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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.