DE3514667A1 - Verfahren zur herstellung von polsterschichtmaterialien - Google Patents

Verfahren zur herstellung von polsterschichtmaterialien

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Description

35U667
Verfahren zur Herstellung von Polsterschi chtmateriaIien
Beschreibung 5
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellungeines Polsterschichtmaterials, welches als Polstermaterial für Verpackungen verwendbar ist.
Es ist bekannt, daß Polstermaterialien durch vollständiges Verbinden einer Papier- oder steifen Harzplatte mit einem vakuumgeformten Gegenstand aus einer Harzschicht hergestellt werden. Die japanische Patentschrift mit der Veröffentlichungsnummer
1547335/83 und die US-Patentschrift Nr. 3 6?U 109 offenbaren ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters mit einer Schutzhülle oder einem Polstermaterial mit den Schritten des übereinanderlegens einer luftundurchlässigen Schicht aus einem thermoplastischen Harz und eines Mikrolöcher aufweisenden und mit einem synthetischen Harzfilm beschichteten Papiers oder einer steifen Harzplatte,des In-Kontakt-Bringens der luftundurchlässigen Schicht mit einer Form,des Heizens der Anordnung bei einer Temperatur, die höher als die Erweichungstemperatur der luftundurchlässigen Schicht ist,und des anschließenden Vakuumverformens lediglich der luftundurchlässigen Schicht gegen die Form.
Bei der Herstellung einer Schachtel unter Verwendung des nach dem obigen Vakuumverformungsverfahren hergestellten Polstermaterials erscheint jedoch das mit einem Aufdruck versehene Papier an der Außenseite, und die Mikrolöcher im Papier vermitteln dem Verbraucher ein eigenartiges Gefühl.
Mit der Erfindung soll obiges Problem überwunden werden. Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Polsterschichtmaterials unter Verwendung eines Papiers ohne Mikrolöcher herzustellen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Polsterschichtmaterials umfaßt das Wärmeschmelzherstellen einer Schichtplatte, die eine Trägerschicht aus thermoplastischem Harz und eine aus thermoplastischem Harz bestehende Klebeschicht umfaßt,wobei letztere eine Erweichungstemperatur aufweist, die wenigstens 25Ö C niedriger als die des die Trägerschicht bildenden thermoplastischen Harzes ist, das Bewegen der Schichtplatte in eine Position unterhalb einer oberen Form derart, daß die Trägerschicht der oberen Form zugewandt ist, d as Vakuumverformen der Schichtplatte unter Verwendung der oberen Form zur Herstellung eines Formartikels mit einer erwünschten unregelmäßigen Oberfläche ,und das Verbinden eines plattenförmigen Teils, der aus der Pappe, metallische Platten und Platten aus Harz umfassenden Gruppe ausgewählt ist und eine Erweichungstemperatur aufweist, die höher als die des die Klebeschicht bildenden Harzes ist, mit der Klebeschicht der Schichtplatte, während der Formartikel in enge Berührung mit der oberen Form gebracht wird, so daß dadurch das Polstermaterial mit geschlossenen Luftkammern hergestellt wird.
Nachstehend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer für das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten Schichtplatte,
Fig. 2 eine Draufsicht der Schichtplatte, 5
Fig. 3 eine schematisehe Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung,
Fig. 5 einen Teilschnitt eines Verpackungsmaterials,
Fig. 6 eine Draufsicht des in Fig. 5 gezeigten Verpackungsmaterials»und
Fig. 7 eine perspektivische Darstellung eines Verpackungsbehälters, der mit dem erfindungsgemäßen Polstermaterial hergestellt ist.
Das thermoplastische Harz für die Trägerschicht (a) der Schichtplatte ist ein kristallines Harz oder amorphes Harz, deren jedes einen relativ hohen Schmelzpunkt von 120° bis 2650C aufweist und steif ist. Beispiele des kristallinen Harzes umfassen Polypropylen, Polyäthylen hoher Dichte, Polyäthylen-
terephthalat, Polykarbonat, Polyamid und ein verseiftes Produkt eines Äthylen/Vinylacetat-Copolymers. Beispiele des amorphen Harzes umfassen Polystyrol hoher Schlagfestigkeit, steifes Polyvinylchlorid, geschäumtes Polystyrol, ein Acrylnitril/Butadien/Styrol-Copolymer und ein Styrol/ Butadien/Styrol-Copolymer. Diese Harze können jeweils allein oder in Kombination miteinander verwendet werden.
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Beispiele des thermoplastischen Harzes, das für die Herstellung der Klebeschicht (b) verwendet werden kann, umfassen Polyäthylen niedriger Dichte, lösliche lineare Polyester mit niedrigem Molekulargewicht, ein Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymer, Polyvinylacetat, ein Äthylen/Vinylacetat-Copolymer (Äthylengehalt: 55-85 Gew.%), chloriertes Polypropylen, chloriertes Polyäthylen, ein Äthylen/ (Meth)Acrylsäure-Copolymer oder dessen metallische Salze (Na,Li,K,Zn) und ein Äthylen/Meth)Acrylsäure-Niederester-Copolymer.
Die Erweichungstemperatur des thermoplastischen Harzes für die Klebeschicht (b) muß mindestens 250C niedriger als diejenige des thermoplastischen Harzes für die Trägerschicht (a) sein. Der Grund dafür ist, daß die Schichtplatte nach dem Vakuumverformen mit einem plattenförmigen Teil hoher Steifigkeit, wie beispielsweise mit Pappe oder einer Metallplatte, verbunden wird und die Klebeschicht der Schichtplatte, die erweicht oder schmilzt, als Klebemittel für diese Haftverbindung dient.
Bevorzugt wird eine Schichtplatte bestehend aus einer geschäumten Polystyrolschicht und einem Film aus einem Äthylen/Vinylacetat-Colopolymer.
Die Schichtplatte kann mittels eines Verfahrens hergestellt werden, bei welchem thermoplastische
3Ö Harze für die Trägerschicht (a) und für die Klebeschicht (b) durch verschiedene Extruder einem Mundstück zugeführt und dann zusammen extrudiert werden. Es kann aber auch ein Verfahren Anwendung finden, bei dem ein Ankerschichtmittel auf die Oberfläche einer im Extrusionsverfahren
geformten Trägerschicht aufgetragen und diese mit einem aus dem Harz für die Klebeschicht bestehenden Film im Schmelzverfahren beschichtet wird. Vor dem Vakuumverformen wird die Schichtplatte durch eine Heizkammer hindurchgeführt und mittels einer Einrichtung , z.B. einer Kette, unter die obere Form bewegt. Deshalb ist es zur Vermeidung des Anhaftens des geschmolzenen Harzes für die Klebeschicht an der Kette vorteilhaft, die Breite der Klebeschicht (b) , wie in Fig. 1 gezeigt, schmaler zu gestalten als die der Trägerschicht (a).
Ferner kann die Schichtplatte dadurch hergestellt werden, daß eine wässrige Emulsion des Harzes für die Klebeschicht (b) oder eine Lösung desselben mit einem organischen Lösungsmittel auf die Oberfläche der Trägerschicht (a) aufgetragen und dann getrocknet wird. Eine derartige wässrige Emulsion kann durch die in den japanischen Patentanmeldungen (OPI) Nr. 2149/81, 76049/82, 120655/83, 113229/82 und 188536/82 beschriebenen Verfahren hergestellt werden ( der Begriff OPI, wie hier benutzt, bezieht sich auf ungeprüfte, veröffentlichte japanische Patentanmeldungen).
Wenn das flüssige Klebemittel verwendet wird, ist es nicht erforderlich, dasselbe auf die gesamte Oberfläche der Trägerschicht aufzutragen. Vom Gesichtspunkt der Herstellungskosten ist es vorteilhaft, das flüssige Klebemittel, wie in Fig. 2 gezeigt, stellenweise aufzutragen, beispielsweise mit einer Tiefdruck- oder Flexodruckrolle, wodurch eine Schichtplatte mit Bereichen (a-, a2, a-,) , in denen keine Klebeschicht auf-
getragen ist, hergestellt wird. In Fig. 2 bedeuten
b.. , bp, b- , bj,... stellenweise aufgetragene Klebeschichten, die jeweils in einem Arbeitsgang hergestellt sind. Mit a« sind Grenzbereiche zwischen den stellenweise aufgetragenen Klebeschichten, d.h. Bereiche ohne aufgetragene Klebeschicht, und mit a.. sind an der Kette festgespannte Bereiche ohne aufgetragene Klebeschicht bezeichnet.
Das flüssige Klebemittel wird üblicherweise so eingestellt, daß der Harzgehalt 1 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 5-50 Gew.-%,und die Brookfield-Viskosität 10 bis 1000 Poise beträgt.
Das auf die Schichtplatte aufgetragene flüssige 1^ Klebemittel weist einen Feststoffgehalt des Harzes von 0,1 bis 10 g/qm auf.
Die Dicke der Trägerschicht beträgt 0,15 bis 2 mm, wenn die Schicht eine ungeschäumte Schicht, und o,3 bis 4 mm, wenn die Schicht geschäumt ist (Dichte: 0,02 bis 0,1 g/cm3).Die Klebeschicht ist 1 bis 60 Mikron dick.
Beispiele des mit der Schichtplatte (1) verbundenen plattenförmigen Teils (2) umfassen Karton, Wellpappe, eine Metallplatte (wie z.B. eine Aluminiumplatte und eine Kupferplatte), Platten aus hitzehärtbaren Harzen, wie z.B. einem Phenolharz, einem Epoxidharz und einem Melaminharz,und Platten aus steifen thermoplastischen Harzen, wie z.B. Polyvinylchlorid, Polypropylen, Polyamid, Polyäthylenterephthalat und Polykarbonat.
-f-ΑΛ
Ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Polsterschichtmaterials ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung beschrieben.
5
Eine Schichtplatte 1 wird mittels einer Kette (nicht dargestellt) zu einer Wärmekammer 3 befördert, in welcher eine Trägerschicht und eine Klebeschicht der Schichtplatte 1 erweicht oder geschmolzen werden. Die erweichte oder geschmolzene Schichtplatte 1 wird durch Bewegen der Kette über eine einem Auftrag entsprechende Länge unterhalb einer oberen Form 4a positioniert. Der Druck im Hohlraum der oberen Form 4a wird mittels eines an eine Vakuumpumpe (nicht gezeigt) angeschlossenen Rohres 4c reduziert. Die Schichtplatte wird durch Vakuumverformung (siehe Fig. 4) in eine gewünschte Form gebracht. Ein Papier-Zuführaggregat 4b ist unterhalb der oberen Form 4a angeordnet und so konstruiert,, daß es durch einen Luftzylinder auf- und abbewegt werden kann. Karton 2 wird auf das Papier-Zuführaggregat 4b aufgelegt: Während die Schichtplatte in engen Kontakt mit der oberen Form 4a gebracht wird, wird das Papier-Zuführaggregat 4b angehoben und der Karton 2 mit der in die gewünschte Form (siehe Fig. 4) geformten Schichtplatte 1 verbunden. Diese Haftverbindung führt zur Bildung von Luftkammern 6-6 in dem Polstermaterial 5, die vom Karton 2 und der in die gewünschte Form geformten Schichtplatte 1 umschlossen sind. Die umschlossenen Luftkammern verleihen dem Polstermaterial 5 die Polstereigenschaften.
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Nachdem die Schichtplatte 1 und der Karton 2 miteinander verbunden sind, wird das dabei entstandene Polstermaterial 5, falls erwünscht und erforderlich, durch Anblasen mit Luft mittels einer in einer Kühlkammer 7 angeordneten Kühlluft-Blaseinrichtung 7a gekühlt und dann mittels eines Schneidmessers 9a und zweier Plattengewichte 8-8 in einer Putzkammer in einem Durchgang beschnitten oder geputzt.
Nachstehend ist eine Ausführung eines in vorstehend beschriebener Weise hergestellten Polstermaterials beschrieben, das als Umhüllmaterial für Faltschachteln verwendet ist.
Fig. 5 zeigt einen Teilschnitt eines Umhüllmaterials 5, welches in Fig. 6 in der Draufsicht dargestellt ist. Ein steifer Karton 2 ist an seiner Oberfläche mit einer aufgedruckten Beschichtung versehen,Eine Klebeschicht a ist als ein Film aus einem Äthylen/Vinylacetat-Copolymer mit einer Dicke von 30 Mikron ausgebildet. Ein vakuumgeformtes Erzeugnis 1 aus einer geschäumten Polystyrolschicht (Dicke: 2mm) mit einer Hassendichte von 0,03 bis 0,5 g/em3 ist mittels der Klebeschicht a mit dem Karton 2 verbunden. Eine Polyolefinschicht 10, die aus einem Äthylen/Vinylacetat-Copolymer hergestellt ist und eine Dicke von ungefähr 100 Mikron aufweist, ist mit der geschäumten PoIystyrolschicht 1 verbunden und stellt eine äußere glänzende Schicht dar. Eingeschlossene Luftkammern 6-6 sind durch den Karton 2 und Vosprünge 12-12 der geformten Platte 1, a, IO gebildet.
35Η667
Nachdem ein Gegenstand A auf den Karton aufgesetzt ist, wird das Umhüllmaterial derart entlang den Linien 13-13 gefaltet, daß der Karton 2 außen und die Polyolefinschicht 10 innen erscheinen. Sodann wird ein Verschlußstreifen 14 befestigt (siehe Fig. 7). Der Gegenstand A ist durch das geschäumte Polystyrolmaterial und die Luftkammern geschützt.
Die Erfindung wird mit größeren Einzelheiten
unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben.
IQ Beispiel
für die'vorbereitenden Maßnahmen
Herstellung der wässrigen Dispersion eines Äthylen/Vinylacetat-Copolymers
Ein Äthylen/Vinylacetat-Copolymer (Vinylacetatgehalt: 28 Gew.%) wurde mit einer Zufuhrmenge von 100 Gewichtsteilen pro Stunde von einem Vorratsbehälter eines Doppelschnecken-Extruders mit zusammen rotierenden, ineinandergreifenden Schnecken zugeführt. Eine wässrige Lösung eines NrN-Dimethylaminäthylmethakrvlat /Butylmethakrylat/Laurylmethakrylats (0,4:0,5:0,1.in Mol), das mit Ameisensäure (Feststoffgehalt 35%) neutralisiert worden ist, wurde kontinuierlich mit einer Zufuhrmenge von 22,9 Gewichtsteilen pro Stunde vom ersten Einlaß ,und Wasser wurde kontinuierlich mit einer Zufuhrmenge von 147,1 Gewichtsteilen pro Stunde vom zweiten Einlaß zugeführt. Das Gemisch wurde dann mit einer Temperatur von 13O0C extrudiert, um
3g eine milchigweiße wässrige Dispersion (Feststoff-
gehalt 50 Gew.% ) herzustellen.
Beispiel 1
Eine Schichtplatte aus einem geschäumten Polystyrolpapier (Dichte: 0,08 g/cm3, Dicke: 2,5 mm) und einem Film aus einem Ä'thylen/Vinylacetat-Copolymer (Dicke: 30 Mikron) wurde einer auf 20O0C gehaltenen Wärmekammer zugeführt und durch Erhitzen mit einem Infrarotstrahlungs-Heizgerät erweicht oder geschmolzen. Die erweichte oder geschmolzene Schichtplatte wurde unter Verwendung einer oberen Form vakuumverformt (Druckreduzierung: -450 mm Hg).
Während die in vorstehend beschriebener Weise geformte Schichtplatte in engen Kontakt mit der oberen Form gebracht wurde, wurde ein Papier-Zuführaggregat mittels eines Luftzylinders nach oben bewegt, um dabei den obersten Karton mit der Schichtplatte zu verbinden.
Das Papier-Zuführaggregat wurde abgesenkt, während die obere Form angehoben wurde,um das entstandene Polstermaterial aus der letzteren zu entfernen. Das Polstermaterial wurde sodann gekühlt und geputzt oder beschnitten, um das gewünschte Erzeugnis zu erhalten.
Beispiel 2
Ein Polstermaterial wurde in der gleichen Weise
wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme gefertigt, daß eine teilbeschichtete Polypropylenschicht, die durch Beschichten einer 600 Mikron dicken PoIypropylenschicht mit der nach dem Beispiel für die
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1 vorbereitenden Maßnahmen hergestellten wässrigen Emulsion erzeugt wurde -wie in Flg. 2 dargestelltals Schichtplatte benutzt wurde.
5 Obgleich die Erfindung detailliert und anhand
bestimmter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist es für den Fachmann offensichtlich, daß verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und Schutzumfang ab-10 zuweichen.
^-ft-
- Leerseite

Claims (11)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Polsterschichtmaterials , gekennzeichnet durch die Schritte
des Erweichens oder Schmelzens einer Schichtplatte (1) , die eine Trägerschicht (a) aus thermoplastischem Harz und eine aus thermo plastischem Harz bestehende Klebeschicht (b) umfaßt, wobei letztere eine Erweichungstemperatur aufweist, die wenigstens 25°Cniedriger als die des die Trägerschicht (a) bildenden thermoplastischen Harzes ist,
des Bewegens der Schichtplatte (1) in eine Position unterhalb einer oberen Form (4a) derart, daß die Trägerschicht (a) der oberen Form (4a) zugewandt ist,
des Vakuumverformens der Schichtplatte (1) unter Verwendung der oberen Form (4a) zur Herstellung eines Formartikels mit einer erwünschten unregelmäßigen Oberfläche ,und
des Verbindens eines plattenförmigen Teils (2), der aus der Pappe, metallische Platten und Platten aus Harz umfassenden Gruppe ausgewählt ist und eine Erweichungstemperatur aufweist, die höher ist als die des die Klebeschicht (b) bildenden Harzes ,mit der Klebeschicht (b) der Schichtplatte (1) während der Formartikel in engen Kontakt mit der oberen Form (4a) gebracht wird, so daß dadurch das Polsterschichtmaterial (5) mit geschlossenen Luftkammern (6-6) hergestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das thermoplastische Harz für die Trägerschicht (a) ein kristallines Harz oder ein amorphes Harz ist, deren jedes einen Schmelzpunkt von 1200C bis 2650C aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das thermoplastische Harz für die Trägerschicht (a) aus der Gruppe ausgewählt ist, die Polypropylen, Polyäthylen hoher Dichte, Polyäthylenterephthalat, Polykarbonat, Polyamid, ein verseiftes Produkt eines Äthylen/ Vinylacetat-Copolymers, Polystyrol hoher Schlagfestigkeit, steifes Polyvinylchlorid, geschäumtes Polystyrol, ein Acrylnitril/Butadien/Styrol-Copolymer, ein Styrol/Butadien/Styrol-Copolymer und deren Gemische umfaßt.
4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das thermoplastische Harz für die Klebeschicht (b) aus der Gruppe ausgewählt ist, die Polyäthylen niedriger Dichte, lösliche lineare Polyester niedrigen Molekulargewichts, ein Vinylchlorid/Vinylacetat-
Copolymer, Polyvinylacetat, ein Äthylen/Vinylacetat-Copolymer, chloriertes Polypropylen, chloriertes Polyäthylen, ein Äthylen/(Meth)Acrylsäure-Copolymer oder dessen metallische Salze,und ein Äthylen/,Meth) Acrylsäure-Niederester-Copolymer umfaßt.
5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e- kennzeichnet , daß die Schichtplatte (1) eine geschäumte Polystyrolschicht und einen Film aus einem Äthylen/Vinylacetat-Copolymer umfaßt.
6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche
1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiehtplatte (1) durch Zuführen der thermoplastischen Harze für die Trägerschicht (a) und für die Klebeschicht (b) mittels verschiedener Extruder zu einem Mundstück und durch gemeinsames Extrudieren hergestellt wird.
7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiehtplatte (1) durch Auftragen eines Ankerschichtmittels auf die Oberfläche einer im Extrusionsverfahren geformten Trägerschicht (a) und durch Schmelzauftragen eines Harzfilmes für die Klebeschicht (b) hergestellt wird.
8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche ■1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiehtplatte (1) durch Auftragen einer wässrigen Emulsion eines Harzes für die Klebeschicht (b) oder einer Lösung desselben in einem organischen Lösungsmittel auf die Oberfläche der Trägerschicht (a) und durch Trocknen hergestellt wird.
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9. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Dicke der Trägerschicht (a) , wenn diese
5 nicht geschäumt ist, 0,15 bis 2 mm, und wenn diese geschäumt ist, 0,3 bis 4 mm beträgt.
10. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,,
10 daß die Dicke der Klebeschicht (b) 1 bis 60 Mikron beträgt.
11. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet ,
15 daß der plattenförmige Teil (2) Pappe ist.
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