen Extruderkopf elnextrudiert worden, während der endlose, an der Naht noch offenen Schlauch an dem Extruderkopf vorbeigezogen wurde. Der Extruderkopf hat senkrecht zur Folienerstreckung etwa die Stärke eines Bleistiftes (8 - lomm) und die beiden sich überlappenden nocht nicht verschweißten Randstreifen haben demöntsprechend an der Stelle des Extruderkopfes nur einen geringen gegenseitigen Abstand. Diese geringe Erstreckung des Extruderkopfes ist auf die erfindungsgemäße Maßnahme zurückzuführen, nur dünne nebeneinanderliegende Fäden in den Überlappungsbereich hineinzuspinnen. Die flache Extruderkopf-Konstruktion wiederum erlaubt es, die Zuführstrecke der Fäden, d.h. den Abstand zwischen der Austritt sstelle der Fäden aus dem Extruderkopf und dem Punkt, an dem die Fäden mit beiden im Überlappungsbereich einander zugekehrten Flächen der Folienbahn Kontakt haben, S3hr kurz, z.B. 4o mm, zu halten. Das bedeutet bei z.B. loo m/min Arbeitsgeschwindigkeit eine Aufenthaltszeit der Fäden zwischen Extruderaustritt und Bahnkontakt in der freien Umgebungsluft von 24 Millisekunden. Diese Zeit ist so kurz, daß der Wärmeverlust

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während der Zuführzeit selbst bei der geringen Masse und der dementsprechend geringen Wärmespeicherkapazität der Fäden vernachlässigt werden kann.

Wie in der in Fig. 2 stark vergrößert dargestellten Einzelheit A der Naht durch die Linie W angedeutet ist, 1st der Wärmeeintrag in das Folienmaterial aufgrund der geringen Masse des Fadens so gering, daß nicht der ganze Querschnitt des Folienmaterials von der Erwärmung erfaßt wird. Die Linie W stellt den Verlauf einer Isotherme bei der Nahtverschweißung dar, und zwar derjenigen Isotherme, deren Temperatur der Erweichungstennperatur entspricht. Das auf der dem Faden F zugekehrten Seite der Wärraefront-Linie W liegende Material der Bahn ist über den Erweichungspunkt erhitzt worden, das jenseits der Wärmefront liegende Material ist lediglich auf Temperaturen, die unterhalb des Erweichungspunktes liegen, durch den Faden erhitzt worden. Die Wärmefront ist nicht bis auf die gegenüberliegende Folienoberlfäche hindurchgedrungen, sondern ist im Innern der Folienbahn aufgrund einer natürlichen und rechtzeitigen Abkühlung und Erschöpfung des Wärmeinhaltes des Fadens zum Stehen gekommen. Es verbleibt nojh ein mit dem Buchstaben s¹ angedeuteter Querschnitt, der von der Wärmefront nicht erfaßt wurde.

Dieses zum Stehen kommen der Wärmefrontim Materialinnern der Folien ist auf die geringe Wärmespeicherkapazität der erfindungsgemäßen Einzelfäden des Verbindungsmaterials zurückzuführen und hat unmittelbar die beiden entscheidenden Vorteile zufolge, daß die Gefahr einer Verschweißtfng der im Sackinnern einander zugekehrten Folienoberflächen (Durchschweißen des Sackes entlang der Längsnaht) mit Sicherheit gebannt ist und daß auch hoch-kaltgerecktes wärmeempfindliches Material ohne wesentliche Festigkeitseinbuße verschweißt werden kann. In den von der Wärmefront W noch nicht erfaßten Querschnitt s^f ist die durch die Kaltreckung erzielte erhöhte Festigkeit der Sackfolie noch voll erhalten geblieben. Insbesondere unter der Bezeichnung Bändchengewebe bekanntgewordene Sackmaterialien und damit zusammengesetzte Verbundmaterialien lassen sich günstig mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verschweißen. Bändchengewebe

sind Gewebe aus schmalen Bündchen, welche aus hochkaltgereckter Kunststoffolle bestehen.

Wie ebenfalls aus der in Fig· 2 dargestellten Einzelheit Λ hervorgeht, 1st der ehemals wenigstens angenähert runde Faden (strichpunktierte Linie, Durchmesser d) durch das Zusammendrücken der Naht kurz nach dem Aufbringen der Fäden abgeplattet und es entsteht dadurch zwischen Faden und Sackfolie ein Kontaktstreifen von der Breite b. Durch die Mehrfachanordnung der Fäden im ? Nahtbereich entsteht insgesamt ein in Einzelstreifen aufgelöster t Kontaktstreifen von insgesamt ausreichender Breite und Haltbar-

h keit.

\ Die Auflösung der Kontakt- und Haftzone in mehrere Einzelstrei-

I fen erbringt gegenüber einer Längsnaht mit einheitlicher ins-

% gesamt gleichbreiter Haftzone eine Nahtverfestigung, da bei der

ΐ in Einzelstreifen aufgelösten Haftzone vor einem etwaigen Naht-

I bruch die Abschälfestigkeit jeder Teilnaht durch Einreißen ent-

I lang der Nahtwurzel einzeln überwunden werden müßte, die Ein-

I reißfestigkeit an der Nahtwurzel einer kleinen Naht aber etwa

ί: gleich groß ist, wie die entsprechende Festigkeit einer großen

Naht.

I Bt-i dem in Fig. 3 dargestellten Querschnitt eines zweilagigen

I Sackes sind in bekannter Weise zwei flache Lagen von Kunst-

i Stoffbahnen B. und Bp schlauchartig zusammengeschlagen worden,

f derart, daß sich die zu einer Bahn gehörenden Bahnkanten in

I einem Überlappungsbereich N₁ und Np überlappen. Die Nähte,

; mit denen die überlappenden Bahnkanten miteinander verschweißt sind, weisen vier Einzelfäden F auf. Die Nähte der beiden Lagen

■ sind auf eine solche Weise mit geringem Abstand nebeneinander-

!' gelegt, daß die im Nahtbereich dem Sackinnern zugekehrten Bahnkanten der Einzellagen positiv gestaffelt sind, dJi.die untere

■ Bahnkante hinter der draufliegenden Bahnkante hervorschaut. Bei dieser Anordnung der Lagen können beide Nähte gleichzeitig in

? einem Arbeitsgang mit einem einzigen Extruderkopf hergestellt r werden. Ein für das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel ί eines Sackes geeigneter Extruderkopf wäre in seiner senkrecht

^ zur Foljenebene liegenden Erstreckung auch lediglich etwa bleistiftstark und der Extruderkopf würde sich in Folienrichtung

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senkrecht zur Naht über beide Nahtbreiten hinwegerstrecken. Ein solcher Folienkopf weist für das dargestellte Ausführungs beispiel insgesamt 8 SpinndüsenJffnungen auf und zwar zwei Gruppen zu je vier öffnungen, die mit einem etwas größeren Abstand als dem Padenabstand aneinanderschließen.

Es lassen sich nach diesem Vorbild auch Säcke mit noch mehr Lagen herstellen.

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Claims (1)

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   Aktenzeichen: G 72 28 831.4

   Schutzanspruch

   Ein- oder mehrlagiger Sack oder Beutel aus heißsiegelfähigem Material mit einer Längsnaht in jeder Materiallage, bei dem die durch die Längsnaht zu verbindenden Materiallagenkanten sich überlappen und die Materiallagen im Überlappungsbereich durch zwischen die Lagen extrudiertes heißsiegelfähiges, während der Nahtbildung noch auf Siegelhitze erwärmtes Material (Verbindungsmaterial) und durch während der Nahtbildung auf die Materiallagen ausgeübten Druck miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmaterial aus mehreren im Überlappungsbereich einer Längsnaht parallel nebeneinander verlaufenden monofilen Fäden besteht.