DE2310596C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Beuteln aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Beuteln aus thermoplastischem Kunststoff, bei welchem auf eine kontinuierlich fortbewegte und flachgelegte Schlauchfolie durch ein mit der Schlauchfolie bewegtes Schweißwerkzeug Querschweißnähte hergestellt werden, wobei mindestens während des Schweißens die Schlauchfolie spannungslos geführt wird und bei dem danach die Schweißnaht gekühlt wird und an der Schlauchfolie gegebenenfalls Perforationen angebracht werden.

Es ist bekannt, zum Herstellen einer besonders haltbaren Schweißnaht an Schlauchfolien den Nahtbereich drucklos zu schmelzen und nachträglich diesen Bereich unter Druck zu kühlen (DT-PS 8 72 400). Wenn man nach diesen Vorschlägen arbeitet, so ist man nicht imstande, eine Reihe hintereinander und miteinander zusammenhängender Kunststoffbeutel herzustellen, weil die Bedingungen bei dem Verfahren dazu zwingen, zuerst ein Schlauchfolienende zu schneiden, ehe weitergearbeitet werden kann.

Es ist ferner bekannt (US-PS 36 22 421), die Bahn der Schlauchfolie nach dem Verschweißen spannungsfrei zu halten, und zwar so lange, bis die Schweißverbindung, mindestens teilweise, gekühlt ist, um eine Schwächung der Schweißverbindungen durch eine Streckung des Materials zu vermeiden. Zu diesem Zweck wird eine bestimmte Länge der Schlauchfolienbahn mit Hilfe von Vakuum-Ansaugöffnungen auf einer Rolle gehalten und ist zum Spannen des Folienteils ein bewegliches Organ vorhanden, das während der Wärmezufuhr die Folie entspannen läßt; aber kurz nach der Verschweißung wird dieses Organ wieder nach außen bewegt, wodurch also die Folienbahn nahezu wieder die ursprüngliche Länge annimmt. Es hat sich aber in der Praxis gezeigt, daß man nach diesem Vorschlag nicht arbeiten kann, weil es nicht gelingt, den Folienteil stets spannungslos zu halten. Die zur Herstellung von Beuteln verwendeten Kunststoffe haben nämlich den Mangel, daß die Schrumpfwerte niemals konstant sind und sogar zwischen 1% und 4% variieren. Es wird daher jener Teil der Folienbahn, der zwischen den beiden Vakuum-Ansaugjffnungen nach der Verschweißung, nämlich dann, wenn sich dieses Organ nach außen bewegen wird, wieder gespannt werden. Dazu kommt aber schließlich noch, daß während der Wärmezufuhr die Folie zwischen Heizstäbe eingeklemmt wird, so daß die Schweißverbindung zu dünn wird bzw. die Schweißverbindung dadurch praktisch geschwächt wird.

Demgegenüber hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine verbesserte Schweißnaht herzustellen und Bahnen von zusammenhängenden Kunststoffbeuteln zu schaffen, bei denen diese Beutel nicht nur gute Schweißverbindungen, sondern auch keinerlei örtliche Wandungsschwächen aufweisen.

Diese Aufgabe wird nach dem Vorschlag der Erfindung dadurch gelöst, daß das Schweißwerkzeug drucklos an einer Seite der flachgelegten Folie angelegt und, nachdem das Schweißwerkzeug entfernt wurde, die Schweißnaht unter Druck gekühlt wird.

Bei der Anwendung eines derartigen Schweißverfahrens hat es sich herausgestellt, daß die Schweißverbindung eine wesentlich bessere Qualität aufweist als nach den bekannten Verfahren. Dies hängt offenbar mit der Tatsache zusammen, daß an der Stelle der Schweißverbindung das Kunststoffmaterial zuerst ohne Anwendung von Druck plastifiziert wird, worauf das Ganze unter Verwendung einer Kühlwalze einem Druck ausgesetzt wird, wobei die Kühlwalze die Wärme rasch abführt und andererseits die erforderliche Zusammenpressung zwischen den aufeinanderliegenden Folienschichten erfolgt.

Die Oberfläche von mindestens einer der unter Druck zusammenarbeitenden Walzen wird durch ein Kühlmittel gekühlt. Dies kann z. B. dadurch erfolgen, daß Umgebungsluft auf die Walzen geblasen wird, von denen mindestens eine aus Metall besteht. Die das Schweißglied berührende Folienoberfläche berührt die Metalloberfläche ohne Verwendung einer isolationsschicht.

Während des Einwirkens des beheizten Schweißgliedes kann die Schlauchfolie mittels mindestens einer in einem der Gesamtschichtdicke der aufeinanderliegen-

den FoHenschichten entsprechenden Abstand von der Schweißwalze liegenden Walze geführt werden.

Auf diese Weise ist ein guter Kontakt zwischen den beiden Folienschichten gewährleistet, die später, wenn sie an den Druckwalzen vorbeigeführt werden, in einwandfreier Weise miteinander verbunden werden.

Die Oberflächengeschwindigkeit d*r Druckwalzen ist kleiner als die Geschwindigkeit der Schlauchfolie während der SchweiBung.

Nachdem eine Schweißverbindung zwischen den Kühlwalzen durchgeführt wurde, jedoch ehe ein Schweißglied von neuem auf das Folienmaterial einwirkt, wird dasselbe mittels einer Zugbearbeitung schlüpfend zwischen den Druckwalzen hindurchgezogen, damit die Fördergeschwindigkeitsdifferenzen der Folienbahn ausgeglichen werden.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zum kontunierlichen Herstellen von Beuteln aus thermoplastischem Kunststoff, bei der sich an gleichförmig angetriebenen Vorzugswalzen zum Abziehen einer Schlauchfolie aus einem Speicher eine Schweißtrommel mit bündig in ihrer Oberfläche liegenden Schweißgliedern anschließt, die entsprechend der Vorzugsgeschwindigkeit aus dem Folienspeicher angetrieben ist und die vom Folienschlauch umschlungen ist, bei der der Folienschlauch durch eine Abzugseinrichtung von der Schweißtrommel abgezogen wird und die ge gebenenfalls eine Querperforierungseinnchtung für den Folienschlauch aufweist, besteht dabei darin, daß zwischen der Abzugseinrichtung und der Schweißtrommel nacheinander ein mit einer geringeren Ob^rflächengeschwindigkeit als die der Schweißtrommel angetriebenes Druckwalzenpaar und eine Rolle, die auf den Folienschlauch eine Zugkraft ausübt, angeordnet sind und daß eine der Druckwalzen gekühlt ist.

Es ist vorteilhaft, eine oder mehrere Kontaktwalzen vorzusehen, die der drehbaren Walze gegenüber angebracht sind, wobei das Spiel zwischen der drehbaren Walze und der Kontaktwalze im wesentlichen der Gesamtstärke der aufeinanderliegenden Folienschichten der Schlauchfolie gleich ist.

Durch die Anwendung eines hinsichtlich der drehbaren Walze wärmeisoliert angeordneten Schweißgliedes wird gewährleistet, daß die aus wärmeleitendem Material bestehende Walzenoberfläche nicht eine Temperaturerhöhung erleidet oder wenigstens mit ihrer Temperatur unter der Plastifizierungstemperatur des Kunststoffes bleibt. Diese Temperatur beträgt bei Polyäthylen z. B. weniger als 60⁰C. Dabei ist es vorteilhaft, eine der Druckwalzen mit einer Metalloberfläche großen Durchmessers zum Abführen der Wärme zu versehen. Dadurch wird wird nämlich erreicht, daß die Temperatur dieser Kühlwalze kaum die Zimmertemperatur oder die Temperatur der Umgebung überschreitet.

Eine weitere erfindungsgemäße Bauform sieht vor, daß eine der Druckrollen von der anderen mit ihr zusammenarbeitenden Druckrolle abhebbar ist. Wenn man eine oder mehrere Abstandswalzen vorsieht, die der die Schweißglieder aufweisenden Walze gegenüberliegen, so kann man dabei erreichen, daß das Spiel zwischen der drehbaren Walze und den Kontaktwalzen im wesentlichen der Gesamtstärke der aufeinanderliegenden Folienschichten der Schlauchfolienbahn entspricht. Diese Kontaktwalzen oder Bürstenwalzen bestehen dabei vorteilhaft aus Schaumgummi.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten AniführunesbeisDiels näher erläutert.

Die Vorrichtung ist mit einer drehbar gelagerten Haspe! J versehen, auf der eine Kunststoffolie 3 aufgewickelt ist Diese Haspel 1 stützt sich auf drehbare Gummiwalzen 2 ab, die mit einer der gewünschten Zuführgeschwindigkeit der Folienbahn entsprechenden Umfangsgeschwindigkeit angetrieben werden können. Nach den Führungswalzen 4 ist eine Perforationsvorrichtung 5 vorgesehen, die auf der Schlauchfolie 3 eine Querperforation anbringt, an der die einzelnen Beutel

ίο später voneinander getrennt werden können. Diese Perforationsvorrichtung 5 besteht aus einer drehbaren Walze mit Vorsprüngen, die mit einer gegenüberliegenden Anpreßwalze 6 zusammenarbeitet.

Die Vorrichtung erlaubt also, wie ohne weiteres erkennbar ist, eine sehr rasche Herstellung der Beutel, denn nach dem Perforieren wird die Schlauchfolienbalm 3 über eine drehbare Trommel 8 geführt, in deren Metalloberfläche zwei Schweißstäbe 10 eingesetzt sind.

Damit verhindert wird, daß während der Einwirkung des Schweißstabes 10 sich die obere Folienschicht gegenüber der unteren verschiebt, sind die Kontaktwalzen oder Bürsten 7, 9 und 11 vorgesehen. Der kleinste Abstand zwischen der Oberfläche der Walze 8 und den Walzen 7, 9 und 11 ist der Gesamtstärke der aufeinanderliegenden Schichten der Schlauchfolie gleich. Die Kontaktwalzen 7, 9, 11 haben jedoch keine Druckwirkung. Der Schweißstab 10 kann auch mittels Asbestisolierung isoliert in der Oberfläche der Walze 8 angeordnet sein.

Die Oberfläche der Anpreßwalze 13 besteht vorzugsweise aus Gummi, wobei man jedoch auch andere Materialien, wie beispielsweise Metall oder eine mit PTFE umkleidete Metalloberfläche wählen kann. In bestimmten Fällen wird jedoch die erste Lösung bevorzugt. Zum Andrücken der Walze 13 gegen die Kühlwalze 12 ist ein Hebel 19 vorgesehen.

Jeder Schweißstab 10 besteht aus mit PTFE umkleidetem Kupfer und kann mit Hilfe von Heizgliedern auf eine Temperatur von 200 bis 400⁰C entsprechend der jeweiligen Dicke der Folie, der Antriebsgeschwindigkeit und dem Folienmaterial erhitzt werden. Die an die Schweißstäbe 10 angrenzende Oberfläche der Walze 8 soll dabei erheblich unter der Plastifizierungstemperatur der Kunststoffolie bleiben, beispielsweise unter 6O⁰C bei Polyäthylen und vorzugsweise nicht über 30⁰C.

Da die Führungswalzen 4 die Schlauchfolienbahn 3 etwas schneller fördern als die Walze 13 mit der Kühlwalze 12, berührt die Schlauchfolienbahn spannungslos den Schweißstab 10.

Nach der Plastifizierung wird die Schlauchfolienbahn 3 zwischen einer nachgeordneten Kombination von Kühlwalze 12 mit Andrückwalze 13 hindurchgeführt. Die Kühlwalze 12 ist mit einer inneren Kühlspirale 18 versehen, wodurch die Metalloberfläche der Kühlwalze 12 auf Zimmertemperatur oder niedriger gehalten werden kann.

Es hat sich dabei herausgestellt, daß die Qualität der Schweißverbindung durch das Zusammendrücken nach vorhergehender Plastifizierung beträchtlich verbessert wird. Vermutlich ist das darauf zurückzuführen, daß die untere Schicht der Schlauchfolienbahn über ihre ganze Stärke plastifiziert wird und in der daraufliegenden Schicht der Schlauchfolienbahn nur ein Teil der Stärke der Schicht plastifiziert wird, so daß im wesentlichen eine Verklebung stattfindet zwischen der unteren Schicht einer plastifizierten obenliegenden Oberfläche und der darunterliegenden Oberfläche der ganz plastifi-

zierten unteren Schicht.

Nachdem die Schlauchfolienbahn 3 den Schweißstab 10 verlassen hat, und ehe der Schweißstab 10 wieder von neuem die Schlauchfolienbahn 3 berührt, wird diese mit Hilfe der mit einer Feder 21 zusammenarbeitenden Spannrolle 20 schlüpfend zwischen den Walzen 12, 13 hindurchgezogen. In dieser Weise wird eine zu große Schleifenbildung zwischen der Walze 8 und den Walzen 12,13 vermieden.

Nach der Kühlwalze 12 und der Anpreßwalze 13 sind zwei zusammenarbeitende drehbare Walzen 14 und 15 angeordnet, die die Schlauchfolie 3 mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Zuführwalze 4 fortbewegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

23 596 3 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Beuteln aus thermoplastischem Kunststoff, bei welchem auf eine kontinuierlich fortbewegte und nachgelegte Schlauchfolie durch ein mit der Schlauchfolie bewegtes Schweißwerkzeug Qutrschweißnähte hergestellt werden, wobei mindestens während des Schweißens die Schlauchfolie spannungslos geführt wird und bei dem danach die Schweißnaht gekühlt wird und an der Schlauchfolie gegebenenfalls Perforationen angebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißwerkzeug drucklos an einer Seite der flachgelegten Folie angelegt und, nachdem das Schweißwerkzeug entfernt wurde, die Schweißnaht unter Druck gekühlt wird.

2. Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Beuteln aus thermoplastischem Kunststoff, bei der sich an gleichförmig angetriebenen Vorzugswalzen zum Abziehen einer Schlauchfolie aus einem Speicher eine Schweißtrommel mit bündig in ihrer Oberfläche liegenden Schweißgliedern anschließt, die entsprechend der Vorzugsgeschwindigkeit aus dem Folienspeicher angetrieben ist und die vom Folienschlauch umschlungen ist, bei der der Folienschlauch durch eine Abzugseinrichtung von der Schweißtrommel abgezogen wird und die gegebenenfalls eine Querperforierungseinrichtung für den Folienschlauch aufweist, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abzugseinrichtung (14, 15) und der Schweißtrommel (8) nacheinander ein mit einer geringeren OberflächengeschwimJigkeit als die der Schweißtrommel (8) angetriebenes Druckwalzenpaar (13.18) und eine Rolle (20), die auf den Folienschlauch eine Zugkraft ausübt, angeordnet sind und daß eine der Druckwalzen (13,18) gekühlt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Kontaktwalzen (7, 9, 11) vorgesehen sind, die der drehbaren Walze (8) gegenüber angebracht sind, wobei das Spiel zwischen der drehbaren Walze (8) und der Kontaktwalze (7, 9, 11) im wesentlichen der Gesamtstärke der aufeinanderliegenden Folienschichten der Schlauchfolie (3) gleich ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Druckrollen (13) von der anderen mit ihr zusammenarbeitenden Druckrolle (12) abhebbar ist.