DE102007011292A1

DE102007011292A1 - Verfahren zum Aufbringen eines Etiketts auf ein tiefgezogenes Formteil und Formwerkzeug zum Durchführen des Verfahrens

Info

Publication number: DE102007011292A1
Application number: DE200710011292
Authority: DE
Original assignee: Kiefer Werkzeugbau GmbH
Current assignee: Kiefer Werkzeugbau GmbH
Priority date: 2007-03-08
Filing date: 2007-03-08
Publication date: 2008-09-11
Anticipated expiration: 2027-03-09
Also published as: DE202007018822U1; DE102007011292B4

Abstract

Ein Verfahren zum Aufbringen eines Etiketts auf ein Formteil während des Tiefziehens aus einer erwärmten thermoplastischen Kunststofffolie wird so vorgenommen, dass eine lagegenaue Aufbringung eines qualitativ höherwertigen Etiketts auf die Fläche des Formteils vorgenommen wird, die von der Oberfläche der formgebenden Bauteile des Formwerkzeugs abgewandt ist. Erreicht wird dies dadurch, dass das Etikett vor dem Schließen des Formwerkzeugs auf eine Anpressplatte aufgelegt, dort gehalten und während oder unmittelbar nach dem Tiefziehen des Formteils gegen die von den formgebenden Bauteilen abgewandte Oberfläche des Formteils gepresst wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines Etiketts auf ein Formteil während des Tiefziehens aus einer erwärmten thermoplastischen Kunststofffolie nach der Gattung des Hauptanspruches sowie ein Formwerkzeug zum Durchführen des Verfahrens.
Aus der DE 10 2005 016 312 ist es bekannt, während des Tiefziehens von Formteilen mittels eines Formwerkzeuges die Außenwand der Formteile mit einem Etikett zu versehen. Dazu werden die Etiketten in die Formnester des Formwerkzeuges eingelegt und beim Tiefziehen verbindet sich die noch warme Kunststofffolie mit dem Etikett. Hierzu ist das Etikett ggf. entsprechend behandelt.
In der genannten Schrift ist das Negativformen von Formteilen dargestellt. Dieses Verfahren des Etikettierens ist seit langem bekannt und in zahlreichen Schriften offenbart.
Es gibt jedoch Formteile, die aus verfahrenstechnischen Gründen mittels einer Positivform hergestellt werden sollten. Dabei kann die Positivform auch Bereiche aufweisen, die negativ gestaltet sind. Man bezeichnet das Herstellverfahren dann als Positiv-Negativ-Formung. Kunststoffdeckel für beispielsweise Margarinendosen sind solche Formteile, die nach diesem Verfahren vorzugsweise hergestellt werden. Es gibt aber auch flache deckelartige Formteile, die nur negativ geformt werden, wobei aber das Etikett auf der Seite aufgebracht werden muss, die der Oberfläche der formgebenden Bauteile des Formwerkzeugs abgewandt ist.
Wenn solche deckelartigen Formteile zu Werbezwecken mit einem Dekor versehen werden sollen so ist es bisher nur bekannt, dieses Dekor mittels einer üblichen Druckeinrichtung aufzubringen oder – falls sich das Dekor auf einem Etikett befindet – das Etikett in einem der Formung nachgeschalteten Arbeitsgang auf dem Formteil aufzubringen. Die Qualität einer nachträglichen Bedruckung ist aufgrund des anwendbaren Druckverfahrens schlechter als die eines im Tiefdruckverfahren bedruckten Etiketts, weshalb dieses bei manchen Produkten vorzuziehen ist. Auch gibt es Bestrebungen, Verpackungen mit einem Transponder zu versehen, um eine automatische Warenerkennung an der Kasse vornehmen zu können. Solche Transponder könnten im Etikett integriert werden. Dekor und Transponder könnten dann gemeinsam auf den Kunststoffdeckel der Verpackung aufgebracht werden.
Das separate Aufbringen des Etiketts auf deckelartige Formteile außerhalb der Formstation ist aufwendig, da eine spezielle Vorrichtung benötigt wird. Auch müssen die Formteile zeitaufwendig gehandhabt werden. Um Etiketten warm aufzusiegeln ist eine zusätzliche Erwärmung erforderlich, die Energie benötigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren so vorzunehmen, dass eine lagegenaue Aufbringung eines qualitativ höherwertigen Etiketts auf die Fläche des Formteils vorgenommen wird, die von der Oberfläche der formgebenden Bauteile des Formwerkzeugs abgewandt ist. Bei den bekannten Verfahren mit Einlegen eines Etiketts in das Formwerkzeug vor dem Tiefziehen ist das Etikett dagegen immer auf der Seite des Formteils angeordnet, die den formgebenden Bauteilen des Formwerkzeugs zugewandt ist. Dieses Aufbringen sollte im Formwerkzeug während oder kurz nach dem Tiefziehen des Formteils erfolgen und keine zusätzliche Energie erfordern. Es sollte störungsunanfällig sein und eine lagegenaue Positionierung des Etiketts zur Formteilgestalt ermöglichen.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 vorgeschlagen. Das Formwerkzeug zum Durchführen des Verfahrens ist in Anspruch 3 beansprucht. Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den 1 bis 3 dargestellt. Es zeigt:
1 einen Querschnitt durch ein kombiniert formendes und stanzendes Formwerkzeug in einer ersten Ausführungsvariante in geschlossenem Zustand.
2 denselben Querschnitt in geöffnetem Zustand des Formwerkzeugs.
3 einen Teilschnitt durch ein kombiniert formendes und stanzendes Formwerkzeug in einer zweiten Ausführungsvariante in geschlossenem Zustand.
In den 1 und 2 ist ein kombiniert formendes und stanzendes Formwerkzeug nach einer ersten Ausführungsvariante zum Durchführen des Verfahrens dargestellt. Es besteht aus einem Oberteil 1 und einem Unterteil 2, die relativ zueinander verschiebbar sind und im Zusammenwirken eine erwärmte Folienbahn 3 aus thermoplastischem Kunststoff zu einem Formteil 4 mittels Differenzdruck-Druckluft und/oder Vakuum – tiefziehen und dieses ausstanzen. Das Formwerkzeug ist in die Formstation 5 einer Thermoformmaschine eingebaut, die hierzu einen Obertisch 6 und einen Untertisch 7 aufweist. Im dargestellten Beispiel befinden sich die formgebenden Bauteile 8 für das Formteil 4 im Oberteil 1. Sie setzen sich pro Formnest zusammen aus dem Außenteil 9, dem Innenteil 10 und dem Bodenteil 11. Alle Außenteile 9 des Formwerkzeugs, das meist mehrere Formnester einreihig oder mehrreihig aufweist, sitzen in der Matrize 12 in einem entsprechenden Durchbruch und sind zu dieser verschiebbar, indem sie an über nicht dargestellte Antriebe verschiebbaren Stangen 13 gehalten sind. Die Matrize 12 sitzt axial verschiebbar an der Kopfplatte 14, in der die Stangen 13 geführt sind. Die Verschiebung der Matrize 12 erfolgt durch Federn 18, sie wird gehalten von Bundschrauben 19. An der Matrize 12 ist das Innenteil 10 befestigt, an diesem das Bodenteil 11 in der Weise, dass ein Hohlraum 15 zum Anlegen eines Vakuums gebildet wird. Dieses wird über die Bohrungen 16, 17 zugeführt und wirkt über Bohrungen 20 im Bodenteil 11 am Formteil 4.
Das Unterteil 2 setzt sich aus der Grundplatte 21, dem Klemmrahmen 22 und pro Formnest aus der Messerhalterung 23 und dem Schnittmesser 24 mit der Kontur des auszustanzenden Formteils 4 zusammen. Dabei weist die Messerhalterung 23 im Innern eine Bohrung 25 auf, in der ein Kolben 26 verschiebbar geführt ist. Am Kolben 26 ist ein Bolzen 27 befestigt, der andererseits mit der Anpressplatte 28 verbunden ist. Diese Anpressplatte 28 kann über eine Bohrung 29 im Bolzen 27 mit einer nicht dargestellten Vakuumquelle in Verbindung bebracht werden, sodass ein Etikett 30 angesaugt werden kann.
Beim Formwerkzeug nach den 1 und 2 findet folgender Verfahrensablauf, ausgehend von 1, statt. Dabei wird davon ausgegangen, dass kurz zuvor pro Formnest ein Etikett 30 auf die Anpressplatte 28 aufgelegt und dort angesaugt wurde. Dies kann auf folgende Weise erfolgt sein:
Entweder das Formwerkzeug besteht aus zwei horizontal verschiebbaren Unterteilen 2, die abwechselnd außerhalb und in der Formstation 5 zu liegen kommen und in dieser Position außerhalb der Formstation 5 beschickt werden, während mit dem zweiten Unterteil 2 das Verformen in der Formstation 5 stattfindet.
Oder das Unterteil 2 ist schwenkbar ausgebildet und wird in der geschwenkten Position – dargestellt durch die Mittellinie 31 – beschickt und dann zurückgeschwenkt in die in 1 und 2 dargestellte Lage.
Oder das Formwerkzeug wird soweit axial geöffnet, dass mit einer Beschickungseinrichtung die Etiketten 30 auf die Anpressplatten 28 aufgelegt werden können.
Gleichzeitig mit dem Beschicken aller Anpressplatten 28 des Formwerkzeugs mit Etiketten 30 wird in allen beschriebenen Fällen ein erwärmter Abschnittes der Folienbahn 3 zwischen das geöffnete Formwerkzeug gebracht, das daraufhin geschlossen wird. Dabei erfolgt zunächst ein Einspannen des Folienbahnabschnittes zwischen Klemmrahmen 22 und Matrize 12. Die Matrize 12 weicht zurück und durch Vakuum über die Bohrungen 16, 17 und/oder Druckluft über die Formluftbohrungen 35 erfolgt das Ausformen der Formteile 4 und am Ende des Ausformens deren Ausstanzen mit den Schnittmessern 24. Gleichzeitig mit dem Ausformen des Formteils 4 oder unmittelbar nach dessen Abschluss werden der Kolben 26 mittels Druckluft, zugeführt über eine Bohrung 32 in der Grundplatte 21, und der Bolzen 27 nach oben gedrückt. Dadurch wird das auf der Anpressplatte 28 liegende Etikett 30 gegen das Formteil 4 gepresst, das sich mit dem noch warmen Kunststoff verbindet.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Anpressplatte 28 in dieser ausgefahrenen Position zu belassen, um nach dem Öffnen des Formwerkzeugs ein Etikett 30 leichter auf diese auflegen zu können. Erst vor dem Schließen des Formwerkzeugs wird dann der Kolben 26 mit der Anpressplatte 28 zurückgezogen, damit eine Berührung der Anpressplatte 28 bzw. des auf ihr liegenden Etiketts 30 mit der Folienbahn 3 beim Schließen des Formwerkzeugs verhindert ist.
Das beschriebene Verfahren findet in gleicher Weise mit denselben Vorteilen bei einem nur formend ausgebildeten Formwerkzeug statt, bei dem das Schnittmesser 24 nicht eingebaut ist. Das Ausstanzen der Formteile 4 findet in diesem Fall in einer nachgeordneten Station statt.
Nach dem Öffnen des Formwerkzeugs mit dem Entformen eventueller Hinterschnitte des Formteils 4 in an sich bekannter Weise wird die Folienbahn 3 weitertransportiert und nimmt dabei die noch an kleinen Stegen mit ihr verbundenen – oder bei nur formendem Betrieb ganz mit der Folienbahn 3 verbundenen – Formteile 4 bis zu einer nachgeschalteten Stapeleinrichtung und ggf. zu einer Stanzeinrichtung mit.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann genauso angewendet werden, wenn flache Formteile 4 nur negativ tiefgezogen werden, wie es in 3 in einem Teilbereich des Formwerkzeugs bei einem formenden und stanzenden Formwerkzeug dargestellt ist, wobei das Ausstanzen mittels der Schertechnik, also im Durchfallschnitt, erfolgt. Dazu ist das Außenteil als Schnittstempel 36 ausgebildet, das mit einer am Unterteil 2 angeordneten Schnittplatte 37 zusammenwirkt. Um den Schnittstempel 36 ist ein Abstreifer 38 vorgesehen.
Diese Figur zeigt auch, dass es genauso möglich ist, das Oberteil 1 des Formwerkzeugs am Untertisch 7 der Thermoformmaschine zu montieren und das Unterteil 2 mit den formgebenden Bauteile 8 am Obertisch 6. Moderne Thermoformmaschinen sind bauseits so gestaltet, dass wahlweise gearbeitet werden kann. Bei dieser Art des Ausstanzens der Formteile 4 ist es möglich, den Untertisch 7 der Thermoformmaschine wie bereits beschrieben abkippbar zu gestalten und in abgekipptem Zustand – wie in 1 durch die Mittellinie 31 angedeutet – sowohl das Auswerfen der ausgestanzten Formteile 4 als auch das Beschicken aller Platten 34 mit Etiketten 30 vorzunehmen.
Gemäß einer besonderen Ausbildung des Formwerkzeuges wird vorgeschlagen, das Anpressen des Etiketts 30 über einen pneumatisch betätigten Kolben 26 wie in den 1 bis 3 dargestellt vorzunehmen, da dann eine hohe Anpresskraft erzeugt werden kann. Und zwar auch dann, wenn das Tiefziehen der Formteile 4 mit Druckluft in an sich bekannter Weise erfolgt. In diesem Fall wirkt eine Kraft auf die Anpressplatte 28 entgegen der Anpressrichtung beim Etikettieren, wenn sich die Formluft aufbaut. Diese Gegenkraft ist abhängig vom Durchmesser des Kolbens 26 und dem Durchmesser des Bolzens 27 und dem Druck der Formluft. Wenn der Kolben 26 jedoch vorzugsweise einen wesentlich größeren Durchmesser aufweist als das Etikett 30 ist immer eine hohe Anpresskraft auch bei der Druckluftformung gegeben. Durch ein Druckregelventil 33 in der Zuleitung der Druckluft zum Kolben 26 kann die Anpresskraft leicht verändert und den optimalen Erfordernissen angepasst werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Anpressplatte 28 auf der dem Etikett 30 zugewandten Fläche mit einer Platte 34 aus einem elastischen Material vorzusehen. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige allseits wirkende Anpressung erzielt. Diese Platte 34 ist luftdurchlässig gestaltet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102005016312 [0002]

Claims

Verfahren zum Aufbringen eines Etiketts auf ein aus einer erwärmten thermoplastischen Kunststofffolie mittels eines Formwerkzeugs tiefgezogenes Formteil (4) während oder unmittelbar nach Abschluss des Tiefziehvorganges, während sich das Formteil (4) noch im Formwerkzeug befindet, wobei das Formwerkzeug aus einem Oberteil (1) mit formgebenden Bauteile (8) und einem Unterteil (2) mit pro Formnest einer verschiebbaren Anpressplatte (28) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Etikett (4) vor dem Schließen des Formwerkzeugs auf die Anpressplatte (28) aufgelegt, dort gehalten und während oder unmittelbar nach dem Tiefziehen des Formteils (4) gegen die von den formgebenden Bauteilen (8) abgewandte Oberfläche des Formteils (4) gepresst wird.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressplatte (28) vor dem Auflegen eines Etiketts (4) ausgefahren und nach dem Auflegen und vor dem Schließen des Formwerkzeugs zurückgezogen wird.
Formwerkzeug zum Tiefziehen eines Formteils (4) aus einer erwärmten thermoplastischen Kunststofffolie und zum Aufbringen eines Etiketts (30) auf eine Oberfläche des Formteils (4) während des Tiefziehvorganges, mit mindestens einem Formnest, bestehend aus einem Oberteil (1) mit formgebenden Bauteilen (8) und einem Unterteil (2), dadurch gekennzeichnet, dass im Unterteil (2) pro Formnest eine verschiebbare Anpressplatte (28) mit einer Einrichtung zum Festhalten eines Etiketts (30) auf ihrer Oberfläche vorgesehen ist.
Formwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressplatte (28) an der Oberfläche eine Platte (34) aus elastischem Material trägt.
Formwerkzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressplatte (28) über einen Bolzen (27) mit einem pneumatisch betätigbaren Kolben (26) in Verbindung steht.
Formwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Kolbenfläche des Kolbens (26) größer ist als die Fläche des Etiketts (30).
Formwerkzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckluftzuführung zum Kolben (26) ein Druckregelventil (33) angeordnet ist.