189238. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés kétirányban orientált,hőre zsugorodó tömlő előállítására
1 189 238 2 A találmány tárgya javított eljárás és berendezés két irányban orientált, hőre zsugorodó tömlő előállítására. A korszerű csomagolástechnikában egyre szélesebb körben alkalmaznak hőre zsugorodó csomagolóanyagokat, többnyire tömlőből konfekcionált tasak vagy fólia alakjában. Ezek a csomagolóanyagok hősokk hatására zsugorodnak, ezáltal védelmet adnak a terméknek, ugyanakkor tetszetős külsőt biztosítanak számára. A hossz- és keresztirányú zsugorodás legelőnyösebb mértékét az alkalmazási körülmények szabják meg. Polivinilidén-klorid (PVDC) alapú, két irányban zsugorodó tömlők előállítására szolgál a 2 452 080 sz. USA-beli szabadalmi leírás. Eszerint a PVDC-t függőlegesen lefelé egy folyadékfürdőbe extrudálják, majd túlhűtött állapotban két záró hengerpár közé vezetik. A túlhűtött PVDC csövet a két hengerpár között a kívánt átmérőre fújják fel. Az eljárás hátránya egyebek között, hogy csupán PVDC alapú zsugortömlő előállítására alkalmas, a PVDC-nek pedig rossz a hidegállósága és a méretstabilitása, ezenkívül felhasználása bizonyos alkalmazásokban egészségügyi előírásokba is ütközhet. Az 1 390 430 sz. angol szabadalmi leírás egy extruder fejében elhelyezett csövön keresztül gázt (pl. levegőt) bocsát a frissen extrudált csőbe, amelyet ily módon buborékká fúj fel. Az anyágot ezután két elmozdítható záróhengerpár közé vezeti, majd egy feltekercselő hengerre viszi fel. Ez az eljárás térhálósítatlan fóliák orientálására szolgál. Az ilyen fóliákat a kristályos olvadáspontnál jóval mélyebb hőmérsékleten kell orientálni. Ez indokolja, hogy a hossz- és keresztirányú orientációt az extruderfejtől viszonylag messze, a két záró hengerpár között hideg anyagon végezzék, viszont a hideg anyag orientációjához szükséges nagy nyomás tartására alkalmas elmozdítható záró hengerpárok műszaki megoldása bonyolult és hibaforrásokkal terhelt. A 3 022 543 sz. USA-beli szabadalmi leírás egy polietilén, etilén-kopolimer vagy hasonló alapanyagból készülő tömlő extrudálása és tágítása közé elektrongyorsítóval történő térhálósítást iktat be. Ezáltal megszűnik a tömlőanyag megolvadásának veszélye a tágítási és zsugorítási folyamatban, és nagyobb zsugorerejű tömlők és fóliák előállítására nyílik lehetőség. így az extruderhez kapcsolódó, tömlő előállítására szolgáló buborék levegővel való feltöltése és a megfelelő nyomás, illetve légtérfogat biztosítása ismert módon, az extruder fején át történik, míg a tágító (orientáló) buborék kialakítása történhet - ugyancsak ismert módon - egy furattal ellátott tűvel (injekciós tűvel) a tömlő falának átszúrása útján. Maga a tágítási folyamat, legalábbis nagy részében, tágító fürdőben (vízfürdőben) játszódik le, amelynek hőmérsékletét a térhálós anyag olvadáspontjához közeli hőmérsékleten tartják. Az itt ismertetett berendezés alkalmas nagy zsugorerővel rendelkező térhálós zsugortömlők és zsugorfóliák folyamatos előállítására. Az eljárás hátránya, hogy az ismertetett módszerek alkalmazásával körülményes a tágított tömlő pontos méretreállitása. Komoly problémát okoz továbbá, ha a folyamatos üzemben bármilyen zavar lép fel, pl. az extrudált tömlő vastagsága egyenetlen, vagy a tömlő térhálóssága egyenlőtlen az elektrongyorsító üzeme vagy a tömlőben lévő adalékanyagok helyi inhomogenitása miatt, vagy pedig ha a tágító (orientáló) buborékból gáz szökik meg. Ilyenkor a 5 buborékban lévő gáz mennyisége nem elegendő arra, hogy a folyadékfürdőben lévő tömlőszakaszt megfelelően feltágítsa, és így a tágított tömlőn betüremlés keletkezik. Néhány másodperc múlva, amint a hibás tömlőszakasz elhagyta a fürdőt, a 10 tágítás ismét beáll a kívánt méretre. Amint azonban a fent említett betüremlés eléri a felső, záró hengerpárt, az a betüremlett szakasz kisebb mérete miatt kevesebb levegőt sajtol ki a tömlőből. Ez a levegőmennyiség nem elegendő a megfelelő mérté- 5 kű tágításra, és így a betüremlés átmásolódik az éppen a tágítófürdőben tartózkodó, tágítandó tömlőre. A rendszer ezáltal pulzálni kezd, periodikusan betüremlett, használhatatlan terméket eredményezve. Ez a jelenség tapasztalatunk szerint nemcsak helyi hibáknál lép fel, hanem felléphet az üzemi paraméterek (sebesség, vízhőmérséklet) kismértékű megváltoztatásakor is. Azt is tapasztaltuk, hogy e fogyatékosságot nem lehet a levegőmennyiség injekciós tűvel való pótlásával megnyugtatóan kiküszöbölni. Mindenekelőtt, a tömlő felszúrásával hibákat visznek be a továbbiakban automatikus konfekcionálógépen feldolgozandó tömlőbe. Továbbá a feltágított tömlő (buborék) levegőtartalmának utánpótlása az in- 30 jekciós tűn keresztül történő befújással kényesebb feladat, mint a buborék kezdeti létrehozása a még tágítatlan térhálós tömlőből. A tágító buborék indításkor történő létrehozása alkalmával ugyanis viszonylag vastag, közel feszültségmentes falat 35 szúrnak át, míg a tágított tömlő fala igen vékony, ezért az átszúráskor könnyen felreped. Különösen nehéz ilyen körülmények között a finom méretreállítás. Tapasztalatunk szerint amennyiben a 3 022 543 sz. USA-beli szabadalmi leírásnak meg- 4(1 felelő berendezésben a tömlőtágítás folyamán betüremlés keletkezik, és a rendszer az ismertetett értelemben pulzálni kezd, célszerű a teljes gyártási sor leállítása és újraindítása, mert így tudnak a legkevesebb idő- és anyagveszteséggel ismét beállni a tágí- 45 tott tömlő előállításához szükséges paraméterekre. Magától értetődő, hogy a gyártósor leállítása és újraindítása időrabló és költséges. A találmány célja a fenti hátrányok kiküszöbölése. 50 Kísérleteink során arra a meglepő felismerésre jutottunk, hogy egyenletesen jó minőségű, két irányban ellenőrzött mértékben hőre zsugorodó térhálós tömlő állítható elő oly módon-, hogy egy polietilénből vagy etilén kopolimerből extrudált, 55 majd térhálósított tömlőt átvezetünk egy folyadékfürdőn, amelynek hőmérséklete közel azonos a tömlő anyagának kristályos olvadáspontjával, majd egy záró hengerpár fölött elhelyezett második záró hengerpárral kihúzzuk, miközben a két záró 60 hengerpár között a tömlőből olyan légbuborékot képezünk, amelynek mérete az extrudált tömlő méretéhez képest mind hossz-, mind pedig keresztirányban 50-500% nyújtást képvisel, és a tágítás mértékét a buborék mentén, a tömlő haladási irá- 65 nyával párhuzamosan vagy azzal változtatható 2
