DE1911757C3 - Flexibles FoUen-Schichtgebilde - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein flexibles Folien-Schichtgebilde, das mindestens zwei Schichten einer thermoplastischen Folie enthält, wobei eine der Schichten als kontinuierliche Trägerschicht für die andere aus thermoplastischem Schaumstoff bestehende Schicht dient.

Bisher traten große Schwierigkeiten beim Stapeln von gefüllten hoch beanspruchten thermoplastischen Säcken auf, die z. B. zur Aufnahme von Getreide, Nahrungsmitteln, Zement u. dgl. benutzt wurden. Es wurde festgestellt, daß, falls derartige Säcke zu ausreichenden Höhen, um eine wirksame Lagerung und einen wirksamen Transport zu erlauben, gestapelt wurden, eine Neigung, gegeneinander zu gleiten, auftrat, wobei diese Gieitneigung schwere Handhabungsprobleme verursachte.

Aus der US-PS 33 25 332 ist ein Verfahren zum Laminieren von Kunststoffolien an einen verträglichen Kunslstoffschaum bekannt, wobei der Schaum durch Anwendung von Wärme vor der Berührung mit der Folie erweicht wird, die Folie so vorerhitzt wird, daß lediglich ihre äußere Oberfläche vor der Berührung mit der Folie erweicht wird und die Folie und der Schaumstoff zusammengepreßt werden. Ein derartiges Verfahren wird z. B. zur Laminierung von verhältnismäßig dicken Kunststoffbahnen an relativ dickere Schaumstoffstücke beispielsweise angewandt. Zusätzlich zu Problemen, wie z. B. Temperaturregelung und Regelung des Beschichtungsdruckes, die dieses Verfahren zeigt, sind die erhaltenen Folien-Schaumstoff-Schichtgebilde selbst ziemlich anfällig für eine Delaminierung, wenn sie der Handhabung während der beabsichtigten Verwendung unterzogen werden.

In der US-PS 31 78 832 sind Schaumstoff-Polyesterharz-Schichtgebilde und Verfahren zu deren Herstellung beschrieben. Die in dieser Patentschrift beschriebenen beschichteten Folien-Schaumstoff-Gegenstände werden durch thermische Aufschweißung von vorgeformten Folien auf eine vorgeformte Schaumstoffunterlage unter Anwendung einer dielektrischen Wärmesiegelungsvorrichtung von hoher Frequenz gebildet. Wie im Fall der vorstehend abgehandelten Patentschrift, bei der in gleicher Weise ein thermisches Schweißverfahren zur Erzielung der Laminierung der Folie auf dem Schaumstoff angewandt wird, sind diese Schichtgebilde in gleicher Weise für eine Delaminierung während des Gebrauches anfällig, da diese unerwünschten Eigenschaften sich im allgemeinen aus den grundlegenden Mängeln der im allgemeinen zur Herstellung derartiger Produkte angewandten thermischen Schweißverfahren ergeben

Aus der DE-AS 1218 708 ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines Verbundmaterials aus Kunststoff mit Hilfe eines drei konzentrische Düsen aufweisenden Spritzkopfes bekannt, wobei die aus den Düsen extrudierten Schläuche durch Aufblähen vereinigt werden. Bei dem bekannten Verfahren wird aus der Mitteldüse Kunststoffschaummasse extrudiert, die bei oder vor dem Austritt aus der Düse beidseitig mit den die Deckfolien bildenden Kunststoffen vereinigt wird. Es kann auf diese Weise eine einheitliche beidseitig abgedeckte Schaumfolie in Form eines Schlauches erhalten werden, wenn für die äußere und innere Deckschicht und für den Schaumkern der gleiche Rohstoff oder für die Deckschichten ein Rohstoff, der mit dem Schaummaterial eine Bindung eingeht, gewählt wird. Wenn man für eine Deckschicht einen Rohstoff verwendet, der keine Adhäsion zu dem Schaumkern aufweist, so kann man nach Abziehen der nicht haftenden Deckfolie ein Verbundmaterial mit einer veloursartigen Oberfläche erhalten.

Die bekannten Verfahren sind nicht geeignet, flexible Folien-Schichtgebilde zu schaffen, aus denen Säcke oder Beutel mit rutschfester Oberfläche gebildet werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, flexible Folien-Schichtgebilde zu schaffen, die in einfacher Weise herstellbar sind, eine Oberfläche haben, die sie zur Herstellung hoch beanspruchbarer Säcke oder Beutel geeignet machen, welche zum Zweck der Lagerung und des Transports in gewünschten Höhen gestapelt werden können, ohne daß eine Rutsch- oder Gleitgefahr besteht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die aus thermoplastichem Schaumstoff bestehende Schicht eine offene netz- oder gitterartige Struktur aufweist und eine Dicke in der Größenordnung von etwa 0,012 bis 0,25 mm besitzt.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann die Schaumsioffschicht diskontinuierlich sein.

Es wurde nun festgestellt, daß, falls hoch beanspruchte Säcke unter Anwendung der neuen Schichtgebilde gemäß der Erfindung hergestellt werden, Gleitprobleme

dieser Art entweder vollständig vermieden werden oder wesentlich verringert werden.

Die neuen Schichtgebilde gemäß der Erfindung erwiesen sich auch als wertvoll auf zahlreichen anderen Anwendungsgebieten. Beispielsweise sind derartige Schichtgebilde wertvoll, wenn sie als Rückseitenmaterial für flexible Unterlagen, beispielsweise bei Isolierungsmaterialien und/oder Füllungen od. dgl. verwendet werden. Derartige Schichtgebilde als Rückseitenmaterial ergeben erhöhte Steifigkeit, wodurch sie leichter zu

handhaben sind und an Materialien zu befestigen sind, die man zu isolieren wünscht.

Obwohl die Folien-Schichtgebilde gemäß der Erfindung aus einer Vielzahl von thermoplastischen Materialien, wie z. B. Polyolefinen, Vinylpolymeren, Polyamiden, Styrol, Styrolcopolymeren, Polyvinylidenchlorid hergestellt werden können, erfolgt die Erläuterung der Erfindung insbesondere durch Schichtgebilde, die aus einer inneren Schicht aus einem niederen Monoolefin und einer äußeren Schicht aus einem geschäumten Copolymeren, beispielsweise einem geschäumten Äthylen- Vinylacetat-Copolymeren bestehen.

Derartige Schichtgebiiue erwiesen siCn ais wcrlvon zur Herstellung von hoch beanspruchten Versandbeu-

teln oder Säcken. Falls die aus einem derartigen Schichtgebilde hergestellten Säcke gefüllt und übereinander gestapelt werden, zeigen sie eine ausgezeichnete Rutsch- oder Gleitbeständigkeit. Umgekehrt wurde festgestellt, daß, falls Schichtgebilde mit einem nichtgeschäumten Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren als äußere Schicht beispielsweise zur Herstellung von Säcken verwendet werden, die äußere nichtgeschäumte Äthylen- Viny'iäcetat-Folienschicht in Folge der grundlegenden klebrigen Art der Äthylen-Vinylacetat-Copolymerfolien von Anfang an klebrig ist. Während der nachfolgenden Lagerung und Verwendung derartiger Säcke, beispielsweise in staubiger Atmosphäre, wie sie häufig, beispielsweise bei der Verpackung von Düngemitteln auftritt, wird die äußere Schicht aus Äthylen-Vinylacetat der Beutel mit Staub und Fremdteilchen m der Luft verunreinigt, die an der Beuteloberfläche infolge des hohen Ausmaßes der durch das Äthylen-Vinylacetat-Folienmaterial gezeigten Klebrigkeit anhaften. Dieser Staubüberzug auf der Oberfläche des Beutels ergibt einen vollständigen Verlust oder mindestens eine sehr wesentliche Verringerung der Klebrigkeit der frisch gepreßten Oberfläche der äußeren Schicht aus Äthylen-Vinylacelat des Beutelgebildes. Infolgedessen wurde festgestellt, daß nach Füllung derartiger Beutel oder Säcke und anschließender Lagerung und Stapelung der gefüllten Säcke, diese Säcke nur einen geringen oder keinen Widerstand gegenüber dem Gleiten oder Rutschen zeigen, wodurch es äußerst schwierig wird, eine Anzahl derartiger Säcke in Stapelanordnung zum Zweck des Transportes oder der Lagerung zu halten.

Demgegenüber wurde festgestellt, daß aufgrund der netzartigen Schaumstruktur der äußeren Schicht aus dem Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren bei den Schichtgebilden gemäß der Erfindung, selbst wenn diese Gebilde der vorstehend genannten verunreinigten Atmosphäre ausgesetzt sind, die Rutschbeständigkeitseigenschaften der Folienoberfläche in keiner Weise verschlechtert wird. Obwohl die Erfindung nicht auf den Mechanismus, durch den diese Erscheinung verursacht wird, beschränkt werden soll, ist anzunehmen, daß infolge des erhöhten Oberflächenbereiches, den die dünne Schaumstoffschicht auf der äußeren Beuteloberfläche aufgrund des kraterartigen offenen Netzwerkes der Schaumzellen ergibt, welche die äußere Schaum-Stoffschichtoberfläche bilden, die Staubteilchen und anderen Fremdteilchen, die die Verunreinigungen darstellen, die dünnen Krater der Schaumstoffoberfläche der Schicht überbrücken und nicht an der Gesamtoberfläche der Äthylen-Vinylacetat-Schicht anhaften, wie es bei den vorstehend geschilderten nichtgeschäumten äußeren Schichtstrukturen aus Äthylen-Vinylacetat der Fall ist. Somit ergeben die Schichtgebilde gemäß der Erfindung eine wesentlich verbesserte rutschbeständige Oberfläche, insbesondere für solche Fälle, wo die Folienprodukte einer durch Staub verunreinigten Atmosphäre ausgesetzt sind.

Außer zur Bildung von Beuteln oder Säcken, die ausgezeichnete nichtrutschende Oberflächen haben, erwiesen sich die flexiblen Foliengebilde gemäß der Erfindung auch für eine große Anzahl anderer Verwendungszwecke sehr geeignet. Beispielsweise können die Schichtgebilde gemäß der Erfindung als Rückseitenmaterialien, beispielsweise für Gebrauchsgegenstände, die in Abwesenheit irgendeiner Art von Trägerrückseite ziemlich schwierig zu handhaben sind, verwendet werden. Sie lassen sich z. B. als Trägerrückseiten für faserartige Isoliermatten oder -lagen verwenden, beispielsweise solchen aus gesponnener Glasfaser. Es wurde festgestellt, daß die zusammengesetzten Folien-Schichtgebilde gemäß der Erfindung, die z. B. aus einer Trägerschicht aus einem nichtgeschäumten Material, beispielsweise einem niederen Monoolefin, wie Polyäthylen, Polypropylen oder Polybuten-1. und einem aufgeschichteten Copolymeren, beispielsweise geschäumten Äthylen-Vinylacetat bestehen, auf die faserhaltige Isoliermatte wärmeversiegelt werden können, wobei die Äthylen-Vinylacetat-Schaumstoffoberflächenschicht eine ausgezeichnete, bei niedriger Temperatur schmelzende thermische Haftungsoberfläche darstellt.

Andere Verwendungszwecke für die flexiblen zusammengesetzten Folien-Schaumstoff-Schichtgebilde gemäß der Erfindung umfassen Materialien, wie Dekorationsfolien. Es wurde festgestellt, daß, wenn verschiedene Pigmente zu den jeweiligen geschichteten Lagen vor dem Extrudieren zugesetzt werden, wobei verschiedene Mischverfahren, wie sie an sich bekannt sind, eingesetzt werden können, außergewöhnliche Farbeffekte erhalten werden können. Derartige gefärbte Schichtfoliengebilde sind als Umhüllungsmaterialien, Tischtücher, Bucheinbände, Vorhänge, Polstermaterial od. dgl. brauchbar. Weiterhin wurde festgestellt, daß die verhältnismäßig dünne äußere Schaumstoffschicht der flexiblen Folien-Schichtgebilde gemäß der Erfindung die Bildung von Kondenswassertropfen verhindert, wenn z. B. derartige Schichtfolien als Beutel oder Umhüllungen zur Aufnahme von kalten oder gefrorenen Nahrungsmitteln verwendet werden.

Obwohl eine Vielzahl von Verfahren zur Herstellung der Folien-Schichtgebilde gemäß der Erfindung angewandt werden kann, erwies sich das gemeinsame Extrudieren der jeweiligen zu schichtenden Schichten im geschmolzenen Zustand durch ein Einzeldüsenauslaßmundstück als besonders günstiges Verfahren. Dieses Verfahren erlaubt die Ausbildung von relativ dünnen Schaumstoffschichten, d. h. in der Größenordnung von weniger als etwa 250 μ auf die als Träger dienende 'lichtgeschäumte Folienschicht in einer einzigen Stufe erfolgenden Extrudierstufe. In der US-PS 33 37 914 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren beschrieben, die sich zur Herstellung der neuen Folien-Schichtgebilde gemäß der Erfindung als geeignet erwiesen. Es kann dabei eine Mehrzahl von Schichten aus unterschiedlichen Kunststoffmaterialien unter Anwendung einer Mehrzahl von Extrudern extrudiert werden, von denen jeder den geschmolzenen Kunststoff zu einer einzigen zusammengesetzten Düsenstruktur zuführt, die aus einer Mehrzahl von übereinander stehenden Flächen in jeder gewünschten Anzahl, die lediglich von der Anzahl der in dem extrudierten Schichtgebilde gewünschten geschichteten Schichten abhängig ist, gebildet ist, wobei die übereinander stehenden Flächen die jeweiligen AuslaßmundstUcke zwischen den benachbarten Flächen begrenzen, so daß eine Düse in jeder gewünschten Höhe für jede gewünschte Anzahl der extrudierten Schichten aufgestapelt werden kann. In der F i g. 2 der dortigen Zeichnungen ist eine zur Bildung von Schichtgebilden mit drei Schichten brauchbare Vorrichtung gezeigt. Zur Anwendung bei der Herstellung der vorstehend und nachfolgend beschriebenen zweischichtigen Film-Schaumstoff-Schichtgebilden kann diese Vorrichtung angepaßt werden, indem einer der Extruder und dessen zugehöriges rohrförmiges Düsenelement nicht verwendet werden.

Die zusammengesetzte rohrförmige Düse kann aus einer Reihe von übereinander angeordneten rohrförmigen Düsenbauteilen bestehen, wobei jedes dieser rohrförmigen Düsenbauteile getrennt von einem der vorstehend genannten Extruderelemente gespeist wird. Sämtliche übereinander angeordneten rohrförmigen Düsenbauteile sind jeweils an der Oberseite des anderen in Berührung miteinander befestigt und jedes der rohrförmigen Düsenbauteile weist einen konzentrisch angebraditen Dorn auf, der in der Mitte jeder Düse liegt, und entlang dieses Dorns strömen die geschmolzenen thermoplastischen Schichten. Das thermoplastische Material wird von einem Extruder vom Standard-Schnecken-Typ in das unterste Düsenbauteil eingeführt.

Das thermoplastische Material von dem untersten Düsenbautei! strömt nach aufwärts in das zweite rohrförmige Düsenbauteil, wo es um seine Außenseite herum mit einem geschmolzenen thermoplastischen Material verbunden wird, welches von einem zweiten Extruder zu dem zweiten rohrförmigen Düsenbauteil zugeführt wird. Anschließend werden die beiden Schichten des geschmolzenen rohrförmigen Materials durch ein einziges rohrförmiges Düsenmundstück extrudiert, worauf das erhaltene geschichtete Rohr unter Anwendung von innerem Luftdruck (ein Standard-Extrudierverfahren) aufgeblasen wird. Anschließend wird das Rohr, nachdem es abgekühlt und verfestigt ist, zum Zusammensinken gebracht und anschließend durch einen Sack- oder Beutelherstellungsarbeitsgang oder zu einer Aufwickelstelle geführt.

Diese Herstellungsweise kann für nur zwei Schichten oder bis zu fünf oder mehr Schichten angewandt werden, was von der Anzahl von rohrförmigen Düsenbauteilen und hiermit verbundenen Extrudern abhängig ist. Bei der Anwendung eines derartigen Extrudierverfahrens erfolgt die Aufschichtung der jeweiligen geschmolzenen Schichten des thermoplastischen Materials innerhalb der Düse, d.h. bevor die Schichtstruktur durch das rohrförmige Auslaßmundstück extrudiert wird. Die Beschichtung erfolgt in Abwesenheit von irgendwelchen speziellen Klebstoffen oder anderen Bindeverfahren

Die Schaumstoffschicht, z.B. Äthylen-Vinylacetat-Copolymer-Schaumstoffschicht kann dadurch gebildet werden, daß die Harzteilchen aus dem Äthylen-Vinvlacetat-Copolymeren vor ihrer Einführung in den Beschickungstrichter des Extruders gleichförmig mit einem Treibmittel, beispielsweise Azodicarbonamid oder Azobisformamid, überzogen werden, wozu beispielsweise etwa 2 Gew.-°/o Amid, bezogen auf das Gesamtgewicht des dem Beschickungstrichter zugeführten Copolymeren, verwendet werden. Das mit dem Treibmittel überzogene Copolymer wird anschließend in den Extruder eingeführt, worin eine geschmolzene Masse gebildet wird, und anschließend in tines der Düsenbauteile der geschilderten Düsenvorrichtung geleitet. Die Temperatur innerhalb des Extruders und/oder der Düsenbestandteile werden so gewählt, daß sich das als Treibmittel dienende Amid unter Freisetzung von Stickstoff zersetzt, der wiederum eine Schäumungswirkung verursacht, wodurch der Schaum aus dem Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren als eine der geschichteten Schichten in inniger Berührung mit einer nichtgeschäumten Trägerschicht durch das Auslaßmundstück der Düse extrudiert wird.

Es wurde festgestellt, daß die Stärke der zusammengesetzten, die Schichtgebilde bildenden Schichten innerhalb weiter Grenzen variieren kann, vorausgesetzt jedoch, daß die jeweiligen Schichtstärken nicht wesentlich größer als etwa 250 μ sind, wie vorstehend abgehandelt Bei Veränderungen der Stärke ergab sich ein markanter Einfluß auf das Aussehen der äußeren Schaumschicht. Beispielsweise zeigen sehr dünne äußere Schaumstoffschichten, beispielsweise in der Größenordnung von etwa 12 bis 25 μ ein Oberflachcnaussehen wie ein offenes leinenaniges Gitter des Schaumstoffmaterials, wobei die nichtgeschäumte thermoplastische Trägerlage durch die willkürlich verteilten kraterartigen Öffnungen in dem dünnen nicht kontinuierlichen Gitter des Schaumes freiliegt Weiterhin wurde festgestellt, daß, wenn die äußere Schaumstoffschicht auf die nichtgeschäumte thermoplastische Trägerschicht unter Bildung einer wesentlich dickeren äußeren Schaumstoffschicht, beispielsweise in der Größenordnung von etwa 37 bis etwa 250 μ aufgetragen wird, der Schaum als kontinuierliche Schicht vorliegt, die vollständig ohne Bildung eines Netzwerkes von kraterartigen Öffnungen die nichtgeschäumte thermoplastische Kunststofflage bedeckt.

Es können auch kontinuierliche rohrförmige Schichtgebilde erhalten werden, bei denen die äußere Schaumstoffschicht des Schichtgebildes aus einem Längsstreifen oder einer Reihe von parallelen Streifen besteht, die im Abstand um den Umfang der nichtgeschäumten thermoplastischen Trägeroberfläche herum angebracht sind. Wenn aus derartigen Schichtmaterialien beispielsweise Beutel oder Säcke hergestellt wurden, zeigte es sich, daß diese eine verbesserte Beständigkeit gegenüber Rutschen oder Gleiten beim Stapeln aufwiesen. Somit kann eine Oberflächenrutschbeständigkeit sehr wirtschaftlich bei Beuteln oder Säcken erhalten werden, wenn verringerte Menger, eines verschäumungsfähigen Kunststoffes zur Bildung der äußeren Schaumstoff schicht verwendet werden. Weiterhin erlauben in den Fällen, wo der nichtgeschäumte thermoplastische Kunststoff des Trägers aus einem klaren durchsichtigen Material, d. h. einem beispielsweise nichtpigmentierten, besteht, die klaren nichtbeschichteten durchsichtigen Flächen der Trägerfolie, die zwischen dem oder den sich längs erstreckenden Schaumstoffstreifen liegen, eine visuelle Identifizierung des Beutelinhalls.

Beispiel 1

Ein flexibles beschichtetes thermoplastisches Rohr aus einer äußeren Schicht eines geschäumten thermoplastischen Kunststoffes und einer inneren Schicht aus einem nichtgeschäumten thermoplastischen Kunststoff als Trägerschicht wurde durch kontinuierliches Extrudieren unter Anwendung der in der US-PS 33 37 914 beschriebenen Vorrichtung und des dort beschriebenen Verfahrens hergestellt. Die äußere aufgeschichtete Schicht aus Schaumstoff bestand aus einem handelsüblichen Äthylen-Vinylacetat-Copolymer, das etwa 18 bis 20Gew.-% Vinylacetat und etwa 80 bis 82Gew.-% Äthylen enthielt. Dieses Copolymer hatte einen Schmelzindex von etwa 2,0 und eine Dichte von etwa 0,943 g/cem. Die innere Trägerschicht bestand aus einem handelsüblichen Polyäthylen von niedriger Dichte mit einem Schmelzindex von etwa 0,25 und einer Dichte von etwa 0,917 g/cem. Die Gesamtstärke des Schichtgebildes betrug etwa 228 μ, wobei die äußere Äthylen-Vinylacetat-Schaumstoffsehicht etwa 101 μ und die innere Polyäthylenträgerschicht etwa 127 μ dick waren. Die äußere Äthylen-Vinylacetat-Schaumstoffschicht machte etwa 2OGcw.-°/o des Gesamtgewichts

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Alhslen Vinylacetat SchaumsloH'schicht in lieruhrunj; mil der Malle war und die l'oKbulenseile des Schichlfiebildes hiervon ab^ekehrl war

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Flexibles Folien-Schichtgebilde, das mindestens zwei Schichten einer thermoplastischen Folie enthält, wobei eine der Schichten als kontinuierliche Trägerschicht für die andere aus thermoplastischem Schaumstoff bestehende Schicht dient, dadurch gekennzeichnet, daß die aus thermoplastischem Schaumstoff bestehende Schicht eine offene netz- oder gitterartige Struktur aufweist und eine Dicke in der Größenordnung von etwa 0,012 bis 0,25 mm besitzt.

2. Schichtgebilde nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumsioffschicht diskontinuierlich ist.