DE3514667C2 - Verfahren zur Herstellung einer Faltschachtel aus einem Polsterschichtmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Faltschachtel aus einem Polsterschichtmaterial.

Es ist bekannt, daß Polstermaterialien durch vollständiges Verbinden einer Papier- oder steifen Harzplatte mit einem vakuumgeformten Gegenstand aus einer Harzschicht hergestellt werden. Die JP-PS-47335/83 und die US-PS-3,674,109 offen­ baren ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters mit einer Schutzhülle oder einem Polstermaterial, welches das Übereinanderlegen einer luftundurchlässigen Schicht aus einem thermoplastischen Harz und eines Mikrolöcher auf­ weisenden und mit einem synthetischen Harzfilm beschichteten Papiers oder einer steifen Harzplatte, das Inkontaktbringen der luftundurchlässigen Schicht mit einer Form, das Heizen der Anordnung bei einer Temperatur, die höher als die Er­ weichungstemperatur der luftundurchlässigen Schicht ist, und das anschließende Vakuumverformen lediglich der luftundurch­ lässigen Schicht gegen die Form umfaßt.

Bei der Herstellung einer Schachtel unter Verwen­ dung des nach dem obigen Vakuumverformungsverfahren hergestellten Polstermaterials erscheint jedoch das mit einem Aufdruck versehene Papier an der Außen­ seite, und die Mikrolöcher im Papier vermitteln dem Verbraucher ein eigenartiges Gefühl.

Demzufolge ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Faltschachtel aus einem Polsterschichtmaterial zur Verfügung zu stellen, wobei die Faltschachtel ausgezeichnete Verpackungseigenschaften auf­ weist, d. h. eine hohe Festigkeit (Steifigkeit) und eine gute Polsterung, um einen damit verpackten Gegenstand während des Transports vor Schäden zu bewahren, und das Verfahren mit relativ geringem Aufwand, beispielsweise durch einfaches Automatisieren mit geringen Materialkosten, durchgeführt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren zur Herstellung einer Faltschachtel aus einem Polsterschicht­ material, umfassend die folgenden Stufen: Erweichen oder Schmelzen einer Schichtplatte (1), umfassend eine Träger­ schicht (a) aus thermoplastischem, geschäumtem Polystyrol­ harz mit einer Dicke von 0,3 bis 4 mm und eine Klebeschicht (b) aus thermoplastischem Harz mit einer Wärmeverformungs­ temperatur, die wenigstens 25°C niedriger ist als die des thermoplastischen Harzes, das die Trägerschicht (a) bildet; Bewegen der Schichtplatte (1) in eine Position unterhalb einer Form (4a) derart, daß die Trägerschicht (a) der Form (4a) zugewandt ist; Vakuumverformen der Schichtplatte (1) unter Verwendung der Form (4a) zur Herstellung eines Form­ körpers mit erwünschten unregelmäßigen Oberflächen; Verbin­ den eines unterhalb des Formkörpers angeordneten plattenför­ migen Karton- bzw. Pappeteils (2) hoher Steifigkeit mit dem Formkörper zur Herstellung des Polsterschichtmaterials (5) mit geschlossenen Luftkammern durch senkrechtes Anheben des Pappeteils (2), um die Klebeschicht (b) zu berühren, während der Formkörper engen Kontakt mit der Form (4a) hat; und Be­ schneiden des Polsterschichtmaterials (5), um die gewünschte Faltschachtel zu erhalten, gelöst.

Nachstehend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer für das er­ findungsgemäße Verfahren verwendeten Schichtplatte,

Fig. 2 eine Draufsicht der Schichtplatte,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vor­ richtung 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 Harz für die Trägerschicht (a) der Schichtplatte ist ein thermoplastisches geschäumtes Polystyrolharz.

Beispiele des thermoplastischen Harzes, das für die Klebe­ schicht (b) verwendet wird, umfassen Polyethylen niedriger Dichte, lösliche, lineare Polyester mit niedrigem Molekular­ gewicht, ein Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymer, Polyvinyl­ acetat, ein Ethylen/Vinylacetat-Copolymer (Ethylengehalt: 55 bis 85 Gew.-%), chloriertes Polypropylen, chloriertes Poly­ ethylen, ein Ethylen/(Meth)acrylsäure-Copolymer oder dessen metallische Salze (Na, Li, K, Zn) und ein Ethylen/(Meth) acrylsäure-Niederester-Copolymer.

Die Erweichungstemperatur des thermoplastischen Harzes für die Klebeschicht (b) muß mindestens 25°C niedriger als diejenige des thermoplastischen Harzes für die Trägerschicht (a) sein. Der Grund dafür ist, daß die Schichtplatte nach dem Vakuumverfor­ men mit einem plattenförmigen Teil hoher Steifig­ keit, 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 ge­ schäumten Polystyrolschicht und einem Film aus einem Ethylen/Vinylacetat-Copolymer.

Die Schichtplatte kann mittels eines Verfahrens hergestellt werden, bei welchem das thermoplastische Harz für die Trägerschicht (a) und das thermoplastische Harz 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 Anker­ schichtmittel auf die Oberfläche einer im Extrusions­ verfahren 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 An­ haftens des geschmolzenen Harzes für die Klebe­ schicht 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 des­ selben mit einem organischen Lösungsmittel auf die Oberfläche der Trägerschicht (a) aufgetragen und dann getrocknet wird. Eine derartige wäßrige Emulsion kann durch die in JP-A-2149/81, JP-A-76049/82, JP-A-120655/83, JP-A-113229/82 und JP-A-188536/82 beschriebenen Verfahren hergestellt werden.

Wenn das flüssige Klebemittel verwendet wird, ist es nicht erforderlich, dasselbe auf die ge­ samte Oberfläche der Trägerschicht aufzutragen. Vom Gesichtspunkt der Herstellungskosten ist es vorteilhaft, das flüssige Klebemittel, wie in Fig. 2 gezeigt, stellenweise aufzutragen, bei­ spielsweise mit einer Tiefdruck- oder Flexodruck­ rolle, wodurch eine Schichtplatte mit Bereichen (a₁, a₂, a₃), in denen keine Klebeschicht auf­ getragen ist, hergestellt wird. In Fig. 2 bedeuten b₁, b₂, b₃, b₄ . . . stellenweise aufgetragene Klebe­ schichten, die jeweils in einem Arbeitsgang her­ gestellt sind. Mit a₂ sind Grenzbereiche zwischen den stellenweise aufgetragenen Klebeschichten, d. h. Bereiche ohne aufgetragene Klebeschicht, und mit a₃ sind an der Kette festgespannte Be­ reiche ohne aufgetragene Klebeschicht bezeichnet.

Das flüssige Klebemittel wird üblicherweise so eingestellt, daß der Harzgehalt 1 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 50 Gew.-%, und die Brookfield-Viskosität 1 bis 100 Pa·s be­ trägt.

Das auf die Schichtplatte aufgetragene flüssige Klebemittel weist einen Feststoffgehalt des Harzes von 0,1 bis 10 g/m² auf.

Die Dicke der Trägerschicht beträgt 0,3 bis 4 mm (Dichte: 0,02 bis 0,1 g/cm³). Die Klebeschicht ist vorzugsweise bis 60 µm dick.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Falt­ schachtel aus einem Polsterschichtmaterial ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die in Fig. 3 bis 7 beschrieben.

Eine Schichtplatte 1 wird mittels einer Kette (nicht dargestellt) zu einer Wärmekammer 3 beför­ dert, in welcher eine Trägerschicht und eine Klebe­ schicht der Schichtplatte 1 erweicht oder geschmolzen werden. Die erweichte oder geschmolzene Schicht­ platte 1 wird durch Bewegen der Kette über eine einem Auftrag entsprechende Länge unterhalb einer oberen Form 4a positioniert. Der Druck im Hohl­ raum 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 Haft­ verbindung führt zur Bildung von Luftkammern 6-6 in dem Polstermaterial 5, die vom Karton 2 und der in die gewünschte Form geformten Schicht­ platte 1 umschlossen sind. Die umschlossenen Luftkammern verleihen dem Polstermaterial 5 die Polstereigenschaften.

Nachdem die Schichtplatte 1 und der Karton 2 miteinander verbunden sind, wird das dabei ent­ standene Polstermaterial 5′ falls erwünscht und erforderlich, durch Anblasen mit Luft mittels einer in einer Kühlkammer 7 angeordneten Kühl­ luft-Blaseinrichtung 7a gekühlt und dann mittels eines Schneidmessers 9a und zweier Plattenge­ wichte 8-8 in einer Putzkammer in einem Durchgang beschnitten oder geputzt.

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 aufge­ druckten Beschichtung 15 versehen. Eine Klebeschicht b ist als ein Film aus einem Ethylen/Vinylacetat-Copolymer mit einer Dicke von 30 µm ausgebildet. Ein vakuumgeformtes Erzeugnis 1 aus einer geschäumten Polystyrolschicht (Dicke: 2 mm) mit einer Massendichte von 0,03 bis 0,5 g/cm³ ist mittels der Klebeschicht b mit dem Karton 2 verbunden. Eine Polyolefinschicht 10, die aus einem Ethylen/Vinylacetat- Copolymer hergestellt ist und eine Dicke von ungefähr 100 µm aufweist, ist mit der geschäumten Polystyrolschicht 1 ver­ bunden und stellt eine äußere glänzende Schicht dar. Einge­ schlossene Luftkammern 6 sind durch den Karton 2 und Vor­ sprünge 12 der geformten Platte 1 gebildet.

Nachdem ein Gegenstand A auf den Karton auf­ gesetzt ist, wird das Umhüllmaterial derart ent­ lang den Linien 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 Luft­ kammern geschützt.

Die Erfindung wird mit größeren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele be­ schrieben.

Beispiele Herstellung einer wäßrigen Dispersion eines Ethylen/Vinyl­ acetat-Copolymers

Ein Ethylen/Vinylacetat-Copolymer (Vinylacetatgehalt: 28 Gew.-%) wurde mit einer Zufuhrmenge von 100 Gew.-Teilen/h von einem Vorratsbehälter eines Doppelschnecken-Extruders mit zusammen rotierenden, ineinandergreifenden Schnecken zu­ geführt. Eine wäßrige Lösung eines N,N-Dimethylaminethyl­ methacrylat/Butylmethacrylat/Laurylmethacrylats (0,4 : 0,5 : 0,1 in Mol), das mit Ameisensäure (Feststoffgehalt 35%) neutra­ lisiert worden ist, wurde kontinuierlich mit einer Zufuhr­ menge von 22,9 Gew.-Teilen/h vom ersten Einlaß, und Wasser wurde kontinuierlich mit einer Zufuhrmenge von 147,1 Gew.-Teilen/h vom zweiten Einlaß zugeführt. Das Gemisch wurde dann mit einer Temperatur von 130°C extrudiert, um eine milchigweiße wäßrige Dispersion (Feststoff­ gehalt 50 Gew.-%) herzustellen.

Beispiel 1

Eine Schichtplatte aus einem geschäumten Polystyrol­ papier (Dichte: 0,08 g/cm³, Dicke 2,5 mm) und einem Film aus einem Ethylen/Vinylacetat-Copolymer (Dicke: 30 µm) wurde einer auf 200°C gehaltenen Wärmekammer zugeführt und durch Erhitzen mit einem Infrarotstrahlungs-Heizgerät erweicht oder ge­ schmolzen. Die erweichte oder geschmolzene Schicht­ platte wurde unter Verwendung einer oberen Form vakuumverformt (Druckreduzierung: -450 mm Hg).

Während die in vorstehend beschriebener Weise ge­ formte 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 µm dicken Polypropylenschicht mit der nach dein Beispiel für die vorbereitenden Maßnahmen hergestellten wäßrigen Emulsion erzeugt wurde - wie in Fig. 2 dargestellt - als Schicht­ platte benutzt wurde.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung einer Faltschachtel aus einem Polsterschichtmaterial, umfassend die folgenden Stufen:

• - Erweichen oder Schmelzen einer Schichtplatte (1), umfassend eine Trägerschicht (a) aus thermoplasti­ schem, geschäumtem Polystyrolharz mit einer Dicke von 0,3 bis 4 mm und eine Klebeschicht (b) aus thermoplastischem Harz mit einer Wärmeverformungs­ temperatur, die wenigstens 25°C niedriger ist als die des thermoplastischen Harzes, das die Träger­ schicht (a) bildet;
• - Bewegen der Schichtplatte (1) in eine Position unterhalb einer Form (4a) derart, daß die Träger­ schicht (a) der Form (4a) zugewandt ist;
• - Vakuumverformen der Schichtplatte (1) unter Verwen­ dung der Form (4a) zur Herstellung eines Formkörpers mit erwünschten unregelmäßigen Oberflächen;
• - Verbinden eines unterhalb des Formkörpers angeordne­ ten plattenförmigen Karton- bzw. Pappeteils (2) hoher Steifigkeit mit dem Formkörper zur Herstellung des Polsterschichtmaterials (5) mit geschlossenen Luftkammern durch senkrechtes Anheben des Pappeteils (2), um die Klebeschicht (b) zu berühren, während der Formkörper engen Kontakt mit der Form (4a) hat; und
• - Beschneiden des Polsterschichtmaterials (5), um die gewünschte Faltschachtel zu erhalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Klebeschicht (b) mit einer Dicke von 1 bis 60 µm ver­ wendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Klebeschicht (b) ein thermoplastisches Harz, ausge­ wählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyethylen niedriger Dichte, löslichen, linearen Polyestern niedrigen Molekular­ gewichts, einem Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymer, Poly­ vinylacetat, einem Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, chlorier­ tem Polypropylen, chloriertem Polyethylen, einem Ethylen/(Meth)acrylsäure-Copolymer oder dessen Metallsalzen und einem Ethylen/(Meth)acrylsäure-Niederester-Copolymer, verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtplatte (1) durch Zuführen der thermoplastischen Harze für die Trägerschicht (a) und für die Klebeschicht (b) zu einem Werkzeug mittels verschiedener Extruder und durch Coextrudieren hergestellt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtplatte (1) durch Auftragen einer wäßrigen Emulsion oder einer Lösung eines Harzes für die Klebeschicht (b) in einem organischen Lösungsmittel auf die Oberfläche der Trägerschicht (a) und durch Trocknen hergestellt wird.