DE4124457A1 - Verfahren und vorrichtung zur beleimung von kunststoffolie - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur beleimung von kunststoffolie

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beleimung von Kunststoffolie sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens.
Bei der Herstellung von Verpackungen aus Kunststoffolie werden Verschweißungen und/oder Verklebungen als Verbindungs­ mittel eingesetzt. Bei Verklebungen werden vorbestimmte Flä­ chenbereiche beleimt. Dies erfolgt in einer Beleimungsstation innerhalb einer Fertigungsstraße für Verpackungen. In einer der Beleimungsstation nachfolgenden Bearbeitungsstation können beleimte Folienabschnitte mit entsprechenden, damit zu verkle­ benden Folienabschnitte zur Anlage gebracht werden, um die Ver­ bindung herzustellen. Weil Folien, insbesondere zugeschnittene Folienstücke, durch eine Fertigungsstraße mit Transportmitteln bewegt werden, müssen verwendete Klebstoffe eine vorbestimmte Topfzeit aufweisen, damit sie bei Einlauf der beleimten Kunst­ stoffolie in eine entsprechende Bearbeitungsstation noch nicht abgebunden haben. Andererseits sollen die Klebstoffe jedoch auch unmittelbar nach Verlassen der Verarbeitungsstation be­ reits soweit abgebunden haben, daß eine feste und dauerhafte Verklebung gegeben ist. Aus diesem Grunde werden als Klebstof­ fe lösungsmittelhaltige Reaktionskleber verwendet, die nach Verflüchtigung des Lösungsmittels bereits hohe Klebkraft erzeu­ gen. Bei der Massenverarbeitung von Kunststoffolien ist die Freisetzung von Lösemitteldämpfen aus den verwendeten Klebstof­ fen problematisch, insbesondere auch dadurch, daß die Verdun­ stung der Lösungsmittel aus den aufgetragenen Klebstoffen noch durch Beaufschlagung mit Warmluft gefördert wird, um z. B. eine Steigerung der Produktionsleistung zu erreichen. Diese Lösungs­ mitteldämpfe müssen entsprechend den gesetzlichen Auflagen ent­ sorgt werden. Dies bedeutet, daß sie in zusätzlichen Einrich­ tungen unter Zufuhr von Brennstoffen, wie Öl oder Gas, ver­ brannt werden. Die Investitionskosten für diese Anlagen und de­ ren Betriebskosten belasten das erzeugte Produkt sehr stark.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, mit der sich Kunststoffolie problemloser beleimen läßt.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Verwen­ dung von lösungsmittelfreiem Kleber, insbesondere durch Wärme in verarbeitungsgemäße Viskosität gebrachte, aber bei Raumtem­ perätur feste Reaktionskleber. Diese Kleber haben den Vorteil, daß sie bei Zuführung von Wärme niedriger viskos werden und in diesem pastösen Zuständ verärbeitet werden können. Bei Abküh­ lung auf Raumtemperatur werden die Kleber wieder fest, ohne ih­ re Klebefähigkeit innerhalb einstellbarer Reaktionszeiten zu verlieren. Entsorgungsprobleme für Lösungsmittel stellen sich bei der erfindungsgemäßen Beleimung mit derartigen Spezialkle­ bern nicht.
Herkömmliche Schmelzkleber können bei nachträglicher Wärme zufuhr auch wieder erweichen, weshalb die Klebeverbindungen le­ diglich eine begrenzte Wärmebeständigkeit aufweisen. Nach ei­ ner zweckmäßigen Weiterbildung wird diese einen möglichen Nach­ teil darstellende Eigenschaft dadurch aufgehoben, daß als Kle­ ber ein feuchtigkeitsreaktiver Polyurethanklebstoff verwendet wird. In diesen Klebstoffen sind zusätzlich reaktive Bestand­ teile enthalten, die mit der Feuchtigkeit der Umgebungsluft reagieren und zu einem unschmelzbaren Klebstoff vernetzen. Die Vernetzung bewirkt auch eine Verbesserung der Festigkeit, Wär­ me- und Kältebeständigkeit sowie der chemischen Beständigkeit gegen viele Lösungsmittel, Laugen und Weichmacher.
Die Beleimung mit feuchtigkeitsreaktivem Polyurethankleb­ stoff erfolgt zweckmäßigerweise so, daß erhitzter pastöser Kle­ ber durch eine stationäre Austrittsdüse gedrückt und an die mit Transportmitteln bewegte Kunststoffolie abgegeben wird.
Bei einer unter der Austrittsdüse vorbeigeführten, prak­ tisch endlosen Kunststoffolie ist diese direkte Beleimung rela­ tiv unproblematisch. Werden jedoch einzelne, zugeschnittene Stücke aus Kunststoffolie mit den Transportmitteln zugeführt, ist der Austritt des Klebers aus der Austrittsdüse nicht so genau steuerbar, daß praktisch keine Restmengen an Klebstoff nachlecken, sobald ein Stück aus zu beleimender Kunststoffolie vollständig an der Austrittdüse vorbeigeführt ist. Nachlecken­ der Kleber muß aufgefangen werden, wobei die dafür vorzusehen­ den Maßnahmen erheblichen Bauaufwand erfordern können, da die nachleckenden Restmengen des Klebers das Auftragssystem verun­ reinigen und aushärten, sobald sie mit Luftfeuchtigkeit reagie­ ren und dann als nicht mehr oder nur noch schwer zu entfernen­ de Verkrustungen Maschinen und Anlagen in der Betriebssicher­ heit negativ beeinflussen. Ebenso wird der Kleberauftrag selbst unsauber. Zur Vermeidung dieser Nachteile bei der Belei­ mung von Stücken aus Kunststoffolie, die nacheinander eine Be­ leimungsstation durchlaufen, zeichnet sich das erfindungsgemä­ ße Verfahren dadurch aus, daß der Kleber auf eine auf der Aus­ trittdüse vorbeibewegte Oberfläche wenigstens eines umlaufen­ den Trägerelements gegeben wird und daß eine zu beleimende Fläche der Kunststoffolie mit der mit Kleber beschichteten Oberfläche des Trägerelements in Anlage gebracht wird.
Aus der Austrittsdüse nachleckende Restmengen werden vom Trägerelement wie ein Puffer aufgefangen, bevor sie an eine Kunststoffolie weitergegeben werden.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, für die auch selbständiger Schutz beansprucht wird, ist so ausgestal­ tet, daß sie ein Zuführorgan für Kleber aufweist, das mit ei­ ner Austrittsdüse ausgerüstet ist, daß sie wenigstens ein um­ laufendes Trägerelement aufweist, daß die Austrittsdüse gegen eine Oberfläche des Trägerelements gerichtet ist und daß ein Andruckmittel vorgesehen ist, mittels dem eine vom Transport­ mittel bewegte Folie beim Vorbeilauf am Trägerelement mit der Kleber tragenden Oberfläche des Trägerelements in Anlage bring­ bar ist.
Dem Trägerelement ist zweckmäßigerweise ein Antrieb zuge­ ordnet, so daß des Trägerelement in seiner Umlaufgeschwindig­ keit auf die Geschwindigkeit angepaßt werden kann, mit der das Transportmittel ein zu beleimendes Folienstück durch die Belei­ mungsstation bewegt.
Zweckmäßigerweise ist das Trägerelement als Walze ausgebil­ det. Damit das Festwerden des Klebers an der Oberfläche des walzen- bzw. rollenförmigen Trägerelements verhindert wird, ist nach einer zweckmäßigen Weiterbildung vorgesehen, daß das Trägerelement beheizbar ist. Eine konstruktiv einfache und so­ mit vorteilhafte Ausgestaltung für ein beheizbares Trägerele­ ment sieht vor, daß eine Walze hohl ausgestaltet ist und über Anschlüsse für die Zu- und Ableitung eines Wärmeträgermediums verfügt. Beispielsweise kann als Wärmeträgermedium ein erwärm­ tes Öl eingesetzt werden, welches der hohlen Walze oder Rolle, die als Trägerelement dient, durch eine ebenfalls hohle Welle zugeführt wird. Mit entsprechenden Pumpeinrichtungen oder der­ gleichen kann ein Wärmeträgermedium ständig umgewälzt werden, wodurch bei Einsatz entsprechender Thermostatsteuerungen eine vorbestimmte Oberflächentemperatur des Trägerelements problem­ los eingehalten werden kann.
Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung sieht vor, daß das Andruckmittel ein gegen­ überstehendes Trägerelement einer zweiten Vorrichtung ist, wobei zwischen den Trägerelementen ein Durchlaufspalt für die Folie gebildet ist. Eine derart ausgestaltete Vorrichtung er­ möglicht mit besonderem Vorteil die zweiseitige Beleimung ei­ nes den Durchlaufspalt zwischen den Trägerelementen passieren­ den Folienstücks.
Wenigstens eine der Vorrichtungen ist um eine zur Drehach­ se seines Trägerelements parallele Achse klappbar. Das Klappen oder Verschwenken ermöglicht in vorteilhafter Weise ein Takten der Beleimung, so daß auch unterbrochene Bereiche eines Leim­ streifens auf einer Kunststoffolie herstellbar sind. Für die Klappbarkeit können Stellmittel vorgesehen sein. Diese Stell­ mittel können auch Einrichtungen umfassen, durch die sich die Weite des Durchlaufspalts zwischen zwei Trägerelementen ein­ stellen läßt.
Nach einer anderen zweckmäßigen Ausgestaltung der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung ist das Zuführorgan mit der Düse an einem Halter befestigt. Der Halter kann ebenfalls um eine zur Drehachse des Trägerelements parallele Achse klappbar ange­ lenkt sein, wodurch sich die Austrittsdüse in eine Abgabeposi­ tion über das Trägerelement schwenken läßt und, bei Bedarf, wenn z. B. kein Kleber abgegeben werden soll, eine entsprechen­ de Ausschwenkung der Austrittsdüse aus dieser Abgabeposition erfolgt. Dazu kann ein Klappantrieb für den Halter vorgesehen sein, der z. B. einen Arbeitszylinder umfaßt.
Ein Ausführungsbeispiel, aus dem sich weitere erfinderi­ sche Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung und
Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Richtung des Pfeils II in Fig. 1 gesehen.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung umfaßt eine untere Grundplatte 1, die an einem nicht weiter dargestellten Maschi­ nengestell um eine Achse 2 klappbar gelagert ist. Auf der Grundplatte 1 sind Seitenlagerböcke 3 angeordnet, in denen die Enden einer Welle 4 gelagert sind, die ein als Walze 5 ausge­ bildetes Trägerelement 6 tragen. Die Lagerböcke sind mit einer Stellschrauben 7 umfassenden Justier- und Einstelleinrichtung 8 waagerecht verschiebbar, wodurch bei der Anordnung von zwei gleichen Vorrichtungen, die einander gegenüberstehen, ein pa­ ralleler Durchlaufspalt zwischen zwei einander gegenüberste­ henden Trägerelementen 6 einstellbar ist, durch den mit nicht weiter dargestellten Transportmitteln ein Folienstück 9 beweg­ bar ist. Das Folienstück 9 kann mit der Oberfläche 10 des als Walze 5 ausgebildeten Trägerelements 6 zur Anlage gebracht wer­ den.
Desweiteren weist die Vorrichtung ein Zuführorgan 11 für Kleber auf. Der Kleber wird über eine Rohrleitung 12 aus einem beheizten Klebertank zugeführt. Mit über eine Leitung 13 zuge­ führter Luft, bzw. Hydrauliköl, wird ein Ventil in der Aus­ trittsdüse 14 geöffnet oder geschlossen. Da das Trägerelement rotiert, bewegt sich dessen Oberfläche 10 unter der Austritts­ düse weg und nimmt dabei aus der Austrittsdüse 14 herausge­ drückten Kleber mit, so daß die Oberfläche 10 des als Walze 5 ausgebildeten Trägerelements 6 mit Kleber beschichtet ist. So­ bald ein Folienstück 9 mit der Oberfläche 10 zur Anlage kommt, überträgt sich der an der Oberfläche befindliche Kleber auf das Folienstück 9, welches bei seiner Durchführung durch die Vorrichtung beleimt wird.
Das gesamte Zuführorgan mit der Düse 14 ist an einem Hal­ ter 15 befestigt, der um eine Achse 16 klappbar an der Vorrich­ tung angelenkt ist. Für den Klappantrieb dient ein Arbeitszy­ linder 17, dessen Kolbenstange 18 im Punkt 19 am Halter 15 an­ greift.
Fig. 2 zeigt die Vorrichtung in Richtung des Pfeils II in Fig. 1 gesehen, wobei das Folienstück nicht gezeichnet ist, da es die Ansicht gemäß Fig. 2 verdecken würde. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
Fig. 2 verdeutlicht die Formgebung der als Trägerelement 6 dienenden Walze 5, die auf der Welle 4 sitzt. Die Welle ist in den beiden Seitenlagerblöcken 3 und 3′ gelagert und über ein auf einem äußeren Ende der Welle 4 sitzendes Ritzel 20 antreib­ bar. Nicht dargestellt sind die Maßnahmen, die verhindern, daß Wärme unerwünscht in die Lagerungen und Antriebselemente ab­ fließt.
Die Welle ist hohl ausgebildet. Auch die als Trägerelement 6 dienende Walze 5 ist innen hohl. Über eine hier lediglich an­ gedeutete, übliche Drehverbindung 21 ist in die Hohlräume von Welle 4 und Walze 5 erwärmtes Öl von außen zuführbar, wodurch die Welle 4 und das Trägerelement 6 beheizbar sind.

Claims (17)

1. Verfahren zur Beleimung von Kunststoffolie, gekennzeichnet durch die Verwendung von lösungsmittelfreiem Kleber, insbesondere durch Wärme in verarbeitungsgemäße Viskosität gebrachte, aber bei Raumtemperatur feste Reaktionskleber.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kleber ein feuchtigkeitsreaktiver Polyethanklebstoff ver­ wendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß erhitzter, pastöser Kleber durch eine stationäre Austrittsdüse (14) gedrückt und an die mit Transportmitteln bewegte Kunst­ stoffolie (9) abgegeben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber auf eine an der Austrittsdüse (14) vorbeibewegte Oberfläche (10) wenigstens eines umlaufenden Trägerelements (6) gegeben wird und daß eine zu beleimende Fläche der Kunst­ stoffolie (9) mit der mit Kleber beschichteten Oberfläche (10) des Trägerelements (6) in Anlage gebracht wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den An­ sprüchen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Zuführ­ organ (11) für Kleber aufweist, welches mit einer Austrittsdü­ se (14) ausgerüstet ist, daß sie wenigstens ein umlaufendes Trägerelement (6) aufweist, daß die Austrittsdüse (14) gegen eine Oberfläche (10) des Trägerelements (6) gerichtet ist und daß ein Andruckmittel vorgesehen ist, mittels welchem eine vom Transportmittel bewegte Folie (9) beim Vorbeilauf am Trägerele­ ment (6) mit der Kleber tragenden Oberfläche (10) des Träger­ elements (6) in Anlage bringbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Trägerelement (6) ein Antrieb zugeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß das Trägerelement (6) beheizbar ist.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Trägerelement (6) als Walze (5) ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (5) hohl ist und über Anschlüsse für die Zu- und Ableitung eines Wärmeträgermediums verfügt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Andruckmittel ein gegenüberstehendes Trägerelement einer zweiten Vorrichtung ist, wobei zwischen den Trägerelementen ein Durchlaufspalt für die Folie (9) gebil­ det ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Vorrichtungen um eine quer zur Drehachse des Trägerelements (6) parallele Achse (2) klappbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stellmittel für die Klappbarkeit vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführorgan (11) mit der Austrittsdüse (14) an einem Halter (15) befestigt ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (15) um eine Achse (16) klappbar angelenkt ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Klappantrieb für den Halter (15) vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Klappantrieb einen Arbeitszylinder (17) umfaßt.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführorgan (11) ein betätig­ bares Ventil zur gesteuerten Zufuhr von Kleber aufweist.
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