DE2047949A1 - Mehrlagiges Schichtmaterial und Verfahren zum Herstellen desselben - Google Patents

Mehrlagiges Schichtmaterial und Verfahren zum Herstellen desselben

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DE2047949A1
DE2047949A1 DE19702047949 DE2047949A DE2047949A1 DE 2047949 A1 DE2047949 A1 DE 2047949A1 DE 19702047949 DE19702047949 DE 19702047949 DE 2047949 A DE2047949 A DE 2047949A DE 2047949 A1 DE2047949 A1 DE 2047949A1
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Martin Patterson N.C. Doll (V.StA.). P
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Cellu-Products Co., Patterson, N.C. (V.StA.)
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Description

Mehrlagiges Sohichtmaterial und
Verfahren zum Herstellen desselben.
Die Erfindung bezieht sich auf Verpackungsmaterialien und betrifft insbes. Verfahren zum Erzeugen von Kartons und ,dergl. und mehrschichtige Materialien zum Herstellen von Kartons und nach diesen Verfahren hergestellte Erzeugnisse.
Es wurde gefunden, daß verbesserte flüssigkeitsbeständige mehrschichtige Materialien und aus diesen verbesserten Materialien geformte kartonartige Behälter
durch Überziehen von entgegengesetzten Seiten eines Abstandsnetzwerks aus thermoplastischem Material mit
Schichten flüssigkeitsfesten Papiers hergestellt werden
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können. Das Abstandsnetzwerk aus thermoplastischem Material· wird aus einer aus thermoplastischem Material bestehenden Schicht durch Schlitzen der Schicht und einer weiteren Behandlung der Schicht zum öffnen der Schlitze bzw. Einschnitte in rautenförmige öffnungen hergestellt, so daß das erzeugte, im allgemeinen plane AbStandsnetzwerk öffnungen aufweist, die es senkrecht zu seinen entgegengesetzten Oberflächen durchsetzen. Das thermoplastische Material des Abstandsnetzwerkes kann in seiner geöffneten Form wärmefixiert werden.
Vorliegende Erfindung ist besonders nützlich für den Transport von Produkten, die üblicherweise in einem nassen Zustand gehandhabt werden, oder die möglicherweise während des Transports nässen. Beispiele solcher Produkte sind frisches Geflügel und Produkte, die vielfach unmittelbar vor dem Transport bzw. Versand in Versandkartons verpackt und eingefroren werden. Wo Kartons von herkömmlicher Wellpappkonstruktion verwendet werden
nicht tritt oft die Schwierigkeit auf, daß der KartonVseine Festigkeit während der ganzen Handhabung des darin enthaltenen Produktes beibehält. Z.B. werden die Kerne bzw. inneren Schichten herkömmlicher Wellpappen roaterialmäßig geschwächt sobald sie naß werden,und aufgrund des Aufbaus dieser Pappe ist es im wesentlichen unmöglich zu verhindern, daß solche Kerne unter den obenbeschriebenen Bedingungen
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naß werden, ohne die Kosten so zu erhöhen, daß solche Kartons unwirtschaftlich werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Erzeugung eines wirtschaftlichen mehrlagigen Schichtmaterials zum Herstellen kartonartiger Schachteln, BeT hälter oder dergl., das einen verbesserten Widerstand gegen Flüssigkeiten besitzt; um die Festigkeit der Schachteln bzw. Behälter während der Handhabung eines darin versandten Produktes aufrecht zu erhalten.
Bei der Lösung dieser Aufgabe werden in vorteilhafterweise die Eigenschaften thermoplastischer Materialien verwendet und diesen Eigenschaften angepaßte Verfahren zur Herstellung eines Abstandsnetzwerkes aufgezeigt, das als einen Abstand herstellende Schicht zwischen Lagen bzw. Schichten flüssigkeitsbeständigen Papiers angebracht wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ^
es, ein Verfahren zum Herstellen mehrlagiger Schichtmaterialien zu schaffen, mittels welchem bestimmte unerwünschte Eigenschaften der bisher bei Transportkartons und dergl. verwendeten Wellpappe vermieden werden, während andere erwünschte Eigenschaften für eine kartonartige Schachtel, die gekühlte Produkte aufnehmen soll, gefördert werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Folge von Verfahrensschritten gelöst, die das Aufschlitzen
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2 Q 4 7 i 4 Ö
einer FoIiS aus thermoplastischem Material in einem vorbestimmten Muster von im Abstand voneinander angeordneten EihscMitBen und das Öffnen der gesehlitzfeen Folie zu eine'm Öffnungen äufweise'ndih NÖtzwSrk umfaßt* das eirii Vielzahl von gellen aufweistj Serin Jidi sieh senkrecht zu den ^ehtgSgihgegiBzte'fi ÖfeirfilöHifi ä§i Mifezwerkes durch das fietäWfrtc erstrebici UtM üniBnängig* von änderen benaönbärten Zellen ist;
Die Unabhängigkeit der vieizani von siöh" durch ääs ÄbstandsnetzWerk aus thermopiäsftisch&m Material erstreckenden Zellen ergibt verbessSrti th#rmiseh§ isöliSreigenschafteri lind begrenzt die MÖglichtcöit der Ausbreitung bzw. Verteilung von Flüssigkeit; failS äiesi iB das Innere des mehrlagigen Schichtniäteriäis geiäng't.
Im folgbndeh wird die Erfindung ähftahd sbhemätiseher Zeichnungen anharüvchÄUsfÜnrühgsbeispiöieh näher erläutert;
Es zeigt;
Flg. 1 in einem Ablauf-diagramm die Arbeitsschritte, die beim Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens aufeinander i
Fig; i einö sciie'rnatloche pärsßektiviiche ÖärstÜlüng einer Vorrichtung zürn DÜrehfÜhrih Biäfciffiftifcer §rr Verfähreriischrittij
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Pig. 3 eine vergrößerte Draufsicht auf einen Teil einer mit Sohlitzen versehenen, aus thermoplastischem Material bestehenden Schicht entsprechend einem Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Pig. 4 in einer vergrößerten Darstellung ähnlich Fig. 3 einen Teil einer gemäß der vorliegenden Erfindung zu einem Netzwerk geöffneten Schicht aus thermoplastischem Material;
Fig. 5 in einer vergrößerten perspektivischen Dar- i
stellung teilweise im Schnitt ein gemäß vorliegender Erfindung erzeugtes mehrlagiges Schichtmaterial; Fig. 6 in einer verkleinerten perspektivischen Darstellung eine aus dem in Fig. 5 gezeigten mehrlagigen Schichtmaterial hergestellte kartonartige Schachtel;
Fig. 7 eine Darstellung ähnlich Fig. 2 einer Vorrichtung zum Durchführen bestimmter alternativer Verfahrensschritte; fj
Fig. 8 in einer vergrößerten perspektivischen Darstellung eine mit Schlitzen versehene aus thermoplastischem Material bestehende Schicht entsprechend einem Verfahrensschritt, der bei Verwendung der Vorrichtung nach Fig. 4 angewendet wird;
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pig. 9 in einer Ansicht ähnlich Pig. 8 ein aus der aus thermoplastischem Material bestehenden Schicht nach Fig. 8 hergestelltes, öffnungen aufweisendes Standsnetzwerk und
Pig. 10 in einer Darstellung ähnlich Fig. 5 mittels der Vorrichtung gemäß Fig. 7 hergestelltes mehrlagiges Schichtmaterial.
In den Zeichnungen sind die Verfahrensschritte und Erzeugnisse gemäß vorliegender Erfindung dargestellt, wobei die Folge der Verfahrensschritte in einem Ablaufeliagramm und anhand von Zeichnungen der Vorrichtungen und der hergestellten Produkte in verschiedener? Stufen ihrer Herstellung dargestellt ist. Sowohl für die erfindungsgemäßen Erzeugnisse wie für die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte zu ihrer Herstellung ist es charakteristisch, daß beste Ergebnisse erzielt werden, wenn thermoplastische Materialien in Form von Schichten verwendet werden. Eingangs ist noch zu sagen, daß die hier als Schichtmaterialien bezeichneten Materialien sich dadurch von den weitgehend bekannten und verwendeten Arten von Film- bzw. Folienniaterlalien unterscheiden, daß sie relativ dick sind. Ein übliches FiImmaterial hat typischerweise eine sehr geringe Dicke, die in tausendstel oder hundertstel Zoll bzw. in zehntel ocler hundertstel Millimetern gemessen wird und dadurch biegsam ist, daß es im wesentlichen keine Steifheit gegen Biegung
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der Ebene des Films aufweist. Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen mehrlagigen Schichtmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Schicht verwendet, die eine wesentlich größere Dicke als die Filme aufweist und eine beträchtliche Steifheit der Ebene der Schicht im Vergleich zu der Biegsamkeit des Films aufweist.
Die vorliegende Erfindung macht in vorteilhafter Weise von einer hier als "Elastisches Erinnerungsvermögen* bezeichneten Eigenschaft des thermoplastischen Materials Gebrauch, wobei mit dem "Elastischen Erinnerungsvermögen™ die Eigenschaft thermoplastischen Materials bezeichnet ist, die bewirkt, daß das Material eine bestimmte Form solange beibehält, bis es entweder zerstört oder bei einer erhöhten Temperatur umgeformt wird. Typischerweise wird das elastische Erinnerungsvermögen eines thermoplastischen Materials durch Erhitzen des Materials auf eine vorbestimmte, für dieses Material charakteristische Temperatur überwunden, wobei das Material verformt wird, während es sich auf dieser oder über dieser erhöhten Temperatur befindet und dann unter diese charakteristische Temperatur abgekühlt wird, um das Material in einer ihm erteilten neuen Form zu stabilisieren. Ein so verformtes Material wird Im vorliegenden Zusammenhang als wärmefixiert bezeichnet.
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In bestimmten Fällen:i die im folgenden noch Weiter auszuführen Sind, ist das zur Hörstellung eines öffnungen aufweisenden Äbstandsnetzwerkes dienende thermoplastische Material vorzugsweise ein schMurfibares Material. Ö'er ifti Sinne der vorliegenden Ausführungen verwendete ftüsdrüfcfc rtSchäumbares thermoplastisches Material* bisöhriiiäfc eine Art vt>ii Material t das in ier Intlustr'ie für thermoplastische stoffi ällgefflein bekannt lot ürid blshtf* als Verpackuiigsmateriäl vefwendet wurde ·. Söiiäüiiibäre theriiö«· plastische Materialien besitzen typischer-weise geschlbsiene Zellen und enthalten ein Mittel* das aktiviert werden kann, um die zellen in kontrOllierter weüe äüBzudehheni in thermoplastischen Mäterialieä ehthältehe iittel* die eine solche Ausdehnung herbeiführen* werden hier als Treibmittel bezeichnet, wobei derartige Treibmittel strömungsfähige Medien sein können, welche sich aufgrund chemischer* gaserzeugender Umsetzungen ausdehnen oder sich aufgrund physikalischer ?orgänge? wie ζ,.B, Verdampfung, äusdehnen. Ein spezifisches Beispiel für ein sehäümbäres thermoplastisches Material, das zum ÖUrchfuhren des erfindungsgemäßen Verfahrens als nütMieh befunden wurden ist sehäümbäres Polystyrol j das in ichiöhtforin extrudiert ist und eine gasförmige ftompofierite ehthäil» die sich beim Erhitzen ausdehnti öder das mit in iesbhlosseheh Zellen des Materials enthaltener Luft extrudiert und kalt zü-^ sammengepreJSt ist, um ääs VölüWen der geschlossenen Z&Üen vor der Verarbeitung der Schicht zu v§rringern. in Jedem
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Fall ist das Treibmittel, das in die schäumbaren thermoplastischen Materialien eingebettet ist, vorzugsweise thermisch aktivierbar, so daß bei Erhitzen des Materials auf vorbestimmte Temperaturen das Treibmittel in Aktion gesetzt wird und die geschlossenen Zellen des thermoplastischen Materials ausgedehnt werden'.
Charakteristischerweise kann die Enddichte des schäumbaren thermoplastischen Materials gesteuert werden, indem man die Eigenschaften des Treibmittels und die Temperaturen, denen das Material während der Aktivierung des Treibmittels ausgesetzt wird, variiert. Auf diese Weise können die Zusammensetzung des thermoplastischen Materials und des Treibmittels und die verwendeten Verarbeitungsparameter als Endergebnis ein Material relativ geringer Dichte und guter thermischer Isoliereigenschaften ergeben. Wie im folgenden noch weiter ausgeführt, wird diese Möglichkeit vorteilhaft bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte und bei den erfindungsgemäßen Erzeugnissen zur Herstellung von kartonartigen Schachteln und Behältern für den Transport von Gütern, die Kühlung erfordern, angewendet.
Ganz allgemein gesehen dient das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines mehrlagigen Schichtmaterials, das für die Herstellung von kartonartigen Schachteln und
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dergl. verwendbar 1st, wobei das Verfahren, die in dem Ablaufdiagramm nach Pig. I dargestellten Schritte umfaßt. Wie dort zusammengefaßt ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte umfassen: das Ausformen des thermoplastischen Materials in Schicht form z.B. durch Extrudieren; das Anbringen von Sehlitzen in der aus thermoplastischem Material bestehenden Schicht in Form eines vorbestimmten Musters von Einschnitten; das Erhitzen der Schicht auf eine Temperatur, bei welcher ^ das elastische Erinnerungsvermögen des thermoplastischen Materials völlig überwunden wird; das öffnen der Schicht in ein im allgemeinen planes, Öffnungen aufweisendes Netzwerk; und das Überziehen des Öffnungen aufweisenden Netzwerkes mit Papierlagen.
Die folgenden Anführungen betreffen das Ausführungsbelspiel gemäß den Fig. 2 bis 5· In den Fig. 2 und 3 ist eine aus thermoplastischem Material bestehende Schicht a 20 mit einem vorbestimmten Muster von darin gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgebildeten Einschnitten 21 gezeigt. Im Fall der Schicht 20 sind die Einschnitte 21 in im Abstand voneinander angeordneten Reihen von im Abstand voneinander liegenden Einschnitten verteilt, wobei die Einschnitte in benachbarten Reihen in vorbestimmter Weise gegeneinander versetzt sind. Im einzelnen sind die Einschnitte 21 gerade, von länglicher Form und
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gleicher Länge und sind in geraden parallelen Reihen in die Schicht 20 geschnitten, wobei benachbarte miteinander fluchtende Einschnitte in jeder Reihe einen Abstand voneinander aufweisen, der geringer ist als etwa die Hälfte der Länge der Einschnitte und wobei die Einschnitte in einer benachbarten Reihe derart versetzt angeordnet sind« daß ein benachbarter paralleler Einschnitt die benachbarten miteinander fluchtenden Einschnitte gleichweit Überlappt. Diese Beziehung zwischen den Einschnitten ist in Fig. 3 dargestellt. Vorzugsweise erstrecken sich die Einschnitte 21 durch die ganze Dicke der Schicht 20, um das öffnen der Einschnitte,das im folgenden noch beschrieben wird,zu erleichtern. Es ist jedoch zu bemerken, daß sich die in die Schicht 20 hineinerstreckenden Einschnitte 21 eine Tiefe aufweisen, die geringer ist, als die volle Dicke der Schicht 20, wobei der verbleibende Teil der Schicht 20 beim öffnen der Einschnitte 21 zerrissen wird.
Die mit Einschnitten zu versehende Schicht 20 kann entweder durch Extrudieren oder dergl. nach Spezifikation hergestellt werden, oder von einer geeigneten Quelle beschafft werden. Ebenso können die Einschnitte in verschiedener Weise hergestellt werden. Unter andere,ü können die Einschnitte dadurch hergestellt werden, daß die Schicht 20 zwischen einem Paar von Walzen hindurchgefUhrt
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wird, von denen eine mit im Abstand voneinander angeordneten Messern versehen ist^ oder indem die Schicht über einen Arbeitstisch und unter einer sich in vertikaler Richtung hin- und herbewegenden mit im Abstand
voneinander angeordneten Schneidzähnen versehenen ir* . " ■
Klinge hindurehbewegt wird. Andere Anordnungen zum
Liefern und Einschneiden einer Schicht können Fachleuten gelaufig' sein umd es ist riecht beabsichtigt, , fe die Wahl eier verschiedenen M'öglieiifceiten auf die hier beschriebenen zu beschränken. Weiter ist festzustellen* daß die mit Sehlitzen versehene Schicht ein neuartiges; Zwischenprodukt ist, das Gegenstand einer älteren Patentanmeldung der Anmelderin 1st.
Nach dem Ausformen und Schlitzen der aus thermoplastischem Material bestehenden Schicht 20 wird die geschlitzte Schicht zu einem im allgemeinen ebenen Netzwerk 25,wie es in Flg. 4 dargestellt-ist, verformt, W indem die Schlitze 21 zu rautenförmiger Form geöffnet werden, und indem das Netzwerk in der geöffneten Form wärmefixiert wird und indem das thermoplastische Material aufgeschäumt wird, falls es ein aufschäumbares Material der obenbeschriebenen Art ist. Beim Formen der Schicht 20 in das öffnungen aufweisende Netzwerk 25* wird die Schicht auf eine Temperatur erhitzt, bei welcher das elastische Erinnerungsvermögen des thermoplastischen
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Materials überwunden wird, so daß die erhitzte Schicht eine ihr während der Bildung des Öffnungen aufweisenden Netzwerkes erteilte Form beibehält. Insbesondere erlaubt eine solche Erhitzung ein Wärmefixieren des Materials, wenn die Einschnitte geöffnet sind und eine in Fig. 4 gezeigte rautenförmige Form aufweisen. Das öffnen der Einschnitte wird durch Ausübung einer Kraft auf die Schicht bewirkt, die mindestens eine Komponente - aufweist, die quer zu den Reihen von Einschnitten in der Schicht gerichtet 1st, wie z.B. einer Kraft, die in Richtung des Pfeils F in Fig. 3 auf die Schicht 20 ausgeübt wird.
Es ist insbesondere vorgesehen, daß die Erhitzung der aus thermoplastischem Material bestehenden Schicht dadurch erreicht wird, daß sie zur Übertragung der Wärme von der Flüssigkeit auf die Schicht in Kontakt mit einer erhitzten Flüssigkeit gebracht wird. In Fällen,in denen das thermoplastische Material ein schäumbares Material mit einem darin enthaltenen thermisch aktivierbaren Treibmittel ist, liegt die Temperatur der erhitzten Flüssigkeit mindestens über der Temperatur, bei der das Treibmittel aktiviert wird. Wenn das Material ein schäumbares Polystyrol ist, das Luft oder andere gasförmige Medien als Treibmittel in sich einschließt, wurde als geeignete Temperatur unter Produktionsbedingungen
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eine Temperatur von mindestens ]A0° C (220° P) gefunden, wobei eine Temperatur von etwa 151° C (24o° P) eine besonders prompte Wirkung ergibt. In diesem Fall wird -.^. die Schicht 20 vorzugsweise dadurch der erhitzten Flüssigkeit ausgesetzt, daß sie in ein Bad der erhitzten Flüssigkeit eingetaucht wird, was z.B. in einem in Pig. gezeigten Tank 28 geschehen kann. Das Eintauchen kann als ein im wesentlichen kontinuierlicher mit anderen später beschriebenen Verfahrensschritten zusannnenhängender Vorgang ausgeführt werden, indem die Schicht über und um geeignet angeordnete Führungswalzen 29* 30 und 31 gezogen wird.
Wenn die Temperatur der Schicht auf eine Temperatur angehoben wurde, bei der die Schicht ausreichend plastisch ist, um die Einschnitte darin zu öffnen, kann eine Öffnungskraft auf die Schicht ausgeübt werden, indem die Schicht durch aufeinander folgende Walzenpaare 33* 34 und 35* 36 hindurchgeführt wird, wobei das zweite, in Bewegungsrichtung der Schicht von dem ersten Walzenpaar 33* 3^ abgelegene Walzenpaar 35* 36 mit einer gleichförmigen Oberflächengeschwindigkeit angetrieben wird, die höher 1st, als die des ersten Walzenpaares 33* 34* das das Material dem in Bewegungsrichtung abgelegenen zweiten Walzenpaar 35* 36 zuführt. Hieraus resultiert, daß die Schicht 20 · zwischen den im Abstand voneinander angeordneten Walzen-
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paarai gezogen bzw. gestreckt wird, wodurch die gewünschte Öffnungskraft auf die Schicht ausgeübt wird. Die Schicht wird dann abgekühlt, um die Herstellung eines im allgemeinen planen; Öffnungen aufweisenden Netzwerks zu vollenden .
Wenn auch ein kontinuierliches Verfahren mit im wesentlichen gleichzeitigem Erhitzen und öffnen aufgrund des Zusammenwirkens dieser Verfahrensschritte mit weiteren im folgenden noch zu beschreibenden Verfahrensschritten besonders vorteilhaft ist und daher als wirtschaftlichste Art der Herstellung des erfindungsgemäßen mehrlagigen Schichtmaterials vorzuziehen ist, kann das Öffnungen aufweisende Netzwerk auch durch öffnen der Schicht 20 in kaltem Zustand geformt werden, wobei die Schicht durch Ausübung einer Kraft, die ausreicht, um das elastische Erinnerungsvermögen des thermoplastischen Materials zu überwinden, in seiner geöffneten Form gehalten wird und danach auf eine Temperatur erhitzt wird, die ausreicht, um das elastische Erinnerungsvermögen der Schicht völlig zu überwinden. Im übrigen braucht die Ausbildung des Öffnungen aufweisenden Netzwerkes nicht auf kontinuierliche Weise oder direkt in Verbindung mit anderen Verfahrensschritten ausgeführt werden. D.h. die vorstehend beschriebene vorzugsweise
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Folge von Arbeitsschritten kann bei besonderen Anwendungen thermoplastischen Materials in gewünschter oder notwendiger Weise abgeändert werden, wobei solche Abwandlungen insbesondere unter bestimmten Arbeitsbedingungen, bei denen schäumbares Material der obenerwähnten Art verwendet wirdjbesonders vorteilhaft gefunden wurden. In Fällen,in denen das Erhitzen und das öffnen einer Schicht zum Formen eines Öffnungen aufweisenden Netzwerkes im wesentlichen gleichzeitig geschehen, führt die Verwendung einer schäumbaren thermoplastischen Schicht dazu, daß das Aufschäumen im wesentlichen zur gleichen Zeit vonstatten geht.
Das daraus hervorgehende öffnungen aufweisende Netzwerk 25 dient als Abstandsschicht bzw. -lage in einem fertigen mehrlagigen Schichtmaterial J>Qf wie es in Pig. 5 dargestellt ist. Das mehrschichtige Schichtmaterial wird vorzugsweise kontinuierlich in Verbindung mit der Herstellung des öffnungen aufweisenden Netzwerkes 25 hergestellt, indem das öffnungen aufweisende Netzwerk 25 zwischen einem Paar vonLaminierwalzen 40 und 41, wie in Fig. 2 gezeigt, hindurch läuft. Beim Durchgang des öffnungen aufweisenden Netzwerkes 25 zwischen den Laminierwalzen werden Papierbahnen 44 und 45 vorzugsweise durch Kleben an den einander gegenüber liegenden Seiten des öffnungen aufweisenden Netzwerkes 25 befestigt. Vor-
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zugsweise wird, wie gezeigt, jede der Papierbahnen 44 bzw» 45 von einer Speicherwalze 48 bzw. 49 abgezogen und jeweils über eine Klebstoff aufbringende Walze 50 bzw. 51 geführt. Jede der Klebstoff aufbringenden Walzen ist drehbar in einen Klebstoffspeicherbehälter 52 bzw. 53 eingebaut oder wird auf andere Weise mit einem Klebstoff versorgt, mit dem eine Oberfläche der zugeordneten Papierbahn zu überziehen ist.
Gemäß vorliegender Erfindung besteht mindestens eine der' beiden Papierbahnen 44, 45* die auf die entgegengesetzten Oberflächen des öffnungen aufweisenden Netzwerkes 25 aus Plastikmaterial geklebt werden, aus naßfestem Kraftpapier, Vorzugsweise bestehen jedoch beide Papierbahnen 44, 45 aus flUssigkeitsbeständigem Papier. Hieraus resultiert, daß das in Pig. 5 gezeigte Material die Eigenschaft aufweist, flUssigkeitsbeständig bzw. naßfest zu sein und seine bauliche Unversehrtheit selbst dann beizubehalten, wenn es in Kontakt mit Wasser oder anderen Flüssigkeiten gebracht wird. Ferner wird die Eigenschaft, daß das mehrlagige Schichtmaterial naßfest bzw. flüssigkeitsbeständig 1st, aufgrund der Art der das Netzwerk durchsetzenden öffnungen 25 und aufgrund der Eigenschaft, daß das thermoplastische Material nicht flüssigkeitsabsorbierend ist, selbst dann beibehalten, wenn die Flüssigkeit mit den Kanten des mehrlagigen
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Schiehtmateriaüs in Berührung kommt oder ein kleiner ~' " Bereich der Papierbahnen durchlöchert wird, so daß : Flüssigkeit in das Innere gelangt. Dies wird teilweise dadurch erreicht, daß die öffnungen, die sich durch das öffnungen aufweisende Netzwerk erstrecken, unabhängig voneinander sind, so daß der Zutritt von Flüssigkeit in eine öffnung nicht sofort zu einer Weiterleitung der zufließenden Flüssigkeit zu anderen Bereichen innerhalb des mehrlagigen Schichtmateriäls führt. Weiter wird, wenn das öffnungen aufweisende Netzwerk 25 aus einem geschäumten thermoplastischen Material besteht, zusätzlich ein thermischer Isolationswert des mehrlagigen Schichtmaterials erreicht, da der Wärmedurefogangskoeffizient des Materials vermindert ist. Das bis hierher beschriebene nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte mehrschichtige Schichtmaterial kann leicht zur Herstellung von Behältern wie z.B. einer kartonartigen Schachtel 60 (Fig. 6) verwendet werden, die insbesondere dazu ausgebildet sein können, Nahrungsmittel aufzunehmen, die Flüssigkeit abgeben^wie z.B. GeflUgelkörper während des Transports von einer Geflügel verarbeitenden Fabrik zu einem Einzelhandelsgeschäft, wie z.B. einer Gemischtwarenhandlung. Die Schritte des Schneidens und Faltens, die notwendig sindjum eine kartonartige Schachtel, wie z.B. die Schachtel 60 herzustellen, können im wesentlichen ähnlich denen sein,
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die in Verbindung mit herkömmlicher Wellpappe bisher verwendet wurden,und brauchen demgemäß hier nicht im einzelnen beschrieben werden. Im vorliegenden Zusammenhang wird es für ausreichend gehalten,auf die besonderen Vorzüge hinzuweisen, die durch Anwendung der Lehre der vorliegenden Erfindung erreicht werden.
Bei der vorliegenden Erfindung können die Schritte des Formens des thermoplastischen Materials in ein im allgemeinen planes, Öffnungen aufweisendes Netzwerk, das |
als Abstandsnetzwerk zwischen einander entgegengesetzten äußeren Lagen von flüssigkeitsbeständigem Papier verwendet werden kann,die Erzeugung einer wabenförmigen Struktur 25' umfassen, die mehr den bisher bekannten Wabenstrukturen gleicht, als das Öffnungen aufweisende Netzwerk 25 gemäß Fig. 4. Eine Vorrichtung zur Anpassung des erfindungsgemäßen Verfahrens an eine solche Folge von Verfahrensschritten ist schematisch in Fig. 7 dargestellt und die Fig. 8, 9 und 10 verdeutlichen die An- ^g, wendung der vorliegenden Erfindung auf die Herstellung eines solchen Erzeugnisses.
Insbesondere umfaßt die Anpassung des erfindungsgemäßen Verfahrens an die Herstellung der in den ^ig. 8, 9 und 10 gezeigten Erzeugnisse die Einführung der Arbeitsschritte des Schützens einer aus thermoplastischem Material bestehenden Schicht 20' entweder vor oder.nach
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dem Schäumen des thermoplastischen Materials, falls schäumbares thermoplastisches Material verwendet wird. Falls schäumbares thermoplastisches Material verwendet wird, wird die geschäumte Schicht mit in Querrichtung verlaufenetei Kerben versehen, die z.B. im Abstand voneinander angeordnete Linien zusammengedrückten Materials sein können, um die Faltbarkeit der Schicht zu ver- ^ bessern, Klebstoff wird auf vorbestimmte linienförmige Bereiche entgegengesetzter Oberflächen der aus thermoplastischem Material bestehenden Schicht aufgebracht und die Schicht wird zickzackartig gefaltet, wobei die gefalteten Abschnitte unter Drück zusammengeschoben werden, um die gefalteten Abschnitte in Vorbereitung des Verfahrensschrittes, in dem die gefaltete Masse in eine öffnungen aufweisende Netzwerkform 25' geöffnet wird, zusammenzukleben. Beim Ausführen dieser Verfahrensschritte wird der auf die linienförmigen Bereiche aufgebrachte Klebstoff so bemessen und in Bezug auf die im Abstand voneinander angeordneten Reihen von im Abstand voneinander in der Schicht ausgebildeten Einschnitten so angeordnet, daß auf einer Seite der Schicht die linienförmigen mit Klebstoff versehenen Bereiche zwischen den Schlitzen einer Reihe von miteinander fluchtenden Schlitzen hindurchgehen und auf der anderen Seite der geschlitzten Schicht die linienförmigen Bereiche zwischen den Einschnitten bzw. Schlitzen
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der nächsten benachbarten Reihe hindurchgehen. In anderen Worten-gesagt, Linien entlang denen Klebstoff aufgebracht wird, erstrecken sich quer zu den Reihen von fluchtenden Einschnitten,die in der Schicht ausgebildet sind, und sind auf den beiden entgegengesetzten Seiten der Schicht um einen Abstand gegeneinander versetzt, der ungefähr
der Länge der Einschnitte entspricht. Die Linien des . aufgebrachten Klebstoffes sind in Fig. 8 angedeutet, wobei der direkt sichtbare Klebstoff in dieser Ansicht mittels ausgezogener Linien dargestellt ist und gestrichelte Linien verwendet werden, um Klebstofflinien auf der anderen Seite der Schicht darzustellen.
Nach dem Aufbringen des Klebstoffes wird die Schicht 20' in Ziokzackform entlang Faltlinien gefaltet, die Reihen von im Abstand voneinander angeordneten Einschnitten in der Schicht entsprechen, und,falls geschäumtes thermoplastisches Material verwendet wird, entlang den gefurchten bzw. gekerbten Linien gefaltet. Das Palten in dieser Art ist ganz allgemein in B1Ig. 8 dargestellt. Die gefalteten Abschnitte werden dann unter Druck zusammengeschoben,um die gefalteten Abschnitte mittels der darauf aufgebrachten Klebstofflinien zusammenzukleben und eine dichtgepackte Masse zu erzeugen, die eine Dicke aufweist, die größer ist, als die Dicke der ursprünglich verwendeten Schicht. Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 7 wird das Schlitzen mittels
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eines Malzenpaares 61, 62 ausgeführt, die mit über den Umfang verteilten Messern versehen sind. Von dem die Schlitze erzeugenden Walzenpaar 6l, 62 wird die Schicht über geeignete Walzen 29', 30', 31f gezogenem in ein Bad erhitzter Flüssigkeit getaucht zu werden, das in einem Behälter 28' enthalten ist, und wird dann Kerbwalzen 63 und 64 zugeführt.
P Das Aufbringen von Klebstoff, das zickzaokartlge
Falten und das Zusammenschieben bzw. Zusammenpressen unter Druck gehen in einer abgeschlossenen Kammer vonstatten, die in Form eines Gehäuses 65 dargestellt ist und zweckmäßigerweise baulich ähnlich der Kammer ausgeführt sein kann, die in dem US-Patent 2 58I 421 von Lombard et .al. offenbart ist. Beim Durchgang durch das Gehäuse 65 wird das zusammengeschobene Netzwerk in die in Flg. 9 gezeigte Form geöffnet, indem es durch öffnungs-
^ walzen 33', 34' und 35', 36' in ähnlicher Weise wie bei der Vorrichtung und dem Verfahren; die oben im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wurdenfgeführt wird. Danach werden Papierbahnen 44' und 45' auf die entgegengesetzten Oberflächen des öffnungen aufweisenden Netzwerkes 251 in ähnlicher Weise wie bei den obenbeschriebenen Verfahrensschritten aufgeklebt, um das in Fig. 10 gezeigte mehrlagige Scfoielitmaterial 38' herzustellen.
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Während die zuletzt beschriebene Erzeugung von Wabenmaterial auf ein spezielles Beispiel eines solchen Verfahrens zur Herstellung solchen Materials gerichtet ist, ist noch zu bemerken, daß Abwandlungen in diesen Verfahrensschritten ebenfalls in Verwendung sind, wie z.B. Abschleifen- ausgewählter Bereiche einer gefalteten und zusananengeschobenen Masse anstatt des Anbringens von Schlitzen in dem Schichtmaterial vor dem Falten und Zusammenschieben.
Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht.
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Claims (1)

  1. ■ ,v 2047349
    8 MÜNCHEN
    TELEFON (08U) M4337 ν. Χβίββΐ TELEGBAKKADBE8SE ι BAVAHIAPATBNT TELEX «-M47T
    lA-2505
    29. September I970
    ANSPRÜCHE
    Mehrlagiges Schichtmaterial, insbesondere zur Herstellung von kartonartigen Schachteln, Behältern und dergl., dadurch gekennzeichnet, daß es ein im allgemeinen planes, Öffnungen aufweisendes Abstandsnetzwerk (25, 251) aus einer einstückigen Schicht (20, 201) aus thermoplastischem Material aufweist, die ein vorbestimmtes Muster von mit Abstand voneinander angeordneten Reihen im Abstand voneinander liegender sich senkrecht zu der Ebene der Schicht erstreckender und die Schicht durchsetzender Öffnungen aufweist, wobei die Öffnungen in einander benachbarten Reihen in vorbestimmter Weise gegeneinander versetzt sind, und daß die aus thermoplastischem Material bestehende Schicht (20, 20') in einem Zustand, in dem die Öffnungen aufgrund einer quer zu den Reihen von Öffnungen aufgebrachten Kraft eine rautenförmige Form besitzen, so wärmefixiert ist, daß jegliches elastisches Erinnerungsvermögen der Schicht daran, daß die Öffnungen in einer anderen Form waren, beseitigt ist und daß eine Abdecklage (44, 44'
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    bzw. 45, 45') aus Schichtmaterial auf mindestens eine der sich gegenüberliegenden Oberflächen des Abstandsnetzwerkes (20, 20') aufgebracht ist,
    2. Mehrlagiges Schiehtmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus thermoplastischem Material bestehende 'einstückige Schicht (20) im wesentlichen plan ist und die sich gegenüberliegenden Oberflächen derselben die sich , j gegenüberliegenden Oberflächen des Abstandsnetzwerkes
    (25) darstellen und daß die öffnungen aufgrund einer quer zu den Reihen von öffnungen und parallel zu den Oberflächen der einstückigen Schicht (20) aufgebrachten Kraft rautenförmig geformt sind.
    3. Mehrlagiges Schiehtmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandsnetzwerk (25') eine gitterförmige, vorzugsweise waben-
    förmige Struktur besitzt, zu welcher die einstückige |
    Schicht (20') aus thermoplastischem Material zickzackförmig gefaltet ist, wobei ihre gefalteten Abschnitte an im Abstand voneinander liegenden Stellen miteinander verbunden sind und die öffnungen in der Schicht (20') zwischen den miteinander verbundenen Stellen ausgebildet und ebenfalls rautenförmig sind aufgrund der Kraft, die parallel auf die Seiten des Abstandsnetzwerkes (25') aufgebracht wurde.
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    4. Mehrlagiges Schichtmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis j5* dadurch gekennzei chnet , daß als thermoplastisches Material ein geschäumtes Material mit einer vergrößerten, zelligen Struktur dient.
    5. Mehrlagiges Schichtmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß je eine von zwei Abdecklagen (44, 44f bzw. 45, 45') mit einer der beiden Oberflächen des Abstandsnetzwerkes
    P verbunden ist.
    6. Mehrlagiges Schichtmaterial nach Anspruch 5# dadurch gekennzeichnet, daß die Abdecklagen (44, 44' bzw. 45, 45') aus flüssigkeitsfestem Papier bestehen.
    7· Mehrlagiges Schichtmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß es zu einem Behälter, vorzugsweise einer Schachtel ™ . (6o), geformt ist.
    8. Verfahren zum Herstellen von mehrlagigem Schichtmaterial gemäß der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e kennzeichnet, daß eine Schicht aus thermoplastischem Material mit einem vorbestimmten Muster von im Abstand voneinander angeordneten Schlitzen versehen wird, daß die Schlitze in der Schicht zu rautenförmigen
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    öffnungen geöffnet werden und die Schicht aus thermoplastischem Material mit den Schlitzen in geöffneter Form wärmefixiert wird, und daß mindestens mit einer der entgegengesetzten Oberflächen der Schicht aus thermoplastischem Material eine Abdecklage aus einem Schichtmaterial verbunden wird. · ·
    9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als thermoplastisches Material ein schäumbares, mit einem aktivierbaren Treibmittel versehenes Material dient und daß die Schicht durch Aktivieren des Treibmittels geschäumt wird,
    10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9* dadurch gekennzeichnet, daß das Muster von Schlitzen, das in der Schicht aus thermoplastischem Material ausgebildet wird, im Abstand voneinander angeordnete Reihen von im Abstand voneinander angeordneten Einschnitten
    aufweist, wobei die Einschnitte in benachbarten Reihen S
    in einer vorbestimmten Weise gegeneinander versetzt sind, und daß die Schicht zu einem öffnungen aufweisenden Netzwerk geöffnet wird, in dem eine Kraft auf sie aufgebracht wird, die mindestens eine quer zu den in der Schicht ausgebildeten Reihen von Schlitzen gerichtete Komponente aufweist.
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    "β " 2U4V949
    It
    11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis" 10, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , ' daß ein Kle'fo« ' stoff auf vorbestimmte linienförmige Bereiche· entgegen^ gesetzter Seiten der Schicht aufgebracht wird und die Schicht an den Reihen von im Abstand voneinander angeordneten Einschnitten zickzackförmig gefaltet wird, wobei die gefalteten Abschnitte unter Druck zusammengeschoben werden, um die gefalteten Abschnitte zu-
    Wk, sammenzukleben, in Vorbereitung des Verfahrensschrittes des öffnens der gefalteten Schicht zu einem Netzwerk.
    12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Ausbilden der Schlitze in der Schicht das Schneiden von geraden, länglichen, gleichlangen Einschnitten in die Schicht in parallelen geraden Reihen umfaßt, die sich quer über mindestens einen vorbestimmten Bereich der Schicht erstrecken, wobei benachbarte miteinander
    ™ fluchtende Einschnitte einen Abstand voneinander aufweisen, der geringer ist, als· etwa die Hälfte der Länge der Einschnitte und wobei die versetzten Einschnitte in einer benachbarten Reihe so versetzt sind, daß ein benachbarter paralleler Einschnitt die benachbarten miteinander fluchtenden Einschnitte gleich weit überlappt.
    1^. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht
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    aus thermoplastischem Material in Kontakt mit einer erhitzten Flüssigkeit gebracht wird, um zum Wärmefixieren der Schlitze in ihrer geöffneten Form und/oder zum Aktivieren eines Treibmittels in der Schicht Wärme von der erhitzten Flüssigkeit auf die Schicht zu übertragen.
    14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Inkontaktbringen der Schicht mit einer erhitzten Flüssigkeit das Eintauchen der . ^ Schicht in eine erhitzte Flüssigkeit umfaßt, um die Schicht auf eine Temperatur zu bringen, bei welcher die Schicht genügend plastisch zum öffnen der darin ausgebildeten Einschnitte und zum Wärmefixieren der Einschnitte in ihrer geöffneten Form ist.
    15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14/ dadurch gekennzeichnet, daß Abdeckschichten mit beiden Seiten der Schicht aus thermoplastischem Material verbunden werden. (I
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DE19702047949 1969-09-30 1970-09-29 Mehrlagiges Schichtmaterial und Verfahren zum Herstellen desselben Pending DE2047949A1 (de)

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