DE1914236A1

DE1914236A1 - Frei fliessendes Packungsmaterial

Info

Publication number: DE1914236A1
Application number: DE19691914236
Authority: DE
Inventors: Arthur Graham; Stanley Lorne R
Original assignee: Free Flow Packaging Corp
Current assignee: Free Flow Packaging Corp
Priority date: 1968-10-10
Filing date: 1969-03-20
Publication date: 1970-07-09
Also published as: DE1914236C3; JPS5129077B1; FR2020273A1; US3481455A; DE1914236B2

Description

F 69022 WDM/ef

Free Flow Packaging Corporation, Redwood City, Kalif. (V.St.A.)

Frei fließendes Packungsmaterial

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika Serial Nr. 766,440 vom 10. Oktober 1968 in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein frei fließendes, d. h. rieselfähiges Packungsmaterial von niedrigem Schutt-· gewicht und hoher Widerstandsfähigkeit gegen Stoß, Schlag und Vibration. Ein solches Packungsmaterial eignet sich besonders für die Ausfüllung der Hohlräume zwischen zu verpackenden Gütern und den Innenwänden von Versand- und Lagerbehältern.

Die üblichen Verpackungen für spröde oder zerbrechliche Gegenstände sind bekanntlich oft mangelhaft, selbst wenn sie von berufsmäßig vorgebildeten Packern ausgeführt werden. Es hat sich z. B. als unmöglich erwiesen, das Zerbrechen info Lge roher Behandlung der Versandkartons, von der Fahrbahn herrührender Erschütterungen, Stöße und dergl. auszuschließen. Auch waren die Verpackungsmethoden und -materialien nicht in der Lage, ein "Wandern" des Verpackungsgutes innerhalb des Verpackungsbehälters auf einem länger dauernden Versandwege

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zu vermeiden. Dies ist ein ernsthaftes Problem .für die Behandlung zerbrechlicher Güter. Beispielsweise ist der Versand empfindlicher Gegenstände wie elektronischer oder optischer Geräte in Straßen- oder Schienenfahrzeugen normalerweise von Perioden längerer oder ständiger Erschütterung verbunden, was das Wandern des verpackten Gegenstandes in seiner Packung zur Folge hat, so daß er dann oft mit den Innenwänden des Versandbehälters in Berührung kommt und zu Bruche geht. Normalerweise machen derartige Brüche bis zu 15 % und unter Umständen bei längeren Versandwegen noch mehr aus. Frei fließende Verpackungsmaterialien sind an sich bereits bekannt, vgl. die US-Patentschrift 3,O74,54>. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Material mit noch bedeutend verbesserten Eigenschaften zu schaffen. Ea soll lose, leicht gießbar bzw. rieselfähig und leicht zu handhaben sein und die Schwierigkeiten des Zerbrechens von Verpackungsgütern noch bedeutend vermindern. Es soll die Kräfte von Vibrationen, Stößen und sonstigen Erschütterungen absorbieren statt sie zu übertragen. Es soll aus einem spezifisch besonders leichten, billigen und einfach herzustellenden Material bestehen und sich auch gut für eine maschinelle Verpackung eignen. '

Erfindungsgemäß ist ein solches Packungsmaterial dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer losen, rieselfähigen, im wesentlichen formbeständigen Masse von zerdrückbaren, im weitesten Sinne zylindrischen Körpern besteht, die je aus aufgeschäumtem, im wesentlichen steifem, expandiertem Kunst-

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stoffmaterial hergestellt sind, das genügend innere Festigkeit besitzt, um seine aufgeschäumte, expandierte Eigenschaft bei normaler Behandlung zu behalten, aber bei Einwirkung einer äußeren Kraft weitgehend zusammengedrückt werden kann, wobei die einzelnen zylindrischen Körper außerdem als offene Hohlkörpereinheiten geformt sind, so daß sie bei normaler Behandlung ihre Zylinderform behalten, aber bei Einwirkung der äußeren Kraft erheblich zusammengedrückt werden können.

Es wurde gefunden, daß eine Menge solcher zerdrückbarer Hohlzylinder aus geschäumtem, expandiertem Kunststoffmaterial nicht nur die Eigenschaft der Zerdrückbarkeit der hohlzylindrischen Form behält, sondern auch so hergestellt werden kann, daß sie einen Grad voo. Zerdrückbarkeit des expandierten Schaumstoffs aufweist, durch den die Eigenschaft des Paekungsmaterials, Erschütterungen, Vibrationen und Stoße absorbieren zu können, noch bedeutend verbessert wird. Bei der Verwendung behalten die einzelnen Einheiten des neuen Packungsmaterials die erwünschte offene, hohlzylindrische Form bei allen normalen Handhabungen, jedoch erfahren sie im Falle des Auftretens einer Kraft oder eines Stoßes von normalerweise zerstörend oder beschädigend wirkender Größe eine erhebliche Örtliche Verformung, die dazu dient, den Stoß bzw. die Erschütterung auf eine neue und verbesserte Art und Weise zu absorbieren. Diese verbesserte Kraftabsorbtion beruht auf einer zweifachen Fähigkeit der einzelnen Zylinder, nämlich einmal, als zusammendrückbare oder deformierbare

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"Raumform" und andererseits als zerdrückbares oder deformierbares "Material" zu wirken. Das Packungsmaterial verändert seine Gestalt als "Raumform", wenn die offenen, hohlzylindrischen Einheiten zusammengedrückt oder nach innen deformiert werden, so daß sie als Ganzes oder teilweise eine verformte Gestalt annehmen. Das Packungsmaterial deformiert sich als "Material", wenn der expandierte Schaumstoff zusammenfällt und nach innen, d. h. innerhalb der Wandungen der einzelnen Einheiten, verformt wird, um den Stoß, noch weiter zu absorbieren.

Eine Menge der feinen, zusammendrückbaren, expandierten Schaumstoffzylinder besitzt außerdem die Eigenschaft der Rieselfähigkeit, die es möglich macht, sie in Hohlräume und öffnungen beliebig geformter Gegenstände einzugießen und innerhalb der Wände eines Ver,sandkartons den verpackten Gegenstand von den Innenwänden des Kartons fernzuhalten. Dieses Eingießen oder Einfüllen kann sehr rasch und wirksam auch ohne besondere selbsttätige Maschinerie sowie durch Handarbeit ohne besondere Ausbildung erfolgen. Die Reihenverpackungstechnik wird dadurch besonders erleichtert. Ist ■ der Gegenstand einmal verpackt, so ist er gegen beschädigende Kräfte von Stoßen und Erschütterungen, wie sie normalerweise beim Versand durch Schienen- oder Straßenfahrzeuge oder durch Luftfahrzeuge vorkommen, geschützt. Das neue Verpackungsmaterial besitzt außerdem die vorteilhaften Eigenschaften eines besonders niedrigen Schüttgewichts, der Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit, Fäulnis und Ungeziefer

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sowie einen Grad der Widerstandsfähigkeit gegen chemischen Angriff, der sich bei keinem anderen üblicherweise verwendeten Packungsmaterial findet.

Im folgenden sind die Erfindung und ihre Vorteile anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert:

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Menge eines Packungsmaterials "gemäß der Erfindung.

Pig. 2 ist eine perspektivische Darstellung einer einzelnen Verpackungsmaterialeinheit gleicher Art.

Fig. 3 zeigt in größerem Maßstab eine Schnittansicht längs den Linien 3-3 von Fig. 2.

Fig. 4 ist eine perspektivische· Ansicht einer Strangpreßdüse zur Herstellung solchen Packungsmaterials nach Figuren 1 bis 3.

Fig. 5 veranschaulicht perspektivisch den Vorgang der Verpackung eines Gegenstandes mit Hilfe von Verpackungsmaterial gemäß der Erfindung in einem Versandkarton.

Fig. β zeigt einen Vertikalschnitt durch einen solchen verschlossenen Versandkarton.

Fig. 7 veranschaulicht an einer ähnlichen Schnittdarstellung, in welcher Weise ein plötzlicher starker Stoß von dem Packungsmaterial absorbiert wird.

Fig. 8 ist eine Vertikalschnittansicht eines Werkzeugs zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung des Verpackungsmaterials gemäß der Erfindung aus geschäumtem, expandiertem Kunststoff.

Fig. 9 ist eine Querschnittansicnu xängs der Linie 9 ~ ' 003828/0165

von Pig. 8.

Pig. IO bis 12 sind Ansichten ähnlich Fig. 2, welche weitere Ausführungsformen des Verpackungsmaterials gemäß der Erfindung zeigen.

Pig. 13 bis 17 sind Ansichten ähnlich wie Fig. 2 und zeigen noch eine weitere Ausführungsform eines Verpackungsmaterials gemäß der Erfindung.

Fig. l8 bis 22 sind perspektivische Darstellungen von Strangpreßwerkzeugen zur Herstellung der Verpackungsmaterialeinheiten, die in den Figuren 12 bis l6 dargestellt sind.

Fig. 23 ist eine schematische Ansicht, und zwar ein Vertikalschnitt zur Erläuterung eines weiteren Verfahrens zur Herstellung des Verpackungsmaterials gemäß der Erfindung aus geschäumtem, expandiertem Kunststoffmateriai«

Die Figuren 2k_s 25 und 2.6 sind Schnittansichten von Packungseinheiten, hergestellt gemäß Fig. 23* und veranschaulichen fernere Stufen bei deren Herstellung.

Fig. 27 ist eine perspektivische Ansieht einer Menge von Verpackungseinheiten, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Fig. 23 bis 26.

Fig. 28 ist eine Einzeldarstellung im Schnitt durch die eine Ecke eines Versandkartons und veranschaulicht eine besondere Eigenschaft der Verpackungsmaterialeinheiten, die nach dem Verfahren gemäß Fig. 23 bis 26 hergestellt sind.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine Menge des neuen Packungsmaterials in zufälligem, gehäuften Zustand 10. Diese Menge umfaßt eine Vielheit Jcleiner, offener oder im wesentlichen

hohlzylindrischer Körper 12 von verhältnismäßig kurzer Länge. Es ist zu beachten, daß der Ausdruck "Zylinder" hier in seiner weitesten Bedeutung gebraucht ist (vgl. Webster's J5. Internationales Wörterbuch). Bei der AusfUhrungsform gemäß Fig. 1 bis 3 haben die Zylinder 12 die Form offener, hohlzylindrischer Körper mit im wesentlichen parallelen Kanten l4. Die Kanten 14 und Stirnseiten 16 der Packungseinheiten erlauben einen Grad von gegenseitigem Ineinandergreifen benachbarter Einheiten des Packungsmaterials, durch den eine relativ feste, kissenartige Abstützung gewährleistet wird. Bei der Ausführungsform nach den Figuren 26, 27 und 28 haben die Zylinder die Form offener Hohlringe nach Art eines "Rettungsrings". Der relativ große Innendurchmesser dieser ringförmigen Packungseinheiten erlaubt einen Grad gegenseitiger Verriegelung der Einheiten in einer Packungsmasse, der ebenfalls eine relativ feste, kissenartige Abstützung bildet. Ein gewisses Ineinandergreifen ist nützlich, da es die Wanderung relativ schwerer verpackter Gegenstände durch die Packungsmasse bei fortgesetzter oder übermäßiger Erschütterung verhindert.

Die einzelnen Verpackungseinheiten 12 sind aus geschäumtem, expandiertem Kunststoffmaterial von genügender Eigenfestigkeit zum Behalten der Eigenschaften eines starren oder steifen Schaumstoffs während normaler Handhabung; bei schädlichen Stoßen oder fortgesetzter Erschütterung dagegen erfahren sie

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eine Deformation oder ein gewisses Zusammendrücken. Bei gewissen bevorzugten Ausführungsformen hat der Schaumstoff eine im wesentlichen zellenartige Struktur (geschlossene Zellen oder kommunizierende Zellen) mit einem Volumen der Zellen- oder Hohlräume, das etwa 25 bis 85 % des Gesamtvolumens der Einheiten beträgt. Diese sehr poröse Schaumstruktur, verbunden mit einer besonderen Auswahl des Harzes, das zur Herstellung des expandierten Schaumstoffes benutzt wird, ist von großer Wichtigkeit, weil es zur Erreichung der anfänglichen Steifheit und Elastizität bis zu der charakteristischen Zerdrückbarkeit erforderlich ist, um auf diese Weise das geschäumte Kunststoffmaterial als Polster oder Packungsmaterial in idealer Weise brauchbar zu machen. Der Grad des Hohlraumes in dem expandierten Schaumstoff verleiht den inneren Teilen des Kunststoffmaterials selbst eine latente Zerdrückbarkeit oder Schockabsorbtionsfähigkeit. Diese Zerdrückbarkeit ist noch zusätzlich in-dem Sinne, daß sie die dem Material innewohnende Fähigkeit zur Deformierung oder Zerdrüekung in die Hohlform oder den Querschnitt der Packungseinheiten ergänzt, die in gleicher Weise eine Anfangstendenz zum Verbleiben in einer unzerdrückbaren Form aufweisen. Wie schon erwähnt, erlauben die am Ende offenen oder hohlen Raumformen der Packungseinheiten ein Herausdrücken der Luft aus beiden Enden, so daß ein zusätzliches Zusammendrücken stattfinden kann.

Pur den Zweck der Erfindung eignen sich besonders

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expandierte Schaumkunststoffe, und zwar sowohl thermoplastische als auch warmhärtende Harze. Schäumbare und expandierbare thermoplastische Harze sind besonders die alkenyl-aromatischen Polymere, wie sie in der US-Patentschrift 3,066,382 genannt sind, und die aliphatischen Olefin-Polymere, wie sie in der US-Patentschrift 3,251,728 genannt sind. Diese thermoplastischen Materialien, in modifizierter oder unmodifizierter Form, werden üblicherweise in Verbindung mit geeigneten schaumbildenden und kernbildenden Agentien verwendet. Warmhärtende Harze für die Zwecke der Erfindung umfassen geschäumte Polyesterharze wie die Polyurethanschäume, d. h. solche, die von Isozyanat-t harzen abgeleitet sind, und besonders die steiferen Polyurethanschäume, die aus relativ hoch verzweigten Harzen hergestellt sind. Auch mit den warmhärtenden Harzen werden zweckmäßig zugleich Treibmittel oder schaumbildend wirkende Agentien angewandt. Jedoch tritt bei den polymerbildenden Reaktionen mit den Polyurethanharzen eine Schaumbildung auch durch Reaktion von Wasser mit den Isozyanatgruppen auf, um eine Kreuzverkettung und ein Backen sowie eine Erzeugung von Kohlendioxyd zu verursachen, sd daß kleinere Mengen . solcher Agentien erforderlich sein können.

Ohne Rücksicht darauf, welches Kunststoffmaterial im einzelnen angewendet wird, ist es wesentlich für die Ausführung der Erfindung, daß die Packungseinheiten 12 in ihrem geschäumten, expandierten Zustand die erwünschte Zellenstruktur und das erwünschte Verhältnis von Hohlräumen ,

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zu Gesamtvolumen aufweisen. Die Auswahl der Kunststoffmaterialien sollte sehr sorgfältig getroffen werden, um geschäumte, expandierte Kunststoffe der gewünschten wesentlichen Eigenschaften zu erhalten, z. B. die erwünschte Zellgröße, nämlich von etwa 0,025 bis 2,5 mm, um ein gewünschtes Anteilverhältnis der Hohlräume zum Gesamtvolumen, nämlich von mindestens 25 % bis nicht mehr als 85 %3 sowie die gewünschte Schaumdichte, nämlich von etwa 0,0048 bis etwa 0,072 kg/dm^, und die erwünschte Elastizität oder Formbeständigkeit sowohl der Schaumstruktur als auch der zylindrischen Hohlkörpereinheiten des Packungsmaterials bei normaler Handhabung zu erhalten, um sowohl bei dem Schaum als auch den Einheiten die "Zerdrückbarkeit" zu erreichen, die notwendig ist, Tim Kräfte oder Stöße zu absorbieren.

Bei einer» Ausführungsform der Erfindung werden die Packungseinheiten 12 mit einer Strangpresse hergestellt, die zugleich ein mechanisches Verschäumen und eine chemische Expansion einer expandierbaren thermoplastischen Strangpreßmasse bewirkt. Eine solche Strangpresse ist in den Figuren 8 und 9 dargestellt, wo der Strangpreßkopf mit bezeichnet ist. Der Kopf 20 kann in Verbindung mit üblichen Strangpressen verwendet werden, die einen Trichter und eine Zuführungskammer in Verbindung mit einer Preßschnecke oder anderen Druckvorrichtung aufweisen, die eine flüssige oder warm-weiche Kunststoffmischung durch eine Ringöffnung im Spritzkopf an der Spritzdüse 30 preßt. Dabei können

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Heiz- und/oder Kühlvorrichtungen angewendet werden, um den erwünschten Grad der Plastizität des expandierbaren Kunststoffmaterials, das der Strangpreßdüse zugeführt wird, zu gewährleisten.

Wie besonders Fig. 9 erkennen läßt, ist der Spritzkopf 20 mit einem inneren Kern oder Düsenformstück 23 versehen, das mit einem ringförmigen Düsenformstück 24 zusammenwirkt, um die Strangpreßdüse zu bilden. Das Düsen· formstück 24 bildet außerdem zusammen mit einer äußeren Hülse 25 eine Ringkammer 26 zur*Einführung heißer, schaumbildender Gase, z. B. Dampf, Kohlendioxyd, Stickstoff oder dergl. Der Kern 23 ist in ähnlicher Weise mit einem axialen Durchgang 27 für denselben Zweck versehen. Wird eine flüssige oder warm-weiche thermoplastische Strangpreßmasse dem Spritzkopf 20 unter Druck in Pfeilrichtung 28 zugeführt, so wird durch die Aufheizung der Düsenformgtüeke 23* 24 mittels der heißen Gase oder mittels einer äußeren Wärmequelle die Expansion der in der Strangpreßmasse enthaltenen expandierenden Agentien eingeleitet. Die Freigabe von Gas aus den expandierenden Agentien wird beschleunigt durch Einführung der heißen Gase direkt in den Auslaß 30 der Strangpresse mit Hilfe von Gaszufuhröffnungen 31 in den Kammern 26 und 27.

Wird unter Druck stehender Dampf benutzt, so wird die Wirkung der Expansionsmittel stark beschleunigt, so daß die Bildung einer Zellstruktur infolge chemischer Freigabe von Gas aus den Expansionsagentien rasch stattfindet. Gleich-

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zeitig tragen die Dampfstrahlen oder die heißen Druckgasstrahlen noch weiter zur Entwicklung einer Zellstruktur in der Strangpreßmasse bei. Sie dienen auch zur Bildung von Bahnen durch das Strangpreßmaterial hindurch, über welche das Gas teilweise entweichen kann. Vorteilhafterweise bewirkt die Einführung heißen Gases durch die Strangpreßdüse und in die thermoplastische Masse eine gleichzeitige Expansion und Verschäumung der thermoplastischen Masse, wie allgemein in Fig. 9 angegeben. Die expandierte Masse wird unmittelbar von einer rinnenartigen Führung 32 aufgenommen, welche die Außenfläche des gepreßten Stranges kühlt und ihre Überführung in einen steifen, formbeständigen Schaumstoffkörper einleitet. Diese Kühlung kann durch die Verwendung eines kühlenden Mantels (nicht dargestellt), der die Führungsrinne 32 umgibt,.beschleunigt werden. Die aufgeschäumte, expandierte Masse verläßt die Spritzdüse und bewegt sich durch die Rinne 32 mit einer relativ hohen Geschwindigkeit, wodurch die Unterteilungs- und Schneidvorgänge mit einem Messer, angedeutet durch den Pfeil 36, erleichtert werden. Da& Sehneidmesser wird zweckmäßig in bestimmten Zeitabständen betätigt, um verfestigte Strangteile abzuschneiden und die Packungseinheiten 12 zu bilden. Gew'ünschtenfalls kann eine Fördereinrichtung wie ein endloses Band oder dergl. benutzt werden, um die Strangpreßmasse mit einer gewünschten Geschwindigkeit an der Schneidvorrichtung vorbei zubewegen.

Nach den Figuren 9 und 10 hat die Strangpreßdüse e.ine

in besonderer Art ausgebildete Düsenöffnung in Form eines Ringes mit sich allmählich erweiterndem Querschnitt. Diese Bauweise hat eine allmähliche Herabsetzung der Geschwindig- <. keit des Kunststoffmater!als, während es durch die Düse hindurchfließt, zur Folge, was zur Bildung der gewünschten Schaumstruktur beiträgt. Die in Fig. 8 und 9 dargestellte Ausführungsform einer St.rangpreßdUse erzeugt eine geschäumte, expandierte Kunststoffeinheit, wie sie in Fig. 10 mit 12 a bezeichnet ist, welche eine rohrföriflige Gestalt hat. Strangpreßeinheiten von verschiedenen Querschnittsformen können durch die Verwendung von Strangpreßdüsen verschiedener Öffnungsformen erhalten werden. So erzeugt beispielsweise die Strangpreßdüse 40 in Fig. 4 eine; geschäumte, expandierte Kunststoffeinheit, wie sie in den Figuren 1 bis 3 dargestellt ist. Bei gleichen Arbeitsbedingungen sind die Einheiten 12 gemäß Fig. 1 bis 3 in jeder Hinsicht gleich den Einheiten 12 a von Fig. 10, abgesehen von der Querschnittsgestalt.

Die Figuren 13 bis 17 zeigen weitere Abwandlungen der Querschnittsform der Strangpreßeinheiten 12, während die Figuren 18 bis 22 entsprechende Abwandlungen der Strangpreßdüsen zeigen, um die verschiedenen Ausführungsformen zu erhalten. In jedem Fall bewirkt die Strangpreßdüse die Erzeugung einer im wesentlichen offenen, hohlzylindrischen Raumform, welche die bereits erwähnte Zerdrückbarkeit aufweist. So hat jede der dargestellten Packungsmaterialeinheiten 12 c, 12 d, 12 e, 12 f und 12 g eine Querschnittsform mit im wesentlichen offenen Hohlräumen 50 mit einem beträchtlichen Maß an - ' 009828/U1S3

Zusammendrückbarkeit, bezogen auf die Gestalt der Einheiten. Wie schon erwähnt, bietet die geschäumte, expandierte Struktur der Einheiten ein zusätzliches Maß von Zusammendrückbarkeit, bezogen auf das geschäumte Kunststoffmaterial, aus dem die Einheiten geformt sind. Außer den beschriebenen zwei Arten von Zusammendrückbarkeit besitzt jede der dargestellten Einheiten eine Fähigkeit zum Ineinandergreifen infolge der vorstehenden Arme oder Schenkel 52, welche Kanten, ähnlich den Kanten 14 der Einheiten 12 von Pig. 2 besitzen. Außerdem sind bestimmte dieser Einheiten mit zusätzlichen VorsprUngen oder Ausnehmungen versehen, die weiterhin zu der Fähigkeit, ineinanderzugreifen, beitragen. So ist die Einheit 12 e von Fig. 15 mit Vorsprüngen 14 und damit zusammenarbeitenden Ausnehmungen 56 versehen, die zur Möglichkeit des Ineinandergreifens beitragen. Die Einheit 12 f von Fig. l6 hat Ausnehmungen 58, die einen ähnlichen Effekt ermöglichen.

Die geschäumten, expandierten Packungseinheiten lassen sich leicht formen durch die Strangpreßfcechnik nach den Figuren 8 und 9. Abwandlungen dieser Technik.können gleichfalls benutzt werden, um entsprechende Gestaltungen der Packungs- einheiten, wie sie z. B. in Fig. 11 und 12 gezeigt sind, hervorzubringen. Halbzylindrische Komponenten können getrennt ι stranggepreßt und durch Wärme miteinander verbunden werden, während sie noch im warm-weichen Zustand sind, um Einheiten der dargestellten Art zu erzeugen. Es können auch verschiedene andere Strangpreßtechniken verwandt wenden, um besondere Gestaltungen des Packungsmaterials hervorzubringen oder um

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verschieden geformte Einheiten für besondere Verpackungszweeke zu schaffen.

Ein weiteres vorteilhaftes Verfahren zur Erzeugung der Packungseinheiten gemäß der Erfindung besteht darin, längliche hohle Röhren aus geschäumtem, expandiertem Kunststoff fortlaufend in einer Strangpresse zu erzeugen, welche die Möglichkeit für das erforderliche Mischen, Verschäumen und Expandieren der eingegebenen Strangpreßraischung bietet (vgl. Patentanmeldung entsprechend der US-Serial Nr. 765,083 mit der Priorität vo"m 4. Oktober 1968). Eine solche Strangpresse ist schematisch in Fig. 23 dargestellt. Dabei ist ein Spritzkopf mit einer kreisförmigen DUsenöffnung 100 vorgesehen. Der Spritzkopf 100 ist in Verbindung mit einer Strangpresse üblicher Art dargestellt, die einen Trichter 102 und eine Druckkammer 104 aufweist. In der Druckkammer ist eine Schnecke 106 oder eine andere Vorrichtung zum Erzeugen von Druck angeordnet, welche das geschmolzene oder warm-weiche Kunststoffmaterial durch eine ringförmige oder kreisförmige Düsenöffnung 108 preßt. Heiz- und/oder Kühleinrichtungen 110, 112, thermostatisch geregelt durch die Einheit 114, können dafür benutzt werden, den gewünschten Grad von Plastizität des expandierten Kunststoffmaterials, das aus der Strangpreßdüse in Form eines Rohrs 116 herauskommt, zu gewährleisten.

Die geschäumten, expandierten Kunststoffrohre I16 kühlen rasch in der Umgebungsatmosphäre ab. Wenn die Schaumstoffrohre 116 aus thermoplastischen Harzen geformt sind,

bewirkt die Kühlung ein Erhärten der Rohre Il6 in einen Verfestigungszustand, so daß sie mit Reibungsangriff erfaßt und von der Strangpresse in Pfeilrichtung Il8 mit einer beträchtlich rascheren Geschwindigkeit als der Auspreßgeschwindigkeit abgezogen werden können. Dies bewirkt, daß das aus der Strangpreßdüse herauskommende warm-weiche Material in Längsrichtung gedehnt wird, wodurch die in Fig. 2j5 mit 120 bezeichneten Gastaschen und sonstigen Hohlräume, die durch die schaumbildenden Agentien erzeugt werden, in Längsrichtung orientiert werden. Im Anschluß an die Dehnung wird das teilweise expandierte Rohr unterteilt und zerschnitten, beispielsweise mit Hilfe einer; umlaufenden Schneidvorrichtung 122, die von einem Schwungrad 124 getragen wird. Die Schneidvorrichtung arbeitet vorteilhaft in zeitlichen Abständen» indem sie die gekühlten expandierten Rohre II6 in relativ kurze Einheiten 126 zertrennt. Wegen der Längsausrichtung der einzelnen Gastaschen und Hohlräume 12*0 in diesen Einheiten, die als Zellen bezeichnet werden können, besitzen diese Einheiten eine Expansionsfähigkeit bei nochmaliger Erhitzung des thermoplastischen Materials, die bedeutend größer in radialer Richtung als in Achsrichtung der einzelnen Rohreinheiten ist. Praktisch können, wenn die kurzen, rohrförmigen Einheiten 126 aus thermoplastischem Harz geformt sind, diese Einheiten nacheinander bis in einen voll aufgeblähten Zustand der einzelnen Zellen 120 expandiert werden, wie es schematisch durch die aufeinanderfolgenden Expansionen der in den Figuren

24, 25 und 26 dargestellten Einheiten gezeigt ist. So zeigt Fig. 24 einen ersten Expansionszustand der Einheiten 126, der durch Erhitzen dieser Einheiten zwecks teilweiser Expansion der in Längsrichtung orientierten Zellen 120 erhalten wird. Pig. 25 zeigt in ähnlicher Weise eine zweite Expansionsstufe, während Fig. 26 eine dritte Expansionsstufe der Einheiten zeigt, um.den vollen gewünschten Endzustand 12 a (vgl. auch die Figuren 27 und 28) zu erreichen. Die Expansion erfolgt stufenweise mit dazwischen geschalteten Kühl- oder Halteschritten zwecks Ausgleichs der Gastemperaturen und Drücke

in den einzelnen Zellen 120 gegenüber den Temperaturen und Drücken der äußeren Atmosphäre. Eine nachfolge Vergrößerung der Einheiten 126 auf verschiedene Stufen der radialen . Expansion, wie in den Figuren 24 bis 26 dargestellt, ist erforderlich, um zu gewährleisten, daß das thermoplastische Harz, welches die Zellwandungen bildet, sich nicht in einem solchen Ausmaß dehnt, daß es unfähig wird, das in den Zellen 120 während der Wärmeausdehnung gebildete partielle Vakuum zu halten. Außerdem erleichtert eine solche radiale Expansion die Bildung der erwünschten "Rettungsring"-Form der Packungseinheiten, wie sie besonders in den Figuren 26 und dargestellt ist. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Packungs-* einheiten 12 b in den Figuren 26 und 27 praktisch gleich den Packungseinheiten 12 a gemäß Fig. 10 sind, ausgenommen hinsichtlich des Verhältnisses Länge zu Durchmesser.

Zu den thermoplastischen Kunstharzen, die in der Lage sind, verschäumt und expandiert zu werden, um die zusammen-'

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drückbaren Packungseinheiten zu erzeugen, gehören die alkenyl-aromatischen Polymere, beispielsweise geschäumtes und expandiertes Polystyrol, sowie die aliphatischen Olefin-Polymere, beispielsweise geschäumtes und expandiertes Polyäthylen, Polybutylen usw. Die erste Gruppe von Polymeren, nämlich die harzartigen alkenyl-aromatischen Polymere, wie sie z. B. in der US-Patentschrift J5,O66,3>82 genannt sind, enthalten im allgemeinen in chemisch kombinierter Form mindestens 70 Gewichtsprozent einer alkenylaromatischen Verbindung, entsprechend der allgemeinen

Formel R

Ar-C=CH₂

Hierin bedeutet "Ar" einen aromatischen Kohlenwasserstoff oder einen Kernhalogenkohlenwasserstoffradikal der Benzolreihe und "R" Wasserstoff oder das Methyl-Radikal. Beispiele solcher alkenyl-aromatischen Polymere sind Homopolymere von Styrol, Alphamethylstyrol, Ortho-, Metha- und Paramethylstyrol, Ar-Äthylstyrol und Ar-Chlorostyrol; die Mischpolymere von zwei oder mehr solchen alkenyl-aromatischen Verbindungen miteinander; und Mischpolymere von einer oder mehreren solchen alkenyl-aromatischen Verbindungen mit kleineren Mengen von anderen, leicht polymerisierbaren Olefin-Verbindungen, wie z. B. Diviny!benzol, Methylmethacrylat oder Acrylonitril usw.

Die schäumend wirkenden Agentien, die in den thermoplastischen Harzen eingebettet sind, sind üblicherweise Gase oder flüchtige Flüssigkeiten, wie Pentan, Dichlordifluormethan, niedrig siedende Petroleumäther und Mischungen davon,

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Kohlend!oxyd und dergl., welche in dem thermoplastischen Polymer oder harzartigen Material aufgelöst oder in anderer Weise eingebettet sind. Normalerweise wird das schaumbildende Agens als gleichmäßige Dispersion in das ganze Harz verteilt eingebettet, und zwar in Mengen, die ausreichend sind, um einen sehr porösen Schaum zu bilden, der die gewünschte Eigenschaft der Zerdrückbarkeit hat. Praktisch wird das Anteilverhältnis des schäumenden Agens etwas verschieden sein, je nach der Art des verwendeten Harzes. Im Falle eines Polystyrolharzes mit Verwendung eines expandierenden Agens in Form von aufgelöstem Natriumbikarbonat oder Dichlorfluormethan kann das Anteilverhältnis des expandierenden Agens im Bereich von etwa 5 bis 15 Gewichtsprozent der Strangpreßmasse liegen. Wird die Schäumung durch direkte Einführung von Dampf oder anderem heißen Gas in die Strangpreßdüse vollendet wie bei der Technik gemäß Fig. 8 und 9* so werden kleinere Mengen des sohaumbildenden Agens benötigt. In jedem Falle kann die Strangpreßmischung im Handel erhältliche Komponenten umfassen, wie z. B. Polystyrolkörner nach dem US-Patent 2,985,692, wie sie von der Firma Koppers Co., Delaware, unter der Bezeichnung "DYLITE" vertrieben werden. Solche StrangpreSmaterialien enthalten gewöhnlich 5 bis 10 Gewichtsprozent eines flüchtigen organischen Materials wie Pentan oder Diehlorfluormethan, das in dem Polymer unter Druck aufgelöst ist. Verschiedene expandierende Agentien in fester Form wie Natriumbikarbonat können gleichfalls in die

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damit Strangpreßmasse eingebettet werden, -w« die erforderliche Expansion und Schäumung der Mischung während des Strangpreßvorgangs gewährleistet wird. Die Verschäumung wird vorzugsweise so vorgenommen, daß eine Dichte des geschäumten und expandierten Kunststoffmater!als in der Größenordnung von 0,0048 bis zu 0,072 kg/dnr und ein Schüttgewicht einer relativ kompakten Masse der Packungseinheiten etwa 0^008 bis 0,048 kg/dm^ erreicht wird.

Wenn als Kunststoffmaterial ein harzartiges aliphatisches Olefin-Polymer verwendet wird, wie es der US-Patentschrift 3,251,728 entspricht, so kann das Polymer durch Polymerisierung mindestens eines alphamonoolefinaliphat-ischen Kohlenwasserstoffs mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Äthylen, Propylen, Buten-1, Penten-1, 3-Methylbuten, 4-Methylpenten-l, 4-Methylhexen-l, oder 5-Methylhexen-1, allein, gemeinsam oder zusammen mit verschiedenen anderen polymerisierbaren Verbindungen erhalten werden. Geschäumte expandierte Polymere von Äthylen oder Propylen allein sind höchst zufriedenstellend und ergeben die gewünschten Schaumstrukturen, welche chemisch inert sind. Polymerisierbar organische Verbindungen, welche mit Äthylen oder Propylen polymerisiert werden können, enthalten Vinylazetat, C₁-C^ Alkylakrylat wie Äthylakrylat, Styrol, niedere Alkylester von Methakrylsäure wie Methylmethakrylat, Tetrafluoräthylen und Acrylnitril.

Die expandierend oder schaumbildend wirkenden Agentien

zur Verwendung mit den aliphatischen Olefin-Polymeren können

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aus einer breiten Gruppe von normalerweise gasförmigen oder flüchtigen flüssigen Medien ausgewählt werden. Zu den angegebenen expandierend oder schaumbildend wirkenden Agent!en (Treibmitteln) gehören Stickstoff, Argon, Neon, Helium, Azethylen, Ammoniak, Butadien, Kohlendioxyd, Cyclopropan, Diamethylamin, 2,2-Dimethylpropan, Äthan, Äthylamin, Äthylen, Isobutan, Isobutylen, Monomethylamin, Propan, Propylen und Trimethylamin sowie bestimmte Halogenderivate von Methan und Äthan wie- Chlordifluormethan, Dichlordifluormethan, Dichlorfluormethan, Trichlorfluormethan, Difluortetrachloräthan, Difluorchloräthan, 1,1-Difluoräthan, Trichlorfluormethan und besonders 1,1-Dichlortetrafluoräthan und 1,2-Dichlortetrafluoräthan.

Die Dichlortetrafluoräthane haben sich als besonders wirksame Schaumbildner zur Herstellung von Schaumkörpern aus normalerweise festen aliphatischen Olefin-Polymeren erwiesen, wenn sie, wie es die Erfindung vorschlägt, in Mengen von etwa 0,2 bis 1,0 Gewichtsprozent der aliphatischen Olefin-Polymere angewendet werden. Die genaue Menge der anzuwendenden expandierend oder schäumend wirkenden Agentien hängt in starkem Maße ab von der besonderen, für das Strangpreßverfahren verwendeten Art der aliphatischen Olefin-Polymere. Die genaue Menge des expandierenden oder schaumbildenden Agens hängt in starkem Maße von dem besonderen aliphatischen Olefin-Polymer ab, das in dem Strängpreßverfahren Verwendung findet. Die Bedingungen der Schaumbildung sollen, wie vorher, so geregelt werden, daß eine erwünschte

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Dichte des expandierten, geschäumten Polymers zwischen etwa 0,0048 und 0,072 kg/dm^ und ein SchUttgewicht der, kompakten Packungsmasse zwischen etwa 0,0008 und 0,048 kg/dnr erreicht wird. Im allgemeinen sind unter den aliphatischen Olefin-Polymeren geschäumte, expandierte Polyäthylen- und Polypropylenharze auf der Basis von Anfangsharzen mit einem Molekulargewicht von 250 bis 400.000 zu bevorzugen.

Statt thermoplastischer Materialien können gemäß der Erfindung auch die Packungseinheiten mit den erwünschten Eigenschaften durch Pressen oder anderweitiges Formen der geschäumten, expandierten Einheiten aus warmhärtenden Harzen hergestellt werden. Die Polyurethanschäume sind speziell geeignet für eine solche Anwendung, da sie in jede gewünschte Form gepreßt werden können, ohne daß es großer Hitze oder starken Druckes bedarf, und da sie einfach und billig während der Formung zu handhaben sind. Die Polyurethane sind außerdem sehr geeignet für verschiedene Methoden des Schäumens, so daß der gewünschte Grad der Porosität, d. h. das Anteilverhältnis der Gaszellen in dem Schaum, leicht erhalten werden kann, um die gewünschte Eigenschaft der Zerdrückbarkeit zu gewährleisten. Obwohl die geschäumten Polyurethane eine verhältnismäßig neue Entwicklung auf dem Gebiet der Kunststoffe darstellen, wurde bereits eine beträchtliche praktische und empirische Erfahrung gewonnen.

Im streng chemischen Sinne resultiert Polyurethan aus der Reaktion eines einfachen, di- oder polyhydrischen Alkohols

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mit einem Di- oder Folyisozyanat, wobei die sich nur wiederholende Verkettung in der Polymerkette die nachstehend angegebene Urethangruppe ist:

-NH-C-O-

Jedoch sind praktisch die handelsüblichen "Polyurethane" Produkte einer komplexen Reaktion von Di-Isozyanaten und hydroxyl-tragenden Polyester- oder Polyätherharzen und daher korrekter als Poly(ester)urethan bzw. Poly(äther)urethan zu bezeichnen. Da die Erfindung -zufriedenstellend mit Schäumen sowohl von Poly(ester)urethanen als auch Poly(äther)urethanen ausführbar ist, wird der Ausdruck "Polyurethan" hier in diesem allgemeinen Sinne gebraucht. Packungseinheiten mit den erwünschten Eigenschaften der Zerdrückbarkeit sind leichter herzustellen aus hochverzweigten -Poly(ester)urethanen, welche in höherem Maße starre oder steife Schäume ergeben.

Um einen Polyurethanschaum zum Pressen oder Formen der hier beschriebenen neuen Packungsmaterialien herzustellen, wird' ein Polyäther wie Propylenglykoi oder ein Propylenoxyd abgeleitet von Glyzerol oder Sorbitol oder wird ein ähnliches Material behandelt mit Di-Isozyanat in Gegenwart von etwa Wasser und einem Katalysator wie z. B. Aminen, Zinnseifen, oder organische Zinnverbindungen. Zugleich mit den polymerbildenden Reaktionen reagiert das Wasser mit den Isozyanatgruppen, um eine Kreuzverkettung und Aushärtung zu verursachen, und außerdem erzeugt es Kohlen-

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dioxyd, das die Schaumbildung verursacht. Vorzugsweise wird Trichlorfluormethan oder ein ähnliches flüchtiges Material eingebettet, um-als Treibmittel zu dienen und die thermische Leitfähigkeit des fertigen Schaums zu verringern.

Um die zusammendrückbaren, hohlzylindrischen Packungseinheiten 12 aus geschäumtem Polyurethan herzustellen, kann der Schaum in für wirtschaftliche Herstellung geeignete Formen eingebracht werden. Zum Beispiel können halbzylindrische Einheiten geformt und so miteinander verbunden werden/ daß hohlzylindrische Einheiten entstehen, wie sie bei 62 und 64 in Fig. 11 und 12 zu sehen sind. Die halbzylindrischen Teile 66 und 68 in Fig. 11 können als Platten geformt werden, die dann miteinander auf geeignete Weise, z. B. durch Verbinden,im heißen Zustand durch Klebemittel oder dergl., miteinander so verbunden werden, daß offene, hohle Rohrstücke entstehen. Die Platten können dann in zylindrische Streifen zertrennt werden, die auf die gewünschte Packungseinheitslänge zugeschnitten werden können. Durch das Pressen geschäumter Platten, in denen die halbzylindrischen Segmente verschiedenen Durchmesser haben, können auch Einheiten von der in Fig. 12 gezeigten Art geformt werden. Im letzteren Falle ist der Durchmesser des halbzylindrischen Teils 70 etwas kleiner als der Durchmesser der Einheiten 72, und vorzugsweise hat er einen Außendurchmesser, der annähernd gleich ist dem Innendurchmesser des Teils 72. In jedem Falle können die Einheiten

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miteinander verbunden werden, so daß Vorsprünge oder Schultern 74 entstehen, die das erwünschte Ineinandergreifen ermöglichen.

Bei der Zubereitung der Polyurethanschäume wird der Grad der Porosität und die Zellgröße durch die Menge des Treibmittels, d. h. des dem Harz zugesetzten Wassers und/oder Trichlorfluormethans und durch die Art und Menge der Zusätze, nämlich insbesondere sulfoniertes Rizinusöl, sulfonierte Fettsäuren und andere ionische Zusätze sowie nichtionischer Zellstabilisatoren, insbesondere Silikonöle und Silanopolyol-Mischpolymere, geregelt. Im allgemeinen und.innerhalb bestimmter Grenzen gilt, daß die Zellen umso feiner und gleichmäßiger werden, je größer die ; Menge des Zusatzes oder Zellstabilisators ist. Die Porosität und Zellgröße innerhalb des Schaumkünststoffes kann auch in einem gewissen Ausmaß durch den Grad der Füllung der Form hinsichtlich der Menge des verwendeten Harzes oder der Menge der verschiedenen verstärkenden Füllmittel geregelt werden. Es ist auch möglich, die Formulierung der Einheiten zu variieren, um die Schaumeigenschaften hinsichtlich Dichte■ und Steifheit zu regeln. Diese Eigenschaft bei einem biegsamen Schaum kann bestimmt werden durch die "Shore"-Skleroskophärte (bei Anwendung der Normentechnik der American Rubber Manufacturers Association). Bei den Polyurethanharzen wird die Shore-Härte" grundsätzlich durch die Wahl des Harzes der Isozyanate und der Härtemittel und Treibmittel gesteuert. ' ■ Beispielsweise ergibt die Verwendung von Trichlorfluormethan als Hilfstreibmittel einen.weich®ren«Schaum als das Aufschäumen

mit Wasser allein auf die gleiche Dichte.

Bei der Formierung der Polyurethanschäume zwecks Herstellung von Packungseinheiten nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren ist ein bestimmter Grad von Schäumung oder Porosität erreichbar durch mechanisches Rühren des Schaums in Verbindung mit chemischer Schäumung und Expansion durch Treibmittel der beschriebenen Art. Wenn ein Schaum P mit gewünschten Eigenschaften erhalten wird, wird er in eine Form gebracht und zu starren Einheiten von der nor-

malen Formbeständigkeit, aber Zusammendrückbarkeit verfestigt.

Im allgemeinen werden geschäumte, zylindrische Packungseinheiten aus Pjοlyurethanschäumen durch Eingießen in eine Hohlform hergestellt. Die Hohlform kann beispielsweise so " gestaltet sein* daß ringförmige Packungseinheiten, wie sie in den Figuren 26 und 27 dargestellt, erzeugt werden. In

. einem solchen falle werden die Ingredienzien zur Bildung des Polyurethanschaums in die Hohlform eingeführt, wo die Mischung anschließend zwecks Bildung eines Schaumstoffkörpers von der gewünschten Form und Gestalt expandiert. Die Hohlform kann auch so ausgebildet werden, daß ein rohrförmiger Hohlkörper aus Schaumstoff erzeugt wird, der anschließend in Einheiten von der gewünschten Länge zertrennt wird, wie sie beispielsweise in Fig. iO mit 12 a und in Fig. 27 mit 12 b bezeichnet sind. Packungseinheiten von dieser Form können sowohl aus thermoplastischen als auch aus warmhärtenden Harzen hergestellt werden, wie vorstehend.beschrieben. Die

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Einheiten 12 a können aus thermoplastischen Harzen durch das Verfahren gemäß Fig. 2) unter Verwendung einer langsam umlaufenden Sohneidvorrichtung 122 gewonnen werden. In ähnlicher Weise können Packungseinheiten von erheblich größerer Länge im Vergleich zum Durchmesser durch niedrige Umlaufgeschwindigkeiten der Schneidvorrichtung 122 bei dem beschriebenen fortlaufenden Verfahren erreicht werden.

Fig. 5 veranschaulicht einen typischen Packungsvorgang mit Schaumstoffpackungseinhelten aus thermoplastischen Harzen oder warmhärtenden Harzen. Dabei.wird eine Menge der Zylinder 12 aus einem Behälter 84 in einen Versandkarton 86 gegossen oder geschüttet. Praktisch wird das Packungsmaterial um das Verpackungsgut herum und In alle seine Ausnehmungen hineingegossen. So zeigt Fig. 5 die Verpackung einer empfindlichen Klystronröhre 88. Die Rieselfähigkeit des Packungsmaterials macht es leicht anpaßbar an schnalle maschinelle Verpackungsverfahren, wie sie beispielsweise bei einem ReihenfertigungsVorgang zum Verpacken einer großen Menge ,von Verpackungsgütern, wie dargestellt, durchgeführt werden können. Die charakteristische Rieselfähigkeit des Packungsmaterials ist ebenso wertvoll beim raschen, sorgfältigen Packen von Versandkartons von Hand, umso mehr, als keine besonderen Kenntnisse zur Durchführung des Verpackens erforderlich sind.

Es hat sich erwiesen, daß bei einer wirtschaftlichen Anwendung des Packungsmaterials die erwünschten Fähigkeiten des anfänglichen Nichtzusammenfallens der Rieselfähigkeit

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und der Zerdrückbarkeit der zylindrischen Formkörper besonders vorteilhaft erhalten werden kann, wenn die einzelnen Packungseinheiten ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser in dem Bereich von etwa 1 : 8 bis etwa 8 : 1 haben. Eine besonders vorteilhafte Form von Packungseinheiten, die in den Figuren 26 und 27 dargestellt ist, hat eine durchschnittliche maximale Querschnittsabmessung in

Jk dem Bereich von etwa 3,18 bis 31,75 mm und ein Verhältnis

von Länge zu Querschnitt von etwa 1 : 6. Im Gegensatz hierzu haben die Packungseinheiten von Fig. 10 und 11 Verhältnisse von Länge zu Durchmesser in der Größenordnung von 1:2 bzw. 2 ; 1. Wird das Verhältnis von Länge zu Durchmesser über 8 :.l hinaus vergrößert, so kann die Länge der Einheiten eine unerwünschte Verflechtung oder ein Selbstpacken des Packungsmaterials.verursachen. Andererseits kann wegen der Zerdrückbarkeit des expandierten Schaumkunststoffs das Verhältnis von Länge zu Querschnittsabmessung herabge-

™ setzt werden*bis auf 1 ; 8 oder weniger, ohne daß eine nachteilige Beeinträchtigung der erwünschten Zerdrückbarkeit des Packungsmaterials zu befürchten ist. Jedoch können Längen unterhalb dieses Verhältnisses die Zusammendrückbarkeit der Masse des Packungsmaterials bis auf einen Punkt reduzieren, wo seine Fähigkeit zur Absorbierung von Stoßen oder Schlägen unerwünscht beeinträchtigt wird.

Bei der Anwendung des geschäumten, expandierten Packungsmaterials gemäß der Erfindung wird der Karton zunächst mit einer solchen Menge des Materials gefüllt, daß eine genügend

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dicke Schicht auf dem Boden des Behälters 10 von Pig. gebildet wird. Dann wird das Verpackungsgut in den Karton gelegt und das Packungsmaterial darum herum und darüber gegossen, um das Verpackungsmaterial von den Wandungen des Kartons genügend sicher zu trennen. Der Karton 86 wird dann mit einem Überschuß an Material, z.B. 3 bis 10 %, gepackt, so daß nach dem Verschließen des Kartons die Verpackungsmasse unter einem gewissen Druck steht. Dadurch wird das Ineinandergreifen durch Reibberührung sowie zwischen den Vorsprüngen und Ausnehmungen bevorzugter Packungsformen noch verstärkt. Ein solches Ineinandergreifen sucht die isolierte Lage des Verpackungsgutes durch Erhöhen des Widerstandes gegen. Wandern des Gutes innerhalb der Verpackungsmasse aufrecht zu halten^

Pig. 7 veranschaulicht die Bedingungen, die während des Versands eines so verpackten Gegenstandes herrschen können, mit den Linien 90» die eine Vibration des Kartons auf dem Boden 92 eines Transportfahrzeuge andeuten. Unter solchen Bedingungen wird ständig ein Widerstand gegen Wandern des Verpackungsgutes durch das Ineinandergreifen der Einheiten 10 sowie durch ein gewisses Maß von Deformation, und Zusammendrücken der expandierten Schaumstoffeinheiten geschaffen, was allgemein mit $k angedeutet ist. Jegliche heftigen Schläge, die auf den Karton übertragen werden können, werden durch die Masse Infolge des Zusammendrückens oder Deformlerens der hohlzylindrischen Körper und des Schaumstoffmaterials selbst absorbiert. Wie schon erwähnt,

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resultiert der hohe Grad von Stoßabsorbtion des Packungsmaterials gemäß der Erfindung teilweise aus der Verformung oder dem Zusammenfallen der hohlzylindrischen Einheiten und teilweise, sogar in einem wesentlichen Ausmaß, von der Verformung oder ZusammendrUckung des expandierten Schaumstoffmaterials selbst, das die Wände der hohlzylindrischen Einheiten bildet. Im Endeffekt wird, wie- bei 96 veranschaulicht, eine beträchtliche Stoßabsorbtion durch die kombinierten Verformungsarten der Gesamtmasse des Verpackungsmaterials bewirkt.

Durch die Erfindung wird somit, wie ohne weiteres ersichtlich, eine höchst brauchbare und leistungsfähige Verpackung einer breiten Vielfalt empfindlicher Verpackungsgüter ermöglicht. Infolge der ungewöhnlichen Natur des

Verpackungsmaterials ist dieses in der Lage, die sehr empfindlichen Gegenstände in fast vollkommener Weise gegen schädliche mechanische Einwirkungen wie Stöße, Schläge und Vibrationen zu schützen. Die Erfindung eignet sich besonders für das Verpacken von elektronischen und optischen Geräten Und Ausrüstungsgegenständen, wie beispielsweise Zeitgebern, Meßgeräten, Ferngläsern, Linsen, Rundfunkröhren usw. Durch das neue Packungsmaterial kann verhindert werden, daß empfindliche Gegenstände infolge Änderung ihrer Lage Ausrichtung oder Einstellung ihrer Teile unbrauchbar werden. Unter normalen Transportbedingungen können solche Änderungen inifolge ständiger Schüttelung oder Vibration des Gegenstandes, insbesondere bei Wandberührung,mit dem Behälter

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eintreten, ohne daß irgendeine sichtbare Schädigung auftritt. Das neue Packungsmaterial gemäß der Erfindung bietet einen besonders großen Schutz gegen mechanische Krafteinwirkung im Vergleich zu ähnlichen, bereits bekannten Packungsmaterialien, weswegen seine Vorteile für einen Versand unter schwierigen Bedingungen oder rauher Behandlung ohne weiteres einleuchtet.

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Claims

Patentansprüche

Frei fließendes Packungsmaterial von niedrigem Schüttgewicht und"hoher Widerstandsfähigkeit gegen Stoß, Schlag und Vibration, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer losen, rieselfähigen, im wesentlichen formbeständigen , Masse von zerdrückbaren, im weitesten Sinne zylindrischen Körpern besteht, die je aus aufgeschäumtem, im wesentlichen ψ steifem, expandiertem Kunststoffmaterial hergestellt sind, das genügende innere Festigkeit besitzt, um seine aufgeschäumte, expandierte Eigenschaft bei normaler Behandlung zu behalten, aber bei Einwirkung einer äußeren Kraft weitgehend zusammengedrückt werden kann, wobei die einzelnen zylindrischen Körper außerdem als offene Hohlkörpereinheiten geformt sind, so daß sie bei normaler Behandlung ihre Zylinderform behalten, aber t>ei Einwirkung der äußeren Kraft erheblich zusammengedrückt werden können.
2. Packungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschäumte, expandierte Kunststoffmaterial eines aus der Gruppe der Polymere, nämlich der alkenyl-aromatischen Polymere, der aliphatischen Olefin-Polymere und der Polyurethanpolymere ist.
J>. Packungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschäumte, expandierte Kunststoffmaterial eine Dichte in der Größenordnung von 0,0048 bis 0,072 kg/dnP aufweist.
4. Packungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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' daß das Kunststoffmaterial mindestens teilweise eine Zellenstruktur aus im wesentlichen miteinander in Verbindung stehenden Zellen besitzt.
5. Packungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial mindestens teilweise eine im wesentlichen einzellige Schaumstruktur .aufweist.
6. Packungsmaterial· nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Körper mindestens teilweise nach außen geöffnete Hohlräume aufweisen, so daß in gewissem Ausmaß ein Ineinandergreifen mit anderen derartigen zylindrischen Körpern möglich ist.
7. Packungsmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Querschnittsabmessung der Zylinder in dem Bereich zwischen J5jl8 und Jl,75 mm liegt.
8. Packungsmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Hohlkörper ein Verhältnis von Länge und größter Querschnittsabmessung haben, das nicht größer als etwa 8 : 1 ist.
9. Packungsmaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Länge zu größter Querschnittsabmessung der Zylinder zwischen etwa 1 : 8 und 8 : 1 liegt.
10. Packungsmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder die Form offener Hohlringe mit einem Verhältnis von Länge zu Querschnittsabmessung in der Größenordnung von etwa 1 : 6 haben.
11. Packungsmaterial nach Anspruch 1 oder 3* gekennzeichnet durch eine Schaumstruktur, deren Hohlräume etwa die Form

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einzelner Zellen mit einer Größe von etwa 0,025 bis 2,54 mm besitzen, wobei der durch die Zellen dargestellte Gesamthohlraum zwischen 25 und 85 % des Gesamtvolumens des Kunststoff materials ausmacht.
12. Packungsmaterial nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Schaumstruktur mit im wesentlichen einzelligen Zellen.
13· Packungsmaterial nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Schaumstruktur mit im wesentlichen miteinander in Verbindung stehenden Zellen.
l4. Packungsmaterial nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Schaumstruktur, die eine fein verteilte anorganische Verstärkungsfüllung aufweist, die in dem gesamten, den Schaum bildenden Kunststoffmaterial dispergiert ist.
15· Packungsmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als Füllmittel in einem Versandbehälter, insbesondere einem Karton, für empfindliche Güter zwischen diese und den Behälterwandungen verwendet ist.
16. Packungsmaterial nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß es aus offenen Hohlringen mit einem Verhältnis von Längen- und Querschnittsabmessung in der Größenordnung \ von etwa 1:6 besteht.
17· Verfahren zur Herstellung eines Packungsmaterials nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial bis auf den flüssigen Zustand erhitzt und darauf so stark gerührt wird, daß Gasblasen in das

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flüssige Material hineingebracht werden und daß das weiche Kunststoffmaterial mittels chemischer Treibmittel expandiert wird, um einen expandierten Schaumkunststoff zu erzeugen, in welchem die Hohlräume, nämlich die auf mechanischem und chemischem Wege gebildeten Gaszellen, zwischen 25 und 85 % des Gesamtvolumens des Kunststoffmaterials betragen, und daß danach der expandierte Schaumkunststoff in steife, im wesentlichen formbeständige, aber zerdrückbare zylindrische Hohlkörper geformt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial in die Form zylindrischer Hohlkörper gebracht wird, während es sich in warm-weichem Zustand befindet, worauf die zylindrischen Körper bis auf einen starren oder steifen Zustand abgekühlt und in Längsrichtung unterteilt werden, um steife, im wesentlichen formbeständige Zylindereinheiten zu bilden.

19· Verfahren nach Anspruch H, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial in getrennte Stücke von zylindrischer Form unterteilt wird, die anschließend zum Erstarren bis auf einen im wesentlichen formbeständigen Zustand gebracht werden, worauf sie miteinander verbunden und in Längsrichtung unter-} &.abteilt werden, um starre oder steife, im wesentlichen formbeständige zylindrische Einheiten zu bilden.

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