DE102018215927A1

DE102018215927A1 - Folie zum Aufbringen auf einen Zielgegenstand

Info

Publication number: DE102018215927A1
Application number: DE102018215927.0A
Authority: DE
Inventors: Christian Hübner
Original assignee: Profol GmbH
Current assignee: Profol GmbH
Priority date: 2018-09-19
Filing date: 2018-09-19
Publication date: 2020-03-19
Anticipated expiration: 2038-09-20
Also published as: WO2020058398A1; DE102018215927B4; US20210348034A1; EP3853021A1

Abstract

Folie zum Aufbringen auf einen Zielgegenstand und umfassend wenigstens eine Deckschicht und eine Haftschicht, wobei die Deckschicht aus einem ersten polyolefinbasierten Kunststoff mit einer ersten Schichtdicke besteht, wobei die Haftschicht aus einem zweiten polyolefinbasierten Kunststoff mit einer zweiten Schichtdicke besteht, welche kleiner ist als die erste Schichtdicke, und wobei die Haftschicht einen anorganischen Füllstoff mit einem Gewichtsanteil von größer als 20% aufweist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Folie zum Aufbringen auf einen Zielgegenstand. Die Folie kann mit einem Werkzeug unter Wirkung von Wärme und/oder Druck auf den Zielgegenstand aufgebracht werden. In einer bevorzugten Ausführungsform dient die Folie dazu, Verpackungen - bspw. einen Jogurtbecher - für Lebensmittel zu verschließen.
Technischer Hintergrund
Im Bereich der Verpackung von beispielsweise Lebensmitteln stellt sich häufig die Aufgabe, einen Zielgegenstand in Form eines Gefäßes (z.B. Becher, Eimer, Tonne, etc.) zu verschließen. Es ist bekannt, derartige Gefäße als Zielgegenstand mit einem Rand entlang der Öffnung zu versehen und auf diesen Rand zum Verschluss einen Deckel aus einer Folie aufzubringen. Dabei kann der Deckel aus verschiedenen Materialien bestehen und auch mit verschiedensten Verfahren aufgebracht werden. Als Verfahren bieten sich unter Anderem ein Verkleben, ein Verpressen oder ein Verschweißen an. Die gewählten Materialien und Verfahren können dann jeweils bestimmte Vorteile bereitstellen, leiden aber häufig auch an entsprechenden Nachteilen, sodass die Auswahl an Materialien und Verfahren für einen bestimmten Verwendungs- und Einsatzzweck häufig beschränkt ist.
In neuerer Zeit stellen sich insbesondere bei der Verpackung von Konsumgütern (Lebensmittel, Medikamente, Kosmetika, Verbrauchsstoffe, etc.) auch zusätzliche Aufgaben: So ist beispielsweise häufig eine bestimmte Sortenreinheit der Verpackung insgesamt für eine ausreichende Recyclingfähigkeit notwendig. Dabei wird oft gefordert, dass sowohl das Gefäß (d.h. der Zielgegenstand in Form z.B. eines Bechers) als auch der Verschluss (Deckel) aus einem hinreichend ähnlichen oder sogar gleichen Material gefertigt sind, sodass bei Entsorgung ein einfaches Recycling möglich ist. Gleichwohl sind insbesondere im Bereich der Konsumgüter weitere Faktoren zu beachten. An dieser Stelle seien eine gute Bedruckbarkeit der Materialien, eine Einhaltung von Hygienevorschriften, und ein zufriedenstellendes Öffnungserlebnis durch den Benutzer genannt. Dabei ist das letztgenannte insbesondere bei Lebensmitteln wichtig, da dem Benutzer, d.h. dem Konsument, ein sicheres Gefühl vermittelt werden soll, dass erstens das Gefäß vor dem Öffnen zuverlässig verschlossen war, und dass zweitens nach dem Öffnen das Gefäß keine Beschädigungen aufweist und auch dass der Verschluss zufriedenstellend geöffnet wurde. Hierbei kann es sich um ein vollständiges Ablösen des Deckels und/oder eine gute Wiederverschließbarkeit handeln.
Bezüglich der Einhaltung der Hygiene-Standards und Vorschriften ist zu erwähnen, dass durch das Abfüllen und Verschließen einer Lebensmittelverpackung weder das Äußere der Verpackung mit Inhalt (d.h. dem Lebensmittel) oder das Werkzeug und die Geräte zur Verpackung mit dem Inhalt bzw. abzufüllenden Gut kontaminiert werden sollen. Beispielsweise hinterlassen Reste außerhalb an der Verpackung nicht nur einen unsauberen Eindruck, sondern können auch verderben und/oder andere Güter verschmutzen. Auch eine Kontamination der Abfüllanlage (inkl. Werkzeug(e), Halterungen, Transportmechanismen u.s.w.) selbst ist oft unerwünscht, insbesondere dann, wenn es sich bei dem abzufüllenden Gut um verderbliche Lebensmittel handelt.
Es besteht daher Bedarf an einer Technologie, die oben genannten Ziele bei der Aufbringung einer Folie, insbesondere im Zusammenhang einer Verpackung eines abzufüllenden Gutes, zu erreichen. Dabei sollen auch Wirtschaftlichkeit, Zuverlässigkeit und insgesamt eine zufriedenstellende Einhaltung aller anzuwendenden Standards berücksichtigt werden. Es ist daher insbesondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Folie bereitzustellen, mit welcher sich ein oder mehrere der vorgenannten Ziele erreichen lassen.
Zusammenfassung
Die genannten Probleme und Aufgabenstellungen werden durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Folie vorgesehen zum Aufbringen auf einen Zielgegenstand und umfassend wenigstens eine Deckschicht und eine Haftschicht, wobei die Deckschicht aus einem ersten polyolefinbasierten Kunststoff mit einer ersten Schichtdicke besteht, wobei die Haftschicht aus einem zweiten polyolefinbasierten Kunststoff mit einer zweiten Schichtdicke besteht, welche kleiner ist als die erste Schichtdicke, und wobei die Haftschicht einen anorganischen Füllstoff mit einem Gewichtsanteil von größer als 20% aufweist.
Figurenliste
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden insbesondere im Zusammenhang der folgenden Figuren erklärt und verdeutlicht. Dabei soll sich der Schutzumfang nicht auf diese Ausführungsform beschränken und die Figuren und die dazugehörige Beschreibung dienen demnach nur zur Verdeutlichung der allgemeinen Erfindungsgedanken. In den beigefügten Figuren zeigt/zeigen

die 1A und 1B schematische Schnittansichten von Folien gemäß entsprechender Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
die 2A bis 2C schematische Ansichten im Zusammenhang der Verwendung und Vorteilen von Folien gemäß entsprechender Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
die 3 eine schematische Schnittansicht eines Werkzeugs zur Aufbringung einer Folie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, sowie
die 4 schematisch einen Einsatz eines Werkzeuges beim Aufbringen einer Folie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf einen Zielgegenstand.

Detaillierte Beschreibung
Die 1A und 1B zeigen schematische Schnittansichten von Folien gemäß entsprechender Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In 1A ist eine Folie 100 zum Aufbringen auf einen Zielgegenstand gezeigt. Die Folie 100 umfasst wenigstens eine Deckschicht 101 und eine Haftschicht 102, wobei die Deckschicht 101 aus einem ersten polyolefinbasierten Kunststoff mit einer ersten Schichtdicke besteht, wobei die Haftschicht 102 aus einem zweiten polyolefinbasierten Kunststoff mit einer zweiten Schichtdicke besteht, welche kleiner ist als die erste Schichtdicke, und wobei die Haftschicht 102 einen anorganischen Füllstoff mit einem Gewichtsanteil von größer als 20% aufweist.
In 1B ist eine Folie 100' zum Aufbringen auf einen Zielgegenstand gezeigt. Die Folie 100' umfasst wenigstens eine obere Deckschicht 102, eine Kernschicht 112 und eine Haftschicht 102, wobei die Deckschicht 102 und/oder die Kernschicht 112 aus einem ersten polyolefinbasierten Kunststoff besteht und die obere Deckschicht 102 zusammen mit der Kernschicht 112 eine erste Schichtdicke bildet, wobei die Haftschicht 102 aus einem zweiten polyolefinbasierten Kunststoff mit einer zweiten Schichtdicke besteht, welche kleiner ist als die erste Schichtdicke, und wobei die Haftschicht 102 einen anorganischen Füllstoff mit einem Gewichtsanteil von größer als 20% aufweist.
Allgemein können die Deckschicht(en) eine Schichtdicke in einem Bereich von 70 µm bis 105 µm aufweisen und die Haftschicht eine Schichtdicke in einem Bereich von 7 µm bis 20 µm (vorzugsweise etwa 8 µm). Ist eine mehrschichtige Deckschicht, wie etwa in 1B hezeogt, vorgesehen, kann die obere Deckschicht eine Schichtdicke in einem Bereich von 10 µm bis 20 µm aufweisen, und die Kernschicht eine Schichtdicke in einem Bereich von 60 µm bis 85 µm.
Allgemein können die polyolefinbasierte Kunststoff jeweils Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP) aufweisen und die Haftschicht ein oder mehrere Acrylate. Der anorganische Füllstoff kann Partikel aus Kreide, Kalk, Talkum, und/oder plättchenförmige Partikel aufweisen, wobei der Durchmesser der Partikel in einem Bereich von 1 µm bis 2 µm liegen kann. Der Gewichtsanteil des anorganischen Füllstoffs kann in einem Bereich von 20% bis 30% liegen, und weiter vorzugsweise in einem Bereich von 25 % bis 50%.
Die 2A bis 2C zeigen schematische Ansichten im Zusammenhang der Verwendung und Vorteilen von Folien gemäß entsprechender Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In 2A ist ein Formstück 3 einer Folie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von Oben gezeigt. Das Formstück kann dabei einen Verschlussdeckel eines Gefäßes, bspw. als Teil einer Lebensmittelverpackung dienen, und daher eine Lasche 30 aufweisen, welche ein Abziehen des Deckels erleichtert.
Wie in 2B gezeigt, kann das Formstück einen Deckel 3 für einen Becher 4 bilden, wobei die Folie des Deckels 3 auf einen Rand 40 des Bechers 4 - als einen beispielhaften Zielgegenstand - aufgebracht wurde. Dieses Aufbringen kann ein Verschweißen mit einem Werkzeug umfassen. Die Eigenschaften der Folie gemäß der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erlauben ein Aufbringen des Deckels auf den Zielgegenstand in einer Art und Weise, dass in und um einen Verschlussbereich keine Kontaminationen auftreten. Des Weiteren, wie in 2C gezeigt, lässt sich die Folie in einfacher Weise werkzeuglos und rückstandsfrei von dem Zielgegenstand abziehen („peelbar“). Diese Vorteile können insbesondere durch die bevorzugte Auswahl des Füllstoffes bzw. der Füllstoffe in der Haftschicht 102 sowie dessen/deren Konzentration erzielt werden. Insbesondere erzielt ein rückstandfreies Abheben ein zufriedenstellendes Öffnungserlebnis, d.h. der Benutzer erfährt das Gefühl eines zuverlässigen Verschlusses und eines entsprechenden Öffnens. Zudem ist dadurch auch in einer weiteren vorteilhaften Weise erkennbar, dass die Verschlussstelle keine Kontaminationen (durch z. B. das zu verpackende Gut oder Lebensmittel) und Undichtigkeiten enthält bzw. enthielt. Auch wird ein zufriedenstellendes und zuverlässiges Wiederverschließen ermöglicht.
Die 3 zeigt eine schematische Schnittansicht eines entsprechenden Werkzeuges zum Aufbringen einer Folie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Werkzeug 1 dient dabei zum Aufbringen einer Folie auf einen Zielgegenstand unter Einwirkung von Wärme und/oder Druck. Das Werkzeug 1 umfasst einen Träger 11 aus einem ersten Material und einen Steg 21 aus einem zweiten, elastischen Material, wobei der Steg 21 auf dem Träger 11 angeordnet ist, und wenigstens einen Bereich W aufweist, welcher nach außen gewölbt ist. Hierbei kann eine kreisförmige oder elliptische Grundform zutage treten, welche sich durch einen oder mehrere Radien beschreiben lässt.
Das erste Material des Trägers 11 ist vorzugsweise ein Metall, wie bspw. Aluminium, Kupfer, eine Aluminiumlegierung, eine Kupferlegierung, Messing, Bronze, Amcorloy, oder Stahl. In Ausführungsformen, in denen das Werkzeug zum Aufbringen einer Folie auf einen Zielgegenstand unter Einwirkung von Wärme dient, sollte das erste Material eine ausreichende bzw. die gewünschte Wärmeleitfähigkeit bzw. Wärmekapazität haben. Ist ein Verschweißen, d.h. ein wenigstens teilweises Aufschmelzen der Folie und ggf. Teilen des Zielgegenstandes erwünscht, so ist eine hinreichende Wärmeleitung erforderlich um die notwendige Schmelzwärme innerhalb der gewünschten Zeit von einer Heizung bzw. Wärmequelle (nicht gezeigt) zum gewölbten Bereich des Steges zu leiten.
Das zweite Material des Steges ist vorzugsweise ein hochtemperaturbeständiges Silikon oder anderes Elastomer der Shore A Härte zwischen 50 und 80. Das zweite Material kann überdies ein Verbundmaterial aufweisen, welches in einem Trägermaterial (vorgenanntes/r Silikon/Elastomer) ein oder mehrere Füllstoffe aufweist, welche insbesondere zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit und/oder der spezifischen Wärmekapazität bei Erhaltung der mechanischen Belastbarkeit dienen. In derartigen Ausgestaltungen können Wärmeeintrag und Druckübertragung an Folie und/oder das Material des Zielgegenstandes im Bereich eines Verschlusses angepasst werden.
Der Träger aus dem ersten Material kann dabei nicht nur der mechanischen Stabilität dienen, sondern dieser trägt auch die erforderliche Wärme zu dem Bereich des Steges, welcher nach Außen gewölbt ist. Dieser Bereich kann daher auf eine Folie und einen Bereich (z. B. Rand eines Bechers, Näheres siehe unten im Zusammenhang mit 4) des Zielgegenstandes aufgepresst werden, wobei die nötige Wärme auf den Verschlussbereich eingebracht wird. Die Wölbung nach Außen (Bombage) ermöglicht dabei vorzugsweise initial einen linienförmigen Kontakt. Bei weiterer Zustellung des Werkzeuges auf die Folie wird der nach außen gewölbte Bereich des Steges auf die Folie gedrückt, wobei sich der mechanische Kontaktbereich ausgehend von der initialen Line zunehmend in beide Richtungen von der Linie weg erhöht. Damit kann in vorteilhafterweise ein Aus-bzw. Wegpressen etwa vorhandener Verunreinigungen auf der Folie oder auf dem Verschlussrand des Zielgegenstandes erzielt werden. Damit kann auch im Bereich von kritischen Verpackungen (hygienekritische Verpackung wie im Bereich der Lebensmittelverpackungen) gewährleistet werden, dass Verunreinigungen oder Reste des abzufüllenden Gutes die Haftung bzw. den Verbund der Folie auf dem Zielgegenstand nachteilig beeinflussen. Der Steg 21 kann generell ring- bzw. kreisförmig ausgeführt sein.
Das Werkzeug 11 kann des Weiteren einen inneren Träger 31 aus einem dritten Material aufweist. Dieses dritte Material kann das selbe sein wie das vorgenannte erste Material oder eines der folgenden bzw. eine beliebige Kombination mehrerer der folgenden Materialien: Zerspanbare Keramik, Keramik, glasfaserverstärkte Keramik, glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK), hochtemperaturfeste und/oder geschäumte Kunststoffe, geschäumte Silikate (Aerogele), Blähglas, und jeder weitere thermisch und mechanisch belastbare Isolierwerkstoff. Ferner kann das dritte Material und/oder der innere Träger zumindest teilweise mit einer Beschichtung zur Erzielung einer Lebensmittelkonformität versehen sein. Weiter vorzugsweise weist das dritte Material eine Dauergebrauchstemperatur von mindestens 250°C auf.
Die 4 zeigt schematisch einen Einsatz eines Werkzeuges beim Aufbringen einer Folie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf einen Zielgegenstand. Wie gezeigt, soll ein Werkzeug 11 eine Folie 3 auf einen Zielgegenstand, z. B. einem Becher 4, unter Einwirkung von Wärme und Druck aufbringen. Dafür wird der Zielgegenstand (bspw. ein Behälter für ein Lebensmittel wie etwa ein Jogurtbecher) in eine Halterung 5 eingebracht. Ein Rand 40 des Bechers 4 liegt auf dieser Halterung 5 auf und die Folie 3 kann somit mithilfe des Werkzeugs 11 auf den Rand 40 aufgepresst werden. Hierfür wird der Steg 21 des Werkzeugs 11 auf eine Zieltemperatur gebracht bzw. gehalten und unter einem wohldefinierten bzw. gesteuerten Druck auf den Rand 40 gefahren. Dabei wird die Folie 3 im Bereich des Randes 30 auf den Zielgegenstand aufgebracht, indem die Materialien der Folie 3 sowie des Randes 40 verpresst, verschweißt und/oder anderweitig miteinander verbunden werden. Insbesondere kommt hierbei die Haftschicht 102 der Folie 100, 100', 3 in den Kontakt mit dem Material des Zielgegenstandes (hier bspw. der Rand 40 des Bechers 4) und die Folie kann mit dem Zielgegenstand peelbar, wiederverschließbar und zuverlässig verbunden werden.
Obwohl nun detaillierte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, sollten diese lediglich zum besseren Verständnis der Erfindung und ihrer Wirkungen dienen. Der Schutzumfang ist durch die folgenden Patentansprüche definiert und soll nicht durch die detaillierte Beschreibung eingeschränkt werden.

Claims

Folie zum Aufbringen auf einen Zielgegenstand und umfassend wenigstens eine Deckschicht und eine Haftschicht, wobei die Deckschicht aus einem ersten polyolefinbasierten Kunststoff mit einer ersten Schichtdicke besteht, wobei die Haftschicht aus einem zweiten polyolefinbasierten Kunststoff mit einer zweiten Schichtdicke besteht, welche kleiner ist als die erste Schichtdicke, und wobei die Haftschicht einen anorganischen Füllstoff mit einem Gewichtsanteil von größer als 20% aufweist.
Folie gemäß Anspruch 1, wobei die Deckschicht eine Schichtdicke in einem Bereich von 70 µm bis 105 µm aufweist.
Folie gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Haftschicht eine Schichtdicke in einem Bereich von 7 µm bis 20 µm aufweist.
Folie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Deckschicht eine obere Deckschicht ist und die Folie mindestens eine Kernschicht aufweist.
Folie gemäß Anspruch 4, wobei die obere Deckschicht eine Schichtdicke in einem Bereich von 10 µm bis 20 µm aufweist, und die Kernschicht eine Schichtdicke in einem Bereich von 60 µm bis 85 µm aufweist.
Folie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der polyolefinbasierte Kunststoff Polyethylen, PE, und/oder Polypropylen, PP, aufweist.
Folie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Haftschicht ein oder mehrere Acrylate aufweist.
Folie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der anorganische Füllstoff Partikel aus Kreide, Kalk, Talkum, und/oder plättchenförmige Partikel aufweist.
Folie gemäß Anspruch 1, wobei der Durchmesser der Partikel in einem Bereich von 1 µm bis 2 µm liegt.
Folie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Gewichtsanteil des anorganischen Füllstoffs in einem Bereich von 20% bis 30%, und weiter vorzugsweise in einem Bereich von 25 % bis 50% liegt.