DE102010054971A1

DE102010054971A1 - Verfahren zum Beschichten von Emballagen-Halbteilen

Info

Publication number: DE102010054971A1
Application number: DE102010054971A
Authority: DE
Inventors: Peter Schneider; Dominik Kalis
Original assignee: Huber Packaging Group GmbH
Current assignee: Huber Packaging Group GmbH
Priority date: 2010-12-08
Filing date: 2010-12-08
Publication date: 2012-06-14
Also published as: WO2012076589A2; EP2648854A2; WO2012076589A3; DE102010054971A8

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Beschichten von Emballagen-Halbteilen mit den folgenden Schritten offenbart: Bereitstellen eines Halbteils aus Blech, insbesondere Feinstblech; Aufsetzen des Halbteils auf einer Aufnahme; Aufsetzen mindestens eines ersten Maskierungsmittels auf das Halbteil, um das Halbteil zumindest teilweise nach außen abzudecken; Applizieren einer Pulverbeschichtung auf die Außenseite des Halbteils und Aufschmelzen der Pulverbeschichtung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Emballagen-Halbteilen sowie eine daraus hergestellte Emballage.
Emballagen, häufig auch als Verpackungen bezeichnet, sind in den vielfältigsten Formen im Einsatz. Soweit die Emballagen aus Blech, insbesondere Feinstblech, hergestellt werden, so werden diese in der Regel aus mehreren Halbteilen zusammengesetzt. Beispielsweise werden Blechdosen in der Regel aus drei Teilen zusammengesetzt, nämlich aus einem geschlossenen Mantel, einem Boden und einem Oberboden. Dabei wird in der Regel der Mantel mit dem Boden und dem Oberboden jeweils durch eine Falzverbindung verbunden. Ebenso kann die Blechdose aus einem mit dem Mantel verfalztem Boden und einem eingesetzten oder aufgesetzem Deckel bestehen.
Um unerwünschte Wechselwirkungen zwischen dem Füllgut und der Verpackung zu verhindern, werden entweder die Halbteile vor dem Zusammensetzen der Emballage oder die Emballagen in ihrer Endform mittels Lack, Folie oder Pulver beschichtet. Bei der Lackierung und Folienbeschichtung werden die Blechtafeln, aus denen die Halbteile hergestellt werden, vor dem Umformprozess beschichtet. Wird das Halbteil pulverbeschichtet, so durchfährt es nach dem Umformen eine Pulverkabine, wobei es komplett pulverbeschichtet wird.
Keines dieser Verfahren zur Vermeidung von Wechselwirkung zwischen Füllgut und Verpackungsmaterial arbeitet zufriedenstellend. Wird z. B. ein Halbteil mit Lack beschichtet, so werden die Schnittkanten meist nur unzureichend beschichtet, da der hierzu eingesetzte Lack zur sogenannten Kantenflucht neigt. Ferner kann durch einen Umformprozess und durch die Bearbeitung des Halbteils die vor der Umformung applizierte Lack- oder Folienbeschichtung beschädigt werden, wodurch sie in ihrer schützenden Wirkung erheblich beeinträchtigt werden kann. Wird das Halbteil durch Pulverbeschichten behandelt, so werden die Werkstücke bei einem relativ langsamen Durchfahren einer Pulverkabine komplett beschichtet, was jedoch nicht für hohe Taktzahlen und eine selektive Aufbringung der Beschichtung, etwa nur auf der Innenseite, außerhalb des Falzbereiches, geeignet ist. Wegen der relativ hohen Beschichtungsdicke ist die übliche Pulverbeschichtung im Übrigen wegen des hohen Materialeinsatzes verhältnismäßig teuer und zudem bei nachfolgenden Umformprozessen teilweise nachteilig.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zum Beschichten von Emballagen-Halbteilen anzugeben, mit dem eine selektive Beschichtung von Emballagen-Halbteilen an bestimmten Oberflächen ermöglicht wird und gleichzeitig eine örtlich exakt definierte und dauerhafte Beschichtung gewährleistet werden kann, so dass das Füllgut auch etwa nach einem Umformprozess dauerhaft geschützt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Beschichten von Emballagen-Halbteilen mit den folgenden Schritten gelöst:

– Bereitstellen eines Halbteils aus Blech, insbesondere Feinstblech;
– Aufsetzen des Halbteils auf eine Aufnahme;
– Aufsetzen mindestens eines ersten Maskierungsmittels auf das Halbteil, um das Halbteil zumindest teilweise nach außen abzudecken;
– Applizieren einer Pulverbeschichtung auf die Innenseite des Halbteils und
– Aufschmelzen der Pulverbeschichtung.

Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Durch die Verwendung eines Maskierungsmittels, durch das das Halbteil teilweise nach außen abgedeckt wird, kann im anschließenden Beschichtungsschritt eine Pulverbeschichtung selektiv auf alle nicht abgedeckten Bereiche aufgebracht werden und anschließend aufgeschmolzen werden.
Durch eine solche selektiv applizierte Pulverbeschichtung kann ein dauerhafter Schutz der Emballage gewährleistet werden, da die Pulverbeschichtung nur auf die gewünschten Bereiche des Emballagen-Halbteils appliziert wird. Insbesondere in Kantenbereichen wird bei der Pulverbeschichtung ein besonders guter Schutz gewährleistet, da sich besonders im Kantenbereich eine gute Applikationsdichte einstellt. Ferner kann die erfindungsgemäß verwendete Pulverbeschichtung im Zuge des Herstellungsverfahrens für eine Emballage in den notwendigen Materialfluss aufgenommen werden, ohne dass ein Transport der Halbteile nach der Beschichtung zu einem anderen Ort zwecks Weiterverarbeitung oder eine Zwischenlagerung notwendig ist. So wird eine zwischenzeitliche Verschmutzung des Materials vermieden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Halbteil einen umlaufenden Rand auf, der durch das erste Maskierungsmittel zumindest teilweise abgedeckt wird.
Auf diese Weise kann die Pulverbeschichtung auf einen solchen Bereich des Halbteils begrenzt werden, in dem keine nachfolgende Falzverbindung erzeugt wird.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Aufnahme Mittel zur Positionierung des Halbteils auf. Hierbei kann etwa ein nach außen hervorstehender Steg, vorzugsweise ein umlaufender Steg, vorgesehen sein, an dem das Halbteil positionierbar ist. Zusätzlich kann ein Absatz an der Aufnahme vorgesehen sein, um so eine genaue Positionierung des Halbteils an der Aufnahme zu gewährleisten.
Weiterhin kann das Halbteil mindestens eine Ausnehmung aufweisen, der mindestens ein zweites Maskierungsmittel zugeordnet ist.
Ist das Halbteil somit mit einer oder mehreren Ausnehmungen versehen, so können diese jeweils selektiv durch einfach anbringbare Maskierungsmittel ausgespart bzw. abgedeckt werden, um eine passgenaue Auftragung des Pulver auf den zu beschichtenden Bereich zu gewährleisten.
Hierbei kann das zweite Maskierungsmittel an der Aufnahme derart gehalten sein, dass das zweite Maskierungsmittel bei Aufsetzen des Halbteils auf die Aufnahme durch die Ausnehmung des Halbteils nach außen hervorsteht.
Auf diese Weise wird eine passgenaue Aussparung der Ausnehmung erreicht.
In weiter vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird zumindest ein Maskierungsmittel mit einer Oberfläche verwendet, die mit einer haftungsmindernden Beschichtung versehen ist, wobei es sich beispielsweise um eine Beschichtung mit PTFE handeln kann.
Auf diese Weise lassen sich Farbpulverreste nach dem Beschichtungsvorgang leicht vom Maskierungsmittel entfernen.
Zur Pulverbeschichtung wird vorzugsweise ein Feinstpulver verwendet, etwa ein Pulver mit einer mittleren Partikelgröße von ≤ 20 μm.
Zusätzlich kann das Feinstpulver mit Farbpigmenten versehen sein.
Auf diese Weise lässt sich eine besonders gleichmäßige, dünne und kostengünstige Beschichtung erzielen, die ggf. noch in einer gewünschten Weise eingefärbt ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird zur Pulverbeschichtung ein Feinstpulver auf Epoxy-/Polyesterbasis verwendet.
Hierdurch lassen sich besondere gut haftende und dauerhafte Beschichtungen mit einer geringen Beschichtungdicke erzielen, die vorzugsweise ≤ 25 μm ist.
Eine erfindungsgemäße Emballage weist einen umfangsseitig geschlossenen Mantel auf, einen Boden und einen Oberboden bzw. einen Deckelring mit Deckel, die über Falzverbindungen miteinander verbunden sind, wobei zumindest eines der Teile nach dem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt ist.
Hierbei kann in die Falzverbindung zwischen den benachbarten Teilen auch ein Dichtmittel einbezogen sein, das sich zuvor als Beschichtung auf einem ausgewählten Bereich des Emballage-Halbteils befindet. Es kann sich hierbei z. B. um eine Gummierung handeln.
Die erfindungsgemäß hergestellte Emballage lässt sich besonders vorteilhaft zur Verpackung von Getränken, insbesondere kohlensäurehaltigen Getränken, wie etwa Bier verwenden und eignet sich insbesondere zur Herstellung eines Party-Fasses (mit Bier befülltes Fass mit einem Volumen von meist etwa 5 Liter und integrierter Zapfeinrichtung).
Dabei wird durch die erfindungsgemäße Emballage dauerhaft gewährleistet, dass der Verpackungsinhalt nicht unmittelbar mit der Blechoberfläche oder korrodierten Bereichen in Kontakt gelangen kann. So wird die Frische des kohlensäurehaltigen Getränkes auf besondere Weise gewährleistet.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Emballage;
2 einen Teil-Schnitt durch eine Falzverbindung im Bereich zwischen Oberboden und Mantel, in vergrößerter Darstellung;
3 einen Teilschnitt durch den Randbereich vor dem Erzeugen der Falzverbindung;
4 einen Schnitt durch ein Emballagen-Halbteil in Form eines Oberbodens, der auf eine Aufnahme positioniert und mittels eines Maskierungsmittels teilweise abgedeckt ist, wobei eine applizierte Pulverbeschichtung vor dem Aufschmelzen gezeigt ist;
5 einen Schnitt durch das obere Maskierungsmittel und
6 einen Schnitt durch die Aufnahme mit den darauf vorgesehenen Maskierungsmitteln.
In 1 ist eine Emballage in Form eines sogenannten Party-Fässchens perspektivisch dargestellt. Die Emballage 10 besteht aus einem Mantelteil 12 in Form eines umlaufenden, geschlossenen Mantels und aus einem Oberboden 14 und einem Boden 22. Der Mantel 12 und der Oberboden 14 sind durch eine Falzverbindung im Bereich eines umlaufenden Randes 16 miteinander verbunden. In entsprechender Weise sind der Mantel 12 und der Boden 22 über eine Falzverbindung im Bereich des unteren Randes 24 miteinander verbunden.
In 2 ist ein Ausschnitt aus der Falzverbindung zwischen Mantel 12 und Oberboden 14 vergrößert dargestellt. Wie sich aus dem Teilschnitt aus dem Mantel 12' vor dem Erzeugen der Falzverbindung zeigt, kann der Mantel 12' einen zusätzlichen Dichtbereich für die Falzverbindung 17 in Form einer umlaufenden Dichtfläche 26 aufweisen, die etwa aus einer Gummierung bestehen kann. Nach dem Erzeugen der Faltverbindung 17 gemäß 2 liegt hierbei die Dichtfläche 26 unmittelbar zwischen den benachbarten Blechbereichen und bewirkt so eine sichere Abdichtung.
Der Oberboden 14 weist zwei Ausnehmungen auf, nämlich eine zentrale Ausnehmung 18, die bei der späteren Verwendung als Party-Fass als Füllöffnung und spätere Zapföffnung dient, sowie eine außermittig angeordnete Öffnung 20 mit einem etwas größeren Durchmesser, die der späteren Befestigung einer Druckpatrone mit Ventil dient.
Anhand der 4 bis 6 wird nunmehr die Pulverbeschichtung der Emballagen-Halbteile am Beispiel der Beschichtung des Oberbodens 14 näher erläutert.
Um den Oberboden 14'' selektiv nur an der Innenseite zu beschichten, wobei ein umlaufender Randbereich 21 von der Beschichtung ausgespart wird, wird der Oberboden 14'' zunächst auf eine Aufnahme 30 gemäß 6 aufgesetzt und anschließend durch ein Maskierungsmittel 40 teilweise abgedeckt. Die sich im zusammengesetzten, maskierten Zustand ergebende Konstellation ist in 4 dargestellt. Der umlaufende Rand 21 des Oberbodens 14'' ist hierbei durch das erste Maskierungsmittel 40 abgedeckt und auch fixiert. Durch die beiden Ausnehmungen 18, 20 erstrecken sich Vorsprünge 36, 38, die als weitere Maskierungsmittel auf der Aufnahme 30 vorgesehen sind. In 4 ist ferner eine Pulverschicht 28 dargestellt, die durch Applizierung eines Feinstpulvers mit einer mittleren Partikelgröße von ≤ 20 μm auf die freie Innenoberfläche aufgebracht wurde. Nach dem Aufschmelzen führt diese Pulverschicht 28 zu einer dichten, gut haftenden Pulverbeschichtung des Oberbodens 14, die sich nur selektiv über die gewünschten Bereiche erstreckt. Hierbei kann eine Schichtdicke von ≤ 25 μm gewährleistet werden, was für den vorliegenden Anwendungsfall als Behälter zur Aufnahme von Bier besonders geeignet ist.
Die Außenoberfläche der Maskierungsmittel 36, 38, 40 ist jeweils mit einer haftungsmindernden Beschichtung, beispielsweise einer PTFE-Beschichtung, versehen. Durch diese haftungsmindernde Beschichtung wird gewährleistet, dass sich Pulverreste nach dem Pulverbeschichtungsprozess leicht entfernen lassen.
Zwecks einer genauen Positionierung des Oberbodens 14'' während der Beschichtung sind gemäß 6 an der Aufnahme 30 Mittel 32, 34 zur Positionierung des Oberbodens 14'' vorgesehen. Es handelt sich hierbei um einen umlaufenden Ringsteg 32 mit einem sich daran anschließenden Außenabsatz 34. Der Oberboden 14'' kann so auf den Ringsteg 32 aufgestülpt werden und kommt dabei auf dem Absatz 34 zur Anlage.
Wird anschließend das Maskierungsmittel 40 aufgesetzt, so liegt der umlaufende Rand 42 des Maskierungsmittels 40 auf dem umlaufenden Randbereich 21 des Oberbodens 14'' auf und deckt diesen teilweise ab. Dabei sind die Maskierungsmittel 36, 38 der Aufnahme 30, die zylindrisch bzw. kegelstumpfförmig ausgebildet sind, so positioniert, dass diese in die Ausnehmungen 18, 20 des Oberbodens 14'' hinein hervorstehen (6 ist seitenverkehrt zu 4 dargestellt).
Zur Pulverbeschichtung wird vorzugsweise ein Feinstpulver mit einer mittleren Partikelgröße von ≤ 20 μm. Es kann sich hierbei etwa um ein Feinstpulver auf Epoxy-/Polyesterbasis handeln, das ggf. zusätzlich noch mit Farbpigmenten versetzt ist.

Claims

Verfahren zum Beschichten von Emballagen-Halbteilen, mit den folgenden Schritten: – Bereitstellen eines Halbteils (14'') aus Blech, insbesondere Feinstblech; – Aufsetzen des Halbteils (14'') auf eine Aufnahme (30); – Aufsetzen mindestens eines ersten Maskierungsmittels (40) auf das Halbteil (14''), um das Halbteil (14'') zumindest teilweise nach außen abzudecken; – Applizieren einer Pulverbeschichtung (28) auf die Innenseite des Halbteils (14'') und – Aufschmelzen der Pulverbeschichtung (28).
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Halbteil (14'') einen umlaufenden Rand (15) aufweist, der durch das erste Maskierungsmittel zumindest teilweise abgedeckt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Aufnahme (30) Mittel (32, 34) zur Positionierung des Halbteils (14'') aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Mittel zur Positionierung mindestens einen nach außen hervorstehenden Steg (32), vorzugsweise einen umlaufenden Steg, aufweist, an dem das Halbteil (14'') positionierbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Halbteil (14) mindestens eine Ausnehmung (18, 20) aufweist, der mindestens ein zweites Maskierungsmittel (36, 38) zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das zweite Maskierungsmittel (36, 38) an der Aufnahme (30) derart gehalten ist, dass das zweite Maskierungsmittel (36, 38) bei Aufsetzen des Halbteils (14'') auf die Aufnahme (30) durch die Ausnehmung (18, 20) des Halbteils (14'') nach außen hervorsteht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest ein Maskierungsmittel (36, 38, 40) mit einer Oberfläche verwendet wird, die mit einer haftungsmindernden Beschichtung versehen ist.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem zumindest ein Maskierungsmittel (36, 38, 40) mit einer Oberfläche verwendet wird, die mit PTFE versehen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zur Pulverbeschichtung ein Feinstpulver (28) verwendet wird, das vorzugsweise eine mittlere Partikelgröße von ≤ 20 μm aufweist, das vorzugsweise mit Farbpigmenten versehen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zur Pulverbeschichtung ein Feinstpulver (28) auf Epoxy-/Polyesterbasis verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Pulver so aufgetragen wird, dass sich eine Beschichtungsdicke von ≤ 25 μm ergibt.
Emballage (10) mit einem umfangsseitig geschlossenen Mantel (12), einem Boden (22) und einem Oberboden (14), die über Falzverbindungen (17) miteinander verbunden sind, wobei zumindest eines der Teile (14, 22) nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist.
Emballage (10) nach Anspruch 12, bei der zumindest eines der Teile (14) eine Beschichtung mit einem Dichtmittel (26) aufweist, die in die Falzverbindung (17) mit einem der benachbarten Teile (12) zur Abdichtung mit einbezogen ist.
Verwendung der Emballage (10) nach Anspruch 12 oder 13 zur Verpackung von Getränken, insbesondere kohlensäurehaltigen Getränken, insbesondere Bier, insbesondere zur Herstellung eines Party-Fasses.