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Die Erfindung betrifft einen Sack aus Gewebe aus monoaxial verstreckten Polymer-, insbesondere Polyolefin-, vorzugsweise Polypropylenbändchen, das ein-oder zweiseitig mit thermoplastische Kunststoff, insbesondere Polyolefin beschichtet sein kann, wobei das Gewebe ein schlauchartiges Rundgewebe oder ein zu einem Schlauch verbundenes Flachgewebe ist und mindestens ein Ende des insbesondere kastenbzw. quaderförmigen Sackes durch Falten der Gewebeenden zu einer, insbesondere rechteckigen, Endfläche ausgeformt ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Sackes.
Zur Verpackung von Gütern, insbesondere Schüttgütern, werden verschiedene Arten von Säcken verwendet. Eine grobe Einteilung der Säcke wird durch die Unterscheidung in Kissen- und Kastenform getroffen. Eine Kissenform entsteht üblicherweise durch Konfektionierung der Böden mit Naht. Eine Kastenform entsteht durch eine Bodenfaltung und -verklebung. Es Ist zu bemerken, dass eine Kastenforn eine optimale Materialflächennützung, gutes Stapelvermögen, und wegen der Ziegelform verbesserte Volumennutzung ermöglicht. Daneben gibt es noch die Quasi-Kastenform, die an einer Seite dem Kissensack und an der anderen Seite dem Kastensack entspricht. Typische Säcke haben ein Fassungvermögen von 10, 25,50, 100,500 und 1000 kg.
Als Herstellungsmaterialien kommen Naturfasergewebe wie Jute, Papier, Kunststoffolien und Kunststoffgewebe in Frage, wobei Naturfasergewebe-Säcke im Laufe der letzten Jahrzehnte durch Papier- und Kunststoffolien- und die Kunststoffgewebesäcke ersetzt wurden, weil diese preisgünstiger sind und technische Vorteile zeigen.
Papier hat keine hohe Festigkeit, dadurch sind Säcke oft mit mehreren Papierschichten ausgestattet, was zu hohem Materialverbrauch führt. Ein Papiersack ist nicht wasserfest, teilweise nicht chemikalienbeständig. Andererseits lässt sich der Sack leicht in Kastenform mit billigen Klebemitteln herstellen.
Kunststoffolie hat ebenfalls keine hohe Festigkeit und benötigt deshalb grosse Materialdicke und ist ausserdem nicht formstabil wegen hohem E-Modul und darüberhinaus hitzeempfindlich. Der Sack lässt sich relativ leicht zu Kissenform nahtverschweissen, aber schwer kleben, um einen Kastenformsack zu formen.
Kunststoffgewebe aus monoaxial verstreckten Bändchen weist die höchste Festigkeit auf und ist formstabil, besonders wenn es beschichtet ist. Im Vergleich zu Kunststoffolie ist der Materialverbrauch bei gleicher Tragfähigkeit wesentlich geringer. Säcke aus Kunststoffgewebe werden üblicherweise in Kissenform mit Nähten hergestellt.
Um einen gewebten Kastensack herzustellen, wird der gefaltete Boden nach dem Stand der Technik mit eine Mehrkomponentenkleber aufwendig verklebt, da Polypropylen- und Polyäthylen-Materialien. aus denen das Gewebe üblicherweise besteht, sich nur unter Schwierigkeiten verkleben lassen. Neben der umständlichen Verklebungsprozedur weisen die bekannten Kleber weitere Nachteile wie geringe Haltbarkeit, Sprödigkeit infolge von Temperaturwechsel und Verlust der Haftwirkung durch Feuchtigkeitseinflüsse auf.
Ausserdem ist die Chemikalienbeständigkeit dieser Kleber nicht zufriedenstellend, und das zu verklebende Material muss in der Regel vor dem Kleben einer Oberflächenbehandlung, z. B. Coronabehandlung unterzogen werden. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass jährlich weltweit mehrere Milliaden an Säcken hergestellt werden und dass die nach dem Stand der Technik produzierten Säcke mit mehr oder weniger grossen Nachteilen behaftet sind. ist offensichtlich, dass durch verbesserte Säcke oder deren Herstellungsverfahren enorme wirtschaftliche Vorteile erzielbar sind. Das Stammpatent.... (Anmeldung A 929/94) hat sich zum Ziel gesetzt, einen Sack zu schaffen, der bel gleicher Tragfähigkeit gegenüber bisherigen Säcken die Stückkosten erheblich senkt und darüberhinaus weitere positive Eigenschaften aufweist.
Dieser Sack besteht aus Gewebe aus monoaxial verstreckten Polyolefinbändchen. Diese Bändchen werden durch Streckung von Polyolefinfolien auf das 4 bis 10fache hergestellt, wodurch die Molekülketten in Bändchenlängsrichtung ausgerichtet werden und in diese Richtung ca. die 6 bis 10fache Festigkeit gegenüber der ursprünglichen Folie aufweisen. Die Bändchenbreite beträgt üblicherweise ca. 1, 5-10 mm, die Dicke 20-80 um. Bei Belastung in Querrichtung zerspleissen die Bändchen, weshalb sie in Rund- oder Flachgewebe aus zueinander etwa rechtwinkeligen Kette- und Schusslagen verwebt werden. Das Gewebe weist dann in alle Richtungen dieselbe hohe Zugfestigkeit auf.
Zur Erzielung von Staub- und Feuchtigkeits- dichtheit und zur weiteren Unterbindung des Verrutschens von Bändchenlagen kann auf das Gewebe einoder zweiseitig eine Beschichtung aus Schmelze aus vorzugsweise demselben Material wie die Bändchen aufgetragen und eingepresst werden. Der erfindungsgemässe Sack ist weiters als Kasten- oder QuasiKastensack ausgeführt, die vorteilhafter als Kissensäcke sind.
Der Kasten- bzw. Quasi-Kastensack gemäss dem Stammpatent 400 831 ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sackende, insbesondere eine Bodenfläche, über eine Zwischenschicht aus, insbesondere thermoplastischem, Kunststoff-, Insbesondere Polyolefin-, vorzugsweise Polypropylenmaterial durch Wärmeeinwirkung mit eine Deckblatt aus Gewebe aus monoaxial verstreckten Polyr insbesondere Polyole- fin-, vorzugsweise Polypropylenbändchen, verbunden ist und dass nur der ausser.. efindliche Oberflächerbe- reich, insbesondere weniger als 30% der Materialdicke der Gewebebäno. en, von Bodenfläche und Deckblatt infolge der Wärmeeinwirkung desorientierte Polymer-, insbesondere Polyolefin-, vorzugsweise
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Polypropylenmoleküle aufweist,
wobei Im übrigen Materialbereich die Molekülonentierung vorhanden ist.
Gegenüber früheren Säcken lassen sich folgende Vorteile anführen :
Höhere Festigkeit bei geringem Materialverbrauch gegenüber Papier- oder Kunststoffoliensäcken, hohe Festigkeit der Bodenverbindung, keine durch Nahtperforierung des Gewebes verursachte Schwachstelle, Wasserdichtheit und Chemikalienbeständigkeit, niedrigste Stückkosten, Haltbarkeit, da keine Alterung oder Versprödung der Schweissverbindung, einfache Entsorgungsmöglichkeit, da der Sack ausschliesslich aus sortenreinem Polyolefin besteht.
Da durch die Verschweissung in nur geringem Ausmass die Ausrichtung der Molekülketten verloren geht, erleidet das Gewebe kaum Festigkeitseinbussen.
Das Stammpatent 400 831 umfasst auch ein Verfahren zur Aufschweissung eines Deckblattes auf eine End-, insbesondere Bodenfläche eines, insbesondere kasten- bzw. quaderförmigen Sackes, wobei das Deckblatt und das Sackmaterial aus Folien oder Geweben aus monoaxial verstreckten Polymer-, insbesondere Polyolefin-, vorzugsweise Polypropylenbändchen, insbesondere mit einer Dicke von 20-80 um, vorzugsweise 30-50 um, bestehen und die Gewebe wahlweise ein-oder zweiseitig mit einer Schmelze aus thermoplastische Kunststoff-, insbesondere Polyolefinmaterial, insbesondere mit einer Dicke von 5-60 um, beschichtet sind.
Dieses Verfahren ist gekennzeichnet durch das Einbringen einer Zwischenschicht aus Polymer-, insbesondere Polyolefin-, vorzugsweise Polypropylenschmelze, insbesondere mit einer Dicke von 5-60 um, insbesondere mit einer Temperatur von 150-380'C, bevorzugt 230-260 C, zwischen End-, insbesondere Bodenfläche und Deckblatt, das darauffolgende Gegeneinanderpressen von End-, insbesondere Bodenfläche und Deckblatt und die Abkühlung von End- bzw. Bodenfläche, Zwischenschicht und Deckblatt auf Umgebungstemperatur.
Der Sack wird dadurch wesentlich günstiger und einfacher in der Herstellung, da er teure Kleber und komplizierte Klebeverfahren vermeidet. Bei der Bodenverbindung durch Verschweissung wird die hohe Festigkeit des Gewebes kaum beeinträchtigt.
Ventilsäcke wie der im Stammpatent beschriebene werden im allgemeinen befüllt, indem in das Schlauchventil ein Stutzen eingeschoben und das meist pulvrige Füllgut unter Anwendung von Druckluft in den Sack eingebracht wird. Nach dem Einfüllen einer vorbestimmten Materialmenge wird die Zufuhr gestoppt und der Stutzen aus dem Füllventil herausgezogen. Dabei entsteht das Problem, dass manchmal beim Herausziehen des Stutzens das Ventil durch warme oder Reibung oder elektrische Aufladung am Stutzen anhaftet und somit der frei im Sackinneren hängende Teil des Ventils bis zu seiner Verbindungsstelle am darunterliegenden Lappen herausgezogen und umgestülpt wird. Der Ventilschlauch kann auch allein durch den beim Füllen im Sackinneren entstehenden Überdruck umgestülpt werden.
In der Folge verliert das Ventil teilweise seine Dichtwirkung, da sich durch das Umstülpen des Schlauchs die wirksame Länge des Ventils beträchtlich verkürzt hat.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, den Sack gemäss dem Stammpatent.... (A 929/94) so zu verbessern, dass beim Herausziehen des Stutzens nach dem Füllen das Ventil nicht umgestülpt wird.
Gleichzeitig soll jedoch die durch die Massnahmen nach dem Stammpatent erzielte Festigkeit des Sackes In vollem Ausmass erhalten bleiben.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch das Bereitstellen eines Ventilsackes gelöst, bei dem in zumindest einem der an der Bildung einer Sackendfläche beteiligten längsseitigen Gewebelappen im Bereich zwischen der Innenkante des schmalseitigen Gewebelappens und der Innenkante des zwischen dem schmalseitigen und den längsseitigen Lappen angeordneten Ventils zumindest eine Öffnung angeordnet ist. Durch Vorsehen dieser Öffnungen ist es möglich, die Oberseite des Teils des Ventils, der bei Säcken nach dem Stand der Technik frei im Sackinneren hängt, durch die Öffnungen hindurch mit dem Deckblatt zu verschweissen, wodurch ein Umstülpen des Ventils beim Herausziehen des Füllstutzens und die damit einhergehende Verringerung der Dichtwirkung des Ventils verhindert werden können.
Die Erfindung umfasst auch ein, das Verfahren gemäss dem Stammpatent 400 831 weiterbildendes, Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemässen Sackes, das dadurch gekennzeichnet ist, dass vor dem Schritt des Einbringens einer Polymerschmeize zwischen Endfläche und Deckblatt zumindest eine Öffnung in zumindest einem der an der Bildung einer Sackendfläche beteiligten längsseitigen Gewebelappen in einem Bereich, der von der Innenkante des schmalseitigen Gewebelappens und der Innenkante eines zwischen dem schmalseitigen und den längsseitigen Lappen angeordneten Ventils begrenzt wird, ausgebildet wird. Dies erlaubt das Verschweissen von Ventiloberseite und Deckblattunterseite, wodurch das Umstülpen des Ventils beim Herausziehen eines Füllstutzens vermieden wird.
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Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschneben, von denen Figuren 1 und 2 einen Sack nach dem Stammpatent 400 831 in der Perspektive bzw. In Draufsicht einer Endfläche, Fig. 3 einen erfindungsgemässen Sack im teilweise gefalteten Zustand und Fig. 4 den Sack von Fig. 3 im vollständig gefalteten Zustand mit aufgeschweisstem Deckblatt zeigen.
In Fig. 1 ist ein Sack in Kastenform gemäss dem Stammpatent 400 831 dargestellt, der aus Rundgewebe 1 aus monoaxial verstreckten Polyolefinbändchen, z. B. aus Polypropylen oder Polyäthylen, besteht, die eine Dicke von 20-80 um und eine Festigkeit von mehreren g/Denier, typisch 4-6, 5 g/Denier aufweisen. Die Bodenflächen dieses Kastensackes werden durch Faltung von Gewebelappen 4, 4', 5, 5' gebildet. Wie gestrichelt angedeutet überragen die Lappen 4 und 5 einander nur wenig. Zwischen den Lappen 5'und 4 bzw. 5 ist weiters ein Ventil 2 angeordnet, das aus blatt- oder schlauchförmigen Materialien wie Geweben oder Folien besteht und durch das die Befüllung des Sackes vorgenommen wird.
Ist der Sack befüllt, so schliesst sich der Ventilschlauch durch den Druck des Füllguts gegen die Endfläche. Auf die Lappen 4, 5 ist ein Deckblatt 3 aufgeschweisst. Das Deckblatt 3 besteht vorzugsweise aus demselben Material wie das Gewebe 1, wobei Gewebe 1 und/oder Deckblatt 3 wahlweise ein- oder zweiseitig beschichtet sein können.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht der Ventilseite des Sackes gemäss Fig. 1. Man erkennt, dass zuerst die Seitenlappen 4', 5'nach innen gefaltet wurden, die bis zur strichlierten Linie 4", 5" reichen, darüber ein Schlauchstück 2 als Ventil an einer Seite angeordnet ist, das innen bis zur Linie 2'ragt, darüber die beiden Lappen 4 und 5 gefaltet wurden und schliesslich das Deckblatt 3 aufgeschweisst ist.
Bezugnehmend auf Fig. 3 ist ein erfindungsgemässer Ventilsack im teilweise gefalteten Zustand zu sehen. Am Ende des Rundgewebes 1 sind bereits die schmalseltigen Gewebelappen 4', 5' nach innen gebogen und die Ventilfolie 2 auf dem Lappen 5'befestigt. Das Befestigen der Folie 2 auf dem Lappen 5' erfolgt zweckmässig durch Wärmeschweissen auf einer rechteckigen Fläche, die durch die Faltungskanten 21, 22, die Aussenkante der Folie 2 und die Innenkante 5" des Lappens 5'begrenzt wird. Im weiteren Verlauf des Verarbeitungsprozesses werden die längssseitigen Lappen 4, 5 entlang der Faltungskanten 21, 22 nach innen gebogen, wodurch auch die Selten der Folie 2 nach innen umgebogen werden und das Schlauchventil 2 gebildet wird. Anschliessend wird ein Deckblatt 3 auf die Endfläche des Sacks aufgeschweisst.
Diese Fertigungsstufe ist In Fig. 4 dargestellt, auf die nun ebenfalls bezug genommen wird. Durch das Schlauchventil 2 kann ein Stutzen eingeschoben werden, um den Sack mit Füllgut zu befüllen. Dabei kann das Problem entstehen, dass manchmal beim Herausziehen des Stutzens das Ventil durch Wärme oder Reibung oder elektrische Aufladung am Stutzen anhaftet und somit der frei im Sackinneren hängende Teil des Ventils bis zu seiner Verbindungsstelle am Lappen 5'herausgezogen und umgestülpt wird. Ebenso kann das Ventil durch den beim Füllen im Sackinneren entstehenden Überdruck umgestülpt werden. In der Folge verliert das Ventil teilweise seine Dichtwirkung, da sich durch das Umstülpen des Schlauchs die wirksame Länge des Ventils beträchtlich verkürzt hat.
Erfindungsgemäss wird dieses Problem dadurch gelöst, dass in den Seitenlappen 4, 5 in einem Bereich zwischen der Kantenlinie 5" des Lappens 5'und der Innenkante 2' des Ventils 2 Öffnungen 18, 18' ausgestanzt werden, so dass nach dem Einwärtsfalten der Lappen 4, 5 das Deckblatt 3 durch diese Öffnungen 18, 18' hindurch mit der Oberseite des Ventils 2 verschweisst werden kann. Da somit das Ventil im wesentlichen an beiden Enden an der Sackendfläche befestigt ist, wird dadurch wirkungsvoll verhindert, dass das Ventil 2 zusammen mit dem Füllstutzen herausgezogen wird. Die Form der Öffnungen kann beliebig gewählt werden. So ist beispielhaft die Öffnung 18 länglich und die Öffnung 18'kreisrund ausgeführt.
Bei Kastensäcken allgemein und bei Ventilkastensäcken im besonderen kann sich störend bemerkbar machen, dass durch das Falten der Gewebelappen 4, 4', 5, 5' zu einer Endfläche im Sackinneren vier etwa dreieckige Taschen ausgebildet werden, die wie Trichter wirken, deren Auslassöffnungen sich in den Faltungskanten 21, 22 befinden. Aus fertigungstechnischen Gründen Ist es nicht möglich, das Deckblatt 3 exakt bis zu den Faltungskanten 21, 22 anzuschweissen, so dass Im allgemeinen an den Enden der Faltungskanten kleine Öffnungen freibleiben, die in die oben erwähnten Taschen münden. Dies stört am Sackboden nicht, da durch das Gewicht des Füllguts die Taschen zusammengepresst und dadurch verschlossen werden.
Beim Befüllen von Kastenventilsäcken jedoch, wo durch einen eingeführten Stutzen das Füllmaterial mittels Druckluft eingebracht wird, blühen sich durch die einströmende Druckluft an der dem Ventil gegenüberliegenden Seite diese Taschen zu Trichtern auf und das meist pulvrige Material wird durch den "Trichterauslass" aus dem Sack herausgepresst. Um dies zu vermeiden, sind in den längsseitigen Lappen 4, 5 weitere Öffnungen 19, 19' in einem Bereich der Lappen 4, 5 vorgesehen, der nach dem Falten den schmalseitigen Gewebelappen 4'überlappt. Wird das Deckblatt 3 aufgeschweisst, so wird durch diese Öffnungen 19, 19' hindurch der Lappen 4'mit dem Deckblatt 3 verbunden und somit das Aufblähen bzw. die Trichterbildung verhindert.