DE1939460A1

DE1939460A1 - Verbundmaterial

Info

Publication number: DE1939460A1
Application number: DE19691939460
Authority: DE
Inventors: Reiner Dipl-Phys Thedieck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-08-02
Filing date: 1969-08-02
Publication date: 1971-02-18
Also published as: NL7011399A; FR2056951A1; BE754276A; FR2056951B1

Description

23. Juli 1969

DLW AKTIENGESELLSCHAFT 712 Bietigheim (Württ. )

VERBUNDMATERIA L

Es sind bahnenförmige Verbundmaterialien bekannt, die aus zwei Kunststoff-Folien bestehen, zwischen denen eine Vielzahl geschlossener, gas- oder luftgefüllter Taschen vorliegt. Man erhält ein derartiges Material beispielsweise dadurch, daß man eine thermoplastische Kunststoff-Folie durch Prägen oder Tiefziehen mit einer großen Zahl näpfchenartiger Vertiefungen versieht und dann eine glatte Folienbahn so aufschweißt oder -klebt, daß die einzelnen Näpfchen mit einem Deckel versehen und annähernd gasdicht verschlossen werden. Das in jedem einzelnen Näpfchen eingeschlossene Luft- oder Gasvolumen wirkt jeweils wie ein Polster, so daß insgesamt ein Material entsteht, das mit Vorteil "für~die Verpackung oder Polsterung empfindlicher Güter, aber auch für dekorative und andere Zwecke verwendet werden kann. Die an sich erwünschte voluminöse Beschaffenheit jenes Materials ist aller dings insofern ein Nachteil, als Transport, Lagerung und Verarbeitung jenes Materials gerade wegen seines großen Volumens umständlich und kostspielig sind. Gleiches gilt, wenn Bahnen, Platten oder Formteile aus Kunst stoff schaum, Filz, Wellpappe oder anderen bekannten voluminösen Materialien für die obengenannten Zwecke verwendet werden.

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Es ist ferner bekannt, daß in zunehmendem Maße Schrumpffolien für die Verpackung von Gütern eingesetzt werden. Der besondere Vorteil dieser Materialien i st darin zu sehen, daß die zu verpackende Ware zunächst nur vergleichsweise lose mit einer Schrumpffolienbahn oder -haube umhüllt wird; hierfür genügen einfache Verpackungsmaschinen. Erst der Schrumpfvorgang führt dazu, daß sich die Folie eng an oder um das zu verpackende Gut legt; zur Auslösung dieses Vorgangs genügt die Zu- ψ führ von Wärme, wozu wiederum einfache und vergleichsweise billige Einrichtungen genügen. Ein bekannter Nachteil der Schrumpffolienverpackung besteht darin, daß die Schrumpffolien das Verpackungsgut zwar umhüllen, jedoch in keiner Weise die bei stoß- oder schlagempfindlicher Ware erforderliche Polsterung bewirken.

Die vorliegende Erfindung ging von der Aufgabe aus, ein Verbundmaterial zu beschreiben, das bei geringem Gewicht und kleinem Transport- und Lagervolumen Wirkungen zeigt, die denen der Schrumpffolien nahekommen, und dennoch die k bei Schrumpffolien nicht gegebene Polster wirkung aufweist. Nach der Lehre der Erfindung erfüllt diese Forderungen ein Verbundmaterial, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß zwei oder mehr annähernd gasdichte Bahnen aus flexiblen Werkstoffen so miteinander verbunden sind, daß zwischen den Bahnen eine Vielzahl von geschlossenen, mindestens annähernd gasdichten Taschen vorliegt und in diesen Taschen Substanzen enthalten sind, die sich unter Normalbedingungen nicht im gasförmigen Zustand befinden, sich jedoch bei Wärmeeinwirkung unter halb des Temperaturbereiche, in dem die Werkstoffe der Bahnen schmelzen oder sich zersetzen, unter Abspaltung eines Gases zersetzen, welches die Taschen füllt.

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Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verbundmaterials besteht · darin, daß die in den Taschen enthaltenen Substanzen unter Normalbedingungen ein sehr geringes Volumen einnehmen und praktisch den einzigen Inhalt der Taschen darstellen. Erst bei einer Wärmeeinwirkung, die zu einer Zersetzung jener Substanzen bei gleichzeitiger Abspaltung eines Gases führt, füllen sich die Taschen auf ein Endvolumen, welches vornehmlich von der Menge des abgespalteten Gases abhängt. Es gelingt somit, unter Verwendung des ■Verbundmaterials, welches die Kennzeichen der Erfindung aufweist, beispielsweise ein zu verpackendes Gut zunächst nur lose zu umhüllen. Wird nun in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch Strahlung und/oder Konvektion dem Verbundmaterial Wärme zugeführt derart, daß sich die in den Taschen enthaltenen Substanzen zersetzen, füllen sich jene Taschen und bilden um das verpackte Gut herum eine Vielzahl von Polstern. Gleichzeitig jedoch tritt eine Kontraktion des bahnenförmigen Verbundmaterials in bezug auf seine Länge und Breite ein, so daß wie bei der Auslösung des Schrumpfvorgangs bei den bekannten Schrumpffolien sich das erfindungsgemäße Verbundmaterial sehr eng um das verpackte Gut herumlegt. Eine «etwa eintretende Verletzung einzelner Taschen, wie sie während des Transports durch Schlag oder Stoß auftreten kann, führt lediglich dazu, daß sich jeweils nur die verletzten Taschen leeren. Da es in einfacher Weise möglich ist, je Flächeneinheit des Verbundmaterials eine große Zahl . von Taschen vorzusehen, ergibt sich insgesamt ein Material, welches als Halbzeug geringes Gewicht und geringes Volumen aufweist und nach dem Einsatz als Verpackungsmaterial lediglich durch einfach zu bewerkstelligende Wärmezufuhr" die Hüll- und Stütz ei gen schäften von Schrumpffolien mit den polsternden Eigenschaften voluminöser Materialien verbindet.

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Besondere Vorteile ergeben sich, wenn das Verbundmaterial dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens eine der Bahnen ganz od&r teilweise aus Kunststoff besteht. Bekanntlich steht heute-eine VielzahtMon Kunststoffe«" zur Verfügung, die gemäß ihren spezifischen Eigenschaften füajeeine GrößzaM * ; von Einsatzgebieten geeignet sind; Kunststoffe sind "zudem veiEgleichsweis-e uo ·^Γ billig, können einfach, beispielsweise durch Bedrucken, in die.Gestaltung dei»- Verpackung einbezogen werden und sind in ausreichendem Maße gasdicht und; :■ können schließlich in einfacher Weise, beispielsweise durch Kleben und/oder: Schweißen, gemäß der Lehre der Erfindung verarbeitet werden. Dem Kennzei-■ chen der Erfindung genügt es, wenn mindestens eine der Bahnen ganz aus Kunststoff besteht; es liegt nahe, hierzu Folien zu verwenden, die in bekannter Weise aus bekannten Kunststoffen hergestellt werden, insbesondere kann es günstig sein, sogenannte Verbundfolien einzusetzen.. Anderseits kann es zweckmäßig sein, mindestens eine Bahn zu verwenden, die teilweise aus Kunststoff bestehtj beispielsweise besteht eine preisgünstige Ausführung des erfindungs gemäß en Verbundmaterials aus mindestens einer Bahn, die auf der Basis eines Papiers herge^ stellt wird, welches mit Hilfe von Kunststoff verfestigt, insbesondere gasdicht ausgeführt wird. Weitergehende Vorteile erreicht man, wenn nach der Lehre der Erfindung das Verbundmaterial dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens eine der Bahnen ganz oder teilweise aus Kunststoff besteht und schrumpffähig ist. Augenfällig werden die Vorteile dieser Ausführung an dem Beispiel eines Verbundmaterials, welches die Kennzeichen der Erfindung aufweist und aus einer Kunststoffbahn besteht, die stark schrumpffähig ist, und aus einer weiteren flexiblen Bahn, Es ist möglich, die Werkstoffe so zu wählen, daß bei einer bestimmten

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Temperatur der Schrumpfvorgang ausgelöst und gleichzeitig die Zersetzung und Gasabspaltung der in den Taschen enthaltenen Substanzen beginnt. Es addieren sich hierbei die Kontraktionswirkungen in bezug auf Länge und Breite des Verbundmaterials, die einerseits aus dem Schrumpfvorgang und anderseits aus der Volumenvergrößerung des Tascheninhalts resultieren. Es kann zweckmäßig sein, ein Verbundmaterial herzustellen und einzusetzen, welches aus drei Bahnen besteht, bei welchem die mittlere Bahn schrumpffähig ist und jeweils zwischen der mittleren Bahn und den beiden äußeren Bahnen eine Vielzahl von Taschen vorUegt.

Wenn eine besonders große Volumenerhöhung der Taschen erwünscht ist, wird mit Vorteil ein Verbundmaterial eingesetzt, welches erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens eine der Bahnen im Bereich der Zersetzungstemperatur der gas ab spalt enden Substanzen thermoplastisch verformbar ist.

Wenn ein Verbundmaterial eingesetzt wird, welches erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens eine der Bahnen ganz oder teilweise aus Leichtmetall besteht, kann man dieses Material beispielsweise zur Verpackung licht- oder wärmeempfindlicher Güter einsetzen. Dieser Schutz besteht einerseits gegenüber der Wärme, die zur Auslösung des Zersetzungsvorgangs der in den Taschen enthaltenen Substanzen zugeführt werden muß, anderseits gegenüber der Einwirkung von Licht, Wärme oder Strahlung, die das fertig verpackte Gut schädigen könnten. Es liegt nah^, ein Verbundmaterial mit dem Kennzeichen der Erfindung zu verwenden, welches aus zwei Leichtmetallbahnen hergestellt ist.

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Ein Verbundmaterial mit besonders hoher Reißfestigkeit und/oder der Möglichkeit zur dekorativen Gestaltung erhält man erfindungsgemäß, wenn mindestens eine der Bahnen mit Fasern verstärkt und/oder dekoriert ist. Vergleichbare Vorteile ergeben sich nach der Lehre der Erfindung dadurch, daß mindestens eine der Bahnen ein textiles Flächengebilde ist. Es liegt nahe, ein solches Verbundmaterial als weiches, vor allem wärmedämmendes Material zum Belegen von Böden, Wänden oder Decken einzusetzen.

Die Herstellung des Verbundmaterials wird vereinfacht und sein Einsatz universell möglich, wenn es nach der Lehre der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß, bezogen auf Länge und/oder Breite des Verbundmaterials, die Verbindungsstellen zwischen den Bahnen und entsprechend auch die Taschen in der Art regelmäßiger Raster angeordnet sind. In bezug auf die Gestalt des Rasters und auf die Form der Taschen kann zwischen einer Vielzahl geometrischer Formen beliebig gewählt werden.

" Die Einsatzmöglichkeiten des Verbundmaterials werden erweitert, wenn es so in Abschnitte zerteilt wird, daß auf jeden Abschnitt mindestens eine geschlossene Tasche entfällt. Es bietet sich an, derartige Abschnitte, beispielsweise zur Auffüllung von Hohlräumen, zu verwenden. Gegenüber der bislang üblichen Verwendung von voluminösen und sperrigen Formteilen ergeben sich, beispielsweise beim Verpacken und Auspacken unregelmäßig geformter Güter, wesentliche Vorteile.

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Als Gas abspaltende Substanzen haben sich sogenannte Treibmittel bewährt,
wie sie bei. der Herstellung von Schaumgummi und Kunst stoff schaum verwendet werden. Ais anorganische Treibmittel kann man beispielsweise NaHCO , NH .NO oder (ΜΗ.)· CO einsetzen. Die als Beispiele genannten Materialien zersetzen sich bei Temperaturen a'b etwa .60 C und liefern jeweils mehrere hundert cm Gas je g Substanz. Aus der Vielzahl der organischen Treibmittel sei lediglich Az;odicarbonarnid erwähnt. Bei einer theoretischen Gasausbeute von ca. 190 cm /g Substanz besitzt dieser Stoff die vorteilhafte Eigenschaft, daß die Zersetztmgsiemperatur von ca. 210 C durch Zugabe sogenannter
Kicker wesentlich· erniedrigt werden kann. Hierdurch und durch die Verwendung anderer, am sich bekannter-Treibmittel gelingt es, die Zersetzungstemperatur und damit die Gasabspaltung in Bereiche zu legen, in denen mit Sicherheit keine Schädigramg der jeweils vorliegenden Bahnenwerkstoffe, beispielsweise durch Schmelzern trad/oder Zersetzen, eintritt. Bei Verwendung geeigneter Bahnenwerkstoffe,, beispielsweise bei Einsatz von Leichtmetallfolien, können mit Vorteil Treibmittel eingesetzt werden, die sich sehr schnell, beispielsweise in der Art einer Verpttf&img, zersetzen.

Die Wärmezufkhor, die mindestens zur Auslösung des Z er Setzung s vor gangs der Treibmittel notwendig ist, kann mittels an sich bekannter Verfahren durch Strahlung und/oder Konvektion erfolgen, bei Verwendung elektrisch leitfähiger Bahnen-Werkstoffe kamm dies auch durch direkte elektrische Heizung geschehen.

Bei der Herstellung des Verbundmaterials geht man zweckmäßigerwei se davon

aus, daß mindestens zwei Bahnen, die beispielswei se ganz oder teilweise aus

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Fasern, Kunststoff oder Leichtmetall bestehen und durch Abrollung von Ballen, zusammengeführt werden. Die Verbindung der Bahnen und damit die eigentliche Taschenbildung kann nach bekannten Verfahren etwa durch Kleben, Schweißen und /oder Pressen erfolgen; dabei bedeutet ein regelmäßiger Taschenraster eine herstelltechnische Vereinfachung.

Eine oder mehrere Bahnenoberflächen sind vor dem eigentlichen tasehenbildenden Verfahrensschritt vorbehandelt: So können beispielsweise Kleber und/oder gasabspaltende Substanzen (weiterhin als Treibmittel bezeichnet) maschinell aufgedruckt, aufgestreut oder aufgestrichen sein. Dabei hat es sich besonders bewährt, ein pastenförmiges Treibmittel im Siebdruck aufzudrucken und die Bahnen dann paßgenau zu verschweißen. Ebenso ist vorzugehen, wenn rasterartige Vertiefungen mit Treibmittel ausgestrichen sind. "Wird mit Kleber gearbeitet, so kann dieser im Taschenraster zusätzlich aufgedruckt werden oder aber vollflächig, wobei dann das Treibmittel günstig in Pulverform aufgebracht werden kann. Je nach Anwendungsfall wird das Treibmittel in der einzelnen Tasche gleichmäßig verteilt oder aber absichtlich beispielsweise nur am Rande aufgetragen, damit die Wärme später auch nur am Rande zugeführt werden muß.

Die Anordnungsmöglichkeiten der Taschen zu einem Raster sind durch die Vielzahl denkbarer geometrischer Formen mannigfaltig. Einige Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung in 15 Figuren dargestellt. Von diesen zeigt im einzelnen:

Figur 11 die Draufsicht auf ein Verbundmaterial mit kreisrunden Taschen im Halbzeugzustand;

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-. Figur 12 den Querschnitt entsprechend Figur 11. Daraus ist zu erkennen, daß das Material zweischichtig aufgebaut, an den Punkten 1 verbunden und in den Taschen (2) mit Treibmitteln versehen ist.

- Figur 13 den Querschnitt entsprechend Figur II nach der Erwärmung des Verbundmaterials; die Taschen sind jetzt mit Gas gefüllt und aufgebläht.

Figur 21 die Draufsicht auf ein Verbundmaterial mit quadratischen Taschen im Halbzeugzustand;

- Figur 22 den Querschnitt entsprechend Figur 21. Man erkennt ein dreischichtiges Material, an den Punkten 1 verbunden und in den Taschen (2) mit Treibmitteln versehen. Die eine Seite ist mit einem textilen Flächengebilde (3) bedeckt.

- Figur 23 den Querschnitt entsprechend Figur 21. Die Taschen des Verbundmaterials sind mit Gas gefüllt, wobei das textile Flächengebilde sich so steif verhält, daß sich die Taschen nur nach einer Seite bilden und das textile Flächengebilde glatt bleibt. Eine derartige Konstruktion ist dann, be sonders günstig, wenn die Bahn (4) sich in thermoplastischem Zustand ausbeult.

- Figur 31 die Draufsicht auf ein Verbundmaterial mit länglichen Taschen im Halbzeugzustand. Die Taschen sind "auf Lücke" angeordnet, so daß sich ein relativ steifes Material ausbildet.

:-. Figur 32 den Querschnitt entsprechend Figur 31. Es ist ein zweischichtiges

Verbundmaterial dargestellt, wobei an den Punkten 1 das Material verbunden

und in den Taschen (2) mit Treibmitteln versehen ist.

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- Figur 33 denQuerschnitt entsprechend Figur 31. Die Taschen des Verbundmaterials sind mit Gas gefüllt und aufgebläht.

- Figur 41 die Draufsicht auf ein Verbundmaterial mit sechseckigen Taschen im Halbzeugzustand.

Figur 42 den Querschnitt entsprechend Figur 41. Es ist ein dreischichtiges Verbundmaterial dargestellt, wobei an den Punkten 1 das Material verbunden , und in den Taschen (2) mit Treibmitteln versehen ist. Dabei kann je nach Anwendungsfall die mittlere Schicht eine Schrumpffolie, Leichtmetall, Karton oder eine textile Verstärkungsbahn sein.

Figur 43 den Querschnitt entsprechend Figur 41. Die Taschen des Verbundmaterials sind mit Gas gefüllt und aufgebläht. Entsprechend der Zeichnung wird die mittlere Schicht aus einem steifen Material gebildet. Käme für die mittlere Schicht eine Schrumpffolie zum Einsatz, so wäre Figur 43 entsprechend der Schrumpfung der Mittelschicht darzustellen.

Figur 51 die Draufsicht auf ein Verbundmaterial mit quadratischen Taschen im Halbzeugzustand, wobei jede Tasche in ihrer Mitte zwischen den Schichten mit einer zusätzlichen punktförmigen Verbindung ausgeführt ist.

Figur 52 den Querschnitt entsprechend Figur 51. Es ist ein zweischichtiges Verbundmaterial dargestellt, wobei an den Punkten 1 das Material verbunden und in den Taschen (2) mit Treibmitteln versehen ist.

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Figur 53 den Querschnitt entsprechend Figur 51. Die Taschen des Verbundmaterials sind mit Gas gefüllt und aufgebläht. Entsprechend der Zeichnung ist eine Schicht (3) aus steifem Material, z.B. aus annähernd gasdicht kaschiertem Karton, hergestellt. Durch die zusätzliche Verbindung bildet sich aus der einen Tasche je nach Art der steppartigen Verbindung eine Mehrfachtasche mit jedoch nur einem Gasvolumen. Eine derartige Anordnung bewährt sich dann besonders, wenn besondere Polsterungsformen verlangt werden, oder aber mehrere Polsterkammern mit einem einzigen Gasvolumen gefüllt sein sollen. Letzteres ist besonders bei der Herstellung kleinster Taschen für die Aufbringung des Treibmittels von Vorteil. .

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Claims

ΐΛ Verbundmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr annähernd gasdichte Bahnen aus flexiblen Werkstoffen so miteinander verbunden sindj daß zwischen den Bahnen eine Vielzahl von geschlossenen, mindestens annähernd gasdichten Taschen vorliegt und in diesen Taschen Substanzen enthalten sind, die sich unter Normalbedingungen nicht im gasförmigen Zustand befinden, sich jedoch bei Wärmeeinwirkung unterhalb des Temperaturbereichs, in dem die Werkstoffe der Bahnen schmelzen oder sich zersetzen, unter Abspaltung eines Gases zersetzen, welches die Taschen füllt.
2. Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine der Bahnen ganz oder teilweise aus Kunststoff besteht.
3. Verbundmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Bahnen ganz oder teilweise aus Kunststoff besteht und schrumpffähig ist.
4. Verbundmaterial nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine der Bahnen im Bereich der Zerset&ungs

temperatur der Gas abspaltenden Substanzen thermoplastisch verformbar ist.

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5. Verbundmaterial nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Bahnen ganz oder teilweise aus Leichtmetall besteht.
6. Verbundmaterial nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine der Bahnen mit Fasern verstärkt und/oder dekoriert ist.
7. Verbundmaterial nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Bahnen ein textiles Flächengebilde ist.
8. Verbundmaterial nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß, bezogen auf Längen und/oder Breite des Verbundmaterials, die Verbindungsstellen zwischen den Bahnen und entsprechend auch die Taschen in der Art regelmäßiger Raster angeordnet sind.
9. Verbundmaterial nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß es so in Abschnitte zerteilt wird, daß auf jeden Abschnitt mindestens eine geschlossene Tasche entfällt.

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