Verfahren zum allseitigen Beschichten von Verpackungsmaterial
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum allseitigen Beschichten von Verpackungsmaterial des Typs, der aus einer faserigen Materialschicht, z. B. aus Papier oder ähnlichem Material, besteht, das an beiden Seiten mit einer heissversiegelbaren Kunststoffschicht bedeckt ist.
Thermoplastische Materialien des Polyäthylenund Polypropylentyps haben mehr und mehr Anwendung als Verpackungsmaterialien für die verschiedensten Arten von Waren gefunden. Der Grund dafür ist offensichtlich, dass diese Kunststoffmaterialien für Verpackungsmaterialien geeignete Eigenschaften haben, d. h. sie sind undurchlässig für Flüssigkeiten, verhältnismässig gasdicht und fettbestänldig. Ferner vermögen, diese Kunststoffmateri alien durch Schmelzen versiegelt zu werden, was mittels Wärme und Druck verwirklicht wird, was natürlich sowohl die Versiegelungsoperation an den fertigen Verpackungen erleichtert als auch es möglich macht, eine starke und dichte Versiegelungsverbindung zu erzeugen.
In denjenigen Fällen, in denen es erwünscht ist, ein verhältnismässig steifes Verpackungsmaterial zu erhalten, wird oft eine steife Schicht von Papier oder Pappe mit einer oder mehreren Schichten von thermoplastischen Materialien kombiniert. Dieses kombinierte Material fügt die Dichtheit und das Versiegelungsvermögen des Kunststoffes zu den überlegenen formbehaltenden Eigenschaften des Papiers hinzu. Ein derartiges komhiniertes Material wird oft z. B. für Flüssisseits ? ackungeu verwendet, die dicht und flfiis- sigkeitsdicht versiegelbar sein sollen, die aber auch Steifheitseigenschaften haben sollen, so dass die Verpackung ihre Gestalt bei normaler Handhabung beibehält.
Das Problem von Flüssigkeitspackungen des Typs, um den es sich hier handelt, ist unter anderem das, dass einer der Ränder des Verpackungsmateriales oft innerhalb der fertigen Verpackung angeordnet ist, wobei Flüssigkeit dann in den Papierrand einzudringen vermag, der in das Innere der Packung gerichtet ist. Ein anderes Problem erhebt sich, wenn eine Bahn von Verpackungsmaterial, bei der eine Papierschicht an beiden Seiten mit Kunststoffmaterial bedeckt ist, sterilisiert werden soll, um nachher zum Verpacken von sterilen Füllungsmaterialien verwendet zu werden. In diesem Falle werden oft Sterili- sierungsmittel verwendet, die derartige Eigenschaften haben, dass das Papiermaterial angegriffen und entfasert wird, was seinerseits das Risiko mit sich bringt, dass abgebrochene Papierfasern mit verpacktem Füllungsmaterial gemischt werden.
Flüssige Sterilisierungsmittel, die in den faserigen Teil der Ränder zwischen den beiden thermoplastischen Materialschichten eindringen, lassen sich vor dem Versiegelungsprozess schwierig vollständig entfernen, was einen schädlichen Einfluss auf das Füllungsmaterial haben kann und auch den richtigen Versiegelungsprozess unmöglich oder schwierig machen kann.
Diese Nachteile können beseitigt werden, indem man ein Schichtstoffmaterial verwendet, bei dem die steifere Schicht vollständig innerhalb einer ununterbrochenen Kunststoffhülle eingeschlossen ist. Ein derartiges Schichtstoffmaterial kann offensichtlich auf verschiedene Weisen geschaffen werden. So ist es denkbar, beide Seiten der Papierschicht sowie die Ränder derselben vollständig durch Aufsprühen von Kunststoff zu bedecken, und ferner ist es möglich, erst eine Bahn von Papier durch Strangpressen in wohlbekannter Weise mit Kunststoff zu bedecken und dann die Ränder der Papierbahn mit Hilfe von Kunststoffbändern zu versiegeln, die über den Rand gefaltet werden und an die Kunststoffbedeckungen auf beiden Seiten der Bahn gesiegelt werden.
Die oben erwähnten Verfahren zur Versiegelung der Ränder zwischen den Kunststoffschichten des faserigen Substratteiles, der den mechanischen Halt für das Verpackungsmaterial liefert, lassen sich schwierig praktisch durchführen aus leicht zu verstehenden Gründen, mindestens wenn die Erzeugung des Verpackungsmaterials in einer rationellen Weise stattfinden soll.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann rationell und daher billig ausgeführt werden und ist dadurch gekennzeichnet, dass die faserige Schicht, die zwischen den Kunststoffschichten in der Randzone vorgesehen ist, in einem solchen Ausmass weggearbeitet wird, dass die Kunststoffschichten, die an beiden Seiten der faserigen Schicht vorgesehen sind, vereinigt, z. B. aneinander gesiegelt werden können, um eine Kunststoffbedeckung zu bilden, die die Randzone vollständig umgibt.
Einige Beispiele des erfindungsgemässen Verfahrens werden im folgenden mit Bezug auf die beiliegende schematische Zeichnung beschrieben werden, worin:
Fig. 1 einen querverlaufenden Schnitt einer faserigen Materialschicht, die an beiden Seiten mit einer Kunststoffschicht bedeckt ist, erläutert,
Fig. 2 zeigt, wie die Randschicht des Substratteiles mit Hilfe von chemischer Einwirkung zersetzt wird,
Fig. 3 zeigt, wie das faserige Substrat von der Randzone durch Schleifen oder spanabhebende Bearbeitung entfernt wird,
Fig. 4 zeigt, wie das faserige Substrat aus der Randzone durch Zusammendrücken entfernt wird, und
Fig. 5, 6 und 7 zeigen, wie die auf beiden Seiten der faserigen Schicht vorgesehenen Kunststoffschichten nach Entfernung des Substrates in der Randzone vereint und aneinander gesiegelt werden.
Der in Fig. 1 gezeigte querverlaufende Schnitt eines Verpackungsmaterials enthält eine Papierschicht 1, die an beiden Seiten mit einer Schicht 2 eines heissversiegelbaren Kunststoffmaterials, z. B.
Polyäthylen oder Polypropylen, bedeckt ist. Die Bedeckung der Papierschicht kann vorzugsweise in einer solchen Weise ausgeführt werden, dass das Kunststoffmaterial nach dem Erhitzen desselben bis zum flüssigen oder halbflüssigen Zustand unter Bildung eines dünnen Filmes stranggTepresst wird, der auf die Papierschicht, aup brachit wird, iahe der Kunststoff abgekühlt und Idadurch stabilisiert t worden ist.
Um die beabsichtigte Haftung zwis. chen der Papierschicht und der Kunststoffschicht zu erhalten, wird die mit Kunststoff bedeckte Papierschicht zwischen zwei zuslam menwirkende Drucwalzen eingeführt, die die die de Kunst- stoffschicht gegen die Papieroberfläche pressen und gleichzeitig den Kunststoff abkühlen.
Bei wider Ausführung des erSindungsgemasisen Verfahrens wird das faserige Substrat des Verpakkungsmaterials entlang den Rändern des letzteren entfernt. Das Entfernen oder Wegarbeiten des faserigen Materials kann erfindungsgemäss prinzipiell auf drei verschiedene Weisen verwirklicht werden, die in den Fig. 2, 3 und 4 veranschaulicht sind.
Ein Verfahren zur Entfernung des Substratteiles in der Randzone des Verpackungsmaterials besteht darin, den Rand des Verpackungsmaterials der Einwirkung von chemischen Mitteln auszusetzen, die die faserige Substratschicht (z. B. Papier) zersetzen, während der Kunststoff unbeeinflusst gelassen wird. Da es eine grosse Anzahl von Chemikalien (flüssig oder gasförmig) gibt, die Materialien des Cellulosetyps angreifen und zerstören, die aber Kunststoffe des Polyäthylentyps nicht anzugreifen vermögen, kann hier keine vollständige Liste dieser Chemikalien gegeben werden, aber Information darüber kann aus jedem grundlegenden Lehrbuch der Chemie entnommen werden. Als einige Beispiele von geeigneten Chemikalien seien jedoch Peroxydverbindungen, und insbesondere Wasserstoffperoxyd, möglicherweise mit einem Zusatz von kleinen Mengen Salzen des zweiwertigen Eisens, Säuren, z. B.
Schwefelsäure von geeigneter Konzentration und Temperatur, basische Substanzen, z. B. Natriumhydroxydlösung, die bei einer Konzentration von 8 bis 10 O/o eine maximale Wirkung zeigt, genannt.
Die richtige Behandlung des Randes des Verpakkungsmaterials kann in einer solchen Weise bewirkt werden, dass der Rand in ein Bad getaucht wird, das aus einer Flüssigkeit der oben genannten Art besteht, oder dass das Verpackungsmaterial in einen Raum eingeführt wird, der eine gasförmige Substanz enthält, die die faserige Materialschicht des Verpackungsmaterials zersetzt. Ein weiteres Verfahren zur Behandlung des Randes des Verpackungsmaterials besteht in dem Sprühen des chemischen Präparates gegen den Rand des Verpackungsmaterials, oder es wird in das faserige Material injiziert. Wenn das Verpackungsmaterial in der oben genannten Weise behandelt worden ist, nimmt die Randzone ein Aussehen an, das schematisch in Fig. 2 veranschaulicht ist, wo der Randteil 3 der Papierschicht 1 durch chemische Einwirkung weggearbeitet worden ist, während die Kunststoffschichten 2 noch intakt sind.
Im Falle gewisser chemischer Behandlungen wird das zersetzte Material nicht weggearbeitet, sondern verliert seine mechanisch zusammenhaltenden Eigenschaften durch die Behandlung, so dass das behandelte Material in der Randzone leicht weggekratzt oder weggeblasen werden kann. Im Falle der Behandlung mit gewissen Chemikalien, z. B. Natriumhydroxyd, wird das faserige Cellulosesubstrat zu einer gallertartigen Masse zersetzt, die zwischen die Kunststoffschichten 2 mit Hilfe eines Paares von zusammenwirkenden Gummiwalzen hinein oder hinaus gepresst werden kann und darauf auf jegliche geeignete Weise entfernt werden kann.
Ein anderes Verfahren zum Wegarbeiten der faserigen Materialschicht wird in Fig. 3 veranschaulicht, wo ein Schleifrad 4 von geeigneten Abmessun gen zwischen die beiden Kunststoffschichten 2 des Verpackungsmaterials gerichtet wird und die Papierschicht 1 in einem Gebiet 5 wegarbeitet. Ausser dem Schleifen kann es auch möglich sein, den Substratrand 5 mit Hilfe eines Schneidwerkzeuges von geeigneter Gestalt wegzuschneiden. Beim Schleifen der Papierschicht sollte Sorge getragen werden, dass die Breite des Schleifwerkzeuges allgemein der Dicke des Substratteiles entspricht.
Ein drittes Verfahren zum Wegarbeiten der Papierschicht in der Randzone des Verpackungsmaterials ist in Fig. 4 dargestellt, wo das Verpackungsmaterial zwischen zwei Platten 6 eingespannt wird, worauf ein Druckwerkzeug 7 eingeführt und gegen die Papierschicht 1 gepresst wird, die dadurch zusammengepresst und ein gewisses Stück inwärts zwischen die Kunststoffschichten 2 verschoben wird. Mit einer geeigneten Ausführung des Druckwerkzeuges können die Randteile der Kunststoffschichten daneben dazu gebracht werden, sich über den Substratrand und auf einander zu zu beugen. Sie können dann in der in Fig. 7 gezeigten Weise aneinander gesiegelt werden.
Wenn Idzas Verpackqmlgsmlaterial jauf irgendeine der oben genannten Weisen behandelt worden ist, wobei die Papierschicht 1 in einem Gebiet zwischen den Kunststoffschichten 2 weggearbeitet worden ist, werden die Ränder 10 der Kunststoffschichten 2 in der in Fig. 5, Fig. 6 oder Fig. 7 gezeigten Weise vereinigt, worauf die zusammengebrachten Kunststoffränder 10 aneinander mit Hilfe von zwei zusammenarbeitenden Heissiegelbacken 8 heiss versiegelt werden. Indem man mit Hilfe der Siegelbakken 8 den Randteilen 10 der Kunststoffschicht Wärme zuführt, während diese Teile gleichzeitig zusammengepresst werden, wird ein Schmelzen der Kunststoffschichten 2 entlang einer Versiegelungszone 9 erreicht.
Wenn das genannte Versiegeln ausgeführt worden ist, ist der Rand 2 der Papierschicht vollständig gegen Angriffe durch atmosphärische Feuchtigkeit oder Absorption von Füllmaterial abgedichtet, das in die fertige Verpackung eingeführt worden ist, während das Verpackungsmaterial noch die erwünschten Eigenschaften hat, d. h. es ist heiss versiegelbar, flüssigkeitsdicht und verhältnismässig formbeständig, ohne dass die versteifende Papierschicht von der Aussenseite zugänglich ist.
In Fig. 6 wird eine Variante der Siegelvorrichtung, die in Fig. 5 gezeigt ist, dargestellt, wobei die Gegenbacke des Paars von Siegelbacken durch eine Weichgummiplatte ersetzt ist, die eine Seite des am Rande versiegelten Schichtstoffmateriales dazu bringt, praktisch flach geradeaus zu dem Rande des Verpackungsmaterials zu sein. Eine andere Variante wird in Fig. 7 gezeigt, wo die Kunststoffschichten, die über die abgearbeitete Substratzone hervorragen, gegen den Rand des Verpackungsmaterials gefaltet werden und durch Oberflächenschmelzung unter Bil- dung einer dichten bedeckenden Umhüllung des Substratrandes versiegelt werden.
Die Beispiele der Erfindung, die hier gezeigt werden, sind lediglich zur Erläuterung des Grundgedankens der Erfindung gedacht, der natürlich auf verschiedene Weisen variiert werden kann. Die faserige Substratschicht, die auf beiden Seiten mit Kunststoff bedeckt ist, braucht nicht notwendigerweise Papier zu sein, obgleich angenommen wird, dass Papier oder Pappe das am allgemeinsten in den vorliegenden Kombinationen von Materialien verwendete Material sind. Zusätzlich zu Papier können jedoch Pressmassen von verschiedenen Arten und Textilfasermischungen in Betracht gezogen werden.