PL188058B1

PL188058B1 - Układ zmniejszający poślizg materiałów

Info

Publication number: PL188058B1
Application number: PL98356951A
Authority: PL
Inventors: Sr Jozsef Mandzsu; Jr Jozsef Mandzsu; Zoltan Mandzsu
Original assignee: Jr Jozsef Mandzsu; Sr Jozsef Mandzsu; Zoltan Mandzsu
Priority date: 1997-02-05
Filing date: 1998-01-27
Publication date: 2004-12-31
Also published as: CZ270099A3; DE69833851T2; NO993356D0; AU735434B2; CN1246823A; WO1998034775A3; RU2204482C2; BR9807822A; EP1015229B9; NO993356L; ES2256929T3; NO317875B1; EP1015229B1; AU6002398A; CA2280091C; US6444080B1; JP2001511084A; JP4428726B2; EP1015229A2; ATE320338T1

Abstract

1. Uklad zmniejszajacy poslizg materialów, zwlaszcza termoplastycznych materialów opakowaniowych, obejmuja- cy czesci powierzchni pierwszego i drugiego materialu, przy czym czesc powierzchni pierwszego materialu jest chropo- wata dzieki wystepom powierzchni oraz element wiazacy o strukturze wlóknistej, który to element wiazacy znajduje sie co najmniej czesciowo na czesci powierzchni drugiego materialu i jest co najmniej czesciowo przymocowany do czesci powierzchni drugiego materialu dla zapobiezenia slizganiu sie po powierzchni, znam ienny tym, ze wysokosc co najmniej czesci wystepów chropowatej powierzchni materialu jest wieksza od polowy najmniejszej grubosci wlókien elementu wiazacego, a struktura wlóknista elementu wiazacego jest na tyle luzna, ze umozliwia wnikanie co najmniej czesci wystepów w strukture wlóknista dzieki temu, ze istnieje wolna przestrzen pomiedzy wlóknami elementu wiazacego na co najmniej czesc wystepów, a element wiazacy znajdujacy sie co najmniej czesciowo na czesci powierzchni drugiego materialu znajduje sie czescio- wo lub calkowicie na co najmniej czesci lub czesciach tej czesci powierzchni drugiego materialu, która za posrednic- twem elementu wiazacego jest polaczona lub jest polaczona podczas stosowania z chropowata powierzchnia czesci powierzchni pierwszego materialu lub chropowata po- wierzchnia czesci powierzchni innego materialu o chropo- watosci powierzchni takiej samej jak chropowatosc czesci powierzchni pierwszego materialu PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ zmniejszający poślizg materiałów, zwłaszcza termoplastycznych materiałów opakowaniowych. W znaczeniu używanym w opisie określenie „materiał opakowaniowy” obejmuje wyroby z tworzyw sztucznych o różnej grubości, takie jak płyty, arkusze i błony i folie, które ewentualnie mogą zawierać podłoże lub warstwy powło188 058 kowe. Znaczenie to obejmuje również wyroby typu płyt o różnej grubości, od bardzo cienkich do znacząco grubych.

Wiadomo, że wytwarzanie materiałów termoplastycznych rozpoczyna się od wytworzenia odpowiednich mieszanek lub granulatów, po czym nieprzetworzony materiał topi się lub formuje przez ogrzewanie, a żądany wyrób formuje się w urządzeniu poprzez odlewanie z dyszy lub wytłaczanie materiału przez szczelinę dyszy wytłaczającej.

Szczelina nie musi zapewniać uzyskania wyrobu płaskiego, takiego jak folia czy arkusz, gdyż np. w przypadku wyrobów typu węży ma ona również kształt kolisty.

Aby osiągnąć ostateczny kształt oraz w celu jego ustabilizowania na wyjściu ze szczeliny urządzenia lub przy wyjmowaniu z formy, uformowany produkt zestala się przez chłodzenie. Najczęściej chłodzenie prowadzi się przez nadmuch zimnego powietrza. Po ochłodzeniu nie będą się już pojawiać niepożądane odkształcenia, toteż produkt można pociąć na odpowiednie wymiary, zgrzewać itp.

Jakość powierzchni wyrobu zależy głównie od powierzchni urządzenia, zwykłe jest ona całkowicie gładka.

Podobnie jak w sposobach wspomnianych powyżej, materiały termoplastyczne, np. folie termoplastyczne można formować termicznie, albo też można je poddawać dalszej obróbce.

W przypadku wyrobów wytworzonych z folii z tworzyw sztucznych często występują problemy związane z tym, że takie wyroby z folii, np. okładki, będą się po sobie ślizgać gdy zostaną ułożone jedna na drugiej, co może doprowadzić do wypadania dokumentów, wskutek czego kawałki papieru mogą ulec zabrudzeniu i uszkodzeniu lub zniszczeniu. Podobnie w przypadku worków z tworzyw sztucznych, stosowanych zamiast wcześniej używanych zwykłych worków z tkanin, gdy umieszcza się je jeden na drugim, to przy układaniu górnych worków w przypadku nawet najmniejszego wychylenia środka ciężkości worki o gładkich powierzchniach leżące jeden na drugim mogą ślizgać się jeden po drugim, nie mówiąc już o ' wstrząsach występujących podczas transportu lub przesyłaniu pomiędzy zakładami.

Dotychczas ślizganiu się worków z tworzyw sztucznych starano się zapobiec w różny sposób. Najbardziej oczywistym sposobem wydaje się stosowanie worków układanych jeden na drugim mających powierzchnię powlekaną klejem. Takie rozwiązanie stwarza problem doboru i jakości kleju. W większości przypadków, gdy użyje się kleju o doskonałej jakości, trudno jest oderwać worki od siebie bez spowodowania uszkodzenia (zniszczenia) folii z tworzywa sztucznego, natomiast przy użyciu kleju złej jakości również nie można osiągnąć celu wskutek niewystarczającej wytrzymałości połączenia klejowego.

Jako innego typu rozwiązanie próbowano nadać powierzchni właściwości przeciwpoślizgowe przez uformowanie nierówności w materiale folii. Zgodnie z typowym rozwiązaniem tego rodzaju, ujawnionym w DE 3437414, folię tłoczy się w kierunku od wewnętrznej strony worka, przy czym na zewnętrznej powierzchni worków tworzą się wypukłości. W ten sposób poślizg pomiędzy powierzchnią folii z nierównościami i jakąkolwiek inną powierzchnią bez żadnych wypukłości nie zmniejsza się, a poślizg pomiędzy dwiema powierzchniami z wypukłościami tego rodzaju zmniejsza się w pewnym stopniu w wyniku zetknięcia się odpowiednich wypukłości należących do przeciwnych powierzchni. Takie wypukłości nie są jednak pełne i przy normalnym dociśnięciu do przeciwległej powierzchni folii zazwyczaj zostają spłaszczone i są łukowato zaokrąglone. Zatem działanie zmniejszające poślizg nie jest zadowalające. Zgodnie z innym rozwiązaniem opartym na podobnej zasadzie stosuje się rowki w ustniku urządzenia do odlewania przed szczeliną, w wyniku czego powierzchnia folii zawiera żebra usytuowane w kierunku ruchu materiału podczas wytwarzania tej folii. W ten sposób problem rozwiązano tylko częściowo, gdyż można zapobiec jedynie ślizganiu się w kierunku prostopadłym do linii wspomnianych żeber, a wyrób może swobodnie ślizgać się w innym kierunku. Próbowano również nadać powierzchniom wytłaczanych arkuszy folii właściwości przeciwpoślizgowe przez uformowanie wzniesień i wgłębień z zastosowaniem prowadzących folię wałków o nierównej powierzchni, w wyniku czego zostają uformowane wypukłości na powierzchni folii. Takie ukształtowanie teoretycznie powinno być odpowiednie dla zapobiegania ślizganiu się w dowolnym kierunku, jednak wymaganego efektu nigdy nie udało się osiągnąć.

188 058

Zgodnie z innym znanym rozwiązaniem nieprzetworzony granulat tworzywa sztucznego miesza się z substancją obcą, której nie można równomiernie rozprowadzić w podstawowym tworzywie sztucznym, wskutek czego tworzą się garby. Jednakże przy przetwórstwie takiego rodzaju wytłaczarka i połączone cylindry przepływowe są narażone na ścieranie, toteż urządzenie szybko zużywa się, a ponadto nie można kontrolować rozmieszczenia grudek w wymagany sposób.

Zastosowano także sposób, w którym garby zostają uformowane na obu stronach folii przez zmieszanie surowca z pewnymi dodatkami chemicznymi. Wadą takiego wyrobu jest wysoki koszt, gdyż dodatek, którego cena jest wysoka, należało dodawać w stosunkowo dużych ilościach, a także z tego względu, że garby tworzą się na obu stronach wyrobu, co ogranicza zakres jego stosowania.

Wszystkie wyżej wspomniane wyroby są drogie ze względu na duże koszty wytwarzania, nieekonomiczne, a ponadto nie spełniają wymagań w odpowiednim stopniu. Dotychczas nie znaleziono odpowiednich sposobów, które mogłyby z powodzeniem rozwiązać ten problem. Kolejną wadą wszystkich tych rozwiązań jest ponadto to, że garby i wybrzuszenia powierzchni są pokryte tym samym materiałem, z którego jest wytworzona folia i chociaż są w większym stopniu narażone na ścieranie, ich odporność na ścieranie jest taka sama, jak innych części folii.

Wspólną wadą opisanych powyżej rozwiązań jest to, że wytrzymałość produktu na rozciąganie jest zmniejszona ze względu na osłabienie struktury lub obecność cząstek obcych substancji w strukturze.

Z DE 4207210 znany jest sposób, zgodnie z którym powierzchnię elementu w postaci płyty termoplastycznej, wytworzonej wtryskowo (produktu końcowego) ogrzewa się lub częściowo zmiękcza w celu wytworzenia stopionej warstwy do osadzania w niej cząstek. Powierzchnię tworzywa sztucznego należy ogrzać, korzystnie dwa razy i/lub trzeba zastosować wałki dociskające, aby zapewnić skuteczną przyczepność/połączenie. W opisie podano, że cząstki głęboko osadza się w powierzchni. Materiał takich cząstek może być bardzo różny, a ich cechy geometryczne nie mają większego znaczenia. Zastosowanie takiego sposobu w przypadku jakichkolwiek elementów w postaci płyt z tworzywa sztucznego, wykazujących jakąkolwiek orientację (pochodzącą np. z wcześniejszego procesu wytwarzania sposobem rozdmuchiwania folii) jest niemożliwe, gdyż ponowne ogrzanie elementu z tworzywa sztucznego doprowadzi do niepożądanego skurczu i odkształcenia, wskutek uwolnienia naprężeń powstałych podczas orientacji. W związku z tym zastosowanie takiego sposobu jest bardzo ograniczone.

Znane są ze stanu techniki rozwiązania dotyczące zmniejszenia poślizgu folii z tworzyw sztucznych po sobie, poprzez zastosowanie zewnętrznych elementów prowadzących lub elementów wiążących. W opisie GB 2165203 ujawniono układ zapobiegający ślizganiu się po sobie torebek na herbatę, ze sztywnymi elementami prowadzącymi, prostopadłymi do kierunku ślizgania się torebek, nie stykającymi się ze stykającymi/ślizgającymi się częściami powierzchni folii.

W opisie FR 1334401 ujawniono układ, w którym zewnętrzne powierzchnie worków z tworzyw sztucznych laminuje się chropowatą tkaniną zawierającą twarde węzły, zmniejszające poślizg pomiędzy takimi powierzchniami laminowanymi tkaniną wskutek zakleszczania się węzłów tkaniny w kawałkach przędzy. W ten sposób zmniejsza się jedynie poślizg w przypadku gdy obie powierzchnie są laminowane chropowatą tkaniną, dzięki współpracy dwu powierzchni tkaniny, co faktycznie imituje właściwości poślizgowe wcześniej stosowanych zwykłych worków jutowych. Zatem poślizg pomiędzy powierzchnią folii laminowaną powyższą tkaniną i inną znaną ze stanu techniki powierzchnią folii z tworzywa sztucznego, nielaminowaną powyższą tkaniną, nie zmniejsza się. Brak jest w stanie techniki danych odnośnie zmniejszania poślizgu przy takiego rodzaju kontakcie.

Wynalazek jest oparty na odkryciu, że jeśli cząstki z materiału, z którego jest wytworzona np. folia i/lub innego tworzywa sztucznego zgrzewalnego z tą folią, mające odpowiednią wielkość, naniesie się na stopioną folię, to temperatura cząstek w miejscach od strony powierzchni folii wzrośnie, dzięki czemu same zaczną się topić co najmniej częściowo i na188 058 stąpi ich wtopienie w tę folię. Takie cząstki, wystające co najmniej częściowo z powierzchni, będą powodować jej chropowatość.

Powierzchni formowanego materiału, jako półwyrobu nadaje się chropowatość w procesie jej wytwarzania tuż po opuszczeniu szczeliny głowicy wytłaczarki.

Podstawowe właściwości cząstek stosowanych do nadawania powierzchni chropowatości należy dobrać tak, aby odporność na ścieranie oraz wielkość cząstek były odpowiednie dla osiągnięcia tego celu. W razie potrzeby na powierzchnię można nanieść jednorodną frakcję cząstek, np. cząstek stanowiących frakcję oddzieloną w wyniku przesiewania.

Cząstki można nanosić w dowolnej uporządkowanej lub nieuporządkowanej konfiguracji, na całą powierzchnię lub na określone obszary powierzchni, np. na brzegi, albo w razie potrzeby punktowo, powtarzając nanoszenie raz lub kilka razy, w zależności od wymaganego wzoru. Wzór można tworzyć np. z użyciem szablonów lub w inny sposób.

Sposób ten jest wyjątkowo ekonomiczny, gdyż nie ma potrzeby stosowania specjalnych dodatków chemicznych lub zmiany urządzeń do wytwarzania materiału opakowaniowego, np. w postaci folii, a ponadto konkretne warunki i parametry procesu produkcyjnego pozostają takie same. Często wystarcza jedynie nadanie chropowatości jednej powierzchni wyrobu, choć można wytwarzać materiał o jednej lub obu chropowatych powierzchniach.

Cząstki materiału, z którego jest wytworzony materiał opakowaniowy i/lub innego tworzywa sztucznego zgrzewalnego z tym materiałem, mające odpowiednią wielkość i/lub wymaganą odporność na ścieranie, nanosi się na powierzchnię półwyrobu, której ma być nadana chropowatość, o zachowanej energii cieplnej z procesu wytwarzania, wystarczającej do utrzymania stanu odpowiedniego do zgrzewania powierzchni materiału termoplastycznego, której ma być nadana chropowatość oraz rozprowadza się je odpowiednio blisko siebie i w odpowiednim układzie i taki stan chropowatej powierzchni utrzymuje się aż do zakończenia wymaganego zgrzewania.

Materiały chropowate, co najmniej na jednej stronie, na całej powierzchni lub na określonych obszarach powierzchni, mają występy utworzone z cząstek z materiału, z którego jest on wytworzony i/lub z innego tworzywa sztucznego zgrzewalnego z tym materiałem, przy czym te występy są wtopione w powierzchnię i co najmniej częściowo wystają z tej powierzchni.

Nieoczekiwanie odkryto, że połączenie pomiędzy chropowatą powierzchnią i drugą, w danym przypadku chropowatą powierzchnią materiału, może być jeszcze mocniejsze, gdy umieści się między nimi określony element wiążący.

Istotę wynalazku stanowi układ zmniejszający poślizg termoplastycznych materiałów opakowaniowych, obejmujący części powierzchni pierwszego i drugiego materiału, przy czym część powierzchni pierwszego materiału jest chropowata dzięki występom powierzchni oraz element wiążący o strukturze włóknistej, który to element wiążący znajduje się co najmniej częściowo na części powierzchni drugiego materiału i jest co najmniej częściowo przymocowany do części powierzchni drugiego materiału dla zapobieżenia ślizganiu się po powierzchni, charakteryzujący się tym, że wysokość co najmniej części występów chropowatej powierzchni materiału jest większa od połowy najmniejszej grubości włókien elementu wiążącego, a struktura włóknista elementu wiążącego jest na tyle luźna, że umożliwia wnikanie co najmniej części występów w strukturę włóknistą dzięki temu, że istnieje wolna przestrzeń pomiędzy włóknami elementu wiążącego na co najmniej część występów, a element wiążący znajdujący się co najmniej częściowo na części powierzchni drugiego materiału znajduje się częściowo lub całkowicie na co najmniej części lub częściach tej części powierzchni drugiego materiału, która za pośrednictwem elementu wiążącego jest połączona lub jest połączona podczas stosowania z chropowatą powierzchnią części powierzchni pierwszego materiału lub chropowatą powierzchnią części powierzchni innego materiału o chropowatości powierzchni takiej samej jak chropowatość części powierzchni pierwszego materiału.

Korzystnie chropowate powierzchnie materiału opakowaniowego stosuje się po obydwu stronach elementu wiążącego.

Ponadto element wiążący przytwierdza się do jednego z dwóch materiałów opakowaniowych (tego, który nie jest chropowaty), przez przyklejenie, zgrzanie lub przyszycie.

188 058

Korzystnie co najmniej jedną spośród części pierwszej i drugiej powierzchni materiału stanowi polietylen albo polipropylen, albo tkanina z folii polipropylenowej.

Zgodnie z korzystnym przykładem wykonania wynalazku występy powierzchni tworzące chropowatość są pełne.

Korzystnie te występy powierzchni tworzące chropowatość stanowią stałe cząstki przytwierdzone swoją powierzchnią do powierzchni materiału.

Występy powierzchni tworzące chropowatość korzystnie stanowią ziarna przytwierdzone do powierzchni materiału.

Występy są wykonane z tworzywa sztucznego, ewentualnie identycznego z materiałem opakowaniowym.

Korzystnie występy są przytwierdzone do powierzchni materiału opakowaniowego na drodze adhezji albo zgrzewania.

Zgodnie z korzystnym przykładem wykonania wynalazku co najmniej część występów powierzchni materiału opakowaniowego ma styczne powierzchnie prostopadłe do jego powierzchni.

Ponadto korzystnie przekrój w płaszczyźnie powierzchni materiału opakowaniowego co najmniej części występów nie pokrywa się z kształtem rzutu występów na płaszczyznę materiału opakowaniowego.

Wysokość występów wynosi poniżej 500 pm albo poniżej 250 pm.

Gęstość rozmieszczenia występów na powierzchni materiału opakowaniowego wynosi co najmniej 30 występów/cm² albo co najmniej 50 występów/cm², albo co najmniej 100 występów/cm².

Korzystnie jest, gdy odległość co najmniej części występów powierzchni od sąsiednich występów na tej samej powierzchni materiału opakowaniowego jest nie mniejsza od grubości najcieńszego włókna elementu wiążącego.

Korzystnie jest także, gdy odległość co najmniej części występów powierzchni od sąsiednich występów na tej samej powierzchni materiału opakowaniowego jest nie mniejsza od sumy najmniejszej grubości włókien elementu wiążącego i największej wysokości tych występów.

Element wiążący według wynalazku jest wykonany z tworzywa sztucznego, np. jest wykonany na bazie polipropylenu albo jest wykonany na bazie polietylenu lub poliestru, lub poliamidu. Korzystnie też jest wykonany z włókniny, np. z włókniny wiązanej termicznie albo też z włókniny wiązanej mechanicznie, za pomocą igieł lub strumienia wody.

Korzystnie, średnia gramatura elementu wiążącego wynosi nie więcej niż 40 -g/m2 albo nie więcej niż 17 g/m2 albo nie więcej niż 10 g/m2.

Grubość elementu wiążącego jest mniejsza od wysokości najwyższego występu powierzchni materiału opakowaniowego.

Korzystnie obie powierzchnie elementu wiążącego stykające się z powierzchniami materiału opakowaniowego mają takie same właściwości.

Korzystnie zapobiegające poślizgowi mocowanie wzdłuż powierzchni pomiędzy elementem wiążącym i częścią powierzchni drugiego materiału opakowaniowego jest w całości lub w części zapewniane przez to, że co najmniej część fragmentu powierzchni części powierzchni drugiego materiału opakowaniowego, przykrytego elementem wiążącym wykazuje taką samą chropowatość powierzchni.

Ponadto korzystnie zapobiegające poślizgowi mocowanie wzdłuż powierzchni pomiędzy elementem wiążącym i częścią powierzchni drugiego materiału opakowaniowego jest w całości lub w części zapewniane przez to, że co najmniej część fragmentu powierzchni części powierzchni drugiego materiału opakowaniowego przykrytego elementem wiążącym jest przyczepiona do elementu wiążącego.

Ponadto, korzystnie zapobiegające poślizgowi mocowanie wzdłuż powierzchni pomiędzy elementem wiążącym i częścią powierzchni drugiego materiału opakowaniowego jest w całości lub w części zapewniane przez to, że co najmniej część fragmentu powierzchni części powierzchni drugiego materiału opakowaniowego przykrytego elementem wiążącym jest zgrzana z elementem wiążącym.

188 058

Ponadto, korzystnie zapobiegające poślizgowi mocowanie wzdłuż powierzchni pomiędzy elementem wiążącym i częścią powierzchni drugiego materiału opakowaniowego jest w całości lub w części zapewniane przez to, że co o najmniej część fragmentu powierzchni części powierzchni drugiego materiału opakowaniowego przykrytego elementem wiążącym jest zszyta z elementem wiążącym.

Układ według wynalazku charakteryzuje się korzystnie tym, że dwa płaskie układy punktów geometrycznych określone przez prostopadłe do płaszczyzny materiału opakowaniowego rzuty występów co najmniej pewnych części fragmentów powierzchni pierwszego i drugiego materiału opakowaniowego leżą we w^^<51nc_j płaszczyźnie, przy czym dwa płaskie układy punktów nawet częściowo nie pokrywają się ze sobą.

Korzystnie część powierzchni drugiego materiału opakowaniowego jest połączona za pośrednictwem elementu wiążącego z chropowatą powierzchnią części powierzchni pierwszego materiału opakowaniowego lub chropowatą powierzchnią części powierzchni innego materiału opakowaniowego o chropowatości powierzchni takiej samej jak chropowatość części powierzchni pierwszego materiału opakowaniowego.

Ponadto, korzystnie część powierzchni drugiego materiału opakowaniowego jest swobodna, przy czym podczas stosowania jest ewentualnie połączona za pośrednictwem elementu wiążącego z chropowatą powierzchnią części powierzchni pierwszego materiału opakowaniowego lub chropowatą powierzchnią części powierzchni innego materiału opakowaniowego o chropowatości powierzchni takiej samej jak chropowatość części powierzchni pierwszego materiału opakowaniowego.

Według korzystnego przykładu realizacji wynalazku części powierzchni pierwszego i drugiego materiału opakowaniowego stanowią części odrębnych wyrobów opakowaniowych lub odrębnych pojemników opakowaniowych.

Korzystnie część powierzchni drugiego materiału opakowaniowego jest połączona za pośrednictwem elementu wiążącego lub podczas stosowania jest ewentualnie połączona z chropowatą powierzchnią części powierzchni materiału opakowaniowego innego niż część powierzchni pierwszego materiału opakowaniowego o chropowatości powierzchni takiej samej jak chropowatość części powierzchni pierwszego materiału opakowaniowego.

Korzystnie części powierzchni pierwszego i drugiego materiału opakowaniowego stanowią części tego samego wyrobu opakowaniowego lub tego samego pojemnika opakowaniowego.

Korzystnie materiał opakowaniowy ma postać arkusza albo rury.

Pojemnik opakowaniowy stanowi prefabrykat worka albo worek, albo torba, albo pudełko.

Materiał opakowaniowy lub pojemnik opakowaniowy są wykonane na bazie polietylenu albo na bazie polipropylenu, albo z tkaniny z folii polipropylenowej.

Korzystnie pojemnik opakowaniowy oraz kolejno jeden lub większa liczba pojemników opakowaniowych, o strukturze identycznej ze strukturą tego pojemnika opakowaniowego, stykają się ze sobą, przy czym powierzchnia materiału pojemnika opakowaniowego, pokryta elementem wiążącym, jest połączona z chropowatą powierzchnią materiału jednego lub większej liczby pojemników opakowaniowych.

Korzystnie pojemniki opakowaniowe o identycznej strukturze są połączone ze sobą na zakładkę, tworząc elementy regularnego stosu.

Dogodnie stosuje się element wiążący z tworzywa sztucznego o dobrze uporządkowanej lub nieuporządkowanej strukturze włóknistej, np. z włókniny, tworzącej welonową folię o strukturze siatkowej, wytworzonej techniką termicznego formowania runa.

W zastosowaniu praktycznym uzyskuje się trzyczęściowy układ „chropowaty materiał z tworzywa sztucznego - element wiążący - chropowaty materiał z tworzywa sztucznego'’, które to trzyczęściowe połączenie jest na tyle mocne, że wytrzyma nawet większe naprężenia mechaniczne bez poślizgu. Takie połączenie można łatwo rozerwać, gdyż pomimo tego, że w kierunku występowania poślizgu na każdej z warstw jest ono ustabilizowane, to w razie potrzeby elementy można łatwo rozłączyć przez uniesienie jednego z nich.

Dla zapewnienia mechanicznego połączenia powierzchni niezbędne są większe występy w mniejszym zagęszczeniu lub mniejsze występy znajdujące się na powierzchni bliżej siebie,

188 058 przy czym pewna część powierzchni musi zawierać występy. Na zależność pomiędzy wielkością i odległością występów od siebie wpływa szereg czynników, takich jak grubość materiału opakowaniowego i jej odporność na naprężenia mechaniczne, a także dziedzina zastosowania.

Kształt geometryczny cząstek jest ważny, gdyż w przypadku płasko ułożonych, soczewkowatych cząstek o łukowatych zaokrągleniach, gdy linia zgrzewania jest długa, włókna znajdujące się pomiędzy cząstkami oczywiście nie mogą utrzymać ich w wymaganym stopniu, ślizgają się i nie zakleszczają się w zagłębieniach pomiędzy nimi.

Jak wspomniano powyżej, element wiążący ma strukturę włóknistą, a ponadto musi wykazywać odpowiednią stabilność, aby uniemożliwić jego rozdzieranie przez cząstki i wyślizgiwanie się włókien gdy wzrastają naprężenia w kierunku poślizgu. Na dodatek struktura elementu wiążącego musi być na tyle luźna, aby umożliwić wnikanie występów w strukturę włóknistą. Jako element wiążący można stosować tkaninę o nieuporządkowanej strukturze, runo, filc itp., gdzie włókna są związane ze sobą znanymi sposobami, np. przez sklejenie, przeszycie, zgrzewanie punktowe itp. Element wiążący korzystnie nie zawiera barwiących przedmieszek.

Materiały opakowaniowe zwykle nawija się i przechowuje w zwojach, a przy stosowaniu tnie się na odpowiednie wymiary i wykonuje się pakowanie.

Miejsce, w którym zostanie umieszczony element wiążący ustala się już na etapie nadawania materiałowi np. chropowatości, a konkretnie przy produkcji takiej folii, gdy gładkiej folii, którą w opisie określa się jako półprodukt, w określonych miejscach nadaje się chropowatość, biorąc pod uwagą wymagane położenie elementu wiążącego, choć można także nadawać chropowatość gładko wykończonej folii w żądanych miejscach. W razie potrzeby materiały te mogą również zawierać warstwę samoprzylepną.

Nowy układ zapewnia dobrą ochronę przed ślizganiem się powierzchni w przypadku kontaktu statycznego. Układ wykazuje również dwie dodatkowe nowe zalety w porównaniu z obecnie znanymi rozwiązaniami. Jedną zaletę stanowi to, że połączenie pomiędzy elementem wiążącym i chropowatym materiałem opakowaniowym, zapobiegające ślizganiu się wzdłuż powierzchni można łatwo rozłączyć w kierunku prostopadłym do powierzchni bez jakichkolwiek dodatkowych środków, nie powodując jakiegokolwiek uszkodzenia którejkolwiek powierzchni. Powierzchnie można w razie potrzeby wielokrotnie unosić odrywając je jedna od drugiej i umieszczać ponownie jedną na drugiej, co (np. przy ręcznym przekładaniu stosów opakowań w postaci worków) stanowi wielką zaletę w porównaniu ze znanym sposobem, w którym stosuje się połączenia klejowe pomiędzy opakowaniami leżącymi jedno na drugim. Ta korzystna właściwość wynika z faktu, że występy w chropowatej powierzchni nie mają „sprężystych nóżek, takich jak elementy haczykowe połączeń typu rzepów, zatem w kierunku prostopadłym nie powstaje tak silne wiązanie pomiędzy dwoma elementami, jak w przypadku połączeń na rzepy. Inną zaletę nowego układu w porównaniu z powierzchniami zwykłych folii stanowi to, że zapobiega on ślizganiu się po sobie dwóch powierzchni leżących jedna na drugiej, nawet w przypadku wstrząsów'. Układ wykazuje tę właściwość z tego względu, że występy w leżącej poziomo powierzchni są umieszczone pomiędzy włóknami leżącego na niej elementu wiążącego i przenikają przez strukturę włóknistą, tak więc wytrzymałość na ścinanie połączenia w kierunku poziomym nie wynika ze zwykłej siły tarcia statycznego, ale z pewnego rodzaju zahaczania. W związku z tym wytrzymałość na ścinanie nowego układu w kierunku poziomym przyjmuje umiarkowanie znaczącą wartość już przy bardzo małym nacisku prostopadłym do powierzchni, podczas gdy tarcie statyczne pomiędzy zwykłymi powierzchniami obniża się proporcjonalnie wraz z naciskiem. Podczas transportu samochodowego worków z tworzyw sztucznych ułożonych jeden na drugim nacisk powodujący dociskanie jednej powierzchni do drugiej może okresowo spadać wskutek drgań nawet prawie do zera, co w przypadku zwykłych worków powoduje ich ślizganie się, podczas gdy w przypadku nowego układu niekorzystne zjawiska wcale nie występują.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym pokazano przykładowy układ według wynalazku.

Pokazany na rysunku układ stanowi pierwszy materiał opakowaniowy 1 mający chropowatą powierzchnię z występami 4, na której umieszczony został element wiążący 3 oddzie188 058 łający ten pierwszy materiał opakowaniowy 1 od drugiego materiału opakowaniowego 2 mającego także chropowatą powierzchnię z występami 4.

Sposób nadawania materiałom chropowatości ilustrują bardziej szczegółowo poniższe przykłady, dotyczące produkcji worków z tworzyw sztucznych.

Przykład 1

Folię rękawową, stosowaną jako materiał wyjściowy do wytwarzania worków z tworzyw sztucznych, wytwarza się przez formowanie i wytłaczanie surowca polietylenowego, przy czym temperatura materiału folii opuszczającej okrągłą szczelinę urządzenia wynosi 195°C. Folię rękawową, zgodnie ze znanym sposobem postępowania w procesach wytłaczania z rozdmuchiwaniem węży, odciąga się do wieży chłodzącej i wąż szczelnie zamknięty na jednym końcu w urządzeniu rozdmuchuje się powietrzem, a na drugim końcu parą podnoszących wałków chwytnych, w wyniku czego tworzy się pęcherz. W wyniku odpowiedniego nastawienia parametrów, takich jak objętość powietrza zamkniętego w pęcherzu, szybkość obrotów ślimaka wytłaczarki i szybkość odciągu, otrzymuje się gotową folię o grubości 0,150 mm i szerokości 700 mm. Zgodnie z wynalazkiem cząstki materiału, z którego jest wytworzona folia, doprowadza się do powierzchni za pomocą koncentrycznego strumienia powietrza lub równocześnie osobno na odrębne segmenty, przed skierowaniem strumienia chłodzącego powietrza. Folię chłodzi się powietrzem chłodzącym do temperatury zestalenia, tak więc potem nie mogą już wystąpić zmiany jej wymiarów'. Po wytłoczeniu gotowy rękaw foliowy poddaje się dalszej przeróbce, zgodnie z technologią produkcji worków.

Poniżej przedstawiono przykłady układu przeciwpoślizgowego według wynalazku.

Przykład2 ,

Granulat tworzywa sztucznego pakuje się w ilościach po 25 kg w worki z tworzywa sztucznego, które ułożone jeden na drugim w stosy transportuje się na paletach, w ilościach powyżej 1000 kg na każdej. Aby zapobiec ślizganiu się takich worków jeden po drugim, worki wytwarza się z chropowatej folii. Worki wytwarza się z rękawa z obrzeżami w pakowarce. Aby zapobiec ślizganiu się obydwu stron folii rękawowej nadaje się jej chropowatość, z wyjątkiem obrzeży, tak aby na chropowatych częściach powierzchni znajdowało się co najmniej 50 występów/cm2. Napełnione worki leżą jeden na drugim stykając się chropowatymi powierzchniami. Jako elementy wiążące stosuje się taśmy z runa o szerokości 10 cm i długości 30 cm. Gdy pakowarka zakończy napełnianie, worki kieruje się na przenośniku do urządzenia do układania stosów. Na każdym worku leżącym na przesuwającym się przenośniku, przed jego dojściem do urządzenia do układania stosów, umieszcza się kawałek taśmy z runa tak, aby był on ułożony wzdłużnie na środku worka. Worki umieszcza się jeden na drugim za pomocą urządzenia do układania stosów, przy czym każdy worek, w części ich wspólnej powierzchni styku, styka się z sąsiednimi workami w górnym rzędzie za pośrednictwem elementu wiążącego. Włókna elementu wiążącego przywierają do górnego i dolnego worka i łączą je ze sobą tworząc połączenie mechaniczne i zapobiegając ich ślizganiu się jeden po drugim.

Przykład 3

Folię stanowiącą materiał worków z tworzyw sztucznych stosowanych obecnie do pakowania ziarna lub paszy dla zwierząt, zamiast wcześniej stosowanych zwykłych worków z tkaniny, wykonano z pasków folii polipropylenowej przez przędzenie, zasadniczo znanym sposobem. Na rękawie o szerokości 540 mm, wykonanym z tkaniny z folii, nadrukowanym na jednej stronie, podczas przewijania wykonano po obydwu stronach rękawa chropowate dwa ciągłe paski o szerokości 50 mm, w odległości 160 mm jeden od drugiego, w ten sposób, że ziarna polipropylenu o wielkości 100-200 pm dokładnie przytwierdzono na drodze adhezji do powierzchni folii, w ilości około 30-100 cząstck/cnr. Następnie obydwa chropowate paski na nienaurukowanej stronie rękawa pokryto w sposób ciągły paskami wiązanej przez przędzenie włókniny, również o szerokości 50 mm i również w odległości 160 mm jeden od drugiego, z użyciem włókniny z polipropylenu nie zawierającego barwiących przedmieszek, o średniej gramaturze 10 g/m², miejscowej gramaturze 40 g/m2 i o średniej grubości włókna 6 pm, przy czym te paski przymocowano do chropowatej powierzchni rękawa z tkaniny za pomocą kleju topliwego użytego w tak małej ilości, aby zasadniczo nie pogorszyć luźnej struktury włókniny. Rękaw z tkaniny poddanej takiej obróbce zwinięto ponownie w rulon, po czym wykonano z niego worki opakowaniowe

188 058 o wymiarach 540 x 780 mm przez pocięcie na odpowiednie wymiary i zszycie w znany sposób. Każdy z worków napełniono 25 kg paszy dla zwierząt i zamknięto, po czym ułożono na palecie w warstwach po 5 worków stronami zawierającymi paski włókniny do dołu, tak że worki stykające się jeden z drugim i należące do warstw ułożonych jedna na drugiej tworzą razem, gdy jest to możliwe, zachodzące na siebie, podobne do muru z cegieł, przeciwpoślizgowe połączenia, utworzone dzięki przyczepności pomiędzy częściami o chropowatej powierzchni i częściami pokrytymi elementami wiążącymi, które to połączenia można łatwo i odwracalnie rozerwać przez pionowe uniesienie worków. Na jednej palecie umieszczono 55 worków. Utworzony w ten sposób stos, w przeciwieństwie do stosu zwykłych worków wykonanych z tkaniny, można przemieszczać na podnośnikach na ciężarówki oraz transportować na ciężarówkach, nawet bez przykrycia grubą folią kurczliwą lub napinaną plandeką, bez obawy o zapadanie się na skutek drgań.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Układ zmniejszający poślizg materiałów, zwłaszcza termoplastycznych materiałów opakowaniowych, obejmujący części powierzchni pierwszego i drugiego materiału, przy czym część powierzchni pierwszego materiału jest chropowata dzięki występom powierzchni oraz element wiążący o strukturze włóknistej, który to element wiążący znajduje się co najmniej częściowo na części powierzchni drugiego materiału i jest co najmniej częściowo przymocowany do części powierzchni drugiego materiału dla zapobieżenia ślizganiu się po powierzchni, znamienny tym, że wysokość co najmniej części występów chropowatej powierzchni materiału jest większa od połowy najmniejszej grubości włókien elementu wiążącego, a struktura włóknista elementu wiążącego jest na tyle luźna, że umożliwia wnikanie co najmniej części występów w strukturę włóknistą dzięki temu, że istnieje wolna przestrzeń pomiędzy włóknami elementu wiążącego na co najmniej część występów, a element wiążący znajdujący się co najmniej częściowo na części powierzchni drugiego materiału znajduje się częściowo lub całkowicie na co najmniej części lub częściach tej części powierzchni drugiego materiału, która za pośrednictwem elementu wiążącego jest połączona lub jest połączona podczas stosowania z chropowatą powierzchnią części powierzchni pierwszego materiału lub chropowatą powierzchnią części powierzchni innego materiału o chropowatości powierzchni takiej samej jak chropowatość części powierzchni pierwszego materiału.
2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jedną spośród części pierwszej i drugiej powierzchni materiału stanowi polietylen.
3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jedną spośród części pierwszej i drugiej powierzchni materiału stanowi polipropylen.
4. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że co najmniej jedną spośród części pierwszej i drugiej powierzchni materiału stanowi tkanina z folii polipropylenowej.
5. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że występy powierzchni tworzące chropowatość są pełne.
6. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że występy powierzchni tworzące chropowatość stanowią stałe cząstki przytwierdzone swoją powierzchnią do powierzchni materiału.
7. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że występy powierzchni tworzące chropowatość stanowią ziarna przytwierdzone do powierzchni materiału.
8. Układ według zastrz. 5 albo 6, albo 7, znamienny tym, że występy są wykonane z tworzywa sztucznego.
9. Układ według zastrz. 8, znamienny tym, że występy są wykonane z tworzywa sztucznego identycznego z materiałem opakowaniowym.
10. Układ według zastrz. 6 albo 7, albo 9, znamienny tym, że występy są przytwierdzone do powierzchni materiału opakowaniowego na drodze adhezji.
11. Układ według zastrz. 8, znamienny tym, że występy są przytwierdzone do powierzchni materiału opakowaniowego na drodze adhezji.
12. Układ według zastrz. 6 albo 7, albo 9, znamienny tym, że występy są przytwierdzone do powierzchni materiału opakowaniowego w wyniku zgrzewania.
13. Układ według zastrz. 8, znamienny tym, że występy są przytwierdzone do powierzchni materiału opakowaniowego w wyniku zgrzewania.
14. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej część występów powierzchni materiału opakowaniowego ma styczne powierzchnie prostopadłe do jego powierzchni.
15. Układ według zastrz. 1 albo 14, znamienny tym, że przekrój w płaszczyźnie powierzchni materiału opakowaniowego co najmniej części występów nie pokrywa się z kształtem rzutu występów na płaszczyznę materiału opakowaniowego.

188 058
16. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że wysokość występów wynosi poniżej 500 pm.
17. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że wysokość występów wynosi poniżej 250 pm.
18. Układ według zastrz. 1 albo 16, albo 17, znamienny tym, że gęstość rozmieszczenia występów na powierzchni materiału opakowaniowego wynosi co najmniej 30 występów/cm².
19. Układ według zastrz. 1 albo 16, albo 17, znamienny tym, że gęstość rozmieszczenia występów powierzchni materiału opakowaniowego wynosi co najmniej 50 występów/cm,2.
20. Układ według zastrz. 1 albo 16, albo 17, znamienny tym, że gęstość rozmieszczenia występów na powierzchni materiału opakowaniowego wynosi co najmniej 100 występów/cm^.
21. Układ według zastrz. 1 znamienny tym, że odległość co najmniej części występów powierzchni od sąsiednich występów na tej samej powierzchni materiału opakowaniowego jest nie mniejsza od grubości najcieńszego włókna elementu wiążącego.
22. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że odległość co najmniej części występów powierzchni od sąsiednich występów na tej samej powierzchni materiału opakowaniowego jest nie mniejsza od sumy najmniejszej grubości włókien elementu wiążącego i największej wysokości tych występów.
23. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że element wiążący jest wykonany z tworzywa sztucznego.
24. Układ według 23, znamienny tym, że element wiążący jest wykonany na bazie polipropylenu.
25. Układ według zastrz. 23, znamienny tym, że element wiążący jest wykonany na bazie polietylenu lub poliestru, lub poliamidu.
26. Układ według zastrz. 1 albo 21, albo 22, albo 23, albo 24, albo 25, znamienny tym, że element wiążący jest wykonany z włókniny.
27. Układ według zastrz. 26, znamienny tym, że element wiążący jest wykonany z włókniny wiązanej termicznie.
28. Układ według zastrz. 26, znamienny tym, że element wiążący jest wykonany z włókniny wiązanej mechanicznie, za pomocą igieł lub strumienia wody.
29. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że średnia gramatura elementu wiążącego wynosi nie więcej niż 40 g/m2.
30. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że średnia gramatura elementu wiążącego wynosi nie więcej niż 17 g/m2.
31. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że średnia gramatura elementu wiążącego wynosi nie więcej niż 10 g/m2.
32. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że grubość elementu wiążącego jest mniejsza od wysokości najwyższego występu powierzchni materiału opakowaniowego.
33. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że obie powierzchnie elementu wiążącego stykające się z powierzchniami materiału opakowaniowego mają takie same właściwości.
34. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej część fragmentu powierzchni części powierzchni drugiego materiału opakowaniowego, przykrytego elementem wiążącym wykazuje taką samą chropowatość powierzchni.
35. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej część fragmentu powierzchni części powierzchni drugiego materiału opakowaniowego przykrytego elementem wiążącym jest przyczepiona do elementu wiążącego.
36. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej część fragmentu powierzchni części powierzchni drugiego materiału opakowaniowego przykrytego elementem wiążącym jest zgrzana z elementem wiążącym.
37. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej część fragmentu powierzchni części powierzchni drugiego materiału opakowaniowego przykrytego elementem wiążącym jest zszyta z elementem wiążącym.
38. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że dwa płaskie układy punktów geometrycznych określone przez prostopadłe do płaszczyzny materiału opakowaniowego rzuty występów co najmniej pewnych części fragmentów powierzchni pierwszego i drugiego materiału

188 058 opakowaniowego leżą we wspólnej płaszczyźnie, przy czym dwa płaskie układy punktów nawet częściowo nie pokrywają się ze sobą.
39. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że część powierzchni drugiego materiału opakowaniowego jest połączona za pośrednictwem elementu wiążącego z chropowatą powierzchnią części powierzchni pierwszego materiału opakowaniowego lub chropowatą powierzchnią części powierzchni innego materiału opakowaniowego o chropowatości powierzchni takiej samej jak chropowatość części powierzchni pierwszego materiału opakowaniowego.
40. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że część powierzchni drugiego materiału opakowaniowego jest swobodna, przy czym podczas stosowania jest ewentualnie połączona za pośrednictwem elementu wiążącego z chropowatą powierzchnią części powierzchni pierwszego materiału opakowaniowego lub chropowatą powierzchnią części powierzchni innego materiału opakowaniowego o chropowatości powierzchni, takiej samej jak chropowatość części powierzchni pierwszego materiału opakowaniowego.
41. Układ według zastrz. 40, znamienny tym, że części powierzchni pierwszego i drugiego materiału opakowaniowego stanowią części odrębnych wyrobów opakowaniowych lub odrębnych pojemników opakowaniowych.
42. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że część powierzchni drugiego materiału opakowaniowego jest połączona za pośrednictwem elementu wiążącego lub podczas stosowania jest ewentualnie połączona z chropowatą powierzchnią części powierzchni materiału opakowaniowego innego niż część powierzchni pierwszego materiału opakowaniowego, o chropowatości powierzchni takiej samej jak chropowatość części powierzchni pierwszego materiału opakowaniowego.
43. Układ według zastrz. 42, znamienny tym, że części powierzchni pierwszego i drugiego materiału opakowaniowego stanowią części tego samego wyrobu opakowaniowego lub tego samego pojemnika opakowaniowego.
44. Układ według zastrz. 43, znamienny tym, że środek opakowaniowy stanowi arkusz.
45. Układ według zastrz. 43, znamienny tym, że środek opakowaniowy stanowi rura.
46. Układ według zastrz. 43, znamienny tym, że pojemnik opakowaniowy stanowi prefabrykat worka.
47. Układ według zastrz. 43, znamienny tym, że pojemnik opakowaniowy stanowi worek lub torba.
48. Układ według zastrz. 43, znamienny tym, że pojemnik opakowaniowy stanowi pudełko.
49. Układ według zastrz. 43 albo 44, albo 45, albo 46, albo 47, albo 48, znamienny tym, że środek opakowaniowy lub pojemnik opakowaniowy są wykonane na bazie polietylenu.
50. Układ według zastrz. 43 albo 44, albo 45, albo 46, albo 47, albo 48, znamienny tym, że środek opakowaniowy lub pojemnik opakowaniowy są wykonane na bazie polipropylenu.
51. Układ według zastrz. 50, znamienny tym, że środek opakowaniowy lub pojemnik opakowaniowy są wykonane z tkaniny z folii polipropylenowej.
52. Układ według zastrz. 43, znamienny tym, że pojemnik opakowaniowy oraz kolejno jeden lub większa liczba pojemników opakowaniowych, o strukturze identycznej ze strukturą tego pojemnika opakowaniowego, stykają się ze sobą, przy czym powierzchnia materiału pojemnika opakowaniowego, pokryta elementem wiążącym jest połączona z chropowatą powierzchnią materiału jednego lub większej liczby pojemników opakowaniowych.
53. Układ według zastrz. 52, znamienny tym, że pojemniki opakowaniowe o identycznej strukturze są połączone ze sobą na zakładkę, tworząc elementy regularnego stosu.