DE3116499A1 - "dielektrisch verschweissbare polyolefin-luftpolsterfolie" - Google Patents
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Description
- Beschreibung:
- Die Erfindung betrifft eine Luftpolsterfolie aus Polyolefin, insbesondere Polyäthylen (PE), die an einer oder beiden Aussenflächen mit einer dielektrisch verschweißbaren Kunststofffolie, insbesondere aus Polyvinylchlorid (PVC) oder Polyvinylidenchlorid (PVDC), beschichtet ist und die Verwendung einer solchen beschichteten Luftpolsterfolie für Verkleidung, Polsterung und Isolierung von Erzeugnissen, die mit PVC-Kunstleder überzogen werden, insbesondere Türverkleidung von Kraftfahrzeugen.
- Polyolefinfolien, wie Polyäthylenfolien, oder andere Folien aus thermoplastischen Kunststoffen können mit Hilfe von Hitze und Druck verschweißt werden. Dabei werden zwei oder mehrere Folienlagen zwischen heizbaren Schweiß zangen solange zusammengepresst, bis der Kunststoff geschmolzen ist und sich miteinander verbindet. Dieses Verfahren wird in großem Umfang zur Herstellung von Tragetaschen, Tüten, Müllbeuteln und dergleichen aus Polyäthylen verwendet. Es war jedoch bisher nicht möglich, dieses Verfahren mit befriedigenden Ergebnissen auf die Verschweißung von Luftpolsterfolien aus Polyäthylen z übertragen. Beim Zusammenpressen durch die Schweißzangen werden die einzelnen Luftkammern komprimiert und drücken, unterstützt durch die Wärme, nach Beendigung des Drucks durch die Schweiß zangen die noch weichen Schweißnähte wieder auseinander, bevor es zu einer innigen Verbindung der einzelnen Polyäthylenfolien kommt. Um Luftpolsterfolien einwandfrei verschweißen zu können, muß daher der Druck im Bereich der Schweißnähte bis zur Abkühlung und Verfestigung des Kunststoffes aufrechterhalten werden, was einen relativ hohen Zeitaufwand erfordert.
- Es gibt viele Gegenstände des täglichen Gebrauchs wie Auskleidungen, besonders die Innenauskleidungen von Kraftfahrzeugen, Kinderwagen, verschiedene Täschnerwaren u.a. Produkte, bei denen konstruktiv tragende Teile mit einer Polsterung oder Isolierung versehen werden müssen, die nach außen durch eine ansprechende Folie verkleidet werden. Bei diesen Produkten, die technisch in großen Mengen hergestellt werden, kommt es auf ein sehr schnell arbeitendes Schweißverfahren an.
- Hier wendet man ein wegen seiner Schnelligkeit besonders vorteilhaftes Schweißverfahren an, das sogenannte Hochfrequenzschweißen. Die Wärme wird bei diesem Verfahren nicht durch Kontakt mit einer heißen Metallfläche übertragen, sondern durch Anlegung eines Hochfrequenzfeldes, wodurch die Moleküle des Stoffes in Schwingungen versetzt und damit eine innere Reibungswärme erzeugt wird. Die druckausübenden Schweißzangen selbst bleiben hierbei kalt. Zur Herstellung von Schweißverbindungen mit Hilfe des Hochfrequenzschweißverfahrens sind thermoplastische Kunststoffe mit einer besonderen Molekularstruktur erforderlich, damit bei Einwirkung eines Hochfrequenzfeldes durch die Schwingungen des Materials Erhitzung eintritt. Die Struktur dieser Kunststoffe muß Molekulareinheiten aufweisen, die einen stark polaren Charakter besitzen und sich so beim Anlegen eines Hochfrequenzfeldes durch die starken dielektrischen Verluste aufheizen. Das ist beispielsweise bei halogenhaltigen Polymeren, Polyamiden oder Acetylzellulose der Fall.
- Weitere Vorteile des sehr schnell arbeitenden Hochfrequenzschweißverfahrens, das bevorzugt für PVC-Weichfolien und PVC-Runstleder eingesetzt wird, liegen auch darin, daß die Elektroden beliebigen Formen angepasst werden können und mit den Schweißvorgängen gleichzeitig auch Schneid- und Stanzprozesse durchgeführt werden können.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung war,dieses technisch elegante und wirtschaftlich interessante Verfahren der Hochfrequenzverschweißung auch bei Luftpolsterfolien aus Polyäthylen anwenden zu können. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, die bei der Hochfrequenzverschweissung verwendeten Polsterstoffe wie PVC-Schaum oder PVC-imprägnierte Vliese durch bessere oder preiswertere Materialien zu ersetzen. Als PVC-Schaum wird vorwiegend Weich-PVC-Schaum eingesetzt, der relativ teuer ist und durch seinen Gehalt an Weichmachern gewisse Nachteile mit sich bringt.
- PVC-imprägnierte Vliese und Watten dagegen besitzen nur schlechte Polstereigenschaften.
- Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Polyäthylen-Luftpolsterfolie auf der Außenfläche einseitig oder zweiseitig mit einer PVC- oder PVDC-Beschichtung versehen wird.
- Möglichkeiten der Beschichtung sind in der Technik vielseitig -bekannt. Die Art der Beschichtung hat keinen wesentlichen Einfluss auf die Herstellung und Verwendung der erfindungsgemässen Luftpolsterverbundfolie. Die Beschichtung kann auf die bereits hergestellte Luftpolsterfolie aber auch auf die zur Herstellung von Luftpolsterfolien benötigten Ausgangs folien erfolgen. Verbundfolien von PE und PVC können durch Coextrusion in einer Breitschlitzdüse, sie können durch Verpressen beider Folien, kontinuierlich mittels Kalander oder disknntinuierlich mittels Pressen erfolgen, ebenso kann aber das PVC als Plastisol oder Lösung auf die PE-Folie aufgerakelt oder aufgestrichen werden, wobei die üblichen Schritte der Trocknung und Verschmelzung der PVC-Partikelchen folgen müssen.
- Die Verbundfolien lassen sich auch auf dem Wege der Flammkaschierung herstellen. Die Laminierung einer PE-Folie mit einer PVC-Folie wird zweckmäßigerweise durch eine Oberflächenbehandlung des PE, wie Anflammen, Anlösen oder Anätzen sowie durch die Verwendung von Haftvermittlern unterstützt, Die verfügbaren Haftkleber erlauben es ebenfalls PE- und PVC-Folie miteinander zu verkleben. Die Auswahl des anzuwendenden Beschichtungsverfahrens richtet sich nach der gewünschten Dicke der PVC-Beschichtung. Während dicke Folien leichter durch Coextrudieren oder Verpressen herzustellen snd, kann für dünne Folien das Rakeln oder Streichen vorteilhaft sein.
- Die in an sich bekannter Weise hergestellten oder bekannten Verbundfolien, insbesondere aus PE und PVDC oder PE und PVC können dann mit einer hierfür üblichen PE-Folie zu Luftpolstei folien mit mindestens einer PVC- oder PVDC-Deckschicht verarbeitet werden.
- Die erfindungsgemäßen Luftpolsterfolien lassen sich auch aus den handelsüblichen Luftpolsterfolien durch Aufbringen der Beschichtung eines dielektrisch verschweißbaren Kunststoffs mit geeigneten Methoden herstellen, die die Luftpolsterstruktur nicht beeinträchtigen, wie z.B. Kaschierung durch Aufkleben oder Aufstreichen eines Plastisols oder einer Lösung des Kunststoffs. Voraussetzung für die gewünschte Verarbeitung einer erfindungsgemäß modifizierten Luftpolsterfolie aus Polyäthylen ist lediglich, daß die Beschichtung der Folie so durchgeführt wird, daß die Kunststoffschicht dick genug ist, um ein dielektrisches Verschweißen der Luftpolsterfolie zu ermöglichen und daß bei Einwirkung von Hitze keine Delaminierung der beiden verschiedenen Kunststofffolien eintritt, d.h. daß die meist durch Haftvermittler zustande gekommene Verbindung beider Kunststoffolien nach dem Verschweißen hält.
- Eine derart aufgebaute Luftpolsterfolie läßt sich mit Hochfrequenzschweißgeräten mit PVC-Kunstleder oder PVC-Deckfolien einfach verschweißen. Die bei Einwirkung des Hochfrequenzimpulses eintretende Erhitzung der PVC-/PVDC-Beschichtung überträgt sich auch auf das Polyäthylen. Da der Schmelzpunkt des PVC und PVDC höher liegt als der Schmelzpunkt des Polyäthylen, ist es auf diese Weise möglich, durch die Obertragungswärme die Polyäthylenfolie auf die zur Verschweißung nötige Temperatur zu erhitzen und dadurch zu einem besonders innigen Verbund mehrerer Schichten zu kommen. Die Stärke des Hochfrequenzimpulses und Dauer der Einwirkung muß auf die jeweilige Folienstärke und den jeweiligen Verbund abgestimmt werden. Nach Abschalten des Hochfrequenzimpulses sollten die Schweiß zangen bis zur endgültigen Abkühlung und Verfestigung der Schweißnähte der Polyäthylen-Luftfolie zusammengedrückt bleiben. Dadurch ist gewährleistet, daß trotz des Druckes, den die komprimierten Luftblasen der Luftpolsterfolie auf die Schweißnaht ausüben, eine einwandfreie homogene Schweißverbindung der Luftpolsterfolie zustande kommt. Da die Folienstärke der beschichteten Luftpolsterfolie sehr gering ist, werden auch die Rückkühlzeiten im wesentlichen durch die Dicke des Kunstleders oder der Deckfolien auf PVC-Basis bestimmt und betragen in der Regel nur wenige Sekunden.
- Eine Variante der Erfindung besteht darin, daß in geeigneten Fällen auch ein gemeinsames Verschweißen einer lose auf die PE-Luftpolsterfolie aufgelegte PVC- oder PVDC-Folie und einer darübergelegten Kunstlederfolie aus PVC erfolgen kann, da die dielektrische Wärme aus der PVC- oder PVDC-Folie je nach Stärke der Folie und Intensität der Einwirkung ausreichen kann, um einen Verbund mit der PE-Folie zu bewerkstelligen. Soweit die Eigenschaften des schmelzenden PE nicht ausreichen mit der PVC-Folie einen dauerhaften Verbund einzugehen, kann dies durch zusätzliche Verwendung von Klebern und Haftvermittlern oder einer entsprechenden Verankerung durch bestimmte Strukturen der Oberfläche geschehen.
- Beidseitig mit PVC oder PVDC beschichtete Luftpolsterfolien können in einem Arbeitsverfahren auf beiden Seiten mit PVC-Kunstleder beschichtet werden.
- Eine besonders interessante Verwendung der erfindungsgemäßen Luftpolsterfolien ergibt sich für Türinnenverkleidungen von Kraftfahrzeugen, die erheblich billiger hergestellt werden können als handelsübliche Konstruktionen. Türverkleidungen, wie sie in vielen Kraftfahrzeugen eingebaut sind, haben in der Regel folgenden Aufbau: Eine Hartfaser-, Solz- oder Kunststoffplatte als Verstärkungselement wird mit einem PVC-Lack oder einer PVC-Emulsion beschichtet. Auf diese beschichtete Platte wird ein PVC-Schaum mit ca. 2 bis 15 mm, je nach gewünschter Polsterwirkung gelegt und auf diesen Schaumstoff kommt abschließend eine Kunstlederfolie aus PVC. Das so aufgebaute Paket wird nun unter die Hochfrequenzschweißanlage gelegt und zusammengepresst.
- Dabei ergibt sich im Bereich der Schweißnähte ein Schmelzfluss zwischen PVC-Kunstleder, PVC-Schaum und der Beschichtunc der Hartfaserplatte. Nach Abkühlung hat sich eine homogene Verbindung zwischen den einzelnen Lagen ergeben.
- Unter Beibehaltung des oben genannten Aufbaus kann nunmehr erfindungsgemäß der PVC-Schaum bzw. das PVC-imprägnierte Vlies durch die modifizierte Polyäthylen-Luftpolsterfolie ersetzt werden. Die Verarbeitung unter dem Hochfrequenzschweißgerät erfolgt in der üblichen Art und Weise.
- Um den Aufbau und die Kosten einer solchen Türverkleidung weiter zu vereinfachen, ist es auch möglich, die Polyäthylen-Luftpolsterfolie nur einseitig mit PVC oder PVDC zu beschichten und zwar an der Seite, bei der es zu einer Schweißverbindung mit dem PVC-Kunstleder kommen soll. Die der unbeschichteten Hartfaserplatte zugewandte Seite der Luftpolsterfolie sollte dann mit einem vorwiegend in der Schmelze klebenden Material versehen werden, wie es beispielsweise für die Herstellung der sogenannten Skin-Verpackungen eingesetzt wird. Solche Klebmaterialien bestehen vorwiegend aus niedermolekularen Polyolefinen vorwiegend Polyäthylen. Bei der während der Schmelzphase auftretenden Erweichung des Klebstoffs entwickelt er eine hohe Klebkraft und damit eine gute Verbindung zur Hartfaser- oder Holzplatte. Durch Wegfall der PVC-Beschichtung dieser Platten tritt eine weitere.Kosteneinsparung ein.
- Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt: Figur 1 zeigt vergrößert und im Schnitt eine handelsübliche Luftpolsterfolie aus Polyäthylen 1, die auf ihrer glatten Seite mit einer Beschichtung 2 aus PVC versehen wurde.
- Figur 2 zeigt eine Luftpolsterfolie 1 aus Polyäthylen mit etwas anderem Aufbau als bei Figur 1 und doppelseitiger Beschichtung mit PVDC 2 und 3.
- Figur 3 zeigt eine Luftpolsterfolie mit einseitiger Kaschierung 2, die im Bereich 4 mit einem Kunstleder 5 auf Basis von PVC verschweißt ist.
- Figur 4 zeigt ein der Figur 3 entsprechendes Verbundmaterial, bei dem die Luftpolsterfolie als Polsterung dder Isolierung dient und bei der beide Außenflächen aus Kunstleder bestehen.
- Figur 5 zeigt eine Türverkleidung mit einer Hartfaserplatte 6, einer Klebstoffschicht (skin) 7 auf der PE-Luftpolsterfolie 1 mit PVC-Kaschierung 2 und einer Deckschicht aus Kunstleder 5 auf Basis von PVC.
- Leerseite
Claims (6)
- Dielektrisch verschweißbare Polyolefin-Luftpolsterfolie Patentansprüche: 1. Luftpolsterfolie aus Polyolefin, insbesondere Polyäthylen, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Außenflächen der Luftpolsterfolie mit einem dielektrisch verschweißbaren Kunststoff beschichtet sind.
- 2. Luftpolsterfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus Polyvinylchlorid oder Polyvinylidenchlorid besteht.
- 3. Luftpolsterfolie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung eine Dicke von 5 bis 100 pm, imsbesondere 8 bis 20 pm hat.
- 4. Luftpolsterfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Außenseite mit der Beschichtung aus dem dielektrisch verschweißbaren Kunststoff und die andere Außenseite mit einem in der Schmelze klebenden Material, insbesondere Polyolefin, versehen ist.
- 5. Luftpolsterfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine oder beide der mit dem dielektrisch verschweißbaren Kunststoff beschichteten Außenflächen der Luftpolsterfolie zusätzlich ein Kunstleder aus einem dielektrisch verschweißbaren Material, insbesondere PVC, aufgebracht ist.
- 6. Verwendung einer Luftpolsterfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 5 für Verkleidung, Polsterung oder Isolierung von Erzeugnissen, die mit Kunstleder auf Basis von PVC überzogen werden sollen.
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| DE (1) | DE3116499A1 (de) |
Cited By (7)
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