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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verpackungseinheit, wonach einzelne Produkte zu einer Produktformation zusammengefasst sowie mittels einer schrumpffähigen Folie gegeneinander fixiert werden. Außerdem ist Gegenstand der Erfindung eine aus einzelnen zu einer Produktformation zusammengefassten Produkten, die mittels der betreffenden schrumpffähigen Folie gegeneinander fixiert sind.
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Bei der Herstellung von Verpackungseinheiten, wie sie im gattungsbildenden Stand der Technik nach der
DE 10 2008 052 633 A1 beschrieben wird, wird die schrumpffähige Folie bzw. Schrumpffolie um die Produktformation unter Bildung wenigstens einer seitlichen Öffnung gewickelt 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 werden die Kosten bei gleichzeitig unveränderter Funktionalität verringert.
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Um die Stabilität der vorgenannten Verpackungseinheiten zu gewährleisten, greifen Hersteller nicht nur auf spezielle Verschlüsse zurück, wie sie in der
DE 10 2008 052 633 A1 beschrieben werden. Sondern in der Praxis kommen oftmals ergänzend oder zusätzlich Stabilisierungsmittel zum Einsatz. Hierbei kann es sich um Pappböden, sogenannte Pads oder Trays handeln, auf welche die Produkte beispielsweise aufgesetzt und zu der Produktformation zusammengefasst werden. Nach dem Umschlingen der solchermaßen konfektionierten Verpackungseinheit mit der Schrumpffolie bzw. der schrumpffähigen Folie wird zwar überwiegend die erforderliche Stabilität erreicht, allerdings ist dieses Ergebnis mit dem Nachteil verbunden, dass keine sortenreine Verpackung vorliegt.
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Bei den zu verpackenden Produkten kann es sich beispielsweise um Behälter, wie Dosen, Flaschen, Tuben usw. handeln. Grundsätzlich können auch andere Produkte wie beispielsweise Gläser mit Schraubverschluss, Warenverpackungen für Lebensmittel etc. die betreffende Verpackungseinheit bilden. Um nun die einzelnen Produkte zugänglich zu machen, ist es erforderlich, die aufgeschrumpfte Folie zumindest partiell aufzutrennen, beispielsweise aufzuschneiden, aufzureißen etc. Das erfordert oftmals erhöhten Kraftaufwand und wird von Verbrauchern als wenig komfortabel angesehen. Aus diesem Grund arbeiten Hersteller von solchen Verpackungseinheiten in der Praxis mit beispielsweise in die Folie eingebrachten Perforationen, um das Aufreißen der Folie zu erleichtern und den Zugang zu den zusammengefassten Produkten auf einfache Art und Weise zu ermöglichen. Diese Perforationen werden meistens mechanisch mit Hilfe von beispielsweise Messern bei der Folienherstellung erzeugt.
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Die bekannte Vorgehensweise ist mit mehreren Nachteilen versehen. So lassen sich die zuvor beschriebenen mechanischen Perforationen typischerweise nur in der sogenannten Laufrichtung in die Folie einbringen. Das heißt, die in Längsrichtung transportierte Folienbahn zur anschließenden Herstellung eines Folienzuschnittes für die Umwicklung der Produktformation kann typischerweise nur mit Perforationen in dieser Längsrichtung auf einfache Art und Weise ausgerüstet werden. Sofern zusätzlich Perforationen in Querrichtung oder auch diagonal gewünscht werden, muss die Folienbahn angehalten und/oder mit verringerter Produktionsgeschwindigkeit transportiert werden. Das erhöht die Herstellungskosten. Hinzu kommt, dass die von vornherein eingebrachten Perforationen beim anschließenden Schrumpfvorgang in beispielsweise einem Schrumpftunnel die auf diese Weise hergestellte Verpackungseinheit mechanisch schwächen. Das heißt, es besteht die Gefahr, dass die solchermaßen realisierte Verpackungseinheit beim anschließenden Transport im Perforationsbereich bzw. im Bereich der zuvor eingebrachten Perforationen unbeabsichtigt reißt. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.
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Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zur Herstellung einer Verpackungseinheit anzugeben, mit dessen Hilfe sich die Verpackungseinheit mit hoher Festigkeit herstellen lässt und zugleich eine einfache Handhabung beim – Öffnen gewährleistet ist.
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Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist ein gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Verpackungseinheit im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Folie mit zumindest einem berührungslos aktivierbaren Perforationsbereich ausgerüstet wird.
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Der Perforationsbereich wird im Regelfall mit Hilfe einer auf die Folie aufgebrachten Perforationsbeschichtung definiert. Die Perforationsbeschichtung kann durch Energieeintrag gezielt versprödet oder allgemein hinsichtlich ihrer Festigkeit geschwächt werden. Tatsächlich eröffnet die Erfindung die Möglichkeit, die Festigkeit der Folie im Perforationsbereich nach der Aktivierung mit einer berührungslos arbeitenden Energiequelle um mehr als 5% zu verringern. Dabei meint Festigkeit im Rahmen der Erfindung die Zugfestigkeit und/oder Reißfestigkeit der aufgeschrumpften Schrumpffolie.
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Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, die Folie in einem ersten Schritt mit der bereits angesprochenen Perforationsbeschichtung auszurüsten. In einem zweiten nachgeschalteten Schritt kann dann die Perforationsbeschichtung aktiviert werden. Dieser zweite Schritt lässt sich unmittelbar an den Schrumpfvorgang der Folie anschließen. Der erste Schritt kann dagegen vor dem Schrumpfen der Folie vorgenommen werden oder auch erst danach. Es ist aber auch möglich, die Aktivierung der Perforationsbeschichtung erst viel später vorzunehmen, beispielsweise erst nach einem Transport der Verpackungseinheit zu ihrem Bestimmungsort. Das heißt, die für die Aktivierung der Perforationsbeschichtung regelmäßig erforderliche und berührungslos arbeitende Energiequelle ist bei einer ersten Variante beispielsweise hinter oder auch unmittelbar hinter einem Schrumpfbereich bzw. einem Schrumpftunnel angeordnet. In diesem Fall verlässt die Verpackungseinheit mit der aufgeschrumpften Folie und dem auf der Folie definierten Perforationsbereich respektive den gewünschten Perforationen die Vorrichtung zu ihrer Herstellung.
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Die letztgenannte Variante korrespondiert jedoch dazu, dass die Energiequelle als Bestandteil der Vorrichtung zur Herstellung der Verpackungseinheit örtlich unter Umständen weit entfernt von dem eigentlich Schrumpftunnel respektive dem Schrumpfbereich angeordnet wird. Tatsächlich kann die Energiequelle am Ort der Verarbeitung der Verpackungseinheit vorgesehen werden. In diesem Fall wird die Perforationsbeschichtung erst unmittelbar vor der Weiterverarbeitung der Verpackungseinheit aktiviert.
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Dadurch wird beispielsweise während eines Transportes der Verpackungseinheit die unveränderte Festigkeit der Folie zur Verfügung gestellt und erst unmittelbar beim Aufbrechen der Verpackungseinheit im Perforationsbereich gezielt geschwächt. Dabei kann das Aufbrechen der Verpackungseinheit generell von beispielsweise Lagerpersonal vorgenommen werden, um die Produkte aus der Verpackungseinheit zu entnehmen und beispielsweise in einem Ladenlokal zu platzieren. Dann lässt sich zugleich der zerstörte Folienzuschnitt sortenrein sammeln und wieder verwerten.
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Es ist aber genauso gut auch möglich, dass erst ein Endverbraucher die Verpackungseinheit aufbricht bzw. die schrumpffähige Folie im Bereich der Perforationen öffnet, um dann die Produkte zu entnehmen. Hierzu ist es denkbar, dass der Endverbraucher beispielsweise über eine mobile Energiequelle verfügt. Auch in diesem Fall lässt sich der zerstörte Folienzuschnitt sortenrein wiederverwerten, weil infolge der beim Transport vorliegenden erhöhten Festigkeit zusätzliche Stabilisierungsmittel regelmäßig entbehrlich sind.
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In diesem Zusammenhang ist in jedem Fall gewährleistet, dass die zu der Produktformation zusammengefassten Produkte durch den Öffnungsschritt der aufgeschrumpften Folie keine Beschädigung durch beispielsweise Messer oder andere Spalteinrichtungen erfahren. Das heißt, die Produkte liegen in gewünschter Qualität und mit unbeschädigter Verpackung vor. Außerdem werden keine Produktbeschädigungen während des Transportes beobachtet, weil die erfindungsgemäß hergestellte Verpackungseinheit nicht unbeabsichtigt geöffnet werden kann. Vielmehr lässt sich die Aktivierung der Perforationsbeschichtung zeitlich definiert einstellen und wahlweise vorgeben.
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Um die Aktivierung im Detail zu realisieren sind im Rahmen der Erfindung verschiedene Möglichkeiten vorgesehen. So kann die Perforationsbeschichtung im Hinblick auf die Energiequelle absorbierend ausgebildet sein. Durch die Absorption der von der Energiequelle abgegebenen Energie wird die Perforationsbeschichtung regelmäßig im Zuge ihrer Aktivierung erwärmt. Diese Erwärmung kann auf lokale Bereiche beschränkt sein, die letztlich definierte Versprödungsbereiche darstellen, innerhalb derer die aufgeschrumpfte Folie einfach geöffnet werden kann.
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Alternativ zu dieser gleichsam thermischen Aktivierung der Perforationsbeschichtung durch berührungslos eingebrachte Energie ist es alternativ oder zusätzlich auch möglich, mit Hilfe der Energie eine chemische Reaktion zwischen der Perforationsbeschichtung und der Folie zu starten. Beispielsweise mag die Perforationsbeschichtung oxidierend ausgebildet sein, wobei der Start eines entsprechenden Oxidationsvorganges der Perforationsbeschichtung mit Hilfe der Energiequelle erfolgt. Die Oxidation und die meistens hiermit verbundene Entstehung von (Sauerstoff-)Radikalen hat nun zur Folge, dass die Folie zumindest im Bereich dieser Perforationsbeschichtung die gewünschte gezielte Schwächung erfährt. Das kann im Detail so erfolgen, dass die Perforationsbeschichtung Wasserstoffperoxid beinhaltet, welches durch beispielsweise gezielt eingebrachte Wärme seitens einer Infrarotquelle oder allgemein einer Wärmequelle als Energiequelle aktiviert wird. Das solchermaßen aktivierte Wasserstoffperoxid zerfällt und die sich hierbei bildenden Radikale sorgen dafür, dass die Folie im Bereich der Perforationsbeschichtung gezielt geschwächt wird.
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Im Allgemeinen wird als Energiequelle mit einer elektromagnetischen Strahlungsquelle gearbeitet. Hierbei kann es sich um eine UV-Strahlungsquelle, eine Mikrowellenstrahlungsquelle, eine Röntgenstrahlungsquelle oder besonders bevorzugt eine Laserstrahlungsquelle handeln. Die Perforationsbeschichtung ist in diesem Falle jeweils so ausgelegt, dass die betreffenden Strahlen absorbiert und in Wärmeenergie umgesetzt werden. Beispielsweise kann die Perforationsbeschichtung mit Inhaltsstoffen ausgerüstet werden, die Infrarotstrahlung eines Infrarotlasers absorbieren und auf diese Weise erwärmt werden. Denkbar sind in diesem Zusammenhang beispielsweise Kohlenstoffpartikel, Metallpartikel etc..
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Alternativ oder zusätzlich ist es aber auch möglich, dass die Energiequelle induktiv und/oder kapazitiv arbeitet. In diesem Fall ist die Perforationsbeschichtung im Regelfall leitfähig ausgebildet, wobei an dieser Stelle beispielsweise mit transparenten leitfähigen Oxiden (TCO; transparent conducting Oxides) gearbeitet werden kann. Eine solche leitfähige Beschichtung wird beispielsweise durch induktiv bzw. kapazitiv eingekoppelte Energie erwärmt, so dass erneut punktuell bzw. im Bereich der Perforationsbeschichtung die Folie in gewünschter Art und Weise versprödet wird. Beispiele für solche transparente leitfähige Oxide sind unter anderem Indiumzinnoxid (ITO), Fluorzinnoxid (FTO) oder auch Aluminiumzinkoxid (AZO) sowie Antimonzinnoxid (ATO).
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In jedem Fall kann die Auslegung im Rahmen der Erfindung so erfolgen und vorgenommen werden, dass die Festigkeit der Folie im Perforationsbereich nach der Aktivierung um mehr als 5% verringert wird. Grundsätzlich kann die Festigkeit der Folie auch um 10% oder noch mehr eine gezielte Verringerung erfahren. Dabei wird die Perforationsbeschichtung im Allgemeinen auf eine Folienoberseite aufgebracht. Im Regelfall ist diese Folienoberseite darüber hinaus mit einem Aufdruck, wie beispielsweise einem Werbeaufdruck, Produktinformationen etc. ausgerüstet. Auf diese Weise kann ein zugehöriges Druckbild in einem Zug mit Hilfe einer zugehörigen Druckstation erzeugt werden. Dieses Druckbild beinhaltet sowohl Informationen zu den einzelnen Produkten als auch die Perforationsbeschichtung, welche nach dem Schrumpfvorgang aktiviert werden kann. Das heißt, die Perforationsbeschichtung lässt sich als Druckbeschichtung auslegen. Wie bereits erläutert, lässt sich die Aktivierung unmittelbar nach dem Aufschrumpfen des zugehörigen Folienzuschnittes um die Produktformation vornehmen oder auch erst zeitnah vor Übergabe der Verpackungseinheit an den Warenempfänger.
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In diesem Zusammenhang versteht es sich, dass das aus der Werbebotschaft und/oder Produktinformationen und/oder der Perforationsbeschichtung zusammengesetzte Druckbild insgesamt durch eine elektronische Ansteuerung mit Hilfe der Druckstation oder wenigstens einer Druckeinheit auf der Folie erzeugt wird. Meistens wird das Druckbild auf eine durchlaufende Folienbahn aufgebracht, wobei die Folienbahn im Anschluss zu einzelnen Folienzuschnitten im Regelfall in Querrichtung geteilt und dann um die Produktformation geschlungen sowie aufgeschrumpft wird.
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Anstelle der beschriebenen elektronischen Ansteuerung der einen oder der mehreren Druckeinheiten der Druckstation zur Realisierung des Druckbildes kann prinzipiell auch mit einer sogenannten Druckmaske gearbeitet werden. In jedem Fall wird regelmäßig die Folienoberseite komplett mit dem Druckbild ausgerüstet, welches zugleich die Perforationsbeschichtung am gewünschten Ort beinhaltet. Hierfür sorgt die Druckeinheit in Verbindung mit einer Steuereinrichtung, in welcher das zugehörige Druckbild hinterlegt sein mag. Es versteht sich in diesem Zusammenhang, dass mit Hilfe der Steuereinrichtung das Druckbild selbstverständlich geändert und an die tatsächlichen Erfordernisse angepasst werden kann. Außerdem liegt es im Rahmen der Erfindung, bei Bedarf im Perforationsbereich bzw. vor Aufbringen der Perforationsbeschichtung mit einer Vorperforation zu arbeiten, die beispielsweise mechanisch definiert werden kann. Mit Hilfe der Vorperforation lassen sich grundsätzlich auch große Perforationsbereiche darstellen.
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Im Ergebnis wird ein Verfahren zur Herstellung einer Verpackungseinheit zur Verfügung gestellt, mit dessen Hilfe eine stabile Verpackungseinheit definiert werden kann, die sich zugleich einfach und bequem öffnen lässt. Im Gegensatz zu bisherigen Vorgehensweisen kann die erfindungsgemäße Verpackungseinheit mit einem oder mehreren Perforationsbereichen ausgerüstet werden, die an beliebiger Stelle auf einem zugehörigen Folienzuschnitt ihre Anordnung finden. Das heißt, der Perforationsbereich lässt sich erfindungsgemäß unabhängig von einer Laufrichtung der zugehörigen Folienbahn vorgeben und platzieren. Dadurch wird die Flexibilität wesentlich erhöht.
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Zugleich sind im Regelfall ergänzende Stabilisierungsmittel für die Verpackungseinheit entbehrlich, weil mit einer Folie ausreichender Festigkeit gearbeitet werden kann, die in aufgeschrumpftem Zustand die Produkte einwandfrei gegeneinander fixiert. Etwaige Perforationen lassen sich erst am Verwendungsort aktivieren. Dadurch werden Beschädigungen beim Transport der erfindungsgemäßen Verpackungseinheit von vornherein ausgeschlossen. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; die einzige Figur zeigt eine Verpackungseinheit, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und unter Rückgriff auf eine zugehörige Vorrichtung hergestellt worden ist.
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In der einzigen Figur ist eine Verpackungseinheit dargestellt, die einzelne zu einer Produktformation 1 zusammengefasste Produkte 2 mit Hilfe einer schrumpffähigen Folie 3 gegeneinander fixiert. Die Folie 3 ist mit zumindest einem, im Beispiel mit zwei jeweils berührungslos aktivierbaren Perforationsbereichen 4.1 und 4.2 ausgerüstet, die in der Figur dargestellt sind.
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Die Herstellung der in der einzigen Figur gezeigten Verpackungseinheit erfolgt derart, dass eine längserstreckte Folienbahn in Längsrichtung durch eine zu gehörige und nicht dargestellte Vorrichtung transportiert wird und während dieses Transportes mit einem Druckbild 4.1, 4.2 ausgerüstet wird. Dieses Druckbild 4.1, 4.2 setzt sich im Ausführungsbeispiel und nicht einschränkend aus den zwei Perforationsbeschichtungen 4.1, 4.2 zusammen, welche nach ihrer Aktivierung die Perforationsbereiche 4.1, 4.2 definieren. Zusätzlich umfasst das Druckbild in der Regel noch ein oder mehrere Werbeaufdrucke sowie Produktinformationen, die aus Gründen der Deutlichkeit in der einzigen Figur weggelassen worden sind. Jedenfalls wird das Druckbild 4.1, 4.2 auf eine Folienoberseite aufgebracht, und zwar mit Hilfe einer Druckstation, die im Beispielfall eine Druckeinheit aufweist, aber auch mit mehreren Druckeinheiten, einerseits für die Perforationsbeschichtungen 4.1, 4.2 und andererseits die Werbeaufdrucke sowie Produktinformationen ausgerüstet sein kann.
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Nach Erzeugen des Druckbildes 4.1, 4.2 wird die Folienbahn im Regelfall in mehrere Folienzuschnitte quergeteilt, wobei der jeweilige Folienzuschnitt um die Produktformation 1 geschlungen und dann in einem nicht dargestellten Schrumpftunnel aufgeschrumpft wird. Unmittelbar im Anschluss an diesen Schrumpftunnel kann eine ebenfalls nicht dargestellte Energiequelle in der Vorrichtung vorgesehen werden, mit deren Hilfe die Perforationsbeschichtung 4.1, 4.2 aktiviert wird und dadurch der Perforationsbereich 4.1, 4.2 entsteht. Es ist aber auch möglich, die Energiequelle örtlich getrennt von dem Schrumpftunnel auszulegen, so dass die Aktivierung der Perforationsbeschichtung 4.1, 4.2 beispielsweise erst zeitnah vor Übergabe der dargestellten Verpackungseinheit an einen Warenempfänger erfolgt. In diesem Zusammenhang ist sogar eine mobile Energiequelle möglich.
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Die Aktivierung der Perforationsbeschichtung 4.1, 4.2 zum Perforationsbereich 4.1, 4.2 erfolgt durch die zuvor bereits angesprochene und berührungslos arbeitende Energiequelle. Tatsächlich handelt es sich bei der Energiequelle im Beispielfall um einen Infrarotlaser. Die Perforationsbeschichtung 4.1, 4.2 mag jeweils als Druckbeschichtung und insbesondere Tintendruckbeschichtung ausgebildet sein. Bei der aufgebrachten Tinte handelt es sich um eine solche, die mit im Infraroten absorbierenden Materialien ausgerüstet ist. Beispielsweise kann die Tinte Kohlenstoff und/oder Metallpartikel enthalten, die mit Hilfe des Infrarotlasers als Energiequelle erwärmt werden. Durch diese Erwärmung wird die Perforationsbeschichtung 4.1, 4.2 aktiviert. Das bedeutet, dass die Folie 3 im Bereich der Perforationsbeschichtung 4.1, 4.2 gezielt versprödet wird. Dadurch wird zugleich die Festigkeit der Folie 3 im Perforationsbereich 4.1, 4.2 verringert, beispielsweise um Werte von mehr als 5% gegenüber der Folie 3 außerhalb des Perforationsbereiches 4.1, 4.2.
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Im Ausführungsbeispiel ist der Perforationsbereich bzw. die Perforationsbeschichtung 4.1, 4.2 jeweils als Linie bzw. Liniengebilde ausgelegt. Die einzelne Linie wird durch jeweilige Perforationspunkte definiert, die im Beispielfall mit Hilfe eines Tintenstrahlverfahrens auf die Folie 3 aufgebracht werden. Selbstverständlich sind auch andere Aktivierungsmaßnahmen denkbar und werden von der Erfindung umfasst, wie dies einleitend bereits beschrieben wurde.
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Die jeweiligen und die linienförmige Perforationsbeschichtung 4.1, 4.2 definierenden Punkte absorbieren im Zuge der Aktivierung durch den Infrarotlaser die von diesem emittierte Infrarotstrahlung. Dadurch kommt es lokal zu einer Erwärmung der Perforationsbeschichtung 4.1, 4.2 und ebenfalls lokal zu der gewünschten Versprödung der Folie 3. Auf diese Weise wird nach der Aktivierung der zugehörige Perforationsbereich 4.1, 4.2 zur Verfügung gestellt und lässt sich die Folie 3 entlang der solchermaßen erzeugten Perforationslinien besonders einfach einreißen. Da die Aktivierung der Perforationsbeschichtung 4.1, 4.2 typischerweise nach dem Transport der dargestellten Verpackungseinheit erfolgt, verfugt die Folie 3 während des Transportes über ihre uneingeschränkte Festigkeit, so dass Beschädigungen der Produkte 2 nicht befürchtet werden müssen. Das gilt auch für den Fall, dass die Folie 3 entlang der Perforationslinien aufgerissen wird. Auch in diesem Fall erfahren die Produkte 2 keine Beschädigung und können aus der Verpackungseinheit unschwer entnommen werden.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Perforationsbeschichtung 4.1, 4.2 nach der Umhüllung der Behälter mit der schrumpffähigen Folie (2) erfolgt. Grund hierfür ist, dass jeder Materialauftrag grundsätzlich das Folienhandling beeinträchtigen und in der Regel erschwert, z. B. durch eine erhöhte Adhäsion (Klebrigkeit) der Folien (2) im Bereich der Beschichtung. 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 Beschichtung auch nach dem Schrumpftunnel erfolgen, wobei dann in der Regel eine geeignete Aktivierungs- oder Trocknungsstation erforderlich ist. Beim Einsatz eines in x-y-z-Richtung verfahrbaren Applikationskopfes, z. B. als Roboterarm, können somit beliebige Perforationsmuster auf dem Gebinde vorgesehen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008052633 A1 [0002, 0003]
