Verfahren zum Fördern einer Verpackungsmaterialbahn mit einer aus thermoplastischem
Material bestehenden Oberfläche während eines Verformungsvorgangs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fördern einer Verpackungsmaterialbahn mit einer aus thermoplastischem Material, z. B. Wachs, Paraffin oder ähnlichem Material, bestehenden Oberfläche während eines Verformungsvorganges.
Die Verwendung von Schmiermitteln zum Verringern der gleitenden Reibung zwischen zwei in Berührung miteinander relativ zueinander verschobenen Oberflächen ist in der Technik bekannt. Derartige Schmiermittel bilden einen Flüssigkeitsfilm zwischen den aufeinandergleitenden Oberflächen, so dass die gleitende Reibung durch eine erheblich geringere Flüssigkeitsreibung ersetzt wird.
Bei der Herstellung von Verpackungen ist es üblich, mit thermoplastischem Material überzogene Papierbahnen zu einem Rohr umzuformen, indem man die Papierbahn durch einen oder mehrere Formringe führt, wobei die Papierbahn die ihr durch den inneren Umriss der Formringe aufgeprägte Form annimmt.
Die Papierbahn gleitet bei diesem Formvorgang an der Innenseite der Ringe unter Andruck, und dabei tritt eine nicht unbeträchtliche Reibung zwischen den aneinander gleitenden Materialien auf. Diese Reibung verbraucht nicht nur mehr Energie, sondern es besteht darüber hinaus die Gefahr, dass der aus der Papierbahn geformte Schlauch infolge übermässiger Zugspannungen Verformungen erleidet oder gar reisst.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Ungelegenheiten zu vermeiden. Dies wird dadurch erreicht, dass zur Verringerung der gleitenden Reibung die metallische Oberfläche einer Verformungsvorrichtung auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des thermoplastischen Materials erhitzt wird.
Dabei schmilzt eine Oberflächenschicht des Überzugsmaterials und dient beim Durchführen der Materialbahn durch die Verformungseinrichtung als Schmiermittel.
In dem an die Verformungseinrichtung anschliessenden Bereich kann die angeschmolzene Oberfläche des Überzugsmaterials wieder abgekühlt werden, um zu erstarren. Wenn also bei einer solchen Ausführung der Erfindung die Papierbahn nach dem Durchgang durch die Verformungseinrichtung gekühlt wird, wird die Dichte des Überzugs in vorteilhafter Weise erhöht.
Das Erhitzen der Metalloberfläche der Verformungseinrichtung kann bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung mittels einer innerhalb der Oberfläche angeordneten Heizvorrichtung erfolgen.
Bei der Verformung einer mit thermoplastischem Material überzogenenMaterialbahn zu einem Schlauch kann die Verformungsvorrichtung vorteilhafterweise aus einem einstückigen oder mehrteiligen Ring bestehen.
Im folgenden werden das erfindungsgemässe Verfahren und eine Vorrichtung anhand der Anwendung beim Formen einer mit Paraffin überzogenen Papierbahn zu einem Rohr auf dem oben angegebenen Wege beispielsweise unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine mit Paraffin überzogene Papierbahn, die bei der Umwandlung durch einen Formring gezogen wird, und
Fig. 2 einen Schnitt des Formringes wie auch der mit Paraffin überzogenen Papierbahn.
Die umzuformende Bahn 1 besteht aus einem Träger aus Papier 7 und einem Überzug 5, z. B. aus darauf aufgebrachtem Wachs oder Paraffin. Der Formring 3 ist innen mit einem elektrischen Heizkern 6 versehen, der bei denAnschlussklemmen 4 an eine Stromquelle angeschlossen wird. Wenn die auf diese Weise mit Paraffin überzogene Papierbahn durch den Formring gezogen wird, wobei der Paraffinüberzug mit ihm in Berührung kommt, wird eine sehr dünne Oberflächenschicht des Paraffinüberzugs unter dem Formring 3 und unmittelbar ausserhalb desselben geschmolzen.
Die Wärmezufuhr zu dem Formring 3 muss so eingestellt werden, dass die Oberfläche des Überzugs 5 einerseits hinreichend flüssig wird, um die Reibung zu verringern, während sie andererseits nicht bis zu einem Punkt erhitzt werden darf, wo der ganze Überzug so flüssig wird, dass er die Papierbahn imprägniert oder wo er chemisch verändert, z. B. verkohit wird.
Die mit Paraffin überzogene Bahn 1 wird kontinuierlich durch den Formring 3 geführt, und infolgedessen wird ständig neues Überzugsmaterial zu dem geheizten Metallring hingeführt, wo die Oberflächenschicht des überzugs 5 geschmolzen wird. Das an der Oberfläche geschmolzene und zusammen mit der Bahn 1 jetzt in ein Rohr 2 geformte Überzugsmaterial wird nach Passieren der erhitzten Formringe weitergeführt und dann gekühlt, wobei es erstarrt und einen glatten und festen Oberflächenüberzug bildet. Das Aufbringen des Paraffinüberzuges 5 auf die Papierbahn 1 wird mittels eines Verfahrens bewirkt, das an das Aufbringen eines Lacküberzugs durch Streichen erinnert. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass das Überzugsmaterial in einem halbgeschmolzenen Zustand aufgebracht wird, wodurch ein Fliessen des Paraffins vermieden wird.
Ausserdem kann die Dicke des überzugs 5 mit grösserer Genauigkeit kontrolliert werden, als wenn geschmolzenes Paraffin auf die Papieroberfläche gespritzt wird. Der Nachteil dieses Überzugsverfahrens ist jedoch, dass der Überzug 5 nicht völlig zusammenhängend und dicht ist, wodurch Feuchtigkeit auf die Papieroberfläche hindurchdringen kann. Nachdem aber die Bahn 1 durch den Formring 3 hindurchgegangen ist und die Oberflächenschicht des Paraffinüberzugs dabei geschmolzen ist, hat sich nach dem Festwerden des überzugs 5 eine dichte Oberflächenschicht gebildet, welche das Eindringen von Feuchtigkeit in die Papierbahn 1 verhindert.
Das hier beschriebene Vorgehen bezieht sich auf ein besonderes Anwendungsgebiet, wo das Verfahren sich als besonders vorteilhaft erwiesen hat. Es ist indessen offensichtlich, dass die Erfindung in allen denkbaren Fällen verwendet werden kann, wo eine gleitende Reibung zwischen einer Metalloberfläche und einem thermoplastischen Material auftritt.
Method for conveying a packaging material web with a thermoplastic
Material existing surface during a deformation process
The invention relates to a method for conveying a packaging material web with a thermoplastic material, for. B. wax, paraffin or similar material, existing surface during a deformation process.
The use of lubricants to reduce sliding friction between two surfaces displaced relative to one another in contact is known in the art. Such lubricants form a liquid film between the surfaces sliding on one another, so that the sliding friction is replaced by a considerably lower liquid friction.
In the manufacture of packaging, it is customary to shape paper webs coated with thermoplastic material into a tube by guiding the paper web through one or more forming rings, the paper web assuming the shape impressed on it by the inner contour of the forming rings.
During this molding process, the paper web slides on the inside of the rings under pressure, and a not inconsiderable friction occurs between the materials sliding against one another. This friction not only consumes more energy, but there is also the risk that the tube formed from the paper web will suffer deformations or even tear as a result of excessive tensile stresses.
The invention is based on the object of avoiding these inconveniences. This is achieved by heating the metallic surface of a deformation device to a temperature above the melting point of the thermoplastic material in order to reduce the sliding friction.
A surface layer of the coating material melts and serves as a lubricant when the material web is guided through the deformation device.
In the area adjoining the deformation device, the melted surface of the coating material can be cooled again in order to solidify. If, in such an embodiment of the invention, the paper web is cooled after it has passed through the deformation device, the density of the coating is advantageously increased.
In a further advantageous embodiment of the invention, the metal surface of the deformation device can be heated by means of a heating device arranged within the surface.
When deforming a material web coated with thermoplastic material into a tube, the deformation device can advantageously consist of a one-piece or multi-part ring.
In the following, the method according to the invention and a device are described on the basis of the application in forming a paper web coated with paraffin into a tube in the above-mentioned way, for example with reference to the drawing. Show it:
1 shows a paper web coated with paraffin which is drawn through a forming ring during the conversion, and FIG
2 shows a section of the form ring as well as of the paper web coated with paraffin.
The web 1 to be reshaped consists of a carrier made of paper 7 and a coating 5, e.g. B. from wax or paraffin applied thereon. The molded ring 3 is provided on the inside with an electrical heating core 6, which is connected to a power source at the connection terminals 4. When the paper web coated with paraffin in this way is pulled through the molding ring, the paraffin coating coming into contact with it, a very thin surface layer of the paraffin coating under the molding ring 3 and immediately outside it is melted.
The heat supply to the mold ring 3 must be adjusted so that the surface of the coating 5 on the one hand is sufficiently fluid to reduce friction, while on the other hand it must not be heated to a point where the entire coating is so fluid that it the paper web is impregnated or where it is chemically changed, e.g. B. is coaled.
The paraffin-coated web 1 is continuously fed through the mold ring 3, and as a result new coating material is constantly fed to the heated metal ring, where the surface layer of the coating 5 is melted. The coating material, which has melted on the surface and is now formed into a tube 2 together with the web 1, is passed through the heated mold rings and then cooled, whereby it solidifies and forms a smooth and solid surface coating. The paraffin coating 5 is applied to the paper web 1 by means of a method which is reminiscent of the application of a lacquer coating by painting. This method has the advantage that the coating material is applied in a semi-molten state, which prevents the paraffin from flowing.
In addition, the thickness of the coating 5 can be controlled with greater accuracy than when molten paraffin is sprayed onto the paper surface. The disadvantage of this coating method, however, is that the coating 5 is not completely coherent and tight, as a result of which moisture can penetrate onto the paper surface. However, after the web 1 has passed through the forming ring 3 and the surface layer of the paraffin coating has melted in the process, a dense surface layer has formed after the coating 5 has set, which prevents moisture from penetrating the paper web 1.
The procedure described here relates to a particular area of application where the method has proven to be particularly advantageous. However, it is obvious that the invention can be used in all conceivable cases where there is sliding friction between a metal surface and a thermoplastic material.