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Verfahren zur Herstellung eines geblasenen Schlauches aus thermoplastischem Kunststoff und nach diesem Verfahren hergestellter Schlauch
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines geblasenen Schlauches aus thermoplastischem Kunststoff, der an einer oder mehreren begrenzten Stellen seines Umfanges mit zur Längsachse parallel verlaufenden Materialverdickungen versehen ist.
Es ist bekannt, dass Änderungen des Querschnittes an den Austrittsschlitzen von Strangpressdüsen die Materialdurchsatzgeschwindigkeit verändern. Es bedarf demnach nur einer bestimmten Formgebung des Düsenaustrittschlitzes, um an gewünschten Stellen einen schnelleren Materialfluss und damit eine Materialstärkenveränderung zu bewirken. Diese Massnahme wurde bisher bei der Herstellung von Gegenständen ohne nachträgliche Reckung im Strangpressverfahren erfolgreich angewendet (vgl. österr. Patentschrift Nr. 201851). Sie ist möglich, wenn keine besonderen Festigkeitsansprüche gestellt werden und Gegenstände genormter Dimension hergestellt werden.
Das Blasverfahren higegen dient in erster Linie zur Herstellung von dünnwandigen Schläuchen, an welche jedoch verhältnismässig grosse Festigkeitsansprüche gestellt werden. Diese Festigkeitsansprüche können nur durch biaxiale Reckung des stranggepressten Schlauchmaterials erfüllt werden. Wie die Bezeichnung biaxial erkennen lässt, wird nach diesem Verfahren das stranggepresste Material in noch heissem Zustand sowohl der Schlauchlänge nach als auch der Breite nach gedehnt und damit ein optimaler molekularer Verkettungsprozess ermöglicht. Es bewegt sich beispielsweise die Reckung nach der Breite des Schlauches im Verhältnis von 1 : 2, 5 bis 1 : 4 des Umfanges des Düsenschlitzes. Man kann mit einer Düse Schläuche in den vorerwähnten Grenzen mit optimaler Festigkeit blasen.
Nicht der Umfang der Düsenöffnung, sondern das Aufblasverhältnis bestimmt demnach in weiten Grenzen den Schlauchumfang bzw. die Breite des produzierten Schlauches.
Beim Aufblasen eines Schlauches verbreitern sich auch die Materialverdickungen. Wenn eine bestimmte Breite der Verdickungen unabhängig vom erreichten Schlauchumfang gewünscht wird, hat das zur Folge, dass für jedes Aufblasverhältnis und damit für jede Schlauchdimension eine bestimmt geformte Düse erforderlich ist. Da das Erstarrungsverhalten der Verdickungen von dem des übrigen Schlauches abweicht, lässt sich die Form der passenden Düse überdies ur empirisch feststellen. Wegen des unkontrollierten Verfliessens der Materialverdickungen beim Aufblasen liessen sich Schläuche mit profilierten Verdickungen bisher überhaupt nicht herstellen.
Weiters ist ein Verfahren bekannt, gemäss welchem ein zweifärbiger Schlauch im Zusammenwirken von zwei Strangpressen, die die plastifizierte Masse durch ein und dieselbe Düse ausstossen, erzeugt werden kann, wobei die Strangpressen mit unterschiedlich eingefärbtem Material beschickt werden. Den eigentlichen Schlauch aus einem Kunststoff mit wesentlich anderem Schmelzbereich zu fertigen als die Materialverdickungen war bisher jedoch nicht möglich.
Dünnwandige Schlauchbahnen werden in ganz grossem Umfang zur Herstellung von Verpackungen in Beutelform verwendet. Die Vielfalt der gestellten Verpackungsaufgaben hat zu einer weitgehenden Spezialisierung hinsichtlich Grösse, Formgebung, Ausstattung und Materialbeschaffenheit geführt.
Insbesondere an Reissfestigkeit und Standfestigkeit werden hohe Anforderungen gestellt.
Die Papierindustrie hat Tragbeutel aus festen Papiersorten seit langem in grossem Umfang auf den
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Markt gebracht und die Verkaufsverpackung weitgehend revolutioniert. Hiezu wurden umfangreiche und kostspielige Maschinenanlagen entwickelt, die eine vollautomatische und damit rationelle Fertigung solcher Beutel ermöglichen. Papiertragtaschen zeichnen sich durch eine hohe Standfestigkeit aus und haben sich damit einen beachtlichen Marktanteil, insbesondere als Textilverkaufsverpackung gesichert. Nachteilig bei Papiertragtaschen wirken sich die begrenzte Reissfestigkeit und die Feuchtigkeitsempfindlichkeit aus. Plastiktaschen vermeiden diese Mängel, sind jedoch materialbedingt weich und flexibel.
Die Kunststoffindustrie hat sich verhältnismässig spät dieser Art von Verkaufsverpackungen angenommen. Eine Reihe von Lösungen, teilweise in Anlehnung an die Papiertragtaschenfertigung, wurde versucht und auf den Markt gebracht. Ihnen allen ist das eine gemeinsam, dass sie die Lösung der anstehenden Probleme in die Endfertigung verlegen. Zum Teil recht komplizierte Beutelherstellungsmaschinen übernehmen die Verstärkung der am meisten beanspruchten Beutelränder, andere Maschinen besorgen wieder das Anschweissen von stabilen Tragbügeln im Bereiche der Beutelöffnung. Alle diese Lösungen benötigen komplizierte technische Einrichtungen und sind kostspielig.
Die Erfindung soll den Endverarbeitern von Schlauchfolien ein Spezialmaterial, insbesondere für Plastiktragtaschen an die Hand geben, das hinsichtlich Reissfestigkeit und Standfestigkeit maximalen Anforderungen gerecht wird und ohne besonderen technischen Aufwand rationell endverarbeitet werden kann.
Zu diesem Zweck soll ein Schlauch hergestellt werden, der auf herkömmlichen Schweissmaschinen verarbeitet werden kann, um Beutel mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten. Der Schwerpunkt der Lösung wird aber in die Herstellung des Vorproduktes verlegt.
Die Erfindung erfüllt die gestellte Aufgabe unter Vermeidung der Nachteile der bisher bekannten Verfahren dadurch, dass der Schlauch im Bereich der Materialverdickungen zusätzlich gekühlt wird.
Auf diese Weise lassen sich Breite und Stärke der Verdickungen einfach regulieren. Sobald die Abkühlung der Verdickungen genügend weit fortgeschritten ist, erstarrt das Polymer an diesen Stellen und bleibt während des weiteren Aufblasvorganges in seiner Form erhalten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens eine Materialverdickung aus einem andern Polymer besteht als der Schlauchkörper. Dabei ist es möglich, Kunststoffe mit unterschiedlichem Schmelzindex durch eine Düse auszupressen. So ist es beispielsweise möglich, verstärkte Schläuche aus Hoch-und Niederdruckpolyäthylen durch eine Düse auszupressen, wobei die Materialverdickung aus Niederdruckpolyäthylen, der übrige Schlauch aus Hochdruckpolyäthylen besteht bzw. umgekehrt. Es können beispielsweise hochtransparente mit opaken bzw. eingefärbten Materialien, oder extrem zähe mit weniger zähen Materialien kombiniert werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es nunmehr auch möglich, Schläuche zu blasen, bei denen wenigstens eine Materialverdickung in Längsrichtung verlaufende Rippen aufweist, da das Profil der Verdickungen nun nicht mehr wie bei den bisher bekannten Verfahren zerfliesst.
Der Verwendungsbereich für die erfindungsgemäss hergestellten Schläuche ist ein mannigfacher und die daraus gefertigen Beutel sind unterschiedlich und dem jeweiligen Verwendungszweck anpassbar.
Eine einseitige Verstärkung am Griffrand eines Beutels aus dünnwandigem Material eigenet sich für viele Verpackungen von leichten Textilien und andern flachliegenden Gütern. Beutel mit und ohne Bodenfalte und mit verstärktem oberem RAnd sind zur Anbringung von stabilen Kunststoffbügeln verwendbar. Die hiebei erzielte Schweissnaht ist von einer sonst nicht zu erreichenden Festigkeit. Auch der sogenannte verschliessbare Trag-und Hängesack kann unter Verwendung dieser Schlauchtype mit geringem technischem Aufwand gefertigt werden.
Es können auch am Schlauchumfang zwei sich diametral gegenüberliegende Materialverdickungen vorgesehen werden, in welche beim Aufrollen des Schlauches dessen Kanten zu liegen kommen. Derartige Schläuche können mit beidseits gleichmässiger oder auf einer Seite mit ungleichmässiger (rippenförmiger) Verstärkung erzeugt werden, wobei die Beutelöffnung bzw. der Traggriff in die rippenförmige verstärkte Seite geschnitten werden. Derart hergestellte Schlauchrollen weisen keinerlei Konizität auf und sind daher in jeder Technik einwandfrei zu bedrucken. Die Möglichkeit, beim Schweissvorgang nachträglich eine Falte einzulegen, gibt dem daraus geformten Boden eine besondere Stabilität.
Es ist ferner möglich, bereits beim Strangpressvorgang in die verstärkten Randzonen Falten einzulegen. Zur Bildung der Beutelöffnung wird eine Falte in der Tiefe geschnitten. Die Faltenlappen werden zusammengeschweisst und durch Perforation ein Traggriff gebildet. Das Zusammenschweissen der Faltenlappen bis über die ganze Breite der Falte verleiht dem Griffrand eine kartonähnliche Steifheit und Einreissfestigkeit.
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Der charakteristische Tragbeutelschlauch besitzt einen verstärkten Griffrand und eine verstärkte Bodenfalte. Der Griffrand zeigt eine gleichmässige oder ungleichmässige (rippenartige) Materialverstärkung. Letztere Ausführung gibt dem Griffrand eine besondere Festigkeit. Die zwischen den Verstärkungsrippen befindlichen materialdünneren Partien dienen der Materialeinsparung. Die Rippen können verhältnismässig stark gehalten sein, ohne zu einer Konizität der Schlauchrolle zu führen, weil sich die schmalen Verstärkungsrippen beim Aufrollen ohne Schwierigkeit in die Rippenzwischenräume der unteren Schlauchlagen einbetten. Die im Material dünneren Rippenzwischenräume ergeben beim Komfektionieren ausreichend feste Seitennähte.
Nach dem vorgeschlagenen Verfahren kann natürlich auch ein Schlauch mit vier am Schlauchumfang in gleichen Abständen angeordneten Verdickungen geblasen werden, wobei in zwei die Schlauchkante bildende Bereiche Falten eingelegt werden, während je eine Verdickung in genau gleichem Abstand von den Schlauchkanten angeordnet ist. Die Schlauchbreite ist hier jeweils gleich der doppelten Länge der daraus zu fertigenden Tragbeutel. Im gleichen Abstand von den Schlauchkanten weist dieser Schlauch im Mittelteil an seiner Vorder-und Rückseite eine Verstärkungspartie auf, die so breit gehalten ist, dass bei Führung des Trennungsschnittes noch beidseits ein genügend breiter verstärkter Griffrand gegeben ist. Die Trennung des Schlauches in zwei gleiche Hälften wird zweckmässigerweise erst bei der Weiterverarbeitung in der Schweissmaschine vorgenommen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines geblasenen Schlauches aus thermoplastischem Kunststoff, der an einer oder mehreren begrenzten Stellen seines Umfanges mit zur Längsachse parallel verlaufenden
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der Materialverdickungen zusätzlich gekühlt wird.
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Process for the production of a blown hose from thermoplastic synthetic material and hose produced according to this process
The invention relates to a method for producing a blown tube made of thermoplastic material, which is provided with material thickenings running parallel to the longitudinal axis at one or more limited points on its circumference.
It is known that changes in the cross section at the outlet slots of extrusion nozzles change the material throughput rate. Accordingly, only a certain shape of the nozzle outlet slot is required in order to bring about a faster material flow and thus a change in material thickness at the desired points. This measure has so far been successfully used in the production of objects without subsequent stretching in the extrusion process (cf. Austrian patent specification no. 201851). It is possible if no particular strength requirements are made and objects of standardized dimensions are manufactured.
The blow molding process, on the other hand, is primarily used to manufacture thin-walled hoses, which are, however, subject to relatively high strength requirements. These strength requirements can only be met by biaxially stretching the extruded hose material. As the designation biaxial shows, after this process the extruded material is stretched both in terms of tube length and width while it is still hot, thus enabling an optimal molecular linking process. For example, the stretching moves according to the width of the hose in a ratio of 1: 2.5 to 1: 4 of the circumference of the nozzle slot. You can use a nozzle to blow hoses within the aforementioned limits with optimum strength.
It is not the circumference of the nozzle opening, but rather the blow-up ratio that determines the circumference of the hose or the width of the hose produced within wide limits.
When a hose is inflated, the thickening of the material also widens. If a certain width of the thickenings is desired regardless of the hose circumference achieved, this means that a specific shaped nozzle is required for each blow-up ratio and thus for each hose dimension. Since the solidification behavior of the thickenings differs from that of the rest of the hose, the shape of the appropriate nozzle can also be determined empirically. Because of the uncontrolled flow of the thickened material during inflation, hoses with profiled thickenings could not be produced at all.
Furthermore, a method is known according to which a two-colored tube can be produced in the cooperation of two extrusion presses which eject the plasticized mass through one and the same nozzle, the extrusion presses being charged with differently colored material. To manufacture the actual hose from a plastic with a significantly different melting range than the thickened material has not been possible until now.
Thin-walled tubular webs are used to a very large extent for the production of packaging in bag form. The variety of packaging tasks has led to extensive specialization in terms of size, shape, equipment and material properties.
In particular, high demands are made on tear resistance and stability.
The paper industry has been using carrier bags made of solid types of paper to a large extent for a long time
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Brought to the market and largely revolutionized sales packaging. For this purpose, extensive and costly machine systems have been developed that enable fully automatic and therefore efficient production of such bags. Paper carrier bags are characterized by a high level of stability and have thus secured a considerable market share, especially as textile sales packaging. The disadvantage of paper carrier bags is their limited tear strength and sensitivity to moisture. Plastic bags avoid these defects, but are soft and flexible due to the material used.
The plastics industry adopted this type of sales packaging relatively late. A number of solutions, partly based on the production of paper carrier bags, were tried and brought onto the market. They all have one thing in common that they move the solution of the pending problems to the final production. Bag manufacturing machines, some of which are quite complicated, take on the reinforcement of the most stressed bag edges, other machines again weld on stable carrying brackets in the area of the bag opening. All of these solutions require complex technical facilities and are expensive.
The invention is intended to provide the end processors of tubular films with a special material, in particular for plastic carrier bags, which meets maximum requirements in terms of tear resistance and stability and can be finished efficiently without any special technical effort.
For this purpose, a tube is to be produced that can be processed on conventional welding machines in order to obtain bags with the desired properties. However, the focus of the solution is shifted to the manufacture of the preliminary product.
The invention achieves the stated object while avoiding the disadvantages of the previously known methods in that the hose is additionally cooled in the area of the thickened material.
In this way, the width and thickness of the thickenings can be easily regulated. As soon as the cooling of the thickened areas has progressed sufficiently, the polymer solidifies at these points and remains in its shape during the further inflation process.
In a preferred embodiment of the invention it is provided that at least one material thickening consists of a different polymer than the hose body. It is possible to press out plastics with different melt indexes through a nozzle. For example, it is possible to press reinforced hoses made of high and low pressure polyethylene through a nozzle, the material thickening consisting of low pressure polyethylene, the rest of the hose consisting of high pressure polyethylene or vice versa. For example, highly transparent materials can be combined with opaque or colored materials, or extremely tough materials can be combined with less tough materials.
In a further embodiment of the invention, it is now also possible to blow hoses in which at least one thickened material has ribs running in the longitudinal direction, since the profile of the thickened areas no longer dissolves as in the previously known methods.
The areas of use for the tubes produced according to the invention are manifold and the bags made from them are different and can be adapted to the respective purpose.
A one-sided reinforcement on the handle edge of a bag made of thin-walled material is suitable for many packaging of light textiles and other flat-lying goods. Bags with and without a bottom gusset and with a reinforced upper edge can be used to attach stable plastic hangers. The weld seam achieved here is of a strength that would otherwise not be achievable. The so-called closable carrying and hanging bag can also be manufactured using this type of hose with little technical effort.
Two diametrically opposed material thickenings can also be provided on the tube circumference, in which the edges come to rest when the tube is rolled up. Such hoses can be produced with uniform reinforcement on both sides or with non-uniform (rib-shaped) reinforcement on one side, the bag opening or the handle being cut into the rib-shaped reinforced side. Hose reels produced in this way have no conicity whatsoever and can therefore be printed perfectly using any technique. The possibility of inserting a fold afterwards during the welding process gives the base formed from it a special stability.
It is also possible to insert folds in the reinforced edge zones during the extrusion process. To form the bag opening, a fold is cut in depth. The fold flaps are welded together and perforated to form a handle. The welding of the fold flaps together over the entire width of the fold gives the grip edge a cardboard-like rigidity and tear resistance.
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The characteristic carrying bag tube has a reinforced grip edge and a reinforced bottom fold. The grip edge shows an even or uneven (rib-like) material reinforcement. The latter design gives the grip edge a special strength. The thinner parts located between the reinforcement ribs serve to save material. The ribs can be kept relatively strong without leading to a conical shape of the hose roll, because the narrow reinforcing ribs embed themselves without difficulty in the spaces between the ribs of the lower hose layers when rolled up. The gaps between the ribs, which are thinner in the material, result in sufficiently strong side seams during assembly.
According to the proposed method, a hose with four thickenings arranged at the same distance on the hose circumference can of course also be blown, with folds being inserted in two areas forming the hose edge, while one thickening is arranged at exactly the same distance from the hose edges. The tube width is here in each case equal to twice the length of the carrier bags to be produced from it. At the same distance from the hose edges, this hose has a reinforcement section on its front and rear side in the middle part, which is kept so wide that a sufficiently wide, reinforced grip edge is provided on both sides when the separating cut is made. The separation of the hose into two equal halves is expediently only carried out during further processing in the welding machine.
PATENT CLAIMS:
1. A method for producing a blown tube made of thermoplastic material, which at one or more limited points on its circumference with parallel to the longitudinal axis
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the thickened material is additionally cooled.