DE102019218364A1

DE102019218364A1 - Folie und Verpackungsteil zur Bildung von Verpackungen

Info

Publication number: DE102019218364A1
Application number: DE102019218364.6A
Authority: DE
Inventors: Christian Hübner
Original assignee: Profol GmbH
Current assignee: Profol GmbH
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2021-05-27
Also published as: EP4065370A1; WO2021105375A1; US20220411666A1

Abstract

Folie oder Verpackungsteil zur Bildung einer Verpackung umfassend wenigstens einen Körper und wenigstens eine äußere Haftschicht, wobei der Körper und die Haftschicht aus einem polyolefinbasierten Kunststoff bestehen, wobei wenigstens die Haftschicht aufschmelzbar ausgeführt ist, um mit einer Zielfläche zu verschweißen, und wobei wenigstens die Haftschicht Partikel aufweist, welche eine Strahlung absorbieren, um wenigstens einen Teil des Verpackungsteils aufzuwärmen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Folie zur Bildung einer Verpackung. Dabei kann die Folie auf einen Zielgegenstand aufgebracht werden oder selbst zu einer Verpackung geformt werden, indem wenigstens ein Bereich der Folie mit einem Bereich des Zielgegenstandes bzw. mit einem weiteren Bereich der Folie verschweißt wird. Die Folie kann mit einem Werkzeug unter Wirkung von Wärme und/oder Druck verschweißt werden und bildet in bevorzugten Ausführungsform bspw. einen Deckel einer Bescher- oder Gefäßverpackung oder einen Verpackungsbeutel. Diese Verpackungen finden insbesondere ihren Einsatz bei der Verpackung von Lebensmitteln, Schütt- oder Flüssiggut und anderen Konsumprodukten. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein entsprechendes Verpackungsteil.
Technologischer Hintergrund
Folien aus Kunststoff liefern einen essentiellen Teil bei der Verpackung von Lebensmitteln, Medikamenten, Reinigungs- und Pflegemitteln, oder allgemein von Konsumgütern. In den letzten Jahren tritt insbesondere auch bei Kunststoffverpackungen immer mehr der Aspekt der Wiederverwendbarkeit und/oder der geordneten Entsorgung in den Vordergrund. Dabei werden Teile einer Produktverpackung oder die gesamte Verpackung dahingehend betrachtet, welchen Aufwand eine Wiederverwendung einer Verpackung benötigt. So können bspw. eine Kunststoffflasche gereinigt werden und wieder befüllt werden, die Kunststoffe einer Verpackung getrennt, zerkleinert und wieder dem Herstellungsprozess neuer Verpackungen zugeführt werden, oder ein Kunststoff wird einer anderen Verwendung zugeführt. Diese Aspekte und Verfahren werden insgesamt als Wiederverwendung/Wiederverwertung bzw. Recycling bezeichnet.
Eine Schwierigkeit ergibt sich oft aus einer fehlenden oder zu geringen Sortenreinheit, d.h. eine Verpackung besteht aus mehreren Komponenten aus unterschiedlichen Stoffen oder Kunststoffen. So ist es bspw. schwer, einen leeren Jogurtbecher aus Kunststoff mit anhaftenden Resten einer Aluminiumfolie der Wiederverwertung zuzuführen. Auch die Verwendung unterschiedlicher Kunststoffe wirft Probleme auf, wobei dies nicht nur auf Stoffe aus unterschiedlichen Polymer(klassen) zutrifft sondern auch auf identische Polymere oder Polymerklassen, die Zusatzstoffe in unterschiedlicher oder zu großen Mengen aufweisen.
Dies führt insgesamt zu einer ganzheitlicheren Betrachtung einer Verpackung und zu dem Wunsch, alle Komponenten einer Verpackung, wie bspw. eines Jugurtbechers und eines dazugehörigen Deckels, aus einem bzw. aus wenigstens kompatiblen Kunststoffen zu fertigen. Das Wort „kompatibel“ ist in diesem Zusammenhang so zu verstehen, dass sich die jeweiligen Kunststoffe zwar in ihrer Zusammensetzung unterscheiden können, die Unterscheide in der Zusammensetzung jedoch keine wesentlichen Hürden bei der Wiederverwendung darstellen. Ein erster Schritt besteht also darin, Kunststoffe auszuwählen, herzustellen und ggf. so zu veredeln, dass sie dann zu einer recyclebaren Verpackung oder zu den verschiedenen Komponenten einer recyclebaren Verpackung weiterverarbeitet werden können.
Ein zweiter Schritt ist dann in der Verpackungsinfrastruktur zu sehen, d.h. in den bestehenden Prozessen und Anlagen zur Abfüllung und/oder Verpackung der Güter. Hier ist insbesondere zu beachten, dass die bestehende Infrastruktur nicht notwendigerweise die neuen Kunst- und Verpackungsstoffe verarbeiten kann, jedoch gleichzeitig nicht ohne enormen Aufwand ausgetauscht werden kann. Daher gilt es ferner, Verpackungsstoffe bereitzustellen, welche mit der bestehenden Infrastruktur, d.h. bestehenden Verpackungs- und Abfüllanlagen, und bestehenden Prozessen, d.h. bestehenden Bedingungen hinsichtlich Temperatur, Reinheit, Geschwindigkeit, etc., verarbeitet werden können.
Es besteht daher die Aufgabe, eine Kunststofffolie bereitzustellen, mit welcher möglichst sortenreine und ggf. auch mehrkomponentige Verpackungen erzielt werden können. Dabei sollen nicht nur die Bedingungen an die Verpackung hinsichtlich einer Wiederverwendbarkeit bzw. Wiederverwertbarkeit erfüllt werden, sondern auch insgesamt die Bedingungen, die an das Verpacken des Produkts an sich gestellt werden, wie bspw. Stabilität, Lebensmittelverträglichkeit, optische Erscheinung und Eigenschaften etc. Ferner soll die Folie auch in Bestandsanlagen ohne oder nur mit geringen Modifikationen verarbeitet werden.
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 zur Bildung einer Verpackung vorgesehen, umfassend wenigstens eine Deckschicht und wenigstens 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, wobei wenigstens die Haftschicht aufschmelzbar ausgeführt ist, um mit einer Zielfläche zu verschweißen, und wobei wenigstens die Haftschicht Partikel aufweist, welche eine Strahlung absorbieren, um die wenigstens einen Teil der Folie aufzuwärmen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verpackungsteil zur Bildung einer Verpackung vorgesehen, umfassend wenigstens einen Körper und wenigstens eine äußere Haftschicht, wobei der Körper und die Haftschicht aus einem polyolefinbasierten Kunststoff bestehen, wobei wenigstens die Haftschicht aufschmelzbar ausgeführt ist, um mit einer Zielfläche zu verschweißen, und wobei wenigstens die Haftschicht Partikel aufweist, welche eine Strahlung absorbieren, um wenigstens einen Teil des Verpackungsteils aufzuwärmen.
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 bis 1E schematische Schnittansichten von Folien gemäß entsprechender Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
die 2A bis 2F schematische Ansichten von Verpackungen oder Teilen von Verpackungen, welche mit der Folie gemäß entsprechender Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gebildet wurden;
die 3 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Bildung einer Verpackung mit einer Folie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, sowie
die 4A bis 4C schematische Ansichten von Werkzeugen als möglicher Teil einer Vorrichtung zur Bildung einer Verpackung mit einer Folie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung
Die 1A bis 1D zeigen schematische Schnittansichten von Folien gemäß entsprechender Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In 1A ist eine Folie 110 zur Bildung einer Verpackung vorgesehen, umfassend wenigstens eine Deckschicht 111 und wenigstens eine Haftschicht 112. Die Deckschicht 111 weist einen ersten polyolefinbasierten Kunststoff auf oder ist aus diesem gefertigt, und weist eine erste Schichtdicke auf. Die Haftschicht 112 weist einen zweiten polyolefinbasierten Kunststoff auf oder ist aus diesem gefertigt und weist eine zweite Schichtdicke auf. Wenigstens die Haftschicht 112 ist aufschmelzbar ausgeführt, um mit einer Zielfläche zu verschweißen, und wenigstens die Haftschicht 112 weist Partikel auf, welche eine Strahlung absorbieren, um wenigstens einen Teil der Folie aufzuwärmen.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Partikel durch energiereiche Strahlung anregbar, um sich insbesondere aufzuwärmen und diese Wärme an die Umgebung in der Folie abzugeben. Vorzugsweise können diese Partikel in einer Konzentration in einem Bereich von 50 ppm bis 500 ppm, weiter vorzugsweise in einem Bereich von 100 ppm bis 150 ppm, enthalten sein und eine oder mehrere der folgenden Zusammensetzungen aufweisen: Kupfer, Kupferverbindungen, Eisen, Reineisen oder entsprechende Verbindungen. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung bezieht sich die Angabe „ppm“ auf den entsprechenden Gewichtsanteil.
Die Absorptionseigenschaften der Partikel sind vorzugsweise an eine einzusetzende Strahlung angepasst, insbesondere an eine Wellenlänge bzw. einen Bereich von Wellenlängen der Strahlung in Form von Infrarotlicht, sichtbarem Licht, Ultraviolettlicht, oder allgemein elektromagnetischer Strahlung und/oder Partikelstrahlung. Vorzugsweise durchdringt die verwendete Strahlung den ersten und/oder den zweiten polyolefinbasierten Kunststoff, sodass gezielt ein Bereich der Folie aufgeheizt werden kann. Die Aufheizung kann insbesondere dazu dienen, die Folie für ein Verschweißen vorzubereiten. So kann die Folie vor dem Bilden der Verpackung flächig oder selektiv der Strahlung ausgesetzt werden und sich so gezielt aufwärmen. Wird die so vorbereitete Folie dann mit einem Werkzeug mit einer Zielfläche verschweißt, muss das Werkzeug nur noch einen verminderten Wärmeeintrag leisten, um wenigstens die Haftschicht zum Verschweißen aufzuschmelzen. Dies kann insbesondere eine Belastung anderer Teile der Folie, insbesondere die Deckschicht 111 während dem Verschweißen schonen, und so bspw. eine Beschädigung, einen Verzug, ein Aufplatzen oder Ähnliches reduzieren oder im Wesentlichen vollständig verhindern.
In 1B ist eine Folie 120 zur Bildung einer Verpackung vorgesehen, umfassend wenigstens eine Deckschicht 121, eine Kernschicht 122 und wenigstens eine Haftschicht 123. Die Deckschicht 121 und/oder die Kernschicht 122 bestehen aus einem ersten polyolefinbasierten Kunststoff oder weisen diesen zumindest auf die obere Deckschicht 121 bildet zusammen mit der Kernschicht 112 eine erste Schichtdicke, wobei die Haftschicht 123 aus einem zweiten polyolefinbasierten Kunststoff mit einer zweiten Schichtdicke. Allgemein gilt für die Anordnung nach 1B das für die Ausführungsformen im Zusammenhang der 1A Gesagte. Insbesondere weist wenigstens die Haftschicht 123 die vorgenannten Partikel auf.
In 1C ist eine Folie 130 zur Bildung einer Verpackung gezeigt, welche wieder wenigstens eine Deckschicht, hier 131, und eine Haftschicht, hier 133, wie bereits beschrieben aufweist. Hinsichtlich aller weiteren Eigenschaften wie Schichtdicke, Materialien und Füllstoffe gelten jeweils die vorzugsweisen Ausgestaltungen nach den Beschreibungen im Zusammenhang der 1A und 1B. Des Weiteren ist in dieser Ausführungsform eine weitere Schicht 132 vorgesehen, sodass sich insgesamt ein dreischichtiger Aufbau aus Deckschicht, einer „ersten“ Haftschicht 132 als eine trennbare bzw. peelbare Trenn-/Peelschicht, und der „zweiten“ ursprünglich schon vorgesehenen Haftschicht 133 als eine nicht trennbare bzw. peelbare Siegelschicht ergibt. So kann die Folie 130 bspw. auf einem Zielgegenstand in Form eines Gefäßes (z. B. Jogurtbecher) aufgeschweißt werden und dieses dicht verschließen. Bei der Öffnung der Verpackung und ggf. zu deren Wiederverschließen kann dann die weitere Schicht 132 dazu dienen, ein gleichmäßiges und sauberes Öffnen bzw. Wiederverschließen zu ermöglichen.
In 1D ist eine Folie 150 zur Bildung einer Verpackung gezeigt, welche wenigstens eine Deckschicht 151, eine Kernschicht 152 und eine Haftschicht 153, aufweist. Hinsichtlich der weiteren Eigenschaften wie Materialien und Füllstoffe gelten jeweils die vorzugsweisen Ausgestaltungen nach den Beschreibungen im Zusammenhang der anderen Figuren. Wie - jedoch nur schematisch - im Vergleich zu den vorangegangenen Figuren und Beschreibungen ersichtlich, ist in dieser Ausführungsform die Schichtdicke der Folie 150 insgesamt erhöht. So kann die Schichtdicke der Schicht 151 vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 20 µm, die Schichtdicke der Schicht 152 vorzugsweise in einem Bereich von 140 bis 260 µm, die Schichtdicke der Schicht 153 vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 20 µm, und damit die Schichtdicke der Folie 150 insgesamt vorzugsweise in einem Bereich von 150 bis 300 µm liegen. Die erhöhte Schichtdicke hat in dieser Ausführungsform die Aufgabe, die Herstellung einer Verpackung durch ein Tiefziehen zu ermöglichen, wie dies bspw. im Zusammenhang der 2E und 2F beschrieben wird.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Folie zur Bildung einer Verpackung durch Tiefziehen bereitgestellt in einer einschichtigen Konfiguration, z.B. nur die Schicht 152 aus der vorgenannten Ausführungsform, mit einer Gesamtschichtdicke in einem Bereich von 140 bis 300 µm.
1E zeigt mögliche Konzentrationsprofile der Partikel innerhalb einer erfindungsgemäßen Folie nach entsprechenden, jeweiligen Ausführungsformen. Die dort schematisch dargestellten Profile und Anordnung sind prinzipiell unabhängig von dem genauen Teilschichtenaufbau, für welchen bereits Beispiele im Zusammenhang mit den 1A bis 1D oben diskutiert wurden. Die Beschreibung bezieht sich daher auf das Hauptaugenmerk einer Konzentration der Partikel, welche eine Strahlung absorbieren, um wenigstens einen Teil der Folie aufzuwärmen, und entsprechenden Konzentrationsprofilen entlang einer Querschnittsrichtung der Folie, wobei jedoch die Deckschicht bzw. Deckschichten oben angeordnet sind, und Haftschicht(en) unten.
Mit 141 ist ein erstes Konzentrationsprofil schematisch gezeigt, in welchem die Partikel im Wesentlichen in einem Bereich der Haftschicht vorgesehen sind. Dies kann von Vorteil sein, wenn die Strahlung von einer Seite, welche der Haftschicht zugewandt ist, hier also von unten, eintrifft.
Somit kann gezielt die Haftschicht aufgewärmt werden, um diese für ein Verschweißen vorzubereiten.
Mit 142 ist ein zweites Konzentrationsprofil schematisch gezeigt, in welchem die Partikel im Wesentlichen in einem Bereich über der Haftschicht oder in einem oberen Bereich derselben vorgesehen sind. Dies kann von Vorteil sein, wenn die Haftschicht aus anderen Gründen einen möglichst geringen Anteil der Partikel aufweisen soll, jedoch weiterhin wirksam aufgewärmt werden soll, um diese für ein Verschweißen vorzubereiten.
Mit 143 ist ein drittes Konzentrationsprofil schematisch gezeigt, in welchem die Partikelkonzentration von oben kommend zunimmt, um in einem Bereich der Haftschicht selbst zumindest ein relatives Maximum einzunehmen. Dies kann von Vorteil sein, wenn ein Verzug bzw. eine innere Verspannung in der Folie vermieden werden soll. Somit kann insbesondere ein abrupter Temperaturverlauf in der Folie vermieden werden.
Mit 144 ist ein viertes Konzentrationsprofil schematisch gezeigt, in welchem die Partikel im Wesentlichen nur in der Kernschicht und einer unteren Schicht vorgesehen sind. Unter beispielhaften Bezug zur vorangegangenen 1D, können so nur die Schichten 152 und 153 die Partikel aufweisen.
In weiteren entsprechenden Ausführungsformen ist die zweite Schichtdicke kleiner als die erste Schichtdicke, und/oder die Haftschicht 112 kann einen anorganischen Füllstoff mit einem Gewichtsanteil von größer als 20% aufweisen. 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 gezeigt, 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 polyolefinbasierten Kunststoffe 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 0,7 µm bis 3 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 2F zeigen schematische Ansichten im Zusammenhang der Verwendung und Vorteilen von Folien gemäß entsprechender Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In 2A ist ein Formstück 1 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 aufweisen, welche ein Abziehen des Deckels erleichtert.
Wie in 2B gezeigt, kann ein Stück 2 einer Folie gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, so bspw. auch das Formstück aus 2A, einen Deckel für ein Gefäß 20 (z.B. Becher) als Teil der zu bildenden Verpackung bilden. Das Stück 2 der Folie wird bspw. auf einen Rand des Gefäßes 20 aufgebracht. Dieses Aufbringen kann ein Verschweißen mit einem Werkzeug 91 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. Das Stück2 der Folie kann vor dem Verschweißen einer Strahlung ausgesetzt werden, sodass sich zumindest ein Teil der Folie vorteilhafterweise aufwärmt. Die Strahlung kann dabei von einer Strahlungsquelle stammen oder auch in Form von Wärmestrahlung von einem aufgeheizten Werkzeug 91 ausgehen.
Des Weiteren lässt sich die Folie in einfacher Weise werkzeuglos und gleichmäßig von dem Zielgegenstand abziehen („peelbar“). Diese Vorteile können insbesondere durch die bevorzugte Auswahl des Füllstoffes bzw. der Füllstoffe in der Haftschicht 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 kann ein zufriedenstellendes und zuverlässiges Wiederverschließen ermöglicht werden, so z.B. durch das Vorsehen zusätzlicher Schichten.
Wie in 2C gezeigt, können zur Bildung einer Verpackung auch mehrere Stücke oder Teile 31, 32, 33 einer erfindungsgemäßen Folie entlang einer Naht 38 verschweißt werden, um eine Tasche, einen Beutel, oder - wie gezeigt - einen Standbeutel zu bilden. Dabei werden vorzugsweise die zwei Haftschichten zweier Folienstücke bzw. -Bereiche miteinander verschweißt. Auch kann ein weiteres Verpackungsteil 39 mit verschweißt werden, um bspw. eine einfache Produktentnahme, ein Aus- bzw. Eingießen und/oder einen Verschluss der Verpackung bereitzustellen. Weitere Details zur Bildung ähnlicher beutelförmiger Verpackungen und - auch allgemein - andersförmigen Verpackungen werden auch im Zusammenhang der 3 sowie 4A bis 4C beschrieben.
Wie in 2D gezeigt, können zur Bildung einer Verpackung auch weitere Komponenten bzw. Verpackungsteile 37, wie bspw. ein Einschweißstück 37, im Sinne einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einer äußeren Schicht 370 versehen werden. Allgemein wird also ein Verpackungsteil 37 zur Bildung einer Verpackung bereitgestellt, welches einen Körper 371 und wenigstens eine äußere Haftschicht 370, wobei der Körper 371 und die Haftschicht 370 aus einem polyolefinbasierten Kunststoff bestehen, die Haftschicht 370 aufschmelzbar ausgeführt ist, um mit einer Zielfläche zu verschweißen, und wenigstens die Haftschicht 370 die vorgenannten Partikel aufweist, welche eine Strahlung absorbieren, um wenigstens einen Teil des Verpackungsteils aufzuwärmen. Insgesamt kann also das Verpackungsteil 370 aus einem passenden Kunststoff wie erwähnt hergestellt werden und zumindest zum Teil in einem äußeren Randbereich die Partikel aufweisen. Es wird somit eine äußere Schicht 37 im Sinne einer Haftschicht gebildet, welche die Partikel aufweist, welche eine Strahlung absorbieren, um wenigstens einen Teil des Verpackungsteils aufzuwärmen.
So kann in vorteilhafter Weise auch das Verpackungsteil 370 vor einem Verschweißen mit Stücken einer Folie, so zum Beispiel zur Bildung eines Standbeutels wie in 2C gezeigt, aufgewärmt werden. Eine Bestrahlung des Verpackungsteils 370 führt dazu, dass wenigstens der äußere Bereich, d.h. insbesondere der Bereich, welcher anschließend verschweißt werden soll, aufgewärmt wird. Dies stellt dann den Vorteil bereit, dass während des Verschweißens weniger Wärme durch die Folie transportiert werden muss, um das Verpackungsteil mit der Folie zu verschweißen. Dieser Vorgang kann somit schneller durchgeführt werden und auch die verminderte thermische Belastung der äußeren Verpackungsfolie führt zu geringerem Verzug und damit auch zu einer optisch einwandfreien Verpackung. Allgemein sei zu einem erfindungsgemäßen Verpackungsteil auch gesagt, dass das zu den Ausführungsformen der Folie in Hinsicht auf Kunststoffe, Materialien, Schichtdicken, Partikel und Partikelkonzentrationen im Detail Beschriebene auch für das Verpackungsteil entsprechen gelten kann.
Wie in den 2E und 2F gezeigt, kann zur Bildung einer Verpackung und/oder zur Bildung einer weiteren Komponente bzw. Verpackungsteils, ein Tiefziehverfahren eingesetzt werden. In einem Tiefziehverfahren für Kunststoffe wird ein KunststoffRohling in ein Formnest gesogen (2E) oder gepresst (2F). Ein Kunststoffrohling 50 wird in dieser Ausführungsform aus einer erfindungsgemäßer Folie mit erhöhter Schichtdicke, wie bspw. der im Zusammenhang mit 1D beschriebenen Folie 150, gefertigt. Zunächst wird dieser Rohling 50 aufgewärmt um eine nachfolgende Umverformung durchzuführen. Durch die Partikel, welche eine Strahlung absorbieren, erfolgt dieser Vorgang schneller und schonender für den Kunststoff, da nicht die gesamte Wärmemenge durch einen Schichtteil geleitet (im Sinne von Wärmeleitung) werden muss, sondern die Energie in Form von Strahlung diesen Teil der Folie passieren kann und erst durch die Partikel lokal an der gewünschten Stelle in Wärme umgewandelt wird.
Wie in 2E gezeigt, wird der warme Rohling 50 mit einer Halterung 992 an einem Werkzeug 991 mit einem Formnest 993 gehalten und in letzteres durch Unterdruck gesogen. Hier ist bspw. eine Formnest 993 zur Bildung eines Bechers (z.B. der im Zusammenhang mit 2B beschriebene Becher 20) gezeigt. In analoger Weise, ist in 2E gezeigt, wie ein warmer Rohling 50 mit einer Halterung 995 an einem Werkzeug 994 mit einem Formnest 996 gehalten und in letzteres durch Überdruck eingepresst wird.
Die 3 zeigt eine Anlage und allgemein eine Ausführungsform, in welcher insbesondere taschen- oder beutelförmige Verpackungen aus einer erfindungsgemäßen Folie 4 hergestellt werden. Hierfür kann die Folie 4 zunächst vermittels entsprechender Führungsglieder 93 ein- oder mehrmals gefaltet werden. In einem gefalteten Zustand, in welchem sich vorteilhafterweise entsprechende Abschnitte der Haftschicht gegenübersehen. In diesem Zustand kann die Folie dann vermittels einem oder mehrerer Werkzeuge 94 verschweißt werden. Insgesamt werden so aus der Folie 4 eine Vielzahl von Verpackungen 40 erhalten, dies in vorteilhafter Weise in einem quasi endlosen, linearen Verbund.
In diesem Zusammenhang kann erwähnt werden, dass die Herstellungsweise einer Vielzahl von Verpackungen in einem Endlosverfahren der Folie und dem Verpackungsverbund unter Umständen starke Beanspruchungen aussetzt. Insbesondere wird oft ein Verbund mit hoher Geschwindigkeit durch eine Fertigungsanlage gezogen, und der Verbund - insbesondere dann auch die aufgeschmolzene Schweißnaht, frische Schweißnähte und alle weiterhin dem Zug ausgesetzte Schweißnähte - muss die zur Förderung notwenige Kraft tragen bzw. wenigstens zum Teil ableiten.
Hier können die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wesentliche Vorteile bereitstellen. Da die zu verschweißenden Stellen und Bereiche im weitesten Sinne vorgewärmt werden können, kann das Bilden der Schweißnaht schneller und mit weniger Wärmeeintrag erfolgen. Der reduzierte Wärmeeintrag erlaubt somit eine schnellere Verarbeitung bzw. einen Einsatz bestehender Anlagen mit Folien, welche die bereits diskutierten, verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Wiederverwertung (Recycling) aufweisen. Auch kann durch eine Konzentration der Wärme auf die tatsächlich aufzuschmelzenden Bereiche der Folie ein Verzug bzw. eine Beschädigung des Verpackungsverbundes bei gleichbleibender bzw. sogar erhöhter Verarbeitungs-geschwindigkeit vermieden werden. Im Zusammenhang von Produktverpackungen ist dies insbesondere in Hinblick auf ein Dekor bzw. ein Druck auf der Folie von Bedeutung: Auch der gewünschte optische Eindruck der fertigen Verpackung kann bei geforderter Verarbeitungsgeschwindigkeit erzielt werden.
Die 4A bis 4C zeigen schematische Ansichten von Werkzeugen als möglicher Teil einer Vorrichtung zur Bildung einer Verpackung mit einer Folie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 4A wird eine Bestrahlung einer Folie bzw. Folienlage 5 durch Wärmestrahlung gezeigt. Insbesondere können Werkzeuge 95, 96, so bspw. die aufgeheizten Pressbacken eines Verschweißwerkzeugs, selbst ohne Annäherung und Kraft Wärme an den gewünschten Bereich der Folie befördern, indem die Wärmestrahlung der Werkzeuge von den Partikeln an der richtigen Stelle in der Folie absorbiert wird und die entsprechenden Zielbereiche der Folie aufwärmen.
In 4B ist schematisch ein Strahler gezeigt, welcher durch eine Blende 97 eine Folie 6 einer Strahlung aussetzt. Die Strahlungsquelle kann durch eine weitere Blende oder eine elektrische Schaltvorrichtung intermittierend abgeschattet werden sodass sich auch bei einer Bewegung der Folie 6 entlang der Blende 97 wohldefinierte Bereiche der Strahlungsexposition, und damit der gezielten Aufwärmung, ergeben.
Schließlich zeigt 4C schematisch ein Wärmeschwert 98, welches in eine gefalzte Folie eingeführt werden kann, um so eine Wärmestrahlung an die Innenseite der Folie abzugeben. Insgesamt können beispielsweise eine oder mehrere der Werkzeuge aus den 4A bis 4C in einer Fertigungsanlage nach 3 eingesetzt werden. So können beispielsweise eine Strahlungsheizung gemäß der Ausführungsform in 4B oder 4C einer herkömmlichen Schweißpresse 94 vorangestellt werden, um ebenda den nötigen Wärmeeintrag und die Prozesszeit zu minimieren. Auch eine Strahlungsheizung mit den Backen selbst wie in 4A kann in der Anlage in 3 realisiert werden, indem bspw. die Folie und der Verbund bei geöffneten Backen 94 kurz angehalten wird, um die gewünschten Bereiche der Folie 4 vorzuwärmen, bevor eine herkömmliche Bearbeitung, d.h. Verschweißen, mit dem Werkzeug 94 erfolgt.
Allgemein können die polyolefinbasierte Kunststoff jeweils Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP) aufweisen und die Haftschicht ein oder mehrere Acrylate. Als Polymerkonfigurationen kommen vorzugsweise Homopolymere, z.B. Propen oder Propylen (=P) als Monomer in einer Konfiguration P-P-P-P-P-P-P-P-...., Blockpolymere, z.B. in einer heterophasigen Form mit Ethylen (=E) und Propylen (=P) in einer Konfiguration P-P-E-E-E-P-P-P-P-E-E-E-P-P-E-E-E-..., Randomcopolymere, z.B. mit Propen und in einer relative kleinen Menge von Ethen und/oder Buthen in einer statistisch verteilten Konfiguration P-P-P-E-P-P-E-P-P-P-P-E-P-P-P-..., oder Randomblockcopolymere, welche sich als eine Kombination der vorangegangenen zwei Konfigurationen als Randomcopolymere mit Ethen-Propen-Kautschukpartikel (EPM) versetzten Konfiguration P-P-P-E-P-P-P-P-E-E-E-P-P-E-E-E-P-P-P-P-P-E-P-P-P-P-E-P-... darstellen.
Die genannten Haftschichten können ferner einen anorganischen Füllstoff in Form von weiteren Partikeln aus Kreide, Kalk, Talkum, und/oder plättchenförmige weiterer Partikel aufweisen, wobei der Durchmesser der weiteren Partikel in einem Bereich von 0,7 µm bis 3 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%.
Ferner können die Kunststoffe allgemein weitere Additive aufweisen, wie bspw. Polybuten, Reduzierung Tm, elastische Komponenten, oder sog. Störstoffe, welche insgesamt einzeln oder als Kombination die gewünschten Eigenschaften der Folie oder einzelner Schichten bereitstellen.
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 zur Bildung einer Verpackung umfassend wenigstens eine Deckschicht und wenigstens 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, wobei wenigstens die Haftschicht aufschmelzbar ausgeführt ist, um mit einer Zielfläche zu verschweißen, und wobei wenigstens die Haftschicht Partikel aufweist, welche eine Strahlung absorbieren, um wenigstens einen Teil der Folie aufzuwärmen.
Folie gemäß Anspruch 1, wobei die Deckschicht eine Schichtdicke in einem Bereich von 5 µm bis 20 µm aufweist.
Folie gemäß Anspruch 1 oder 2, umfassend des Weiteren eine Kernschicht zwischen der Deckschicht und der Haftschicht, wobei die Kernschicht aus dem ersten polyolefinbasierten Kunststoff besteht.
Folie gemäß Anspruch 3, wobei die Kernschicht eine Schichtdicke in einem Bereich von 20 µm bis 260 µm aufweist.
Folie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend eine weitere Schicht innerhalb der Folie und unter der Haftschicht, wobei die weitere Schicht als trennbare Trennschicht ausgeführt ist.
Folie gemäß Anspruch 5, wobei die Trennschicht eine Schichtdicke in einem Bereich von 5 µm bis 20 µm aufweist.
Folie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Folie insgesamt eine Schichtdicke in einem Bereich von 140 µm bis 300 µm aufweist.
Folie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Partikel in einer Konzentration in einem Bereich von 50 ppm bis 500 ppm, vorzugsweise in einem Bereich von 100 ppm bis 150 ppm, auf Gewicht bezogen, aufweist.
Folie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, in welcher die Partikelkonzentration in einer Richtung von der Deckschicht zu der Haftschicht zunimmt, um in einem Bereich der Haftschicht selbst zumindest ein relatives Maximum einzunehmen.
Verpackungsteil zur Bildung einer Verpackung umfassend wenigstens einen Körper und wenigstens eine äußere Haftschicht, wobei der Körper und die Haftschicht aus einem polyolefinbasierten Kunststoff bestehen, wobei wenigstens die Haftschicht aufschmelzbar ausgeführt ist, um mit einer Zielfläche zu verschweißen, und wobei wenigstens die Haftschicht Partikel aufweist, welche eine Strahlung absorbieren, um wenigstens einen Teil des Verpackungsteils aufzuwärmen.