DE102012012403A1

DE102012012403A1 - Verfahren zur Hestellung einer Verpackungseinheit und zugehörige Verpackungseinheit

Info

Publication number: DE102012012403A1
Application number: DE201210012403
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Buchkremer; Gernot Keil; Franz Mader; Werner Oster; Hajo Friesen; Norbert Pastoors
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2012-06-25
Filing date: 2012-06-25
Publication date: 2014-01-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verpackungseinheit, wonach einzelne Produkte (1) zu einer Produktformation (2) zusammengefasst sowie mittels einer schrumpffähigen Folie (3) gegeneinander fixiert werden. Die Folie (3) wird mit zumindest einer aufgebrachten Funktionsbeschichtung (5, 6; 12) ausgerüstet, welche die physikalischen Eigenschaften der Folie (3) wenigstens im Beschichtungsbereich gezielt verändert. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Verpackungseinheit aus einzelnen zu einer Produktformation (2) zusammengefassten Produkten (1), die mittels einer schrumpffähigen Folie (3) gegeneinander fixiert sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verpackungseinheit, wonach einzelne Produkte zu einer Produktformation zusammengefasst sowie mittels einer schrumpffähigen Folie gegeneinander fixiert werden.
Bei der Herstellung von Verpackungseinheiten, wie sie im gattungsbildenden Stand der Technik nach der DE 10 2008 052 633 A1 beschrieben werden, wird die Schrumpffolie um die Produktformation unter Bildung wenigstens einer seitlichen Öffnung geschlungen und anschließend aufgeschrumpft. Im Bereich dieser seitlichen Öffnung wird die Schrumpffolie mit einer geschlossenen Oberfläche in Gestalt eines Verschlusses mit sich überlappenden Faltbereichen angelegt. Dadurch sollen die Kosten bei gleichzeitig unveränderter Funktionalität verringert werden.
Tatsächlich sind Schrumpfverpackungen bzw. mit Hilfe einer schrumpffähigen Folie zusammengefasste Produktformationen und daraus hergestellte Verpackungseinheiten in der Regel durch sogenannte Schrumpfaugen gekennzeichnet, die sich an den Seitenflächen ausbilden. Im Bereich dieser Schrumpfaugen bildet die schrumpfende Folie keine geschlossene Fläche, sondern lässt in der Regel wenigstens eine Öffnung offen. Dadurch wird die Stabilität einer solchen Schrumpfverpackung in nicht unerheblichem Maße negativ beeinträchtigt.
Um die Stabilität der Verpackungseinheit dennoch zu gewährleisten, bringen Hersteller von Verpackungseinheiten in der Praxis oftmals zusätzlich Stabilisierungsmittel in die Verpackungseinheit ein. Hierbei kann es sich um Pappböden, sogenannte Pads oder Trays handeln, auf welche die Produkte aufgesetzt und zu der Produktformation zusammengefasst werden. Nach dem Umschlingen der solchermaßen konfektionierten Verpackungseinheit mit der Schrumpffolie wird zwar überwiegend die erforderliche Stabilität erreicht, allerdings ist dieses Ergebnis mit dem Nachteil verbunden, dass letztendlich keine sortenreine Verpackung vorliegt. Denn neben der üblicherweise aus Polyethylen (PE) hergestellten schrumpffähigen Folie sind auch die zusätzlichen Stabilisierungsmittel aus Papier oder Pappe zu entsorgen. Das kann nur auf getrennten Wegen erfolgen. Vergleichbares gilt für eine etwaige Wiederverwertung. Hier setzt die Erfindung ein.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Verpackungseinheit der eingangs beschriebenen Ausprägung so weiter zu entwickeln, dass der konstruktive Aufwand verringert ist und insbesondere die Wiederverwertung der Verpackung erleichtert wird.
Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist ein gattungsgemäßes Verfahren im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Folie mit zumindest einer aufgebrachten Funktionsbeschichtung ausgerüstet wird, welche die physikalischen Eigenschaften der Folie wenigstens im Beschichtungsbereich gezielt verändert.
Im Rahmen der Erfindung wird die Folie also mit wenigstens einer aufgebrachten Funktionsbeschichtung ausgerüstet, die über spezielle Eigenschaften verfügt und beispielsweise nicht mit einem Kleber zur Anbringung eines Etiketts auf der Folie oder dergleichen verwechselt werden darf. Vielmehr sorgt die erfindungsgemäß aufgebrachte Funktionsbeschichtung dafür, dass die Folie im Beschichtungsbereich eine gezielte Veränderung ihrer physikalischen Eigenschaften erfährt.
Mit dem Beschichtungsbereich ist erfindungsgemäß eine Teilfläche respektive Zone der Folie gemeint, welche durch die Funktionsbeschichtung hinsichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften gezielt verändert wird. Dabei geht es im Rahmen der Erfindung um reproduzierbare und definierte Änderungen der physikalischen Eigenschaften der Folie im fraglichen Beschichtungsbereich, und zwar im Unterschied zu im Stand der Technik grundsätzlich bekannten zufälligen Änderungen dieser Eigenschaften beispielsweise durch An- oder Aufbringen eines Etikettes.
Tatsächlich werden die fraglichen physikalischen Eigenschaften der Folie im Beschichtungsbereich dahingehend gezielt verändert, dass beispielsweise die Reißfestigkeit, das Absorptionsvermögen der Folie, die Lichtdurchlässigkeit etc. eine spezifische und vorgegebene Veränderung erfahren, beispielsweise Abweichungen von ±5% oder auch ±10% gegenüber der unbehandelten Folie oder noch mehr beobachtet werden. Solche gezielten Änderungen der physikalischen Eigenschaften der Folie lassen sich besonders für den Fall mit Hilfe der erfindungsgemäßen Funktionsbeschichtung umsetzen, dass die Folie eine Schichtdicke im Bereich von mindestens 0,01 mm bis 0,1 mm aufweist. Grundsätzlich kann aber auch mit Folien noch größerer Schichtdicke gearbeitet werden.
Bei diesen zu verändernden physikalischen Eigenschaften handelt es sich im Regelfall um die Reißfestigkeit der Folie, die im Bereich der Funktionsbeschichtung gezielt erhöht wird. Grundsätzlich ist es aber auch alternativ und zusätzlich möglich, die Reißfestigkeit der Folie im Bereich der Funktionsbeschichtung gezielt zu erniedrigen. Tatsächlich sorgt die Funktionsbeschichtung jeweils dafür, dass sich die Reißfestigkeit im Beschichtungsbereich um wenigstens 5%, insbesondere 10%, verändert. Im erstgenannten Fall der erhöhten Reißfestigkeit definiert die Funktionsbeschichtung einen Verstärkungsbereich. Insbesondere kann in diesem Zusammenhang der Verstärkungsbereich als Tragebereich ausgebildet sein, also als Bereich, der zur Ausbildung einer Tragevorrichtung wie beispielsweise eines Tragegriffes genutzt wird.
Die letztgenannte Variante mit verringerter Reißfestigkeit korrespondiert dazu, dass die Funktionsbeschichtung einen Versprödungsbereich beschreibt. Ein solcher Versprödungsbereich begünstigt beispielsweise ein leichteres Reißen der Folie, um diese von den zusammengefassten Produkten zu entfernen. Außerdem können natürlich auch gezielt linienförmige Versprödungsbereiche definiert werden, um die Ausbildung des Tragebereiches respektive der Tragevorrichtung oder des Tragegriffes zu unterstützen. In diesem Fall können beispielsweise zwei parallel zur Längserstreckung des auszubildenden Tragegriffes verlaufende linienförmige Versprödungsbereiche realisiert werden. Ein Bediener kann nun diese Versprödungsbereiche respektive Perforationen beispielsweise mit seiner Hand durchdringen und so den Tragebereich respektive die dadurch gebildete Tragevorrichtung oder den Tragegriff untergreifen und auf diese Weise die Verpackungseinheit unschwer transportieren.
Alternativ oder zusätzlich kann mit Hilfe der Funktionsbeschichtung aber auch ein Abschirmbereich und/oder ein Vorschrumpfbereich definiert werden. Mit Hilfe des Abschirmbereiches werden entsprechend beschichtete Bereiche der Folie dahingehend hinsichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften beeinflusst, dass die beim anschließenden Schrumpfvorgang auf die Folie auftreffende Wärme zumindest teilweise abgeschirmt wird, so dass die Folie im Abschirmbereich mehr oder minder ihre ursprüngliche Elastizität behält. Solche Abschirmbereiche wird man folglich in der Regel da vorsehen, wo werberelevante Aufdrucke, Abbildungen etc. auf der Folie platziert sind und durch den Schrumpfvorgang nicht oder kaum verzerrt werden sollen. In diesem Zusammenhang versteht es sich, dass die Funktionsbeschichtung zur Realisierung des Abschirmbereiches zumindest für weißes Licht transparent gestaltet ist, damit die darunter befindliche Dekorbeschichtung oder Bedruckung nach wie vor von einem Verbraucher registriert werden kann.
Alternativ oder zusätzlich kann schließlich die Funktionsbeschichtung auch einen Vorschrumpfbereich definieren. In diesem Fall übernimmt die Funktionsbeschichtung eine gleichsam umgekehrte Funktionalität wie zur Realisierung des Abschirmbereiches. Denn bei der Umsetzung des Vorschrumpfbereiches wird die Funktionsbeschichtung im Regelfall so ausgelegt, dass Wärme in beispielsweise einem Wärmeschrumpftunnel gezielt im Vorschrumpfbereich absorbiert wird. Dadurch kommt es an dieser Stelle der Folie zu einem ersten Schrumpfen. Dagegen werden die anderen und übrigen Bereiche der Folie einem verkürzten Nachschrumpfen unterzogen. Das kann in einem durchgängigen Schrumpftunnel geschehen, aber auch derart, dass das Vorschrumpfen und das Nachschrumpfen in getrennten Vorrichtungen vollzogen werden. So wird üblicherweise vorgegangen.
Denn für das Vorschrumpfen empfiehlt die Erfindung eine Strahlungsaktivierung der den Vorschrumpfbereich definierenden Funktionsbeschichtung. Diese Strahlungsaktivierung kann beispielsweise so umgesetzt werden, dass mit Hilfe einer Strahlungsquelle und insbesondere Infrarotstrahlungsquelle die Funktionsbeschichtung gezielt bestrahlt wird. Beispiele für solche gezielt ausrichtbare Infrarotstrahlungsquellen stellen typischerweise Laser wie CO₂-Laser, Nd:YAG-Laser oder auch entsprechend gestaltete Laserdioden dar. Jedenfalls kann die Funktionsbeschichtung beispielsweise zur Realisierung des Vorschrumpfbereiches strahlungsaktiviert werden. Selbstverständlich ist auch eine Strahlungsaktivierung der Funktionsbeschichtung bei der Realisierung des Verstärkungsbereiches und/oder des Tragebereiches und/oder des Versprödungsbereiches sowie des Abschirmbereiches denkbar und wird von der Erfindung umfasst.
Die Funktionsbeschichtung als solche kann nach einer ersten Variante direkt als beispielsweise Druckbeschichtung auf die Folie aufgebracht werden. Auch eine Beschichtung der Folie durch Spritzen und/oder Gießen und/oder Streichen ist möglich.
Alternativ oder zusätzlich kann die Funktionsbeschichtung aber auch indirekt auf die Folie aufgebracht werden. Dann arbeitet die Erfindung meistens mit einem zwischengeschalteten Adhäsivmittel. Alternativ oder zusätzlich ist es aber auch denkbar, dass die Funktionsbeschichtung indirekt auf die Folie derart aufgebracht wird, dass einem Träger ein entsprechendes Additiv zugemischt wird, welches im Endeffekt für die gewünschte Funktionalität sorgt. Bei diesem Additiv kann es sich beispielsweise um metallhaltige Medien oder generell Medien mit einer höheren Wärmekapazität als die Folie und der Träger handeln, wenn die Funktionsbeschichtung beispielsweise zur Realisierung eines Versprödungsbereiches der Folie auf diese aufgebracht werden soll.
Wenn ein solchermaßen realisierter Versprödungsbereich bzw. die entsprechende Funktionsbeschichtung mit den in einen Träger eingebrachten metallhaltigen Medien oder Medien einer höheren Wärmekapazität wie beispielsweise Kohlenstoff oder andere Wärme absorbierende Partikel mit einer Wärmequelle bestrahlt wird, so sorgt die Funktionsbeschichtung dafür, dass die Wärmestrahlung besonders intensiv im Bereich der Funktionsbeschichtung absorbiert wird. Bei der zur Verfügung gestellten Wärmestrahlung kann es sich um Infrarotlaserstrahlung oder auch Strahlung einer Infrarotdiode etc. handeln. Derartige Strahlung lässt sich problemlos bündeln und umlenken, so dass die Strahlungsaktivierung der Funktionsbeschichtung zielgenau vorgenommen werden kann.
Während zuvor primär die Strahlungsaktivierung des dem Träger zugemischten Additivs beschrieben wurde, ist es natürlich genauso gut und auch zusätzlich denkbar, dass der Träger direkt strahlungsaktivierbar ausgelegt ist und entsprechend mit beispielsweise Infrarotstrahlung aktiviert wird. In diesem Fall mag es sich bei dem Träger um ein flüssiges und/oder pulverförmiges thermoplastisches Polymer handeln, welches durch die Strahlungsaktivierung zum Schmelzen gebracht wird und auf diese Weise die Funktionsbeschichtung definiert. Derartige flüssige und/oder pulverförmige thermoplastische Polymere werden auch als Plastisol bezeichnet, wobei zusätzlich und optional noch Weichmacher sowie Füllstoffe, Treibmittel und Additive hinzutreten können. Dabei ist die Auslegung regelmäßig so getroffen, dass erst bei Temperaturen über ca. 100°C das Polymer beginnt, sich in dem Weichmacher merklich zu lösen. Dieser Vorgang wird als Gelieren des Plastisols bezeichnet. Die auf diese Weise hergestellte Lösung verfügt über eine hohe Viskosität und ist bei Raumtemperatur nicht mehr fließfähig.
Alternativ oder zusätzlich kann gegenüber dem zuvor beschriebenen getemperten Plastisol aber auch ein ungetempertes Plastisol realisiert werden, welches bei Raumtemperatur noch als flüssige Paste vorliegt und sich folgerichtig gießen, spritzen und/oder streichen lässt. So oder so kann mit Hilfe derartiger Plastisole die Folie im Bereich der Funktionsbeschichtung gezielt mit dem aufgebrachten thermoplastischen Polymer beschichtet werden. Dabei wird man regelmäßig dafür Sorge tragen, dass das Polymer zur Realisierung der Funktionsbeschichtung allgemein bzw. als Träger für ein oder mehrere Additive und das Polymer für die Folie aneinander angepasst werden. Das gilt insbesondere im Hinblick auf das Ausdehnungs- und Schrumpfverhalten der aneinander anzupassenden Materialien. Vorzugsweise wird man an dieser Stelle mit einem materialeinheitlichen Polymer zur Realisierung des Plastisols und der Folie im Beispielfall arbeiten. Falls also für die Folie Polyethylen zum Einsatz kommt, so handelt es sich bei dem pulverförmigen thermoplastischen Polymer des Plastisols um Polyethylen.
Zusammenfassend kann also ein pulverförmiges thermoplastisches Polymer direkt auf die Folie zur Realisierung der Funktionsbeschichtung aufgebracht werden, wobei man in diesem Zusammenhang üblicherweise auf ein ungetempertes Plastisol zurückgreift, welches bei Raumtemperatur in flüssiger Phase vorliegt, sich folglich einfach verarbeiten lässt. Ein solches ungetempertes Plastisol lässt sich erwärmen und wird zu einem dauerhaft zähelastischen Kunststoff nach einer Erwärmung von einigen Minuten bei typischerweise 160°C bis 180°C. Jedenfalls kann der betreffende thermoplastische Kunststoff in Pulverform auf die Folie zur Realisierung der Funktionsbeschichtung direkt aufgebracht werden und sorgt dann im Bereich der Funktionsbeschichtung beispielsweise für die Realisierung eines Verstärkungsbereiches und/oder Tragebereiches.
Alternativ oder zusätzlich kann das pulverförmige Polymer aber auch als Träger für ein oder mehrere Additive fungieren. Bei diesen Additiven mag es sich um die bereits angesprochenen metallhaltigen Medien oder Medien mit einer höheren Wärmekapazität als die Folie und der Träger handeln, also ein Additiv, welches letztendlich die Wärmeabsorptionsfähigkeit der Funktionsbeschichtung im Vergleich zur Folie erhöht, so dass die Folie im Beispielfall im Bereich der Funktionsbeschichtung bei Wärmeeinwirkung regelmäßig vorschrumpft.
Daneben ist der Einsatz eines Adhäsivmittels denkbar, mit dessen Hilfe beispielsweise Folienmaterial auf die schrumpffähige Folie als Untergrund zur punktuellen Verstärkung, zur Ausbildung einer Tragevorrichtung etc. aufgebracht wird. Bei dieser zusätzlich aufgebrachten Folie handelt es sich typischerweise um eine Folie aus dem gleichen Material wie die schrumpffähige Folie als Träger, im beschriebenen Beispielfall um eine Folie aus Polyethylen. Das vorgenannte Adhäsivmittel kann strahlungsaktiviert werden. Es ist aber auch möglich, ein durch Hitze aktivierbares Adhäsivmittel einzusetzen.
Grundsätzlich kann aber auch auf ein solches zwischengeschaltetes Adhäsivmittel verzichtet werden. Dann lassen sich beispielsweise ein auf die schrumpffähige Folie aufgebrachter Folienzuschnitt und die zugehörige Folie miteinander verschweißen.
Die Erfindung empfiehlt an dieser Stelle im Allgemeinen das Hochfrequenzschweißen. Bei diesem Hochfrequenzschweißen wird die Folie in Verbindung mit dem aufgebrachten Folienzuschnitt einem elektromagnetischen Hochfrequenzfeld ausgesetzt, welches die jeweiligen Moleküle zu Schwingungen anregt, die wiederum die zugehörigen Werkstoffe in die flüssige Phase überführen. Dadurch gelingt eine besonders innige Verbindung des Folienzuschnittes mit der den Folienzuschnitt tragenden schrumpffähigen Folie.
Generell ist das beschriebene. Hochfrequenzschweißen für alle polaren Materialien geeignet, so dass prinzipiell nicht nur eine materialeinheitliche Auslegung von einerseits Folie und andererseits Folienzuschnitt möglich ist, sondern die Folie und der Folienzuschnitt auch materialverschieden ausgebildet sein können. Prinzipiell kann man an Stelle des Folienzuschnittes auch mit einem Textilzuschnitt, einem Papierzuschnitt etc. arbeiten, welcher in vergleichbarer Weise wie der Folienzuschnitt mit der schrumpffähigen Folie wie beschrieben verschweißt wird.
Schließlich ist nach vorteilhafter Ausgestaltung vorgesehen, dass die Funktionsbeschichtung erst dann auf die Folie aufgebracht wird, wenn die Folie wenigstens teilweise um die Produktformation geschlungen ist bzw. geschlungen worden ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die mit Hilfe der Folie bereits zumindest teilweise umschlungenen Behälter bzw. die Produktformation nicht bei dem eigentlichen Umschlingungsprozess mit erhabenen Zonen durch die Funktionsbeschichtung konfrontiert wird. Das heißt, der eigentliche Vorgang der Umschlingung mit Hilfe der Folie wird durch die Funktionsbeschichtung praktisch nicht gestört. Das erreicht die Erfindung dergestalt, dass die Funktionsbeschichtung erst nach dem fraglichen Umschlingungsvorgang auf die Folie aufgebracht wird. Grundsätzlich kann die Funktionsbeschichtung natürlich auch unmittelbar auf eine Folienbahn aufgebracht werden, auf welcher dann einzelne Folienzuschnitte definiert und um die Produktformation geschlungen werden.
In jedem Fall sorgt die Funktionsbeschichtung dafür, dass in dem auf diese Weise definierten Beschichtungsbereich respektive der gewünschten Teilfläche oder Zone der Folie die geforderten und gezielt veränderten physikalischen Eigenschaften der Folie beobachtet werden. Auf diese Weise kann die Funktionsbeschichtung den bereits angesprochenen Verstärkungsbereich und/oder Tragebereich und/oder Versprödungsbereich und/oder Abschirmbereich der Folie und/oder auch einen Vorschrumpfbereich definieren. In diesem Zusammenhang ist es denkbar, beispielsweise einzelne Kantenbereiche über Flaschendeckeln oder Ecken des auf diese Weise hergestelltes Gebindes bzw. der Verpackungseinheit oder allgemein Kantenbereiche als Verstärkungsbereiche im Beispielfall auszulegen. Dadurch erfährt die solchermaßen hergestellte Verpackungseinheit eine gezielte Verstärkung der Folie in den Zonen, die beispielsweise beim anschließenden Handling problematisch sind, unter anderem beim Flaschenüberschub zur Palettierung der einzelnen Verpackungseinheiten etc.. Auch etwaige Anhaftungen können hierdurch vermieden werden.
Im Ergebnis wird eine Verpackungseinheit zur Verfügung gestellt, die mit einer oder mehreren gezielt aufgebrachten Funktionsbeschichtungen ausgerüstet wird. Durch die Funktionsbeschichtung oder die mehreren Funktionsbeschichtungen wird eine oder werden mehrere physikalische Eigenschaften der Folie wenigstens im Beschichtungsbereich gezielt verändert. Typischerweise wird die Funktionsbeschichtung zur Erhöhung der Festigkeit der Folie auf diese aufgebracht, und zwar kann dies auf jede denkbare topologische Art und Weise geschehen. So sind vollflächige Funktionsbeschichtungen ebenso wie sektionsweise ausgelegte Funktionsbeschichtungen denkbar. Auch linienförmige oder unterbrochene Funktionsbeschichtungen werden im Rahmen der Erfindung umfasst.
Immer wird die Verpackungseinheit so ausgerüstet, dass sämtliche Aufgaben der Folie durch entsprechenden Auftrag bzw. Definition einer oder mehrere Funktionsbeschichtungen umgesetzt werden können. Tatsächlich kann die Funktionsbeschichtung gezielt zur Ecken-/Kantenverstärkung eingesetzt werden. Auch lassen sich bestimmte Versprödungsbereiche ebenso definieren wie Bereiche erhöhter Elastizität, nämlich in Gestalt von Abschirmbereichen. Die Folienzuschnitte können separat mit der Folie verbunden werden. Es ist aber auch möglich, den jeweiligen Folienzuschnitt als Bestandteil der Folie zu nutzen und beispielsweise als Lasche zu definieren, die auf die Folie zurückgeklappt wird. Zur Verbindung des Folienzuschnittes mit der ihn tragenden Folie kann auf ein Adhäsivmittel zurückgegriffen werden. Grundsätzlich kann der Folienzuschnitt aber auch durch gängige Schweißverfahren mit der ihn tragenden Folie verschweißt bzw. verschmolzen werden. Hier ist es nicht nur denkbar, mit der beschriebenen Hochfrequenzschweißung zu arbeiten, sondern der Folienzuschnitt kann grundsätzlich auch durch gezielte Wärmestrahlung in den schmelzfähigen Zustand überführt werden.
In jedem Fall liegt als Ergebnis eine Verpackungseinheit vor, deren die Produkte fixierende Folie praktisch materialeinheitlich aufgebaut ist, also keine Fremdstoffe beinhaltet. Durch die gezielt aufgebrachten Funktionsbeschichtungen bzw. deren Auslegung als beispielsweise Verstärkungsbereiche ist auch der Einsatz zusätzlicher Stabilisierungsmittel entbehrlich. Das erleichtert die Entsorgung und Wiederverwertung, so dass die Kosten insgesamt verringert sind. Zugleich verfügt die Folie nach wie vor über die gewünschte Stabilität, wobei durch den Einsatz beispielsweise gezielter Verstärkungsbereiche es sogar denkbar ist, mit einer Folie geringerer Materialstärke im Vergleich zum Stand der Technik zu arbeiten. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
1 die prinzipielle Herstellung der Verpackungseinheit und
2 die fertiggestellte Verpackungseinheit.
In den Figuren ist eine Verpackungseinheit dargestellt, die dazu dient, einzelne Produkte 1 zu einer Produktformation 2 zusammenzufassen. Zu diesem Zweck werden die Produkte 1 bzw. wird die Produktformation 2 mit einer schrumpffähigen Folie 3 umwickelt, wie dies die 1 prinzipiell darstellt. Bei diesem Vorgang mögen jeweils seitliche Öffnungen 4 verbleiben, die anschließend beim Schrumpfen der schrumpffähigen Folie 3 in einem nicht gezeigten Schrumpftunnel zur Ausbildung von Schrumpfaugen führen bzw. durch sich überlappende Faltbereiche verschlossen werden wie die 2 zeigt.
Mit Hilfe der geschrumpften Folie 3 werden die Produkte 1 gegeneinander fixiert, wie anhand der fertigen Verpackungseinheit gemäß 2 deutlich wird. Die schrumpffähige Folie 3 ist mit mehreren aufgebrachten Funktionsbeschichtungen 5, 6 ausgerüstet. Tatsächlich können mit Hilfe der betreffenden Funktionsbeschichtungen 5, 6 die physikalischen Eigenschaften der Folie 3 wenigstens in einem zugehörigen Beschichtungsbereich gezielt geändert werden. Solche Änderungen der physikalischen Eigenschaften korrespondieren meistens zu Abweichungen von wenigstens ±5% oder insbesondere ±10% oder mehr der betreffenden physikalischen Eigenschaft.
Im Ausführungsbeispiel gibt die flächenmäßige Ausdehnung der jeweiligen Funktionsbeschichtung 5, 6 den Beschichtungsbereich der Folie 3 vor. Folglich stellt der Beschichtungsbereich eine Teilfläche respektive Zone der Folie 3 dar, die hinsichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften gegenüber der übrigen Folie 3 gezielt durch die Funktionsbeschichtung 5, 6 geändert worden ist. Die eigentliche Folie 3 verfügt regelmäßig über eine Schichtdicke zwischen wenigstens 0,01 mm bis 0,1 mm. Grundsätzlich kann auch mit größeren Schichtdicken gearbeitet werden.
Die Funktionsbeschichtung 5, 6 wird im Allgemeinen erst dann auf die Folie 3 aufgebracht, wenn die Folie 3 wenigstens teilweise um die Produktformation 2 aus den einzelnen Produkten 1 geschlungen worden ist. Dadurch wird der eigentliche Umschlingungsvorgang durch die erst nachträglich aufgebrachte jeweilige Funktionsbeschichtung 5, 6 nicht gestört oder sonst wie behindert. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die Funktionsbeschichtung 5, 6 auf eine Folienbahn aufzubringen, dann die Folienbahn in einzelne Folienzuschnitte zu unterteilen und diese Folienzuschnitte unter Definition der Verpackungseinheit um die Produktformation 2 zu schlingen.
Zur Realisierung der Funktionsbeschichtung 5, 6 bestehen verschiedene Möglichkeiten. Anhand der 2 erkennt man, dass die Funktionsbeschichtungen 5 als jeweils Verstärkungsbereiche 5 ausgebildet sind. Die Funktionsbeschichtung, bzw. der jeweilige Verstärkungsbereich 5 findet sich im Ausführungsbeispiel im Bereich sämtlicher Ecken der insgesamt quaderförmig ausgelegten Verpackungseinheit. Selbstverständlich ist auch eine andere Anbringung und Auslegung der betreffenden Verstärkungsbereiche bzw. Funktionsbeschichtungen 5 denkbar. Außerdem ist die Funktionsbeschichtung 5 vorliegend kreissegmentartig ausgebildet, was letztlich der zylindrischen Form der als Dosen 1 ausgebildeten Produkte 1 im Beispielfall geschuldet ist.
Bei der weiteren zweiten Funktionsbeschichtung 6 handelt es sich dagegen um einen Versprödungsbereich 6. Dieser Versprödungsbereich 6 ist vorliegend linienartig ausgelegt und erstreckt sich beispielhaft und nicht einschränkend entlang bzw. benachbart zu einer Symmetrielinie der Verpackungseinheit. Bei dem Versprödungsbereich 6 handelt es sich im Beispielfall um einen geschwächten Bereich der Folie 3, welcher prinzipiell Perforationen aufweisen kann.
Im Gegensatz zum Verstärkungsbereich 5, innerhalb dessen die Folie 3 von ihrer Reißfestigkeit her gesehen eine Erhöhung bzw. erhöhte Reißfestigkeit erfahren hat, ist der Versprödungsbereich bzw. die Funktionsbeschichtung 6 dadurch gekennzeichnet, dass in diesem Bereich die Reißfestigkeit der Folie 3 gezielt erniedrigt wird. Dabei wird jeweils mit Abweichungen der Reißfestigkeit im jeweiligen Beschichtungsbereich gegenüber der umgebenden Folie von wenigstens 5% gearbeitet. Dadurch kann ein Bediener die Folie 3 im Versprödungsbereich 6 unschwer einreißen und so die dargestellte Verpackungseinheit öffnen.
Die jeweilige Funktionsbeschichtung 5, 6 kann indirekt auf die Folie 3 aufgebracht werden. Das gilt im Beispiel für den Versprödungsbereich 6. Tatsächlich wird in diesem Zusammenhang so gearbeitet, wie dies in der schematischen Schnittdarstellung gemäß 2 wiedergegeben wird. Danach erfährt die Folie 3 eine Funktionsbeschichtung 6 zur Definition des Versprödungsbereiches 6 derart, dass mit einem Träger 7 und einem zugemischten Additiv 8 im Träger 7 gearbeitet wird. Insofern wird die Funktionsbeschichtung 6 indirekt auf die Folie 2 aufgebracht.
Der Träger 7 und das zugemischte Additiv 8 formen im Rahmen des Ausführungsbeispiels und nicht einschränkend ein Plastisol. Tatsächlich handelt es sich bei dem Träger 7 um ein pulverförmiges plastisches Polymer, im Ausführungsbeispiel Polyethylen (PE). Als Additiv 8 kommen Wärme absorbierende Partikel zum Einsatz, wie beispielsweise Metallpartikel, Kohlenstoffpartikel etc.. Der Träger 7 mit den eingelagerten Partikeln bzw. dem hinzugemischten Additiv 8 kann insgesamt durch Wärme aktivierbar ausgebildet sein. Im Ausführungsbeispiel erfolgt die Wärmeaktivierung des Plastisols aus dem Träger 7 mit zugemischtem Additiv 8 mit Hilfe eines lediglich angedeuteten Infrarotlasers 9. Durch die vom Infrarotlaser 9 abgegebene Infrarotstrahlung wird der Träger 7 mit den darin befindlichen Partikeln 8 aufgeschmolzen und legt sich als die gewünschte Funktionsbeschichtung 6 auf die Folie 3, und zwar unter Definition des hierdurch realisierten Versprödungsbereiches 6.
Zu diesem Zweck wird zuvor das pulverförmige Polymer mit den eingelagerten Partikeln 8 im Beschichtungsbereich auf die Folie 3 aufgebracht. Das kann durch übliche Aufbringungstechniken, wie beispielsweise durch Aufstreichen oder auch auf elektrostatischem Wege erfolgen. Der Beschichtungsbereich verfügt über eine definierte Ausdehnung, so dass nach der Aktivierung des Trägers 7 mit dem Infrarotlaser 9 im Beispielfall der streifenförmige Versprödungsbereich 6 entlang einer Symmetrielinie der Verpackungseinheit ausgebildet wird.
Die Funktionsbeschichtung 6 kann grundsätzlich auch direkt auf die Folie 2 aufgebracht werden. Dann wird man beispielsweise derart arbeiten und vorgehen, dass die Partikel 8 in einen Druckauftrag bzw. eine entsprechende Druckbeschichtung eingelagert werden. Der Beschichtungsbereich fällt in diesem Zusammenhang mit einem Druckbereich zusammen. Wie zuvor beschrieben, kann die auf diese Weise aufgebrachte Funktionsbeschichtung respektive deren Träger 7 erneut per Strahlung aktiviert werden.
Zur Realisierung der Funktionsbeschichtung bzw. der mehreren Verstärkungsbereiche 5 kann ebenfalls auf eine direkt oder indirekt aufgebrachte Folienbeschichtung zurückgegriffen werde. In diesem Fall kann erneut die Funktionsbeschichtung 5 direkt als Druckbeschichtung auf die Folie 3 aufgetragen werden. In diesem Fall mag erneut ein Träger 7 aus einem pulverförmigen Polymer wie beispielsweise Polyethylen (PE) zum Einsatz kommen. Der Träger 7 lässt sich mit Hilfe des Infrarotlasers 9 auf die Folie 3 unter Definition des Verstärkungsbereiches 5 aufschmelzen. In diesem Fall sind in den Träger 7 keine Partikel 8 oder andere Additive eingelagert, was prinzipiell möglich ist.
Der Rückgriff auf Polyethylen als Material für den Träger 7 erklärt sich aufgrund der Tatsache, dass die schrumpffähige Folie 3 üblicherweise ebenfalls aus Polyethylen hergestellt ist. Das heißt, das Polymer für die Funktionsbeschichtung 5, 6 und/oder den Träger 7 und das Polymer für die Folie 3 sind aneinander angepasst. Vorzugsweise wird in diesem Kontext materialeinheitlich gearbeitet, so dass außer Polyethylen im Beispielfall keine anderen Werkstoffe oder auch anderen Kunststoffe Verwendung finden, was die Wiederverwertung der auf diese Weise realisierten Verpackung erleichtert.
Anstelle mit einem pulverförmigen thermoplastischen Polymer zu arbeiten und dieses durch Strahlung zu erwärmen und in den fließfähigen Zustand zu überführen, ist es genauso gut möglich, mit einem ungetemperten Plastisol in Gestalt einer flüssigen Paste aus Polyethylen im Beispielfall zu arbeiten. Diese Paste kann durch Gießen und/oder Spritzen und/oder Streichen auf die Folie 3 aufgetragen werden. Falls die solchermaßen realisierte Funktionsbeschichtung 5, 6 über einige Minuten bei typischerweise 160°C bis 180°C erwärmt wird, liegt nach diesem Vorgang ein zähelastischer Kunststoff als zugehörige Funktionsbeschichtung 5, 6 vor. In diesem Fall ist die Funktionsbeschichtung 5, 6 direkt auf die Folie 3 aufgetragen.
Prinzipiell kann für beide Funktionsbeschichtungen 5, 6 auch so vorgegangen werden, wie dies in der weiteren vergrößerten Darstellung im Schnitt in der 2 gezeigt wird. In diesem Fall ist zunächst auf die schrumpffähige Folie 3 ein Adhäsivmittel 10 aufgetragen worden. Auf dieses Adhäsivmittel 10 kann nun ein Folienzuschnitt 11 aufgebracht werden, welcher auf diese Weise mit der Folie 3 verbunden wird. Der Folienzuschnitt 11 kann als separater Folienstreifen vorliegen oder auch an die schrumpffähige Folie 3 angeformt sein, um von dieser weg- oder umgeklappt zu werden. In diesem Fall wird die zugehörige Funktionsbeschichtung 5 erneut indirekt auf der Folie 3 definiert, nämlich unter Zwischenschaltung des Adhäsivmittels 10. Das Adhäsivmittel 10 kann wiederum durch Wärme oder allgemein durch Strahlung aktiviert werden.
Schließlich ist in der 2 noch eine weitere Funktionsbeschichtung 12 in Gestalt eines Abschirmbereiches 12 gezeigt. Dieser Abschirmbereich 12 sorgt dafür, dass der zugehörige Beschichtungsbereich hinsichtlich auftreffender Wärme in einem Schrumpftunnel geschützt wird. Das empfiehlt sich beispielsweise, um Werbelogos, Verbraucherinformationen etc. vor allzu starken Verformungen im Schrumpftunnel zu schützen. Zu diesem Zweck ist die Funktionsbeschichtung 12 transparent ausgebildet, wohingegen die übrigen Funktionsbeschichtungen 5, 6 nicht notwendigerweise transparent sind oder transparent ausgelegt werden müssen. Jedenfalls stellt die Funktionsbeschichtung 12 bzw. der auf diese Weise realisierte Abschirmbereich 12 sicher, dass die zugehörige Folie 3 im Beschichtungsbereich der Funktionsbeschichtung 12 nicht so stark schrumpft wie in den nicht abgedeckten Bereichen. Dadurch wird automatisch sichergestellt, dass die gleichsam hinter der Funktionsbeschichtung 12 befindliche Dekoration oder der zugehörige Aufdruck nicht oder allenfalls kaum beim Schrumpfen verformt wird.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Druckbeschichtung, der Schmelzmittelauftrag oder der Pulverauftrag nach der Umhüllung der Behälter mit der schrumpffähigen Folie (2) erfolgt. Grund hierfür ist, dass Unebenheiten in der Folie (2) durch Materialauftrag grundsätzlich nachteilig sind, da diese den das Folienhandling erschweren, z. B. das überfahren durch Behälter. Nachteilig kann auch eine erhöhte Adhäsion (Klebrigkeit) der Folien (2) im Bereich der vorgenannten Materialapplikationen sein. Dies kann alles verhindert werden, wenn das Material nach der ersten Umhüllung in der Einschlagstation vor dem Schrumpftunnel vorgenommen wird. Nachfolgend kann dann u. a. der Energieeintrag des Schrumpftunnels für z. B. die Trocknung oder Härtung genutzt werden. Alternativ kann die Materialapplikation auch nach dem Schrumpftunnel erfolgen, wobei dann in der Regel eine geeignete Härt- oder Trocknungsstation erforderlich ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008052633 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Verpackungseinheit, wonach einzelne Produkte (1) zu einer Produktformation (2) zusammengefasst sowie mittels einer schrumpffähigen Folie (3) gegeneinander fixiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (3) mit zumindest einer aufgebrachten Funktionsbeschichtung (5, 6; 12) ausgerüstet wird, welche die physikalischen Eigenschaften der Folie (3) wenigstens im Beschichtungsbereich gezielt verändert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsbeschichtung (5, 6; 12) direkt als beispielsweise Druckbeschichtung oder indirekt auf die Folie (3) aufgebracht wird, beispielsweise unter Zwischenschaltung eines Adhäsivmittels (10) und/oder unter Verwendung eines Trägers (7).
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Träger (7) ein flüssiges und/oder pulverförmiges thermoplastisches Polymer eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer für die Funktionsbeschichtung (5, 6; 12) und/oder den Träger (7) und das Polymer für die Folie (3) aneinander angepasst werden, vorzugsweise materialeinheitlich ausgelegt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (7) durch Gießen und/oder Spritzen und/oder Streichen auf die Folie (3) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Adhäsivmittel (10) und/oder der Träger (7) aktivierbar sind, beispielsweise durch Wärme und/oder Strahlung aktivierbar ausgebildet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsbeschichtung (5, 6; 12) erst dann auf die Folie (3) aufgebracht wird, wenn die Folie (3) wenigstens teilweise um die Produktformation (2) geschlungen worden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Funktionsbeschichtung (5, 6; 12) die Reißfestigkeit der Folie (3) gezielt erhöht/erniedrigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsbeschichtung (5, 6; 12) einen Verstärkungsbereich (5) und/oder Tragebereich und/oder Versprödungsbereich (6) und/oder Abschirmbereich (12) und/oder Vorschrumpfbereich definiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die teilweise flüssige und dann aushärtende Beschichtung (4, 4') nach dem Folieneinschlag der Behälter (1) vorgenommen wird.
Verpackungseinheit aus einzelnen zu einer Produktformation (2) zusammengefassten Produkten (1), die mittels einer schrumpffähigen Folie (3) gegeneinander fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (3) mit zumindest einer aufgebrachten Funktionsbeschichtung (5, 6; 12) ausgerüstet ist, welche die physikalischen Eigenschaften der Folie (3) wenigstens im Beschichtungsbereich gezielt verändert.