DE19531717A1

DE19531717A1 - Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Umverpackungen

Info

Publication number: DE19531717A1
Application number: DE19531717A
Authority: DE
Inventors: Willy Dipl Ing Bartels
Original assignee: Individual
Current assignee: Fas Converting Machinery Ystad Se AB
Priority date: 1995-08-29
Filing date: 1995-08-29
Publication date: 1997-03-06
Also published as: EP0863840A1; US6029423A; JPH11511416A; WO1997008053A1; DK0863840T3; EP0863840B1; DE69616819D1; DE69616819T2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoff- Umverpackungen, insbesondere unter Verwendung von Kunststoff-Folien, wobei in Bereichen von Seitenkanten der zu verpackenden Güter überstehende Kunststoffteile wenigstens teilweise durch Wärmezufuhr geschrumpft werden.

Im Stand der Technik sind sogenannte Schrumpffolienverpackungen sowie Verfahren zur Herstellung derartiger Schrumpffolienverpackungen bekannt. Dabei werden durch Wärmezufuhr schrumpfende Folien um zu verpackende Güter oder Gebinde gelegt und an den überstehenden Seitenkantenbereichen durch Wärmezufuhr derart geschrumpft, daß sich ein enger Verpackungsverbund ergibt. Hierzu werden nur spezielle Schrumpffolien verwendet. Ein Nachteil der bekannten Verfahren besteht darin, daß die Verpackungen nicht für alle zu verpackenden Güter geeignet sind, insbesondere nicht für wärmeempfindliche Güter, die aufgrund von Wärmezufuhr verderben oder aufgrund ihrer Wärmeempfindlichkeit ihrerseits eine Gefügeveränderung, eine Verschmelzung oder dergleichen erfahren. Darüber hinaus sind Schrumpffolienverpackungen nicht für großflächige Verpackungen geeignet und erzeugen eine optisch nicht reproduzierbare Verpackungskante. Die Folien schrumpfen in den wärmebeaufschlagten Bereichen unkontrolliert und erzeugen zum Teil sehr unrepräsentative Kantenbereiche. Schließlich sind die bekannten Schrumpffolienverpackungsverfahren aufgrund der zum vollständigen Schrumpfen benötigten Zeit nicht immer wirtschaftlich anwendbar.

Weiterhin ist es bekannt, auch empfindliche Güter in Kunststoff-Folien zu verpacken, welche miteinander verklebt werden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoff- Umverpackungen der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß es auch auf die Verpackung wärmeempfindlicher Güter angewandt werden kann, sowie wirtschaftlich auch bei großflächigen Verpackungsbereichen unter Erzeugung einer optisch ansprechenden und teilweise reproduzierbaren Verpackungskante einsetzbar ist.

Zur technischen Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß die Wärmezufuhr unterbrochen wird, sobald in dem jeweils wärmebeaufschlagten Bereich der Kunststoff-Umverpackung der Schrumpfungsvorgang beginnt, und unmittelbar anschließend mechanischer Druck auf die erwärmten Bereiche der Kunststoff-Umverpackung ausgeübt wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die entsprechenden Bereiche der Kunststoff-Umverpackung nicht so lange mit Wärme beaufschlagt, bis sie vollständig geschrumpft sind, sondern nur so lange, bis der Schrumpfungsvorgang gerade beginnt. Dieser Zeitpunkt soll nicht mathematisch exakt aufzufassen sein, sondern es ist ein Zeitpunkt, zu welchem Teile der Kunststoff-Umverpackung bereits zu schrumpfen beginnen, während andere Teile gerade eben durch die zugeführte Wärme weich geworden sind. Zu diesem Zeitpunkt wird auf die jeweils erwärmten Bereiche mechanischer Druck ausgeübt, so daß sich die angeschmolzenen bzw. durch Wärmezufuhr erweichten Teile in einer flächigen Form miteinander verbinden. Die so erzeugte Verpackungskante bietet unter Verpackungsgesichtspunkten einen ausreichenden mechanischen Halt, ohne daß so viel Wärme zugeführt werden muß, daß möglicherweise wärmeempfindliche Güter beeinträchtigt werden.

Die Erfindung ermöglicht den Einsatz von Kunststoff-Umverpackungen allgemein, wobei es sich nicht zwangsläufig um spezielle Schrumpffolien herkömmlicher Art handeln muß. Es läßt sich das Verfahren auch auf wärmeempfindliche Güter anwenden, da diese durch die Wärme nicht beaufschlagt werden.

Ein wichtiger Anwendungsbereich ist das Verpacken von Kunststoffelementen. So ist es beispielsweise bekannt, Kunststoffbeutel in aufgerollter Form, die zu Verpackungszwecken einerseits dienen, zur Aufnahme von Abfällen, Gefriergut und dergleichen andererseits, in umverpackter Form in den Verkehr zu bringen, damit sich die Rollengebinde nicht wieder auflösen können. Aus markttechnischen Gründen ist es wünschenswert, beispielsweise repräsentativ bedruckte Kunststoff-Folien zum Einpacken derartiger Gebinde zu verwenden. Würde man herkömmliche Schrumpffolie in den Seitenkantenbereichen durch entsprechende Wärmezufuhr aufschrumpfen, würde man gleichzeitig die in dem Gebinde befindlichen Kunststoffbeutel anschmelzen, so daß diese zumindest ein unansehnliches Äußeres erhalten. Derartige Gebinde lassen sich auch ohne die Verwendung spezieller Schrumpffolie in optisch ansehnlicher Form mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in Kunststoff-Folien einpacken. Entsprechend gilt dies selbstverständlich auch für andere wärmeempfindliche Elemente, sei es aus Kunststoff, Papier, Nahrungsmitteln und dergleichen.

Gemäß einem vorteilhaften Vorschlag der Erfindung wird die Steuerung für die Unterbrechung der Wärmezufuhr und das Ausüben mechanischen Drucks zeitabhängig vorgenommen. In Abhängigkeit von den zu verpackenden Gütern und dem zur Herstellung der Umverpackung verwendeten Kunststoffmaterial lassen sich empirisch leicht die jeweiligen Zeitpunkte zum Unterbrechen der Wärmezufuhr und dem Ausüben des mechanischen Drucks ermitteln. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, parallel zu dem zu verpackenden Gebinde eine Referenzfolie mit Wärme zu beaufschlagen und mittels optischer Sensoren oder Temperatursensoren den richtigen Zeitpunkt zur Unterbrechung der Wärmezufuhr festzulegen.

Gemäß einem Vorschlag der Erfindung wird die Wärmezufuhr durch die Zufuhr von Warmluft erwirkt. Dies hat den Vorteil, daß die Wärme zielgerichtet und zeitlich exakt zugeführt werden kann, da bei Unterbrechung der Warmluftzufuhr auch automatisch eine sofortige Unterbrechung von Wärmezufuhr stattfindet.

Gemäß einem vorteilhaften Vorschlag der Erfindung erfolgt die Ausübung des mechanischen Druckes in Richtung des zu verpackenden Gutes. Die erwärmten Bereiche werden somit in Richtung des zu verpackenden Gutes gedrückt und verkleben bzw. verschmelzen dort, so daß sich eine geradezu plan am zu verpackenden Gut anliegende Kunststoff-Fläche mit einer guten mechanischen Haltbarkeit ergibt.

In vorteilhafter Weise werden zur Ausübung des mechanischen Drucks flächige Druckvorrichtungen verwendet. Gemäß einem weiteren vorteilhaften Vorschlag der Erfindung können die Druckvorrichtungen während oder direkt nach dem Ausüben des mechanischen Drucks gekühlt werden. Hierzu eignet sich in vorteilhafter Weise die Zufuhr von Kühlluft.

Als Kunststoffmaterial zur Herstellung von Kunststoff-Umverpackungen eignet sich beispielsweise Polypropylen alternativ zu sonstigen an sich bekannten sogenannten Schrumpffolien.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auf einfache und wirtschaftliche Weise die Herstellung von optisch ansprechenden Kunststoff- Umverpackungen, insbesondere auch für wärmeempfindliche Güter.

Mit der Erfindung wird darüber hinaus eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben, welche im prinzipiellen Aufbau einen Aufnahmebereich für das in Kunststoff-Folie eingewickelte, zu verpackende Gut aufweist, eine auf die dafür vorgesehenen Bereiche gerichtete Wärmezufuhrvorrichtung sowie Druckelemente zum Ausüben mechanischen Drucks auf die entsprechenden Bereiche des zu verpackenden Gutes. Die Wärmezufuhrvorrichtung ist in vorteilhafter Weise aus Warmluftgebläsen gebildet. Die Druckelemente sind gemäß einem vorteilhaften Vorschlag der Erfindung Druckplatten, die in vorteilhafter Weise in Richtung des zu verpackenden Gutes verschwenkbar sind. Somit kann mit der Vorrichtung nach dem Zuführen von Warmluft auf die entsprechenden Bereiche mechanischer Druck dadurch ausgeübt werden, daß die Druckplatten auf das zu verpackende Gut verschwenkt werden und dabei die erwärmten Kunststoffbereiche verpressen. Die Vorrichtung weist darüber hinaus eine Kühlvorrichtung für die Druckplatten auf, in vorteilhafter Weise Kühlluftgebläse.

Mit der Erfindung werden ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgeschlagen, die es ermöglichen, auch wärmeempfindliche Güter in optisch ansprechender Form mittels der Verschrumpfung von Kunststoff-Umverpackungs-Materialien auf wirtschaftliche Weise zu verpacken.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Verpackungsvorrichtung;

Fig. 2 eine teilgeschnittene Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und

Fig. 3a bis 3f schematische Darstellungen eines Ausführungsbeispiels für einen Verpackungsvorgang.

Die in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte Verpackungsvorrichtung 1 ist in einem Gehäuse angeordnet, welches zu Zwecken der vereinfachten Darstellung durch zwei Seitenwände 2 angedeutet ist. Diese Seitenwände 2 dienen der Lagerung von Wellen und Rollen, beispielsweise einer Umlenkrolle 10 für ein Zuführband 3. Das Zuführband 3 kann in an sich bekannter Weise mit herkömmlichen Wickelvorrichtungen kombiniert werden, um Verpackungsgüter in eine Umverpackung einzuwickeln. Über das Zuführband 3 wird dann das eingewickelte Verpackungsgut auf Rollen 4 fortbewegt, wo das in Kunststoff-Verpackungsmaterial eingewickelte Gut kurzfristig gelagert wird. Das Verpackungsmaterial wird an vorgesehenen Stellen mittels Warmluft aus den Warmluftgebläsen 5 beaufschlagt. Eine nicht gezeigte Steuerung sorgt dafür, daß die Warmluftzufuhr zum geeigneten Zeitpunkt unterbrochen wird. An einer Quertraverse 6 sind Druckplatten 7 schwenkbar, beispielsweise durch Drehzylinder, angeordnet. Aus Gründen der Deutlichkeit ist in Fig. 1 nur eine Druckplatte 7 gezeigt, jedoch ist die Verpackungsvorrichtung 1 spiegelsymmetrisch. Die Druckplatte 7 ist um eine Schwenkachse 8 in die wie in Fig. 1 gezeigte obere Position verschwenkbar oder in die wie in Fig. 2 gezeigte untere Position. Die Druckplatte 7 ist an der freien Seitenkante so ausgebildet, daß sie zwischen die Rollen 4 einschwenken kann. Um die Position der Druckplatte 7 und ihrer Schwenkachse 8 variabel gestalten zu können, ist der Drehzylinder 9 lösbar, so daß die Druckplatte 7 auf der Quertraverse 6 verschiebbar ist.

Der Verpackungsvorgang ist in den Fig. 3a bis 3f verdeutlicht. Beispielsweise wird eine sogenannte Beutelrolle 11 in Fig. 3a gezeigt. Diese besteht aus aufgerollten Kunststoffbeuteln, die als Müllbeutel in den Verkehr gebracht werden sollen. In Fig. 3b ist eine Verpackungsfolie 12 gezeigt. ln diese Verpackungsfolie 12 wird die Beutelrolle 11 eingewickelt, so daß sich das in Fig. 3c gezeigte Gebinde ergibt. An den gestrichelten Linien 13 ist der Rand der Beutelrolle gezeigt, so daß die Verpackungsfolie 12 Überstände 14 an beiden Seitenkanten ausbildet. Die Warmluft wird zielgerichtet auf diese Überstände 14 geleitet, so daß hier ein Erweichungs- bzw. Schrumpfungsvorgang eingeleitet wird. Es ergibt sich dann der in den Fig. 3d bzw. 3e gezeigte Zustand, in welchem die Überstände infolge der Wärmebeaufschlagung erweicht sind und zu schrumpfen beginnen. Zu diesem Zeitpunkt wird, wie in Fig. 3f gezeigt ist, durch die Druckplatten 7 ein Druck auf die Seitenkanten in Richtung der Pfeile 15 ausgeübt, so daß sich eine flächige, geordnete Verpackungsseitenkante ergibt. Durch eine Kühlung der Druckplatten 7 kann die übergegangene Wärme abgeleitet und ein Auskühlen der Verpackungsseitenkante beschleunigt werden. Eine Kühlvorrichtung ist nicht gezeigt, kann aber beispielsweise oberhalb einer Quertraverse 6 angeordnet sein, so daß die Kühlluft auf die nach oben verschwenkten Druckplatten 7 geleitet wird.

Die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele dienen nur der Erläuterung und sind nicht beschränkend.

Bezugszeichenliste

1 Verpackungsvorrichtung
2 Seitenwände
3 Zuführband
4 Rollen
5 Warmluftgebläse
6 Quertraverse
7 Druckplatte
8 Schwenkachse
9 Drehzylinder
10 Umlenkrolle
11 Beutelrolle
12 Verpackungsfolie
13 Rand
14 Überstand
15 Druckrichtung

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Umverpackungen, insbesondere unter Verwendung von Kunststoff-Folien, wobei in Bereichen von Seitenkanten der zu verpackenden Güter überstehende Kunststoffteile wenigstens teilweise durch Wärmezufuhr geschrumpft werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezufuhr unterbrochen wird, sobald in dem jeweils wärmebeaufschlagten Bereich der Kunststoffumverpackung der Schrumpfungsvorgang beginnt, und unmittelbar anschließend mechanischer Druck auf die erwärmten Kunststoffbereiche ausgeübt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung zur Unterbrechung der Wärmezufuhr und zur Einleitung des mechanischen Drucks zeitabhängig erfolgt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Referenzfolie wärmebeaufschlagt und gemessen wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Temperatursensoren verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wärmezufuhr Warmluft verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Druck in Richtung des zu verpackenden Gutes ausgeübt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen flächige Druckvorrichtungen verwendet werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckvorrichtungen gekühlt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Kühlen der Druckvorrichtungen Kühlluft verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kunststoff-Umverpackung Polypropylen verwendet wird.

11. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung von Kunststoff-Umverpackungen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß diese einen Aufnahmebereich für das im Kunststoff eingepackte zu verpackende Gut aufweist, eine Wärmezufuhrvorrichtung zur Zufuhr von Wärme auf überstehende Teile der Kunststoffverpackung und Druckelemente zum Ausüben mechanischen Druckes auf die überstehenden Teile der Kunststoffverpackung aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezufuhrvorrichtung Warmluftgebläse umfaßt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckelemente durch Druckplatten gebildet sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatten verschwenkbar sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Kühlvorrichtung für die Druckplatten aufweist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung ein Kühlluftgebläse umfaßt.