DE10260712B3

DE10260712B3 - Verfahren und Vorrichtung zur Vereinzelung von Platinen

Info

Publication number: DE10260712B3
Application number: DE2002160712
Authority: DE
Inventors: Alfred Koblischek
Original assignee: Tscheulin Rothal GmbH
Current assignee: 3A Composites International AG
Priority date: 2002-12-23
Filing date: 2002-12-23
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2022-12-24
Also published as: WO2004058577A2; AU2003298226A1; AU2003298226A8; EP1601578A2; WO2004058577A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vereinzelung von Platinen aus einem Platinenstapel sowie eine Vorrichtung zur Vereinzelung von Platinen aus einem Platinenstapel mit Mitteln zur Aufnahme eines Platinenstapels und Mitteln zur Vereinzelung der Platinen. Die Aufgabe, ein Verfahren zur Vereinzelung von Platinen aus einem Platinenstapel zur Verfügung zu stellen, welches eine sichere und schnelle Vereinzelung von Platinen aus einem Platinenstapel bei geringeren Herstellkosten der Platinen ermöglicht, wird dadurch gelöst, dass übereinander angeordnete Teilbereiche der Platinen im Platinenstapel zumindest teilweise mit elektrischer Ladung gleichen Vorzeichens aufgeladen oder polarisiert sind und die Platinen anschließend vereinzelt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vereinzelung von Platinen aus einem Platinenstapel sowie eine Vorrichtung zur Vereinzelung von Platinen aus einem Platinenstapel mit Mitteln zur Aufnahme eines Platinenstapels und Mitteln zur Vereinzelung der Platinen.
Platinen im Sinne der vorliegenden Erfindung werden, auf ein entsprechendes Maß geschnitten, zumeist als Deckel für Behälter, beispielsweise Behälter für Molkereiprodukte, verwendet. Dabei bestehen die Platinen zumeist aus einem flexiblen Träger, auf dem eine heißsiegelfähige Beschichtung auf der dem Behälterinnenraum zugewandten Seite aufgetragen ist. Auf der dem Behälterinnenraum abgewandten Seite werden verschiedene Aufdrucke, unter anderem mit Informationen über den Becherinhalt, aufgebracht. Häufig wird als flexibler Träger eine Aluminiumfolie oder ein Verbund, wei z.B. Aluminium/Polyester, Aluminium/Polyamid, Papier/Polyester oder auch reine Kunststoffe wie Polyester, Polypropylen oder Verbunde daraus eingesetzt. Die heißsiegelfähigen Beschichtung der Platinen sind dabei in der Regel elektrisch nicht leitend.
Hergestellt werden derartige Platinen dadurch, dass auf der einen Seite des flexiblen Trägers die heißsiegelfähige Beschichtung aufgetragen wird und auf der anderen Seite des Trägers nach einem Aufbringen eines Druckvorlackes der oben erwähnte Aufdruck aufgebracht wird. Anschließend werden die Platinen aus dem bis dahin in der Regel bandförmigen Material ausgestanzt und gestapelt. Beim Entstapeln der Platinenstapel tritt bei vollständig glatten Platinen das Problem auf, dass sich die Deckel nicht reproduzierbar einzeln vom Stapel abnehmen lassen, da diese aneinander haften bleiben.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Deckel zumindest auf einer Seite mit einer rauen Oberfläche zu versehen, sodass ein Aneinanderhaften vermieden und eine einwandfreie Vereinzelbarkeit der Platinen von einem Platinenstapel gewährleistet werden kann. Eine entsprechend raue Oberfläche kann beispielsweise durch Prägen des flexiblen Trägers mit einer Struktur oder aber durch Aufbringen einer Beschichtung mit einer hinreichenden Oberflächenrauhigkeit erreicht werden.

Aus der WO 99/64316 ist es bekannt, zu dem Zwecke der sicheren Vereinzelung der Platinen von einem Platinenstapel auf einer Oberflächenseite der Platine über die gesamte Fläche gleichmäßig Erhebungen, sogenannte Abstandshalter, aus einem UV-Licht-härtenden Material aufzubringen.

Bei dem bekannten Verfahren zur Herstellung derartiger Platinen ist problematisch, dass die gleichmäßig über den flexiblen Träger angebrachten Abstandshalter den optischen Eindruck des unter den Abstandshaltern angebrachten Aufdrucks mit Informationen für den Verbraucher stören.

Aus der EP 0883489 ist bekannt, dass zum Zwecke der sicheren Vereinzelung der Platinen ein punktförmiges Muster auf der Heißsiegelseite aufgebracht wird. Hier allerdings ist der Einsatz einer speziellen Aluminiumfolie bzw. Legierung mit speziellen Eigenschaften notwendig, welcher zu hohen Materialkosten führt.

Ferner wurde versucht durch Abstandshalter ausschließlich im Bereich der Heißsiegelnaht den störenden Eindruck im Bereich des Aufdrucks auf den Platinen zu minimieren.

Zwar konnte das optische Erscheinungsbild der Platinen hierdurch verbessert werden, allerdings sind weiterhin zusätzliche Fertigungsschritte zum Aufbringen der Abstandshalter bei der Herstellung der Platinen notwendig, um eine schnelle und sichere Vereinzelung der Platinen aus einem Platinenstapel zu gewährleisten.

Darüber hinaus ist aus dem Stand der Technik bekannt, beim Fördern und Transportieren von Platinen diese elektrostatisch aufzuladen. So offenbart die deutsche Offenlegungsschrift DE 35 08 514 A1 ein Verfahren zum Transportieren von Papierstapeln, bei welchem die zugeschnittenen Papierstapel derart elektrostatisch aufgeladen werden, dass eine bessere Formstabilisierung des Papierstapels während des Transports erzielt wird.

Weiter ist aus der deutschen Patentschrift DE 813 016 ein Transportverfahren für Papierbogen bekannt, bei welchem die Papierbogen aufgrund elektrostatischer Anziehungskräfte auf dem Transportmittel festgehalten werden.

Ein ähnliches Transportverfahren zum Fördern von Bogenmaterial, beispielsweise Papierbogen zum Umwickeln von Zigaretten, offenbart schließlich auch die deutsche Übersetzung einer europäischen Patentschrift DE 696 07 863 T2 . Bei dem aus dieser Patentschrift bekannten Verfahren wird das Bogenmaterial beim Fördern entlang einer Zuführbahn vor dem Kontakt mit dem Fördermittel elektrostatisch aufgeladen, so dass das Bogenmaterial beim Kontakt mit dem Fördermittel durch elektrostatische Anziehungskräfte auf dem Fördermittel fixiert wird. Die Verwendung elektrostatischer Aufladung beim Zuführen und Fördern von Platinen beschränkte sich insofern bisher auf die Ausnutzung der elektrostatischen Anziehungskräfte zwischen einzelnen Platinen oder Bogen.

Ausgehend von dem zuvor beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Vereinzelung von Platinen aus einem Platinenstapel sowie eine Vorrichtung zur Vereinzelung von Platinen aus einem Platinenstapel mit Mitteln zur Aufnahme eines Platinenstapels und Mitteln zur Vereinzelung der Platinen zur Verfügung zu stellen, welches bzw. welche eine sichere und schnelle Vereinzelung von Platinen aus einem Platinenstapel bei geringen Herstellkosten der Platinen ermöglicht.

Gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe verfahrensmäßig dadurch gelöst, dass übereinander angeordnete Teilbereiche der Platinen im Platinenstapel zumindest teilweise mit elektrischer Ladung gleichen Vorzeichens aufgeladen oder polarisiert und die Platinen anschließend vereinzelt werden.

Bei Platinen mit einem Träger aus einem Aluminium-Werkstoff werden aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit des Trägers Oberflächenladungen im Träger erzeugt, welche eine Polarisierung der heißsiegelfähigen Beschichtung durch Verschiebungspolarisation hervorrufen. An der Grenzfläche zur nächsten Platine entstehen somit Oberflächenladungen mit gleichem Vorzeichen wie im Träger der Platine selbst. Der Träger der nächsten unterhalb angeordneten Platine weist jedoch ebenfalls aufgrund ihrer elektrischen Leitfähigkeit Oberflächenladungen mit gleichem Vorzeichen auf. Die gleichsinnig aufgeladenen, übereinander angeordneten Teilbereiche zweier Platinen stoßen sich aufgrund der elektrostatischen Abstoßungskräfte gegenseitig ab.

Bei Platinen aus einer beidseitig beschichteten Aluminiumfolie oder mit einem Träger aus einem Papier-Kunststoff-Laminat werden lediglich Teilbereiche der Platinen durch Verschiebungspolarisation mit gleichem Vorzeichen polarisiert. Ein abstoßendes elektrisches Feld bildet sich jedoch auch zwischen diesen übereinander angeordneten gleichsinnig polarisierten Teilbereichen der Platinen aus.

Dadurch, dass die Abstoßungskräfte zwischen den aufgeladenen oder polarisierten Platinenbereichen den Adhäsionskräften zwischen den Platinen entgegenwirken, kann eine sichere und schnelle Vereinzelung der Platinen auch ohne aufgebrachte Abstandshalter oder aufgeraute Oberfläche gewährleistet werden. Insbesondere kann auch auf den Einsatz einer speziellen Aluminium-Folie als Träger verzichtet werden. Insofern ist es möglich, bei geringen Herstellkosten der Platinen eine sichere und schnelle Vereinzelung der Platinen vom Platinenstapel zu gewährleisten.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Vereinzelung von Platinen aus einem Platinenstapel, kann die Vereinzelung dadurch weiterverbessert werden, dass nur übereinander angeordnete Teilbereiche einer ersten zu vereinzelnden Platine im Platinenstapel und einer zweiten im Platinenstapel unterhalb der ersten Platine angeordneten Platine zumindest teilweise mit elektrischer Ladung gleichen Vorzeichens aufgeladen oder polarisiert werden. Zwischen der ersten und der zweiten Platine bildet sich einerseits ein den Adhäsionskräften entgegenwirkendes elektrisches Feld aus, andererseits wird durch Influenz und Polarisierung der Platinen unterhalb der zweiten Platine im Platinenstapel zwischen den einzelnen Platinen ein anziehendes elektrostatisches Feld erzeugt. Die zweite Platine wird daher mit einer zusätzlichen Kraft auf dem Platinenstapel festgehalten, sodass ein gleichzeitiges Abheben von zwei Platinen vom Platinenstapel effektiv verhindert wird.

Vorzugsweise werden die Platinen vor dem Stapeln in Platinenstapel aufgeladen oder polarisiert, so dass die Platinen bereits aufgeladen gestapelt werden können.

Die Aufladung oder Polarisierung der Platinen kann, gemäß einer vorteilhaft weitergebildeten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, dadurch auf einfache Weise in den Herstellungsprozess der Platinen integriert werden, dass die Platinen nach dem Ausstanzen aus einer Materialbahn aufgeladen oder polarisiert werden.

Wird die Materialbahn bereits vor dem Ausstanzen der Platinen durch eine Stanzeinrichtung aufgeladen oder polarisiert, kann der Prozess des Aufladens oder Polarisierens weiter vereinfacht werden.

Vorzugsweise erfolgt die Aufladung oder Polarisierung der Platinen dabei innerhalb der Stanzeinrichtung, um eine Entladung der Materialbahn bis zum Stanzprozess zu verhindern.

Eine besonders einfache Möglichkeit, die Platinen aufzuladen oder zu polarisieren, wird dadurch erreicht, dass die Aufladung oder Polarisierung der Platinen durch Aufbringen einer Hochspannungselektrode erfolgt.

Hinsichtlich einer Vorrichtung wird die oben aufgezeigte Aufgabe dadurch gelöst, dass Mittel zur Aufladung oder Polarisierung von übereinander angeordneten Teilbereichen der Platinen im Platinenstapel mit elektrischer Ladung gleichen Vorzeichens vorgesehen sind. Bei Aufladung oder Polarisierung der Teilbereiche der Platinen im Platinenstapel wird, wie bereits beschrieben, ein abstoßendes elektrisches Feld erzeugt, welches den Adhäsionskräften zwischen den Platinen entgegenwirkt. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird somit eine sichere und schnelle Vereinzelung von Platinen, welche keine Abstandshalter oder eine spezielle Aluminium-Folie als Träger aufweisen, gewährleistet, so dass Herstellkosten, beispielsweise zum Aufbringen der Abstandshalter, eingespart werden können.

Gemäß einer nächsten weitergebildeten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Vereinzelung von Platinen aus einem Platinenstapel, sind Mittel zur Aufladung oder Polarisierung nur von übereinander angeordneten Teilbereichen einer ersten zu vereinzelnden Platine im Platinenstapel und einer zweiten im Platinenstapel unterhalb der ersten Platine angeordneten Platine vorgesehen, welche die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Vereinzelung von Platinen von einem Platinenstapel gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform ermöglicht. Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird insofern auf die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen.

Eine vorteilhafte Integration der Herstellung von Platinen in den Vereinzelungsprozess der Platinen kann dadurch gewährleistet werden, dass eine Stapeleinrichtung zum Stapeln der Platinen und eine Stanzeinrichtung zum Ausstanzen der Platinen aus einer Materialbahn vorgesehen ist, wobei die Mittel zur Aufladung der Platinen zwischen der Stanzeinrichtung und der Stapeleinrichtung oder in der Stanzeinrichtung angeordnet sind.

Ist eine Hochspannungselektrode zur Aufladung oder Polarisierung der Platinen vorgesehen, so können auf besonders einfache Weise die Platinen durch Kontakt mit der Hochspannungselektrode aufgeladen oder polarisiert werden.

Die abstoßenden elektrostatischen Kräfte können zwischen den Platinen für die Dauer eines Vereinzelungszyklus aufrechterhalten werden, wenn Mittel zur Vermeidung einer Entladung der Platinen vorgesehen sind.

Vorzugsweise sind darüber hinaus eine Entladung der Platinen verhindernde Mittel zur Vereinzelung der Platinen vorgesehen, so dass im Zeitpunkt des Kontakts zwischen den Mitteln zur Vereinzelung der Platinen mit der entsprechenden Platine einerseits eine Entladung der Platine verhindert und andererseits die gleichsinnige Aufladung oder Polarisierung auch während der Vereinzelung gewährleistet werden kann.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Verfahren zur Vereinzelung von Platinen aus einem Platinenstapel bzw. die Vorrichtung zur Vereinzelung von Platinen aus einem Platinenstapel auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird beispielsweise einerseits verwiesen auf die den Patentansprüchen 1 und 3 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung.

In der Zeichnung zeigt die einzige Figur ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer schematischen Schnittansicht eines Platinenstapels.
Die einzigen Figur zeigt in einer Schnittansicht drei Platinen 1, 2 und 3 eines Platinenstapels, welche in einer nicht dargestellten Aufnahme für Platinenstapel angeordnet sind. Die Platinen 1, 2, 3 sind jeweils aus einem Träger 4 und einer elektrisch nicht leitenden, heißsiegelfähigen Beschichtung 5 aufgebaut. Als Träger 4 weisen die dargestellten Platinen 1, 2 und 3 einen Aluminium-Werkstoff, beispielsweise eine Aluminium-Folie auf.
Wird nun die Platine 1, beispielsweise durch einen nicht dargestellten, auf einem negativen elektrischen Potential liegenden elektrischen Kontakt, beispielsweise einer Hochspannungselektrode, mit negativer elektrischer Ladung 6 aufgeladen, so bilden sich durch Verschiebungspolarisation in der elektrisch nicht leitenden Beschichtung 5 positive Oberflächenladungen 7 an der Grenzschicht zum Träger 4 und negative Oberflächenladung 8 an der Grenzschicht zur Platine 2 aus. Wird nun die Platine 2, ebenfalls über einen nicht dargestellten elektrischen Kontakt, auf ein negatives elektrisches Potential gebracht, so bilden sich an der Grenzschicht zur Platine 1 entsprechend negative Oberflächenladungen 9 aus. Dies führt dazu, dass zwischen der Platine 1 und der Platine 2 ein abstoßendes elektrisches Feld 10 entsteht.
Wie weiter aus der Figur zu erkennen ist, wirkt dieses abstoßende elektrische Feld 10 den anziehenden Adhäsionskräften zwischen beiden Platinen 1 und 2 entgegen, so dass eine Vereinzelung der Platine 1 vom Platinenstapel wesentlich erleichtert wird. Insbesondere kann durch die vereinfachte Vereinzelung auf den Einsatz von Abstandshaltern und einer speziellen Aluminium-Folie als Träger für die Platinen verzichtet werden, so dass die Herstellkosten für die Platinen gesenkt werden können.
Werden nur die Platinen 1 und 2 über einen elektrischen Kontakt aufgeladen, bildet sich zwischen der aufgeladenen Platine 2 und der nicht mit dem elektrischen Kontakt in Verbindung stehenden Platine 3 ein anziehendes elektrisches Feld aus. Dies liegt daran, dass einerseits durch Verschiebungspolarisation an der Grenzfläche zwischen Platine 2 und 3 eine negative Oberflächenladungen 11 in der Beschichtung 5 der zweiten Platine 2 induziert werden und andererseits durch Influenz Oberflächenladungen 12 mit entgegengesetztem Vorzeichen im elektrisch leitfähigen Träger 4 der Platine 3 erzeugt werden.
Diese Oberflächenladungen 11 und 12 führen jedoch dazu, dass die zweite Platine 2 eine anziehende elektrostatische Kraft durch die Platine 3 erfährt. Diese anziehende Kraft wirkt beim Vereinzeln der Platine 1 den anziehenden Adhäsionskräften zwischen den Platinen 1 und 2 zusätzlich entgegen, so dass ein gleichzeitiges Abheben der Platinen 1 und 2 bei der Vereinzelung besser unterdrückt werden kann.
Vorzugsweise können die nicht dargestellten Mittel zur Vereinzelung, beispielsweise ein Vakuumgreifer, auf das gleiche elektrische Potential wie Platine 1 gebracht werden, so dass eine Entladung der Platine 1 bei der Vereinzelung verhindert wird. Dies gilt auch für die nicht dargestellte Aufnahme eines Platinenstapels, welche, beispielsweise aus einem elektrisch nicht leitenden Material aufgebaut, eine Entladung der Platinen 2 und 3 im Platinenstapel verhindert.
Ferner ist es denkbar, dass Platinen 1, 2, 3 bestehend aus einer beidseitig beschichteten Aluminiumfolie oder mit einem Träger 4 aus einem Papier-Kunststoff-Laminat eingesetzt werden, wobei allerdings, im Vergleich zu Platinen 1, 2, 3 mit einem Träger 4 aus einem Aluminium-Werkstoff, durch Verschiebungspolarisation in elektrisch nicht leitfähigen Platinen 1, 2, 3 eine von der Geometrie der zur Polarisierung verwendeten elektrischen Kontakte abhängige Ladungsverteilung erzeugt wird und übereinander angeordnete Teilbereiche der Platinen 1, 2, 3 mit elektrischer Ladung gleichen Vorzeichens polarisiert werden.

Claims

Verfahren zur Vereinzelung von Platinen aus einem Platinenstapel, dadurch gekennzeichnet, dass übereinander angeordnete Teilbereiche der Platinen im Platinenstapel zumindest teilweise mit elektrischer Ladung gleichen Vorzeichens aufgeladen oder polarisiert und die Platinen anschließend vereinzelt werden.
Verfahren zur Vereinzelung von Platinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nur übereinander angeordnete Teilbereiche einer ersten zu vereinzelnden Platine im Platinenstapel und einer zweiten im Platinenstapel unterhalb der ersten Platine angeordneten Platine zumindest teilweise mit elektrischer Ladung gleichen Vorzeichens aufgeladen oder polarisiert werden.
Verfahren zur Vereinzelung von Platinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Platinen vor dem Stapeln in Platinenstapeln aufgeladen oder polarisiert werden.
Verfahren zur Vereinzelung von Platinen nach Anspruch 39 dadurch gekennzeichnet, dass die Platinen nach dem Ausstanzen aus einer Materialbahn in einer Stanzeinrichtung aufgeladen oder polarisiert werden.
Verfahren zur Vereinzelung von Platinen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn vor dem Ausstanzen der Platinen durch eine Stanzeinrichtung aufgeladen oder polarisiert wird.
Verfahren zur Vereinzelung von Platinen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufladung oder Polarisierung der Platinen innerhalb der Stanzeinrichtung erfolgt.
Verfahren zur Vereinzelung von Platinen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufladung oder Polarisierung der Platinen durch Aufbringen einer Hochspannungselektrode erfolgt.
Vorrichtung zur Vereinzelung von Platinen aus einem Platinenstapel mit Mitteln zur Aufnahme eines Platinenstapels und Mitteln zur Vereinzelung der Platinen, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Aufladung oder Polarisierung von übereinander angeordneten Teilbereichen der Platinen im Platinenstapel mit elektrischer Ladung gleichen Vorzeichens vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 89 dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Aufladung oder Polarisierung nur von übereinander angeordneten Teilbereichen einer ersten zu vereinzelnden Platine (1) im Platinenstapel und einer zweiten im Platinenstapel unterhalb der ersten Platine (1) angeordneten Platine (2) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stapeleinrichtung zum Stapeln der Platinen und eine Stanzeinrichtung zum Ausstanzen der Platinen aus einer Materialbahn vorgesehen ist, wobei die Mittel zur Aufladung der Platinen zwischen der Stanzeinrichtung und der Stapeleinrichtung oder in der Stanzeinrichtung angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hochspannungselektrode zur Aufladung oder Polarisierung der Platinen vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Vermeidung einer Entladung der Platinen (1, 2, 3) im Platinenstapel vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entladung der Platinen (1, 2, 3) verhindernde Mittel zur Vereinzelung der Platinen vorgesehen sind.