DE4337116A1

DE4337116A1 - Schlauchförmige Kunstoffolie, ihre Verwendung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE4337116A1
Application number: DE19934337116
Authority: DE
Inventors: Frank-Michael Dipl Kretschmar; Ottmar Dipl Ing Keilbach
Original assignee: Cellpack GmbH
Current assignee: Cellpack GmbH
Priority date: 1993-10-29
Filing date: 1993-10-29
Publication date: 1995-05-04
Also published as: AU8105094A; WO1995011793A3; WO1995011793A2

Description

Die Erfindung betrifft eine schlauchförmige Kunststoffolie, ihre Verwendung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Die erfin dungsgegenständliche Schlauchfolie ist dazu bestimmt, vorzugs weise runde, in der Regel zweiteilige Gegenstände, festhaftend zu umschließen, so daß der umlaufende Spalt zwischen den bei den Teilen durch diese Umschließung dauerhaft abgedeckt wird.

Ein wichtiger Verwendungsbereich der Erfindung sind sog. Origi nalitätsverschlüsse von mit Schraubverschlüssen versehenen Häl sen von Flaschen oder ähnlichen Behältern. Durch diese festhaf tende Verkapselung oder Versiegelung ist die unversehrte Origi nalabfüllung gewährleistet, solange der Verschluß unverletzt ist. Die Sicherungsmethode wird auf den verschiedensten Gebieten des Vertriebs von in Flaschen oder Behältern abgefüllten Flüs sigkeiten, Pulvern, Granulaten für die verschiedenartigsten Inhaltsstoffe verwendet.

Bisher wird überwiegend als Werkstoff zur Herstellung solcher schrumpfbarer Verschluß-Sicherungen Polyvinylchlorid (PVC) ein gesetzt. Dieses Material besitzt aber bei der Entsorgung erheb liche Nachteile, da es sehr schlecht brennt und Chlorwasserstoff entsteht.

Im Gegensatz dazu entstehen bei der Verbrennung von Polyolefinen lediglich Kohlendioxid und Wasser.

Als weitere Verschlußmaterialien können weiterhin auch Poly ester oder Polystyrol eingesetzt werden.

Die bisherigen Bestrebungen, vor allem aus Umweltschutzgründen das PVC zu ersetzen. z. B. durch ein Polyolefin, wie Polyethylen (PE), führten wegen der hohen Elastizität des Materials und wegen der zu geringen Haftfähigkeit auf den zu sichernden Be hältern nicht zum Erfolg.

Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde. PE in einer Kombination mit mehreren anderen Stoffen als Ausgangsmaterial für die schlauchartige Kunststoffolie einzusetzen. Wie sich ergeben hat, kann durch eine schlauchartige Folie aus einem vernetzten PE der jeweilige im wesentlichen runde Gegenstand stark haftend umschlossen werden, wobei die Adhäsionskräfte zwischen dem Gegenstand und der umschließenden Schlauchfolie größer sind als die Festig keit an der Perforation, wenn die Schlauchfolie zuvor durch Wärmeeinwirkung zum Schrumpfen gebracht wurde.

Ausgehend von diesen Erkenntnissen ist der erste Gegenstand der Erfindung eine durch Extrudieren hergestellte schlauchförmige Kunststoffolie mit einer Dicke zwischen 0,05 und 0,7 mm und einem Durchmesser von etwa 2 bis 100 mm, die zum thermischen Schrumpfen geeignet ist, bestehend aus

a. Vernetztem Polyethylen (X-PE) als Basispolymer und unter Bei mischung von
b. Anteilen von einem oder mehreren zugfestigkeitsvermindernden Füllstoffen,
c. Anteilen von wenigstens einem polaren olefinischen Co polymer,
d. Anteilen von wenigstens einem Cling-Agent,
e. Anteilen von verschiedenen Stabilisatoren.

Die Anteile an vernetztem Polyethylen und an den einzelnen Zu schlagstoffen variieren deshalb, weil es sich bei den durch einen dünnen Spalt getrennten und zu umschließenden Gegen ständen zumeist um unterschiedliche Werkstoffe mit jeweils unter schiedlicher Oberflächenbeschaffenheit handelt. Die Haftkraft der Folie hängt stark von dem jeweiligen Werkstoff und dessen Oberfläche ab, und sie wird von der Kombination der Zuschlag stoffe wesentlich beeinflußt. Daher können - auch wegen der ver schiedenen Materialien zwischen den beiden zu umschließenden Teilen - die Anteile dieser Zuschlagstoffe nur in bestimmten Grenzbereichen angegeben werden.

Daher wird weiter vorgeschlagen, daß der Anteil an vernetztem Polyethylen zwischen 5 und max. 50% beträgt und daß zugfestig keitsmindernde Füllstoffe einzeln oder in einem Gemisch mehrerer Stoffe mit einem Gesamtanteil von 10 bis 50% zugesetzt sind. Als Füllstoffe eignen sich Kreide und/oder Kaolin und/oder Talcum und/oder Glimmer und/oder Stärke. Außerdem hat sich als vor teilhaft erwiesen, daß der Anteil an polaren olefinischen Co polymeren 10 bis 60% beträgt und daß die polaren olefinischen Copolymere ein Ethylen/Vinylacetat und/oder ein Natrium- bzw. Zink-Ionomer sind.

Wesentlich ist der Anteil an Cling-Agent, der zwischen min. 3% und max. 40% betragen und als Basis vorzugsweise ein Polyisobu tylen oder ein ataktisches Polypropylen aufweisen soll. Außer dem wird vorgeschlagen, daß als Stabilisatoren ein Gemisch aus Antioxidantien/Alterungsschutzmitteln, einem UV-Stabilisator, einem Thermo-Stabilisator, einem Metalldesaktivator und/oder ein Verarbeitungsmittel in der empfohlenen Konzentration von jeweils 0,1 bis etwa 2% dient. Im Bedarfsfall ist es ohne weiteres mög lich, daß die Compound-Bestandteile außer dem Polyethylen so wohl als reine Komponenten als auch als Batch in einem Polymer zugesetzt werden, wobei das Compound ein Farbkonzentrat als Pig ment oder als Batch enthalten kann.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung wird in der Verwendbarkeit der erfindungsgemäßen schlauchförmigen Kunststoffolie mit den vorgenannten Merkmalen gesehen, die darin besteht, daß Abschnit te der schlauchförmigen Folie zum festhaftenden Umschließen von im wesentlichen runden ein- oder mehrteiligen bzw. einen umlau fenden Spalt aufweisenden Gegenständen durch unter Wärmeein wirkung erzielbare Verengung der Schlauchweite verwendbar sind und weiterhin darin, daß die schlauchförmige Folie von einem nur geringfügig größeren Innenmaß als das größte Außenmaß des ein- oder mehrteiligen, bzw. einen umlaufenden Spalt auf weisenden Gegenstandes diesem übergestülpt und darauf zur Erzie lung des Schrumpfprozesses einer Wärmebehandlung ausgesetzt wird.

Von besonderer Bedeutung ist bei dieser Verwendung die Art und Intensität wie auch die Dauer der Wärmebehandlung, die zwischen 1 und 10 s betragen kann. Zur Wärmebehandlung können unter schiedliche Wärmequellen bzw. Wärmeerzeuger eingesetzt werden. Die Erwärmung kann dadurch erfolgen, daß die Wärmebehandlung durch allseitige Heißluftumströmung oder durch allseitige Be dampfung vor sich geht, oder die Wärmebehandlung kann auch durch induktive oder kapazitive Erwärmung erfolgen.

Ferner kann die Wärmebehandlung auch durch eine Infrarot- o. dgl. Wärmebestrahlung oder auch durch unmittelbaren Wärmeüber gang von einem den mit der Folie zu umschließenden Gegenstand formschlüssig umgebenden wärmeabgebenden Festkörper erfolgen, wobei der mehrteilige Festkörper in seiner Innenkontur nach der Außenkontur des zum umschließenden Gegenstandes ausgeformt ist.

Außerdem umfaßt die Erfindung auch noch das Verfahren zur Her stellung der erfindungsgemäßen schlauchförmigen Kunststoffolie, und dieses besteht aus den Schritten

1. Extrudieren des Schlauchs aus den Compound-Bestandteilen als Pulver und/oder Granulat,
2. Vernetzen des extrudierten Schlauchs,
3. Expandieren auf das vorgesehene Innenmaß und Einfrieren der somit erzielten Form.

Weitere Verfahrensmerkmale bestehen noch darin, daß der bei dem Vernetzen einzuhaltende Gel-Gehalt min. 40% bis max. 75% beträgt und ein Wärmedehnverhalten (Hotset) zwischen 200% bis 450% eingehalten wird.

Der letztgenannte Verfahrensschritt ist deshalb für die Verwend barkeit und Funktionstüchtigkeit der Folie von ausschlaggebender Bedeutung, weil von dem Hotset/Gelgehalt der Vernetzungsgrad we sentlich abhängig ist und dadurch die Haftkraft beeinflußt wird.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf ein abge wandeltes Verfahren zur Herstellung der festhaftenden Umschlie ßung dienenden schlauchförmigen Kunststoffolien-Abschnitten nach folgender Weise, daß die schlauchförmig extrudierte/ex pandierte Endlosfolie-Kunststoffolie in Abständen voneinander mit einer auf einer Linie oder in einer Zone angeordneten Per forierung versehen und in die dadurch geschaffenen Abschnitte unterteilt, darauf in ihre zum Überstülpen des zu umschließenden Gegenstandes vorgesehene Bereitstellungsform gebracht wer den. Durch die Perforierung wird ein leichtes Trennen der End los-Kunststoffolie in anwendungsgerechte Folienabschnitte er reicht.

Ein weiterer zusätzlicher Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf eine Verschlußanordnung von im wesentlichen ein- oder mehr teiligen bzw. einen umlaufenden Spalt aufweisenden Gegenständen, insbesondere Öffnungen mit Schraub- oder dgl. Verschlüssen ver sehenen Behältern, die durch eine festhaftende Umschließung durch Abschnitte einer schlauchförmigen Kunststoffolie mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 11, mit einer in einem Zonenbe reich verteilten Perforation versehen ist. Die festhaftende Um schließung wird bei Kraftausübung auf die Kunststoffolie an der Perforation zuerst reißen. Damit ist der Originalverschluß für den Betrachter deutlich sichtbar zerstört als Zeichen dafür, daß die Originalität und Unversehrtheit des jeweiligen Inhalts nicht mehr gewährleistet ist.

Die Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt als Fig. 1 den oberen Verschlußbereich einer Flasche, welcher mittig längs geschnit ten dargestellt und im folgenden näher beschrieben ist.

Die schlauchförmige Kunststoffolie 3 ist über den oberen Ver schlußbereich der Flasche 1 mit Schraubverschluß 2 seitlich übergestülpt, so daß der umlaufende Spalt 5 zwischen Schraub verschluß 2 und Flaschenhals dauerhaft abgedeckt ist. Die schlauchförmige Kunststoffolie 3 besteht aus einer Mischung von 5 bis 50% vernetztem Polyethylen, der ebenso variable Anteile von zugfestigkeitsmindernden Füllstoffen zwischen 10 und 50% zugesetzt sind. Als Füllstoffe können Kreide und/oder Kaolin und/oder Talcum und/oder Glimmer und/oder Stärke verwendet wer den. Weiterhin ist ein zwischen 10 bis 60% wählbarer Anteil an polaren olefinischen Copolymeren in Form von Ethylen/Vinyl acetat und/oder als Natrium- bzw. Zink-Ionomer enthalten. Der noch hinzukommende Anteil an Cling-Agent, das ein Polyisobutylen oder ein ataktisches Polypropylen sein kann, liegt zwischen 3 und 40%. Als Stabilisatoren in einem Anteil von jeweils 0.1 bis 2% wird dem Compound noch eine Mischung aus Antioxidantien/Alte rungsschutzmitteln, einem UV-Stabilisator, einem Thermo-Stabi lisator, einem Metalldesaktivator und/oder ein Verarbeitungs hilfsmittel zugegeben. Um eine leichtere Vermischbarkeit zu er reichen, können die Compound-Bestandteile außer dem Polyethylen als reine Komponenten oder auch als Batch zugesetzt werden, wo bei das Compound weiterhin auch ein Farbkonzentrat als Pigment oder als Batch enthalten kann. Die Abstimmung der einzelnen Ma terialanteile wird abhängig von der Art des oder der jeweils zu umschließenden Werkstoffe vorgenommen. Die Haftfähigkeit der Kunststoffolie 3 ist stark abhängig von der Oberflächenbeschaf fenheit des durch sie umschlossenen Gegenstandes.

Ein zusätzlicher Erfindungsgegenstand besteht in der Verwendung der schlauchförmigen Kunststoffolie 3 dahingehend, daß Ab schnitte derselben, insbesondere runde Gegenstände, wie den in Fig. 1 dargestellten Verschlußbereich der Flasche 1, fest haftend umschlossen werden. Das Innenmaß der Kunststoffolie 3 darf beim Überstülpen auf den Verschlußbereich der Flasche 1 nur geringfügig größer sein als das größte Außenmaß des von derselben zu umschließenden Verschlußbereiches. Die Haftung der Kunststoffolie 3 wurde durch Wärmeeinwirkung erreicht. Der dadurch hervorgerufene Schrumpfungsprozeß bewirkt eine Veren gung der Schlauchweite und somit einen festen Sitz der Kunst stoffolie 3. Die Wärmeeinwirkung auf die Kunststoffolie 3 kann wahlweise durch eine gleichmäßige Heißluftumströmung oder Be dampfung derselben oder durch induktive oder kapazitive Er wärmung erfolgen. Vorteilhaft erweist sich auch Wärmebestrah lung, z. B. durch Infrarotstrahler. Ein unmittelbarer optimaler Wärmeübergang wird erreicht, wenn der von der Kunststoffolie 3 umschlossene Verschlußbereich der Flasche 1 bereits wärmeab gebend ist. Dabei ist darauf zu achten, daß der jeweilige Fest körper, im vorliegenden Beispiel die Flasche 1, in der Innen kontur nach der Außenkontur des zu umschließenden Gegenstandes ausgeformt ist, um Wärmespannungen zu vermeiden. Der erfindungs gemäße Kunststoffschlauch 3 kann für Gegenstände und Behälter mit Inhalten vielfältigster Art z. B. für Lebensmittel, Pharma zeutika, Kosmetika, chemische Erzeugnisse usw. zur dauerhaften Abdeckung und zur Sicherung gegen mißbräuchliches Öffnen ver wendet werden. Aber auch zur Isolierung von beispielsweise Kon densatoren und Batterien ist er einsetzbar, wobei letztere auch gegen Auslaufen geschützt werden.

Ein weiterer Erfindungsgegenstand umfaßt das Verfahren zur Her stellung der in Fig. 1 dargestellten schlauchförmigen Kunst stoffolie. Danach wird der Kunststoffschlauch 3 in einem ersten Verfahrensschritt extrudiert, worauf eine anschließende Vernet zung desselben erfolgt. Je höher der Vernetzungsgrad des Poly ethylen, desto stärker werden die Bestandteile des Compounds Mischung beeinflußt. Der Vernetzungsgrad kann einerseits durch den Gel-Gehalt angegeben werden. Um ein ausreichendes Formge dächtnis des Polyethylen zu erhalten, wird er zwischen 40 und 75% gewählt. Eine andere Bestimmungsgröße des Vernetzungs grades ist das Wärmedehnverhalten - Hotset - des Materials; es wird zwischen etwa 200 bis 450% gewählt. Eine genaue Einhaltung der erfindungsgemäß angegebenen Mischungsverhältnisse sowie Verfahrensschritte ist zu beachten. In einem letzten Verfah rensschritt erfolgt das Aufweiten bzw. Expandieren des Kunst stoffschlauches 3 auf das vorgesehene Innenmaß und ein an schließendes Einfrieren der damit erzielten Form durch plötz liche Abkühlung.

Nach einer Abwandlung des Verfahrens zur Herstellung der einer festhaftenden Umschließung dienenden schlauchförmigen Abschnit ten der Kunststoffolie 3 wird die schlauchförmig extrudierte und anschließend expandierte Endlos-Kunststoffolie in Abständen mit einer Perforierung versehen, die auf einer Linie oder in einer gewählten Zone angeordnet sein kann. Durch Trennung der Endlos- Kunststoffolie an diesen markierten Stellen entstehen einzelne Abschnitte, die entsprechend des vorgesehenen Gegenstandes, wie den in Fig. 1 gezeigten Verschlußbereich der Flasche 1, in die vorgesehene Position zum Überstülpen desselben gebracht und durch Wärmeeinwirkung haftend aufgeschrumpft werden.

Eine andere zusätzliche erfindungsgemäße Anordnung bezieht sich auf die Verschlußanordnung von ein- oder mehrteiligen oder einen Spalt aufweisenden Gegenständen; wobei sich ein Beispiel auf den in Fig. 1 dargestellten Verschlußbereich der Flasche 1 bezieht. Der obere Verschlußbereich der Flasche 1 wird von der Kunststoffolie 3 fest haftend umschlossen, so daß auf diese Weise auch der Spalt 5 zwischen Flaschenverschluß und Flaschen hals abgedichtet ist und so die Originalität des Flascheninhalts garantiert. Schräg verlaufend vom unteren Rand der Kunststoffolie 3 bis zum Spalt 5 zwischen Flaschenverschluß und Fla schenhals weist die Kunststoffolie 3 eine Perforation 4 auf. Beim Drehen des Flaschenverschlusses reißt die Kunststoffolie 3 an dieser Perforation, wobei die Teile der Kunststoffolie 3 auf grund der Adhäsionskräfte noch am Flaschenhals haften bleiben können. Durch das Zerstören der Kunststoffolie 3 ist eine sicht bare Originalabfüllung nicht mehr gewährleistet.

Claims

1. Schlauchförmige Kunststoffolie mit einer Dicke zwischen 0,05 und 0,7 mm und einem Durchmesser zwischen 2 und 100 mm, die durch Extrudieren hergestellt und zum thermischen Schrumpfen ge eignet ist, bestehend aus

1a. Vernetztem Polyethylen (X-PE) als Basispolymer und unter Beimischung von
1b. Anteilen von einem oder mehreren zugfestigkeitsvermindern den Füllstoffen,
1c. Anteilen von wenigstens einem polaren olefinischen Copolymer.
1d. Anteilen von wenigstens einem Cling-Agent.
1e. Anteilen von verschiedenen Stabilisatoren.

2. Kunststoffolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an vernetztem Polyethylen zwischen 5 und 50% be trägt.

3. Kunststoffolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zugfestigkeitsmindernde Füllstoffe einzeln oder in einem Ge misch mehrerer Stoffe mit einem Gesamtanteil von 10 bis 50% zu gesetzt sind.

4. Kunststoffolie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllstoffe Kreide und/oder Kaolin und/oder Talcum und/oder Glimmer und/oder Stärke geeignet sind.

5. Kunststoffolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an polaren olefinischen Copolymeren 10 bis 60% beträgt.

6. Kunststoffolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die polaren olefinischen Copolymere ein Ethylen/Vinylacetat und/oder ein Natrium- bzw. Zink-Ionomer sind.

7. Kunststoffolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Anteil des Cling-Agent zwischen 3 und max. 40% beträgt.

8. Kunststoffolie nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß das Cling-Agent vorzugsweise ein Polyisobutylen oder ein ataktisches Polypropylen ist.

9. Kunststoffolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stabilisatoren ein Gemisch aus Antioxidantien/Alterungs schutzmitteln, einem UV-Stabilisator, einem Thermo-Stabilisator, einem Metalldesaktivator und/oder ein Verarbeitungshilfsmittel in der empfohlenen Konzentration von jeweils 0,1 bis etwa 2% dient.

10. Kunststoffolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Compound-Bestandteile außer dem Polyethylen so wohl als reine Komponenten als auch als Batch in einem Polymer zugesetzt werden.

11. Kunststoffolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Compound ein Farbkonzentrat als Pigment oder als Batch enthält.

12. Verwendung der schlauchförmigen Kunststoffolie nach wenig stens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Abschnitte der schlauchförmigen Folie zum festhaftenden Um schließen von im wesentlichen runden ein- oder mehrteiligen bzw. einen umlaufenden Spalt aufweisenden Gegenständen durch un ter Wärmeeinwirkung erzielbare Verengung der Schlauchweite ver wendbar sind.

13. Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die schlauchförmige Folie von einem nur geringfügig größeren Innenmaß als das größte Außenmaß des ein- oder mehr teiligen, bzw. einen umlaufenden Spalt aufweisenden Gegenstandes diesem übergestülpt und darauf zur Erzielung des Schrumpfprozes ses einer Wärmebehandlung ausgesetzt wird.

14. Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung durch allseitige Heißluftumströmung erfolgt.

15. Verwendung nach Anspruch 12. dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung durch allseitige Bedampfung erfolgt.

16. Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung durch induktive oder kapazitive Erwär mung erfolgt.

17. Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung durch eine Infrarot- o. dgl. Wärmebe strahlung erfolgt.

18. Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung durch unmittelbaren Wärmeübergang von einem den mit der Folie zu umschließenden Gegenstand form schlüssig umgebenden wärmeabgebenden Festkörper erfolgt.

19. Verwendung nach Anspruch 12 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß der mehrteilige Festkörper in seiner Innenkontur nach der Außenkontur des zum umschließenden Gegenstandes ausgeformt ist.

20. Verfahren zur Herstellung der schlauchförmigen Kunststoffolie, gekennzeichnet durch

1. Extrudieren des Schlauchs aus den Compound-Bestand teilen als Pulver und/oder Granulat,
2. Vernetzen des extrudierten Schlauchs,
3. Expandieren auf das vorgesehene Innenmaß und Einfrie ren der somit erzielten Form.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der bei dem Vernetzen einzuhaltende Gel-Gehalt min. 40% bis max. 75% und ein Wärmedehnverhalten (Hotset) zwischen 200% bis 450% eingehalten wird.

22. Verfahren zur Herstellung einer festhaftenden Umschließung dienenden schlauchförmigen Kunststoffolien-Abschnitten, da durch gekennzeichnet, daß die schlauchförmig extrudierte/ex pandierte Endlos-Kunststoffolie in Abständen voneinander mit einer auf einer Linie oder in einer Zone angeordneten Perforie rung versehen und in die dadurch geschaffenen Abschnitte unter teilt, darauf in ihre zum Überstülpen des zu umschließenden Ge genstandes vorgesehene Bereitstellungsform gebracht und durch Wärmewirkung geschrumpft werden.

23. Verschlußanordnung von im wesentlichen ein- oder mehrteili gen bzw. einen umlaufenden Spalt aufweisenden Gegenständen, insbesondere Öffnungen mit Schraub- oder dgl. Verschlüssen versehenen Behältern, gekennzeichnet durch eine festhaftende Umschließung durch Abschnitte einer schlauchförmigen Kunst stoffolie mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 11, die mit einer in einem Zonenbereich verteilten Perforation versehen ist.