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Schichtwerkstoff als Verpackungsstoff In der Verpackungsindustrie
haben Styrolpolymerfilme und Folien weitgehend Eingang gefunden, und zwar wegen
ihrer klaren Durchsichtigkeit, ihrer guten Verformbarkeit und ihrem verhältnismäßig
geringen Preis. Äußerst attraktive Packungen lassen sich aus Styrolpolymerfilmen
leicht nach dem Verfahren des sogenannten »skin packing« and »bubble packing«,
d. h. des Hautverpackens und des Blasenverpackens herstellen. Nach beiden
Verfa hren können Güter in eine geformte Blase oder in eine dicht überzogene Haut
aus Styrolpolymerfilmen eingepackt werden; die Versteifung des Polystyrolfilms erfolgt
durch flache Tafeln oder Folien aus Papier, Karton oder vorzugsweise klar durchsichtigem
Kunststoffi-naterial. Die bekannten Packungen. dieserArt leiden jedoch häufig daran,
daß sie leicht reißen oder zu Bruch gehen infolge der brüchigen Natur des Verpackungsfilms
bzw. der Verpackungsfolie. Das Reißen und Brechen tritt besonders häufig beim Verformen,
Verpacken und Handhaben der verpackten Körper ein.
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Geformte Gegenstände sowie kleine Schachteln lassen sich aus Styrolpolymerfilm
nicht gut herstellen, und zwar auch wieder wegen der brüchigen Natur des Styrolwerkstoffs.
Häufig möchte man kleine Schachteln zusammen mit einem angeformten Deckel in einem
Stück herstellen; dies geht aber nur dann, wenn der Polymerfilm, aus dem sie hergestellt
sind, flexibel genug ist, um die Funktion des Scharniers zu übernehmen. In der Regel
haben diejenigen Polymerfolien oder Tafeln, welche genügend Flexibilität hätten,
um nicht zu brechen und nicht zu reißen und. um einem wiederholten Biegen standzuhalten,
nicht genügende Klarheit, um als Werkstoff für Schachteln oder ähnliche Behälter
mit daranhängendem angelenktem Deckel verwendet zu werden.
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Außerdem haben diese Polymerfilme häufig verhältnismäßig geringe Adhäsion,
wenn sie mit Lösungsmitteln u. dgl. behandelt werden; schließlich nehmen sie auch
keinen Druck und überhaupt keine Aufschriften auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, als Verpackungswerkstoff
einen Schichtstoff bereitzustellen, der gleichzeitig hohe Flexibilität, hohe Zähigkeit
und gute, klare Durchsichtigkeit besitzt.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erlindungsgemäß die Verwendung
eines Schichtstoffes aus einer Polyolefinschicht, die mit je einer im Normalzustand
festen Schicht aus alkenylaromatischen Polymeren verbunden ist, als Verpackungswerkstoff
vorgeschlagen.
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In der USA.-Patentschrift 2 700 695 ist ein Kunststoffbatteriegehäuse
beschrieben, bei dem eine Polystyrolwand mit einer weiteren Kunststoffschicht überzogen
ist. Diese weitere Kunststoffschicht kann unter anderem auch aus Polyäthylen bestehen.
Die zusätzliche Kunststoffschicht soll der Verminderung der Dampfdurchlässigkeit
dienen. Da ein Kunststoffbatteriegehäuse anderen Beanspruchungen ausgesetzt ist
als ein Verpackungswerkstoff, war es auf Grund der Offenbarung der USA.-Patentschrift
2 700 695
nicht vorauszusehen, daß die Kombination eines alkenylaromatischen
. Harzes mit einer Polyolefinschicht besondere Vorteile bei der Verwendung
als Verpackungswerkstoff erbringen würde.
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Aus der belgischen Patentschrift 561516 ist es bekannt, Schichtwerkstoffe
aus einem Polyolefin einerseits und einem anderen Werkstoff, wie z. B. Polyvinylchlorid
andererseits, herzustellen. Auch diese Kombination konnte die Verwendung von Schichtwerkstoffen
aus Polyolefinen einerseits und alkenylaromatischen Harzen andererseits für Verpackungszwecke
nicht nahelegen, denn dem mit der Herstellung von Verpackungsmaterial befaßten Techniker
liefert die chemische,Industrie ein derart umfangreiches und verwirrendes Angebot
von Rohstoffen, daß die Kombination zweler. aus bestimmten Rohstoffgruppen hergestellter
Folien nicht als naheliegend angesehen werden kann, insbesondere dann nicht, wenn
eine neue Aufgabe gelöst und ein technischer Fortschritt erreicht wird.
Unter
dem Ausdruck alkenylaromatische harzartige Schicht will eine feste- zusammenhängende
Styrolpolymerfolie oder ein Film aus Styrolpolymer verstanden sein. Solche Polymeren
enthalten mindestens 50 Gewichtsprozent, mindestens eines polymerisierten
alkenylaromatischen Monoffien oder Verbindung der allgemeinen Formel Ar
- CR = CH,
In dieser Formel bedeutet R ein Wasserstoff-atom oder ein
Methylradikal, Ar ein aromatisches Radikal, vorzugsweise der Benzolreihe mit
6 bis 10 Kohlenstoffatomen (zu den Kohlenstoffatomen werden auch diejenigen
gezählt, die in etwaigen Ringsubstituenten des aromatischen Kerns vorhanden sind).
Neben Filmen und- Folien aus Polystyrol: allein können mit vergleichbaren oder mit
noch besseren Erfolgen thelmoplastische Polymere und Mischpolymere von Styrolpolymeren
und Mischpolymeren von Lx-Methylstyrol, Ar-Methylstyrol (oder Vinyltoluol) der verschiedenen
Mono- , u nd Dichlorstyrole der Ar-Dimethylstyrole; zu den Mischpolymeren
gehören auch diejenigen mit Vinylidenchlorid und Akrylnitril; weiter kommen in Frage
vernetzte polyfunktioneffe Stoffe wie Divinylbenzol; auch Pfropfmischpolymeren mit
anderen Polymerensubstanzen,- etwa mit elastomeren Polymeren können verwendet werden,
Vorzugsweise benutzt man gereckte..Folien, deren Herstellung beispielsweise in den
USA.-Patentschriften 2 832 994 und 2 852 813 beschrieben ist#.----Zu
den-Polyolefinen, welche erfindungsgemäß zur Anwendung kommen können-;, -gehören.
die. im Normalzustand festen thermoplastischen-harzartigenPolymeren von Äthylen
und Propylen, , insbesondere übliches Polyäthylen und Polypropylen.
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Erfindungsgemäße Schichtwerkstoffe können nach verschiedensten Verfahren
leicht hergestellt werden. Besonders geeignet ist das in der USA.-Patentschrift
2 815 308 beschriebenen Verfahren nach Robinson, bei dem eine thermoplastische
Schicht extrudiert wird und feste Polystyrolfolien mit dem frisch extrudierten Material
zwischen zwei gegenüberliegenden und zusammenwirkenden Walzen heiß laminiert werden.
Alternativ können auch drei Polymerenschichten übereinandergelegt werden, erhitzt
werden und sodann durch Walzen oder andere Kompressionsmittel hindurchgeführt werden.
Auch dieses Verfahren ist von R o b i n s o n angegeben worden.
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Vorzugsweise werden erfindungsgemäß Schichtwerkstoffe mit einer Gesamtschichtstärke
von 50 bis 1250 #t hergestellt. Zweckmäßig liegt die Schichtstärke
innerhalb noch engerer Grenzen von 75 bis 500 #t für Verpackungszwecke
und ähnliche Anwendungen am besten in einem Bereich von 125 bis
250 #t. Im allgemeinen empfiehlt es sich, die zentrale Polyolefinschicht
mit einer Stärke von 20 bis 800/, der Gesamtstärke des Schichtwerkstoffs
auszuführen. 25 bis 50 0/0 sind noch besser, am günstigsten erscheint
ein Schichtwerkstoff, bei dem die zentrale Polyolefinschicht 30 bis 400/,
der Gesamtstärke ausmacht.
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Zur besseren Erläuterung wurde ein erfindungsgemäßer Schichtwerkstoff
in der Weise hergestellt, daß eine Polyäthylenschicht zwischen einem Paar von Walzen
extrudiert wurde gemäß USA.-Patentschrift 2 815 308; jede dieser Walzen trug
eine Schicht von gerecktem Polystyrolfilm, -der#-75 #t stark war. Diese gereckten
Polystyrolfilme wurden auf die frisch extrudierte Polyäthylenschicht heiß auflaminiert.
Es ergab sich dabei ein Schichtwer-k#toff #von! i207,5 .#t Gesamtstärke mit- einer
- zentralew Polyäth#Idnschicht von 57,5 #L. Der Schichtwerkstoff war
transparent, zähe und reißfest.
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Zum Vergleich wurde eine Polystyrolschicht gleicher Dicke benutzt.
Der Vergleich wurde in einem Tinius-Olsen-MIT-Flexibilitätsmeßgerät bei einer Spannung
von
1,0 kg durchgeführt. Seine Ergebnisse sind in der .Tabelle dargestellt.
Der erfindungsgemäße Schichtwerkstoff kann durch Vakuumtiefziehen zu einer Schachtel
verarbeitet werden. Dabei können Schachtel und Deckel im Vakuumtiefziehverfahren
aus einem einzigen Stück Werkstoff gewonnen und sodann aus der Folie herausgeschnitten
werden. Man hat wiederholte Öffnungs- und Schließversuche mit dem Schachteldeckel
gemacht und hat feststellen können, daß ein ausreichendes Scharnier vorliegt, das
bei
50- bis 100maligem Bewegen durch einen Winkel von
90'
nicht bricht.
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Erfindungsgemäße Schichtwerkstoffe sind insbesondere auch zur Herstellung
von Sch-nappdeckeln u. dgl. geeignet.
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Ähnlich wie die hier beispielsweise besprochenen Ausführungsformen
der Erfindung können auch Schichtwerkstoffe hergestellt werden unter Verwendung
von Polypropylen und Polyäthylen zusammen mit Folien aus Vinyltoluolpolymeren, Styrolakrylnitrilmischpolymeren
Vinyltoluolpolymeren oder Mischpolymeren, Styrol-Akrylnitril-Mischpolymeren, Polyvinyl.toluol-Akrylnitril-Mischpolymeren,
Methylmethykrylat-Akrylnitril-Mischpolymeren u. dgl.