DE19634022C2

DE19634022C2 - Verwendung von wasseraktivierbaren Klebstoffen zur Etikettierung von Kunststoff-Behältern, sowie Verfahren zu ihrer Etikettierung

Info

Publication number: DE19634022C2
Application number: DE19634022A
Authority: DE
Inventors: Markus Dipl Ing Hamulski
Original assignee: M&W Verpackungen GmbH
Current assignee: Nitto Advanced Film Gronau GmbH
Priority date: 1996-08-23
Filing date: 1996-08-23
Publication date: 1998-12-17
Anticipated expiration: 2016-08-24
Also published as: DE19634022A1

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 Etikettierung von zylindrischen oder prismatischen Kunststoff-Behältern, insbesondere aus PET, PEN oder PC, sowie 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 Maßbeständigkeit und werden daher immer mehr wegen ihres niedrigen Gewichtes zur Ver packung von Getränken und andereren Produkten eingesetzt. In ähnlicher Weise finden Behälter aus Polyolefinen, insbe sondere 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 gewartet wird, bis sich der Klebstoff des Etikettes soweit löst, daß das Etikett mit Hilfe von Bürsten oder dergleichen abgenommen werden kann. Ein einfaches trockenes Abheben des Etikettes ist nicht möglich, da die üblichen Klebstoffe sich derart mit der Flaschen-Außenseite verbinden, daß größere Klebstoff reste 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.

Aus der DE 34 42 998 C2 ist zwar bekannt, Kunststoff-Be hälter mit Kunststoff-Rundumetiketten so zu etikettieren, daß das Etikett wieder vollständig ablösbar ist, Allerdings wird das Etikett mithilfe eines teilweise toxischen Lösungs mittels, beispielsweise eines niedrigchlorierten aliphati schen Kohlenwasserstoffes, an die Behälter-Außenseite ange klebt. Dies macht die Verwendung eines solchen Etiketts in Lebensmittelbetrieben unerwünscht.

Weiterhin ist in der Fachzeitschrift "Verpackungsrundschau" Nr. 8/1970, Seiten 1118-1119 die Verwendung von Dextrin-Leim für Rundum-Etikettierung beschrieben. Hierbei ist zu bemer ken, daß das Etikett mit dem Kunststoff-Behälter nicht ausreichend verklebt wird; verklebt werden nur die beiden sich überlappenden Enden des Etiketts miteinander, wobei eine Klebung Papier auf Papier erfolgt. Die bekannte Etiket tierung setzt daher voraus, daß der Behälter ober- und unterhalb des Etiketts einen Wulst besitzt, damit es nicht abfällt. Dies erfordert spezielle Behälter.

Schließlich ist der US 5 275 678 A ein Verfahren zum Wrap- around-Etikettieren von zylindrischen Behältern zu entneh men, bei dem das Etikett lediglich mit Wasser befeuchtet wird, um eine ausreichende Oberflächenspannung der entste henden Wasserschicht hervorzurufen. Anschließend wird eine übliche Überlappverklebung durchgeführt. Nachteilig ist, daß bei Kunststoff-Flächen, die mit üblichen Etiketten aus Polyolefin-Kunststoffen beklebt werden sollen, diese auf Oberflächenspannung des Wassers beruhende Verklebung nicht ausreicht.

Es stellt sich demnach die Aufgabe, einen zylindrischen oder prismatischen Kunststoff-Behälter mit einem Wrap-Around-Eti kett zu etikettieren, wobei 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-Inhaltes mit einem einfachen Schnitt und Abschälen zu entfernen, ohne daß das Etikett erneut befeuchtet werden muß, und daß spezielle Behälterformen mit umlaufenden Wülsten verwendet werden müssen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung von Polyvinyl alkoholen, Polyvinylacetaten oder anderen Klebstoffen auf Stärke-, Cellulose-, Glukose- und/oder Dextrin-Basis als mit Wasser oder Dampf aktivierbarer Klebstoff zur Etikettierung von zylindrischen oder prismatischen Kunststoff-Behältern, insbesondere aus PET, PEN oder PC, wobei das Etikett aus einer zur Klebseite hin glatten Kunststoff-Folie besteht, mit einem löslichen oder dispergierbaren 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 Hitzestempels verschweißt werden können. Nach dem Austrocknen, d. h. dem Verflüchtigen des Lösungsmittels, ist die Adhäsion wesentlich geringer geworden, aber immer noch ausreichend, um die beobachteten Dehn- und Schrumpfbewegungen 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 2.500, 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 teilverseifte Polyvinylacetate mit einem Restgehalt von Acetylgruppen von 1 bis 2%. Abhängig von ihrem Hydrolysegrad sind sie löslich in Wasser und in wenigen, stark polaren organischen Lösungs mittel wie Formamid, Dimethylformamid oder Dimethylsulfoxid.

Vorteilhaft ist auch, daß Polyvinylalkohole toxikologisch 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 statt finden kann. Die den Polyvinylalkoholen verwandten Polyvinylacetate sind demnach Stoffe, die durch intramole kulare partielle Acetalisierung von Polyvinylalkoholen mit in der Regel kurzkettigen, aliphatischen Aldehyden herstell bar sind. Über die vorhandenen Hydroxid-Gruppen sind Polyvinylacetate leicht vernetzbar. Ohne Behandlung mit Formaldehyd sind Polyvinylacetate auch wasserlöslich und können daher den gleichen Zweck erfüllen wie Polyvinyl alkohole.

Üblicherweise werden Polyvinylalkohole und Polyvinylacetate nicht als Klebstoffe verwendet, da ihre Haftkraft im getrockneten Zustand zu gering ist, um eine ausreichende 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-Ver packungsindustrie wie bekannt als Klebstoffe verwendet werden, gilt etwas ähnliches wie das vorher Gesagte.

Üblicherweise werden die an der Behälter-Außenseite an bringbaren Etiketten als sogenannte Wrap-Around-Etiketten eingesetzt, bei denen das Etikett an seiner Rändern über lappend ist und im Überlappungsbereich diese Ränder unter einander verklebt oder versiegelt sind. Für das Verkleben und Versiegeln dieser Ränder werden selbstverständlich keine wasseraktivierbaren Klebstoffe verwendet.

Ein Verfahren zum Wrap-Around-Etikettieren von zylindrischen oder prismatischen Behältern, beispielsweise aus PET oder PEN, gliedert sich in folgende Verfahrensschritte:

- Ablängen eines einem Druckrapport entsprechenden Etiket tenabschnittes von einer bedruckten reversibel dehnbaren Kunststoff-Folienbahn, die an ihrer Innenseite eine Schicht aus Polyvinylalkoholen, Polyvinylacetaten oder anderen Klebstoffen auf Stärke-, Cellulose-, Glukose- und/oder Dextrin-Basis als mit Wasser oder Dampf aktivier barer Klebstoff trägt, der 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 Eti kettkanten,
- Trocknenlassen des Klebstoffes.

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

Etikettenfolien können vorzugsweise aus Polyolefinen, Poly propylen oder aus Polyethylen bestehen.

Es sei angedeutet, daß anstelle von Wasser auch andere polare Lösungsmittel verwendet werden können. Die auf der Innenseite des Etikettenmaterials liegende Klebstoffschicht kann durch Koextrusion, Bedruckung, Lackierung oder ähn liche, 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 Lösungsmittel durchgeführt.

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

Beispiel 1:

Eine mit Titandioxid weiß pigmentierte Folie aus Polyethylen höherer Dichte in einer Dicke von 50 mµ wird auf der Außen seite 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 53401 beträgt 0 bis 270, bevorzugt 120 bis 160 mg KOH/g.
- Die Viskosität einer 4%igen wäßrigen Lösung bei 20 Grad C nach DIN 53015 beträgt 3 bis 40 mPa × s.

So hergestelltes bahnförmiges Etikettierungsmaterial wird zum Etikettieren von 1 l Polyester-Flaschen eingesetzt. Unter Praxisbedingungen durchgeführte Tests bestätigung eine gute Haftung des Etiketts und eine unproblematische Entfernung beim Entetikettierungsprozeß.

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-Dispersion angebracht.

- Es können Polyvinylacetat-Homopolymerisat bzw. -Copoly merisate eingesetzt werden.
- Im vorliegenden Fall wurde ein Polyvinylacetat-Homopolymer 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 sirupartiger Konsistenz wurde die Rückseite einer Etikettenfolie aus Polypropylen beschichtet. Das Auftragsgewicht (bezogen auf getrocknetes Dextrin) betrug 0,2-05 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 beschich tet. Die Beschichtung erfolgte mit einem Auftragsgewicht (bezogen auf die getrocknete Methylcellulose) 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, Polyvinylacetaten oder anderen Klebstoffen auf Stärke-, Cellulose-, Glukose- und/oder Dextrin-Basis als mit Wasser oder Dampf aktivier barer Klebstoff zur Etikettierung von zylindrischen oder prismatischen Kunststoff-Behältern, insbesondere aus PET, PEN oder PC, wobei das Etikett an seinen Rändern überlappend ist und im Überlappungsbereich diese Ränder untereinander verklebt oder versiegelt sind und das Etikett aus einer zur Klebseite hin glatten, reversibel dehnbaren Kunststoff-Folie besteht, mit einem löslichen oder dispergierbaren 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 trockenen Zustand der Klebstoffschicht möglich ist.

2. Verfahren zum Wraparound-Etikettieren von zylin drischen oder prismatischen Kunststoff-Behältern, insbeson dere aus PET, PEN oder PC, mit folgenden Verfahrenschritten:

1. Ablängen eines einem Druckrapport entsprechenden Etiket tenabschnittes von einer bedruckten reversibel dehnbaren Kunststoff-Folienbahn, die an ihrer Innenseite eine Schicht aus Polyvinylalkoholen, Polyvinylacetaten oder anderen Klebstoffen auf Stärke-, Cellulose-, Glukose- und/oder Dextrin-Basis als mit Wasser oder Dampf aktivier barer Klebstoff trägt, der aktiviert, vorzugsweise angelöst wird und eine Haftung zwischen der Rückseite des Etiketts und der Behälter-Außenseite vermittelt,
2. Verkleben des Etiketts an der Behälter-Außenseite,
3. Verkleben oder Versiegeln der sich überlappenden Eti kettkanten,
4. Trocknenlassen des Klebstoffes.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung der auf der Etikett-Innenseite befind lichen Klebstoffschicht durch Wasser oder ein anderes polares Lösungsmittel erfolgt.