DE2057255A1 - Verfahren zur Herstellung von Schlauchfolien aus thermoplastischen Kunststoffen mit definiertem Volumenschrumpf mit Hilfe des Blasverfahrens - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Schlauchfolien aus thermoplastischen Kunststoffen mit definiertem Volumenschrumpf mit Hilfe des Blasverfahrens

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DE2057255A1 DE19702057255 DE2057255A DE2057255A1 DE 2057255 A1 DE2057255 A1 DE 2057255A1 DE 19702057255 DE19702057255 DE 19702057255 DE 2057255 A DE2057255 A DE 2057255A DE 2057255 A1 DE2057255 A1 DE 2057255A1
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Description

CHEMISCHE IiERKE HÜLS AG 4370 Mari, den 2O. November 197O - Patentabteilung - 2066/G
Unser Zeichen: 0.Z.2517
Verfahren zur Herstellung von Schlauchfolien aus thermoplastischen Kunststoffen mit definiertem Volumensehrumpf mit Hilfe des Blasverfahrens
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Schlauchfolien aus thermoplastischen Kunststoffen mit definiertem Volumenschrumpf bei der Weiterverarbeitungstemperatur mit Hilfe des BlasVerfahrens.
Schlauchfolien werden unter anderem für Verpackungszwecke angewendet, bei denen das Verpackungsgut faltenfrei umschlossen werden soll. In vielen Fällen schrumpft der Inhalt der Folie jedoch nach einer Wärmebehandlung, zum Beispiel durch Kochen oder Sterilisieren der gefüllten Verpackung, so daß anschließend die Folie den Inhalt in Falten umschließt. Es ist dann ein Nachbinden der Verpackung erforderlich. Insbesondere treten diese Nachteile auf, zum Beispiel bei der Verwendung von Schlauchfolien aus thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere Polyamiden, als Wursthüllen, Wegen des Schwindens der Wurstfülle beim Kochen und wegen des schrumpffreien Verhaltens der als Kunstdarm verwendeten Schlauchfolie liegt diese nach dem Kochen der Wurst nicht faltenfrei an.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Schlauchfolie herzustellen, welche einen definierten Vo-
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lumenschrumpf unter Beibehalten des Kalibers besitzt. Unter Volumenschrumpf wird hier im folgenden nicht das Schrumpfen des Volumens der Folie selbst verstanden, sondern die Veränderung des von der Folie eingeschlossenen Volumens, wobei dieser Volumenschrumpf bei der Anwendungstemperatur in gewünschter Weise eintreten soll, beispielsweise bei etwa 100 0C beim · thermischen Sterilisieren. Eine faltenfreie Verpackung mit der erfindungsgemäß hergestellten Folie wird auch erhalten wenn man die Verpackungsfolie mit dem bereits1 erkalteten konservierten Füllgut kurzzeitig der entsprechenden höheren Temperatur aussetzt und dadurch die Folie einem zweiten Schrumpfprozeß unterwirft.
Bei einer monoaxial verstreckten Folie erzielt man zwar einen Längsschrumpf, jedoch keinen Volumenschrumpf, da sich gleichzeitig der Umfang der Schlauchfolie dem Längsschrumpf entsprechend vergrößert, was zur Folge hat, daß der Folienschlauch nach dessen Schrumpfen das Füllgut in Falten umschließt.
Beim biaxialen Verstrecken wird der Umfang der Schlauchfolie in jedem Falle vergrößert, so daß bei der das Schrumpfen auslösenden Wärmebehandlung die Folie in beiden Richtungen schrumpft. Eine Kaliberkonstanz ist deshalb nach diesem Verfahren nicht gewährleistet.
Es wurde nun gefunden, daß man Schlauchfolien aus thermoplastischen Kunststoffen mit definiertem Volumenschrumpf unter Beibehalten des Kalibers herstellen kann, wenn der Folienschlauch bei Temperaturen wesentlich unterhalb des Schmelzbereiches des thermoplastischen Kunststoffes der Länge nach verstreckt wird, wobei gleichzeitig innerhalb der Reckstrecke das Kaliber des Folienschlauches konstant gehalten wird. Das kann man zum Beispiel dadurch erreichen, daß mit gasförmigen oder flüssigen oder festen Füllkörpern das Kaliber vorgegeben wird, wobei
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gleichzeitig das eingestellte Kaliber über Regelorgane konstant gehalten wird. Eine Vorrichtung zur Durchführung des. erfindungsgemäßen Verfahrens wird beschrieben.
Geeignete thermoplastische Kunststoffe zur Herstellung der Schlauchfolien mit definiertem Volumenschrumpf sind Polyolefine, wie beispielsweise Polyäthylen, das nach dem sogenannten Niederdruck-Polymerisationsverfahren herstellt worden sein kann, Polypropylen, Poly- et- Butylen oder auch Copolymerisate dieser Polyolefine, wie zum Beispiel Äthylen- ot- Butylen- oder ftthylen-Propylen-Copolymerisate oder auch Copolymerisate in denen Comonomere mit mehr als vier Kohlenstoffatomen in der Kette enthalten sind· Geeignet sind weiterhin lineare Polyester, zum Beispiel Polyäthylen-Terephthalat oder ein Polyester auf der Basis von Terephthalsäure und 1,4-Bis~(hydroxymethyl)~cyclohexan bzw, Mischkondensate aus den genannten Monomeren, insbesondere aber Polyamide, wie Polycaprolactam, insbesondere Polyaminoundecansäuren oder Polylaurinlactam, oder Polyamide, die aus Diaminen und Dicarbonsäuren hergestellt worden sind, wie beispielsweise Polyamid 6,6 Polyamid 6,10 oder Polyamid 6,12 sowie Polyamide auf der Basis aromatischer, cycloaliphatischer oder verzweigter aliphatischer Diamine oder Dicarbonsäuren. Auch Copolyamide aus mehreren polyamidbildenden Komponenten, beispielsweise aus Caprolactam und Laurinlactam im Gewichtsverhältnis 20 t 80 können eingesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet wesentlich unterhalb des Schmelzbereiches der thermoplastischen Kunststoffe. Insbesondere arbeitet man unterhalb des Erweichungspunktes, beispielsweise beim Niederdruck-Polyäthylen zwischen 70 und 100 0C, bei Polypropylen zwischen 70 und 110 0C, bei Polylaurinlactam zwischen 70 und 120 0C. Beispielsweise liegt der Schmelzbereich von iJiederdruckpolyäthylen zwischen 124 und 132 0C, der von Polypropylen zwischen 158 und 164 0C und der von
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Polylaurinlactam zwischen 175 und 180 0C. In jedem Falle wird die Verstreckung aber bei einer Temperatur vorgenommen, die in der Nähe der Temperatur der in Aussicht genommenen Wärmebehandlung für den Schrumpfprozeß liegt. In Sonderfällen kann daher die Verstreckung auch unterhalb der angegebenen Temperaturgrenzen erfolgen.
Die Verstreckung erfolgt allein in monoaxialer Richtung, d.h. in Abzugsrichtung, wobei die Reckstrecke' in einem entsprechend beheizten Kanal oder Tunnel liegt. Der Folienschlauch wird innerhalb der Reckstrecke mit einem Gas, insbesondere Luft, mit einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, gefüllt oder über einen festen Innendorn gezogen. Wesentlich ist hierbei, daß der Füllkörper das vorgegebene Kaliber innerhalb der Reckstrecke konstant hält. Es wird demnach dafür Sorge getragen werden, daß zum Beispiel ein Druckabfall durch entweichendes Gas oder entweichende Flüssigkeit oder eine Druckerhöhung bei Temperaturerhöhung vermieden wird.
Zum Konstanthalten des Innendrucks kann vorteilhaft mit Hilfe einer variablen Reckstrecke gearbeitet werden. Die variable Reckstrecke läßt sich beispielsweise erzielen durch in Folienlaufrichtung ein- oder doppelseitig verschiebbare Galettenständer, deren Bewegungsablauf über eine Regelstrecke mit dem gewünschten Endkaliber gekoppelt ist. Im folgendem wird eine Vorrichtung beschrieben, wie sie in der Abbildung 1 dargestellt ist.
über eine konventionelle Blasfolienanlage (1) wird ein Folienschlauch (2) extrudiert, der nach dem Flachlegen (3) und Passieren einiger Umlenkwalzen (4) sowie einer Tänzerwalze (5) entweder nach dem Abzugswalzenpaar (6) in bekannter Weise auf der Rolle (7) aufgewickelt oder unmittelbar in den Reckständer (8) eingeführt wird. Im ersten Fall erfolgt die Reckung von der
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Rolle (7) aus, also in einem zweistufigen Prozeß, im zweiten Fall ist der Arbeitsgang kontinuierlich.
Die mit einer vorgegebenen Liegebreite aufgewickelte oder unmittelbar extrudierte Folie wird zur Durchführung des Reckprozesses den Galetten (9) des Reckständers (8) zugeführt, durchläuft daraufhin einen mit Umluft beheizten Recktunnel (10) und wird schließlich nach Passieren der Galletten (11) des Reck-Ständers (12) bei der Rolle (13) wieder aufgewickelt. Durch die unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Gallettengruppen (9) und (11) wird der Schlauch in Längsrichtung gedehnt und zwar um einen Betrag, dor durch das Reckverhältnis bestimmt wird. Um eine Einschnürung des Schlauches in Querrichtung zu verhindern, wird derselbe gleichzeitig mit einem Stützmedium, beispielsweise Luft, einer Flüssigkeit oder einem Dorn auf dem Ausgangskaliber gehalten. Die Luft oder die Flüssigkeit wird mittels einer Injektionsnadel im Bereich A eingedüst. Um der Luftausdehnung beim Erwärmen und dem Luftverlust durch den Walzenspalt der Galletten Rechnung zu tragen, wird der Reckständer (12) beweglich, zum Beispiel auf Schienen angeordnet und über den Motor (14) beispielsweise über eine Spindel (15) von C nach B oder C nach D verschoben. Eine die Liegebreite mechanisch oder optisch abtastende Vorrichtung steuert dabei den Bewegungsablauf. Zur Gewährleistung einer stabilen Führung und Flachlegung des Schlauches sind die Leitbleche (1.6) vorgesehen.
Das Verstreckungsverhältnis laßt sich in üblicherweise durch unterschiedliche Geschwindigkeiten der Abzugswalzen verwirklichen. Es kann 1 · 3,1 bis 1:6 betragen, liegt jedoch insbesondere zwischen 1:2 und 1:4. Der angestrebte Volumenschrumpf beträgt im allgemeinen 5 bis 25 %, insbesondere von 8 bis 15%.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man Schlauchfolien deren vorgegebenes Kaliber bei dem Schrumpfprozeß bei der Verarbeitungstemperatur praktisch erhalten bleibt.
Das Verfahren soll im folgenden am Beispiel einer Polylaurinlactam-Schlauchfolie beschrieben werden, wobei als Vorrichtung die in der beiliegenden Zeichnung dargestellte verwendet wird.
t Beispiel 1
Polylaurinlactam mit einem Schmelzbereich von 175 bis 180 0C wird mit Hilfe eines Folienblaskopfes zu einem Folienschlauch geformt. Die aus dem Extruder austretende Schlauchfolie mit einem Durchmesser am Blaskopf von 50 mm und einem endgültig gewünschten Durchmesser von 100 mm wird in bekannter Weise flachgelegt. Die flachgelegte Schlauchfolie, die als Wursthülle verwendet werden soll, wird zwischen den Förderwalzen (9) dem auf 80 bis 100 0C beheizten Kanal (10) zugeführt und-mit den Abzugswalzen (11) daraus abgeführt. Zwischen den Förderwalzen und den Abzugswalzen wird der Schlauchabschnitt mit Luft aufgeblasen, beispielsweise über die Injektionsstelle (A). Der Druck innerhalb des Folienschlauchabschnittes wird konstant gehalten, indem die Walzenanordnung (12) bei Druckminderung von der durch die Linie (C) gekennzeichneten Stelle in Richtung der durch die Linie (B) gekennzeichneten Stelle verschoben wird. Bei Druckerhöhung erfolgt eine entsprechend gegenläufige Bewegung, Die Walzenanordnung (12) wird mit Hilfe einer Kaliberabtastung, beispielsweise mechanisch oder optisch, entsprechend gesteuert. Das Verstreckungsverhältnis beträgt 1 s 2,5. Die über die Abzugsanordnung (12) geführte zusammengelegte Schlauchfolie wird anschließend in üblicher faeise über die Rolle (13) aufgerollt. Die Schlauchfolie besitzt einen Volumenschrumpf von 10 %. Bei ihrer Verwendung als Wursthülle ura-
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schließt die Folie die Wurstfüllung nach dem Kochen faltenfrei.
Beispiel 2
Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Methode wurde Polyäthylen mit einem Schmelzbereich von 128 0C bei einer Temperatur von 115 bis 120 0C im Heizkanal behandelt» Das Verstreckungsverhältnis beträgt 1 ; 4,0. Der Volumenschrumpf der Schlauchfolie ist IO %. Eine sterilisierte und abgekühlte Füllmasse wurde mit der Schlauchfolie umgeben und anschließend auf 100 0C erhitzt. Die Schlauchfolie umschließt die Verpackung anschließend faltenfrei.
ic-
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Claims (10)

  1. - 8 - Q.Z. 2517
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    Patentansprüche
    j IJ Verfahren zur Herstellung von Schlauchfolien aus therrao- ^-plastischen Kunststoffen mit definiertem Volumen schrumpf bei der Weiterverarbeitungstemperatur mit Hilfe des Blasverfahrens dadurch gekennzeichnet,
    daß der Folienschlauch bei Temperaturen wesentlich unterhalb des Schmelzbereiches des thermoplastischen Kunststoffes der Länge nach verstreckt wird, wobei gleichzeitig innerhalb der Reckstrecke das Kaliber des Folienschlauches konstant gehalten wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Folienschlauch bei Temperaturen verstreckt wird, die in der Nähe der Temperatur der in Aussicht genommenen Wärmebehandlung für den Schrumpfprozeß liegen.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    mit Verstreckungsverhältnissen zwischen 1 : 1,1 und 1:6, vorzugsweise zwischen 1:2 und 1 : 4 gearbeitet wird.
  4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    man das Kaliber des Folienschlauches mit Hilfe von Luft einstellt und konstant hält.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    man das Kaliber des Folienschlauches mit Hilfe von Wasser einstellt und konstant hält.
  6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 5,
    d a d u r-c'it^ '4^ gekennzeichnet, önß
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    BAD
    9 - O.Z. 2517
    20.11.1970
    man das Kaliber des Folienschlauches mit Hilfe eines Dornes einstellt und konstant hält..
  7. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    man als thermoplastischen Kunststoff lineares Polyäthylen/ Polypropylen, Polybuten-1, einen linearen Polyester auf der Grundlage von Terephthalsäure und 1,4-Bis-(hydroxymethyl)-cyclohexan oder Polylaurinlactam verwendet. '
  8. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7 bestehend aus dem Galettenständer· (8) mit den Galetten (9) und dem Galettenständer (12) mit den Galetten (11) und dem Heizkanal (10)
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Galettenständer (12) aus der Lage (C) in Richtung (B) oder (D) kontrolliert verschiebbar angeordnet ist und seine Bewegung über das Kaliber der Schlauchfolie (2) mit Hilfe des Motors (14) und der Spindel (15) gesteuert wird.
  9. 9. Verwendung der nach den Ansprüchen 1 bis 8 erhaltenen Schlauchfolie zum Verpacken von Lebensmitteln.
  10. 10. Verwendung der nach den Ansprüchen 1 bis 9 erhaltenen Schlauchfolie als Wursthülle.
    BAD ORfGINAL 209822/0805
    Leerseite
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