DE19634022A1

DE19634022A1 - Verwendung von wasseraktivierbaren Klebstoffen zur Etikettierung von Kunststoff-Behältern, sowie etikettierter Behälter und Verfahren zu seiner Etikettierung

Info

Publication number: DE19634022A1
Application number: DE19634022A
Authority: DE
Inventors: Markus Dipl Ing Hamulski
Original assignee: M&W Verpackungen Mildenberger and Willing GmbH
Current assignee: Nitto Advanced Film Gronau GmbH
Priority date: 1996-08-23
Filing date: 1996-08-23
Publication date: 1998-02-26
Anticipated expiration: 2016-08-24
Also published as: DE19634022C2

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Polyvinylalko holen, Polyvinylacetaten oder anderen Klebstoffen auf Stärke-, Cellulose-, Glukose- und/oder Dextrin-Basis als mit Wasser oder Dampf aktivierbarer Klebstoff zur Eti kettierung von Kunststoff-Behältern, insbesondere aus PET, PEN oder PC, sowie etikettierte Behälter und ein Verfahren zum Wrap-Around-Etikettieren derartiger Behälter.

Kunststoff-Getränkebehälter, beispielsweise aus PET (Polyethylenterephthalat PEN (Polyethylennaphthalat oder PC (Polycarbonat), besitzen hohe Transparenz, Zähigkeit, Lebensmittelbeständigkeit und Maßbeständig keit und werden daher immer mehr wegen ihres niedrigen Gewichtes zur Verpackung von Getränken und anderen Produkten eingesetzt. In ähnlicher Weise finden Behälter aus Polyolefinen, insbesondere aus Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE) Verwendung.

Nach dem Verbrauch des Inhaltes werden die Behälter im Pfand-Rückgabe-Verfahren wieder an die Befüllungsstation zurückgeführt und müssen dort entetikettiert werden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Flasche in ein wäßriges Lösungsbad gelegt und dann ge wartet wird, bis sich der Klebstoff des Etikettes soweit löst, daß das Etikett mit Hilfe von Bürsten oder derglei chen abgenommen werden kann. Ein einfaches trockenes Abheben des Etikettes ist nicht möglich, da die üblichen Klebstoffe sich derart mit der Flaschen-Außenseite ver binden, daß größere Klebstoffreste zurückbleiben, die erst mühsam entfernt werden müssen. Es kann aber nicht auf relativ gut haftende Klebstoffe verzichtet werden, da die Kunststoff-Behälter, anders als Glasbehälter, je nach dem Druck im Inneren des Behälters sich dehnen und zusammenziehen, wobei die Dehnung, über den Durchmesser gemessen, bei üblichen Drücken durchaus 1 bis 2% vom Ausgangsdurchmesser betragen kann. Wird daher das Eti kett nur lose um den Behälter gelegt, so fällt es nach dem Zusammenziehen des Behälters bei fehlendem Druck von der Behälteraußenseite ab, was höchst unerwünscht ist.

Es stellt sich demnach die Aufgabe, einen Kunststoff- Behälter derart zu etikettieren, insbesondere mit einem Wrap-Around-Etikett, daß er in der Phase des Befüllens und Bearbeitens (Transportieren, Verpacken) sicher mit einem Etikett verbunden ist. Trotzdem muß es möglich sein, dieses Etikett nach dem Verbrauch des Behälter-In haltes mit einem einfachen Schnitt und Abschälen zu entfernen, ohne daß das Etikett erneut befeuchtet werden muß.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung von Polyvinylalkoholen, Polyvinylacetaten oder anderen Klebstoffen auf Stärke-, Cellulose-, Glukose- und/oder Dextrin-Basis als mit Wasser oder Dampf aktivierbarer Klebstoff zur Etikettierung von Kunststoff-Behältern, insbesondere aus PET, PEN oder PC, wobei das Etikett aus einer zur Klebseite hin glatten Kunststoff-Folie be steht, mit einem löslichen oder dipergierbaren Klebstoff der genannten Art beschichtet ist und in angefeuchtetem Zustand an die Behälter-Außenseite angeklebt ist, wobei nach dem Trocknen des Klebstoffes das Entetikettieren im trockenem Zustand der Klebstoffschicht möglich ist.

Das Ankleben geschieht durch Anfeuchten, beispielweise durch Besprühen mit Wasser oder das Auflegen auf eine befeuchtete Behälter-Oberfläche, wobei in diesem Zustand die Klebkraft (Adhäsion) zwischen der Etikettenfolie und dem Material des Behälters sehr hoch ist, so daß auch die überlappenden Etikettenränder mit Hilfe eines Hitze stempels verschweißt werden können. Nach dem Austrock nen, d. h. dem Verflüchtigen des Lösungsmittels, ist die Adhäsion wesentlich geringer geworden, aber immer noch ausreichend, um die beobachteten Dehn- und Schrumpfbewe gungen des Behälters zu beherrschen und das Etikett in der ursprünglichen Lage am Behälter zu halten.

Polyvinylalkohole werden über polymeranaloge Reaktionen durch alkalisch katalysierte Umesterung von Polyvinyl acetaten mit Alkoholen (vorzugsweise Methanol) in Lösung hergestellt. Sie haben Polymerisationsgrade im Bereich von 500 bis 2500, was Molmassen von 20 000 bis 100 000 g/mol entspricht. Entsprechend ihren Hydrolysegraden von 98 bis 99 bzw. 87 bis 89 mol-% handelt es sich um teil verseifte Polyvinylacetate mit einem Restgehalt von Acetylgruppen von 1 bis 2%. Abhängig von ihrem Hydro lysegrad sind sie löslich in Wasser und in wenigen, stark polaren organischen Lösungsmittel wie Formamid, Dimethylformamid oder Dimethylsulfoxid.

Vorteilhaft ist auch, daß Polyvinylalkohole toxikolo gisch unbedenklich einzustufen sind, daß Reste ohne weiteres in das Waschwasser der PET-Behälter aufgenommen werden, so daß zu keiner Zeit während des Wasch- und Spülvorganges vor dem Befüllen eine toxikologisch gefährliche Kontaktierung stattfinden kann. Die den Polyvinylalkoholen verwandten Polyvinylacetate sind demnach Stoffe, die durch intramolekulare partielle Acetalisierung von Polyvinylalkoholen mit in der Regel kurzkettigen, aliphatischen Aldehyden herstellbar sind. Über die vorhandenen Hydroxid-Gruppen sind Polyvinyl acetate leicht vernetzbar. Ohne Behandlung mit Formalde hyd sind Polyvinylacetate auch wasserlöslich und können daher den gleichen Zweck erfüllen wie Polyvinylalkohole.

Üblicherweise werden Polyvinylalkohole und Polyvinylace tate nicht als Klebstoffe verwendet, da ihre Haftkraft im getrockneten Zustand zu gering ist, um eine ausrei chende Adhäsion zu erzeugen. Es ist daher überraschend, daß für den vorliegenden Verwendungsfall sich hier eine technisch und lebensmittelhygienisch einwandfreie Lösung des Verklebens von Etiketten abzeichnet.

Für die weiteren Klebstoffe auf Stärke-, Cellulose-, Glu kose- und/oder Dextrin-Basis, die in der Lebensmittel- Verpackungsindustrie wie bekannt als Klebstoffe verwendet werden, gilt etwas ähnliches wie das vorher Gesagte.

Die Erfindung betrifft auch den etikettierten Behälter aus Kunststoff, der dadurch gekennzeichnet ist, daß das Etikett aus einer Kunststoff-Folie besteht, die mit einer im getrockneten Zustand das Entetikettieren erlau benden Schicht an der Behälter-Außenseite anhaftet. Üb licherweise werden die Etiketten als sogenannte Wrap- Around-Etiketten eingesetzt, bei denen das Etikett an seiner Rändern überlappend ist und im Überlappungsbe reich diese Ränder untereinander verklebt oder versie gelt sind. Für das Verkleben und Versiegeln dieser Rän der werden selbstverständlich keine wasseraktivierbaren Klebstoffe verwendet.

Ein Verfahren zum Wrap-Around-Etikettieren von zylindri schen oder prismatischen Behältern, beispielsweise aus PET oder PEN, gliedert sich in folgende Verfahrensschrit te:

- Ablängen eines dem Druckrapport entsprechenden Etiket ten-Abschnittes von einer bedruckten Kunststoffolien- Bahn, die an ihrer Innenseite eine Schicht aus einem wasserlöslichen, im angelösten Zustand klebenden Poly vinylalkohol und/oder Polyvinylacetat oder einem ande ren Klebstoff der genannten Art trägt, der aktiviert, vorzugsweise angelöst wird und eine Haftung zwischen der Rückseite des Etiketts und dem Behälter vermit telt,
- Verkleben des Etiketts an der Behälter-Außenseite,
- Verkleben oder Versiegeln der sich überlappenden Eti kettkanten,
- Trocknenlassen des klebenden Polyvinylalkohols und/oder Polyvinylacetats.

Es zeigt sich, daß die Adhäsion zwischen der Rückseite des Etiketts und der Behälter-Außenseite gerade aus reichend ist, daß aus einer dünnen Kunststoffolie, deren Dicke etwa 10 bis 30 µm beträgt, bestehende Etikett bei Dehnen und Zusammenziehen des Kunststoff-Behälters zu halten, ohne daß das Etikett herabfällt. Trotzdem kann das Etikett mit dem getrockneten Klebstoff mit Hilfe von Schneiden-Entetikettier-Vorrichtungen eingeschnitten und wie eine aufgeschnittene Manschette von dem Behälter im Ganzen abgelöst werden. Unsichtbare, verbleibende Reste an Polyvinylalkohol oder Polyvinylacetat oder anderen Klebstoffen der genannten Artwerden bei dem nachfolgen den Waschvorgang des Behälters restlos abgelöst und können in der Waschflotte verbleiben, da sie nicht toxisch sind.

Etikettenfolien können vorzugsweise aus Polyolefinen, Polypropylen oder aus Polyethylen bestehen, jedoch auch aus Papier, Papier-Kunststoff-Laminaten und dergl. hergestellt werden.

Es sei angedeutet, daß anstelle von Wasser auch andere polare Lösungsmittel verwendet werden können. Die auf der Innenseite des Etikettenmaterials liegende Klebstoff schicht kann durch Koextrusion, Bedruckung, Lackierung oder ähnliche, an sich bekannte Verfahren aufgebracht werden. Die Beschichtung kann vollflächig oder partiell erfolgen.

Wie bereits erwähnt, wird eine hohe Haftung erst durch eine Aktivierung durch Wasser oder ein anderes Lösungs mittel durchgeführt.

Für eine Rezeptur des klebenden Polyvinylalkohols bzw. Polyvinylacetats seien folgende Beispiele angegeben:

Beispiel 1

Eine mit Titandioxid weiß pigmentierte Folie aus Poly ethylen höherer Dichte in einer Dicke von 50 mµ wird auf der Außenseite bedruckt und mit einem abriebfesten Lack überlackiert. Die Dichte des Polyethylens liegt vorzugsweise im Bereich von 0,930 bis 0,965 g/cm³.

Die Rückseite des Etiketts wird partiell mit einer wäßrigen Lösung des Polyvinylalkohols beschichtet.

- Es wird Polyvinylalkohol eingesetzt mit einem Hydrolyse-Grad von 73 bis 100%, bevorzugt 80 bis 90%.
- Die Esterzahl des Polyvinylalkohols nach DIN 53 401 beträgt 0 bis 270, bevorzugt 120 bis 160 mg KOH/g.
- Die Viskosität einer 4%igen wäßrigen Lösung bei 20 Grad C nach DIN 53 015 beträgt 3 bis 40 mPa·s.

So hergestelltes bahnförmiges Etikettierungsmaterial wird zum Etikettieren von 1 l Polyester-Flaschen einge setzt. Unter Praxisbedingungen durchgeführte Tests Bestätigung eine gute Haftung des Etiketts und eine unproblematische Entfernung beim Entetikettierungs prozeß.

Beispiel 2

Eine transparente Polypropylen-Folie in einer Dicke von 40 mµ wurde im Konterdruck bedruckt. Auf der Druckfläche wurden zusätzlich Streifen aus einer Polyvinylacetat-Dis persion angebracht.

- Es können Polyvinylacetat-Homopolymerisat bzw. -Copoly merisate eingesetzt werden.
- Im vorliegenden Fall wurde ein Polyvinylacetat-Homo polymer mit mittlerem molekularem Gewicht und mit einer Viskosität der 50%igen Lösung bei 23 Grad C von 14 000 bis 24 000 mPa·s eingesetzt.

Beispiel 3

Mit einer klebenden wäßrigen Dextrinlösung in sirupar tiger Konsistenz wurde die Rückseite einer Etiketten folie aus Polypropylen beschichtet. Das Auftragsgewicht (bezogen auf getrocknetes Dextrin) betrug 0,2-0,5 g/m². Nach Trocknen und erneutem Anfeuchten hatte das Etikett eine hohe Haftkraft auf einer PET-Flasche. Es wurde auf dieser PET-Flasche befestigt. Nach erneutem Trocknen des Etiketts auf der Flasche war die Haftkraft geringer; mit Hilfe eines trockenen Entetikettierprozesses durch Aufschneiden und Ablösen konnte ohne Schwierigkeit das Etikett entfernt werden.

Beispiel 4

Eine Etikettenfolie gemäß Beispiel 1 oder 2 wurde mit einer wäßrigen Lösung von Methylcellulose streifenartig beschichtet. Die Beschichtung erfolgte mit einem Auftragsgewicht (bezogen auf die getrocknete Methyl cellulose) von 0,1-0,5 g/m².

Die Beschichtung wurde streifenartig auf eine Fläche von 20-50% der Folienfläche aufgebracht. Etiketten wurden auf PEN-Behältern befestigt. Nach erneutem Trocknen des Etiketts war die Haftkraft geringer, so daß auch hier ein trockener Entetikettierprozeß gemäß Beispiel 3 angewandt werden konnte. Ein Entetikettieren ohne sichtbare Rückstände war möglich.

Claims

1. Verwendung von Polyvinylalkoholen, Polyvinyl acetaten oder anderen Klebstoffen auf Stärke-, Cellulose-, Glukose- und/oder Dextrin-Basis als mit Wasser oder Dampf aktivierbarer Klebstoff zur Etiket tierung von Kunststoff-Behältern, insbesondere aus PET, PEN oder PC, wobei das Etikett aus einer zur Klebseite hin glatten Kunststoff-Folie besteht, mit einem löslichen oder dipergierbaren Klebstoff der genannten Art beschichtet ist und in angefeuchtetem Zustand an die Behälter-Außenseite angeklebt ist, wobei nach dem Trocknen des Klebstoffes das Entetikettieren im trocke nem Zustand der Klebstoffschicht möglich ist.

2. Etikettierter Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Etikett an seinen Rändern überlappend ist und im Überlappungsbereich diese Ränder untereinander verklebt oder versiegelt sind.

3. Verfahren zum Wrap-Around-Etikettieren von zylindrischen oder prismatischen Behältern gemäß Anspruch 2, mit folgenden Verfahrenschritten:

- Ablängen eines einem Druckrapport entsprechenden Etikettenabschnittes von einer bedruckten, reversibel dehnbaren Kunststoffolien-Bahn, die an ihrer Innen seite eine Schicht aus Polyvinylalkoholen, Polyvinyl acetaten oder anderen Klebstoffen auf Stärke-, Cellulose-, Glukose- und/oder Dextrin-Basis als mit Walser oder Dampf aktivierbarer Klebstoff trägt, die aktiviert, vorzugsweise angelöst wird und eine Haftung zwischen der Rückseite des Etiketts und der Behälter- Außenseite vermittelt,
- Verkleben des Etiketts an der Behälter-Außenseite,
- Verkleben oder Versiegeln der sich überlappenden Etikettkanten,
- Trocknenlassen des Klebstoffes.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Aktivierung der auf der Etikett- Innenseite befindlichen Klebstoffschicht durch Wasser oder ein anderes polares Lösungsmittel erfolgt.