DE202011109538U1

DE202011109538U1 - Kunststoff/Papier/Kunststoff Platine

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Publication number: DE202011109538U1
Application number: DE202011109538U
Authority: DE
Original assignee: Constantia Teich GmbH
Current assignee: Constantia Teich GmbH
Priority date: 2011-11-21
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2012-01-31
Anticipated expiration: 2021-12-23
Also published as: WO2013075153A1

Abstract

Platine, die zumindest folgende Schichten aufweist: eine äußere Kunststoffschicht (2), eine Schicht aus Haftvermittler, eine aus Papier bestehende Mittelschicht (5), eine, gegebenenfalls metallisierte, innere Kunststoffschicht (5') und eine siegelfähige Innenschicht (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff sowohl der äußeren als auch der inneren Schicht PET, Cellulose oder PP ist, und dass die Platine auf zumindest 70%, bevorzugt auf zumindest 80% und besonders bevorzugt auf zumindest 90% ihrer Gesamtfläche eine Prägung aufweist, die mittels zweier Walzen hergestellt wurde, dass die obere Tangentialebene an die geprägte Folie von der unteren Tangentialebene an die geprägte Folie einen Abstand von zumindest 70 μm, bevorzugt von zumindest 80 μm und von maximal 140 μm, bevorzugt von maximal 100 μm aufweist.

Description

Die Neuerung betrifft eine Kunststoff/Papier/Kunststoff Platine, wobei bei bekannten Platinen der Kunststoff PET ist, das bekanntermaßen für Polyethylentherephtalat steht, entsprechend dem einleitenden Teil des Anspruches 1 und der AT 7 176 U der Anmelderin.
Platinen im Sinne der Neuerung sind mehrlagige, flächige Gebilde, die in der Verpackungsindustrie verwendet werden, um Behälter flüssigkeitsdicht zu verschließen. Klassische Anwendungsbeispiele sind Joghurtbecher, Becher für Desserts, Butter, Aufstriche, Käse, Cerealien, u. dgl. Es gibt im Stand der Technik eine ganze Reihe von unterschiedlich aufgebauten Platinen, ursprünglich beginnend mit den Platinen auf Papierbasis in späterer Zeit mit Platinen auf der Basis von Aluminiumfolien fortsetzend und in letzter Zeit vorläufig endend mit Platinen auf der Basis von Kunststofffolien. All diese Produkte haben unterschiedliche Vor- bzw. Nachteile und sollen die unterschiedlichsten Bedingungen erfüllen.
Von ihrer Funktionalität her ist es notwendig, dass sie üblicherweise auf schmalen, umlaufenden Flächen, die oft uneben oder rauh sind, zuverlässig dichtend aufgeklebt (versiegelt bzw. aufgesiegelt) werden müssen, dass sie vom Benutzer leicht, und ohne Rückstände am Gefäß (Becher, Flasche etc.) zu hinterlassen, ablösbar (peelbar) sein sollen, und dass sie während ihrer Nutzungsdauer eine zuverlässige und mechanisch stabile Begrenzung des Behälters bilden und das in ihm enthaltene Gut schützen.
Eine andere Klasse von Anforderungen betrifft ihre Herstellung und Verarbeitbarkeit. Die Platinen weisen im wesentlichen die Form des Verschlusses auf, den sie abdecken sollen, sie werden dazu aus einem Streifen Endlosmaterial oder aus einem großen Bogen gestanzt, oft erst nach dem Versiegeln am Behälterrand, oft aber auch vorher, worauf sie einzeln zugeführt werden müssen, und müssen daher entsprechende Stanzeigenschaften und, für die Lagerung und Handhabung sowohl des Endlosmaterials als auch der Bögen, aus denen sie gestanzt werden, und letztlich auch als zu Stößen geschichteten Einzelplatinen, zuverlässig gut vereinzelbar sein, d. h. es darf nicht zum „Blocken”, dem Aneinanderkleben benachbarter Lagen, kommen und es darf sich die vereinzelte Platine während ihrer Handhabung nicht zu sehr aus ihrem ebenen Zustand deformieren. Dazu kommt, dass die Folien gut bedruckbar sein sollen und dass sie, auch wenn sie all diese Anforderungen erfüllen, möglichst kostengünstig herstellbar sein sollen.
Zu guter Letzt stellen auch die Konsumenten des verpackten Gutes ihre Anforderungen an die Platine: Sie wollen nicht nur, dass diese sich zuverlässig im Siegelbereich löst, ohne einzureißen und ohne Platinenteile am Behälter zu belassen, sondern sie wünschen auch einen gewissen „Griff”, um beim Öffnen des Behälters, was ja durch Abziehen der Platine erfolgt. das Gefühl einer sicheren und zuverlässigen Handhabung zu erhalten, wobei ein angenehmes, nicht zischendes, knisterndes oder lautes Geräusch auftreten soll. Auch schätzen es die Konsumenten nicht, dass Kunststoffplatinen dazu neigen, sich nach dem loslassen wieder an den Behälterrand anzulegen. Die Konsumenten wünschen ein „deadfold” Verhalten wie es das Aluminium zeigt (plastische Deformation), das praktisch genau entgegengesetzte Verhalten insbesondere der Kunststoffplatinen wird als unangenehm empfunden.
Während die Platinen auf Papierbasis derzeit keine nennenswerte Rolle mehr spielen, sind die Platinen auf Basis der Aluminiumfolien und die auf Basis der Kunststoffolien marktbeherrschend. Dabei wiederum sind die Platinen auf Kunststoffbasis wegen der geringeren Kosten und verschiedener Vorteile beim Recycling bzw. beim Entsorgen auf dem Vormarsch, doch gibt es einige Probleme, die insbesondere die Herstellung betreffen:
Das Stanzen der Kunststoffolien ist problematisch, da diese Folien Deformationseigenschaften, insbesondere Streckeigenschaften aufweisen, die sich dem Ausstanzen durchaus widersetzen, insbesondere wenn, wie in den gegebenen Anwendungsgebieten praktisch immer, ein sauberer Schnitt verlangt wird. Derzeit versucht man, diesem Problem durch speziell ausgebildete Schneiden der Stanzmesser beizukommen, doch damit ist keine wirklich zufriedenstellende Lösung erreicht. Es tritt immer wieder der Fall auf, dass es beim Stanzen zum Kaltverschweißen des Platinenmaterials mit dem Becherrand kommt, wenn nämlich das Platinenmaterial über den Rand gezogen wird, statt durchtrennt zu werden.
Dazu kommt, dass die verwendeten Kunststoffe relativ teuer sind, so dass man sich bemüht, die Dicke der Platinen und damit ihre Masse möglichst zu reduzieren, was allerdings wieder den Wünschen und Vorstellungen der Konsumenten zuwiderläuft. Ein weiteres Problem betrifft die übliche Metallisierung der Kunststoffschicht, diese ist notwendig, um unerwünschten Lichteinfall zu verhindern. Da mit vollständiger Sicherheit vermieden werden muß, dass Reste dieser Metallisierungsschicht nach dem Abreißen der Platine am Behälterrand verbleiben, ist es im Stand der Technik notwendig, diese metallisierte Schicht auf der Außenseite der Platine vorzusehen, wo sie aber aufgrund ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften das Aufbringen des Druckes erschwert und verteuert. Es ist ein lang gehegter Wunsch, diese Schicht von der äußeren Oberfläche weg zu bekommen, um das Bedrucken der Platine zu vereinfachen und zu verbilligen.
Ein weiteres Problem tritt durch das Einringeln (Schüsseln) der Platinen oder auch der gesamten Bahnen auf: Wenn sich die Feuchtigkeit in der Umgebung ändert, so kommt es zu unterschiedlichen Änderungen der physikalischen Eigenschaften über die Dicke der Platine und damit zu Deformationen, die das Vereinzeln, das Ergreifen und das Siegeln schwierig bis unmöglich machen. Im eingangs erwähnten Gebrauchsmuster wird durch tagelanges Lager des Verbundes unter besonderen Bedingungen dieses Ringeln vermindert, dies ist aber teuer und löst das Problem nicht völlig.
Ein weiteres Manko der derzeitigen Platinen liegt im zunehmenden Wunsch der Konsumenten, die Verwendung von Kunststoff möglichst zu reduzieren.
Es ist das Ziel der Neuerung, diese Ziele zu erreichen und die genannten Probleme zu vermeiden.
Neuerungsgemäß werden diese Ziele durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale erreicht, mit anderen Worten bedeutet das, dass die Platine, von außen nach innen gesehen, bekannterweise zumindest folgende Schichten aufweist: Eine äußere Kunststoff-Schicht, eine Schicht aus Haftvermittler, eine aus Papier bestehende Mittelschicht, eine Schicht aus Haftvermittler und eine zur äußeren Kunststoff-Schicht symmetrische, innere Kunststoff-Schicht, die gegebenenfalls (und dann unter Verlust der Symmetrie) auf der zum Papier gewandten Seite metallisiert sein kann. Diese Platine ist Neuerungsgemäß vollflächig, das heißt zumindest im überwiegenden Bereich innerhalb des Siegelrandes, mit einer Prägung versehen, die nicht punktuell oder streifenförmig mit größeren Abständen zwischen den Punkten bzw. Streifen ausgebildet ist, sondern einerseits die gesamte Fläche erfasst, andererseits zumindest 40%, bevorzugt zumindest 50% und besonders bevorzugt über 60% der Oberfläche im Bereich der geprägten Fläche erfasst bzw. deformiert. Diese Prägung wird mittels Walzen aufgebracht und bewirkt, dass die obere Tangentialebene an die geprägte Folie von der unteren Tangentialebene der geprägten Folie einen Abstand zwischen zumindest 70 μm, bevorzugt zumindest 80 μm und maximal 140 μm, bevorzugt maximal 100 μm aufweist.
Dabei ist „außen” bzw. „innen” im Hinblick auf einen mit der Platine geschlossenen Behälter zu sehen; die Symmetrie bezieht sich geometrisch auf die Mittellage des Papiers, ist im Vergleich zum genannten Gebrauchsmuster aber weniger geometrisch als mechanisch zu verstehen. Das bedeutet, dass beim Aufbringen eines Drucks auf der äußeren Kunststoff-Schicht (z. B.: Druckgrundschicht, Druck, Druckschutzschicht) bzw. beim Aufbringen einer Siegelschicht auf die innere Kunststoff-Schicht diese innere Kunststoff-Schicht im Allgemeinen eine geringfügig andere Dicke aufweisen muss oder zumindest soll als die äußere, um das Einringeln möglichst schon vor dem Prägen zu vermeiden. Das Ausmaß des Dickenunterschieds kann der Fachmann in Kenntnis der Neuerung, der verwendeten Materialien und der zusätzlichen Schichten mittels weniger Versuche leicht bestimmen, allgemein kann gesagt werden, dass die Dicke der dünneren Schicht zumindest 90% der Dicke der dickeren Schicht beträgt.
Als Kunststoffe kommen PET (wie im Stand der Technik, aber in geringerer Dicke), Cellulose oder PP (Polypropylen), jeweils für beide der Kunststoffschichten, in Frage. Die Dicke beträgt jeweils zwischen 8 μm und 25 μm, bevorzugt etwa 16 μm ± 10%.
Dazu kommt, dass überraschenderweise durch die flächige Prägung die Tendenz zum Einringeln fast vollständig verloren geht, sodass diese Werte wesentlich weniger kritisch sind als bei den Platinen gemäß dem Stand der Technik.
Dieses Prägen erfolgt, anders als bei der CH 673 827 , wo in einer der zahlreichen Figuren die Platine beiläufig eine flächige Profilierung aufweist, nicht mittels eines Tiefziehwerkzeuges, bevorzugt beim Ausstanzen der Platine und bei Temperaturen von bis zu 160°C, sondern kontinuierlich im Zuge der Bandbearbeitung zwischen zwei Walzen bei üblichen Umgebungstemperaturen im Walzwerk, somit zwischen 15°C und 45°C. Es ist dementsprechend auch die Profilierung der CH-PS wesentlich höher als die neuerungsgemäße Prägung, das heißt, bei der CH-PS liegen die Tangentialebenen an die verformte Platine deutlich weiter voneinander ab als bei der Neuerung. Darüberhinaus ist auch bei der flächigen Prägung entsprechend der CH-PS immer nur ein geringer Anteil der geprägten Fläche tatsächlich deformiert, der überwiegende Teil ist nur zwischen den deformierten Bereichen unbeeinträchtigt verschoben.
Durch diese neuerungsgemäßen Maßnahmen wird es auch möglich, die teuren PET-Schichten in ihrer Stärke drastisch zu reduzieren, bzw. das PET durch kostengünstigere Cellulose oder PP zu ersetzen. Darüber hinaus ist durch das Papier als Mittelschicht das Stanzverhalten der Platine im Vergleich zu den oben genannten ganz wesentlich verbessert, da Papier als Mittelschicht beim Stanzen problemlos ist und durch die Rißeinleitung auch die Kunststoff-Schicht, die ja wesentlich dünner als im Stand der Technik ausgebildet sein kann und daher, und wegen der festen Verbindung mit der Mittelschicht, weniger problematisch beim Stanzen ist. Schließlich kann, durch die niedrigen Kosten der Mittelschicht, diese relativ dick vorgesehen werden, wenn dies gewünscht wird, wodurch sich der „Griff” für den Endbenutzer verbessert. Nahezu unabhängig von der Stärke trägt die zentrale Papierschicht zur Stabilität der Platine gegen mechanische Beanspruchungen bei und erhöht auch das Ansehen bei besonders umweltbewussten Konsumenten.
In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine, bevorzugt die innere, Kunststoff-Schicht metallisiert ist und sich die metallisierte Schicht auf der dem Haftvermittler (und damit dem Papier) zugekehrten Seite der Kunststoff-Schicht befindet. Dadurch wird es möglich, auf der äußeren Kunststoff-Schicht direkt zu drucken, was einfacher und billiger ist als das Drucken auf einer metallisierten Oberfläche, wie es im Stand der Technik oft notwendig war.
Die Neuerung wird im Folgenden an Hand zweier rein schematischer Darstellungen näher erläutert. Dabei zeigt bzw. zeigen
die 1 einen Schnitt durch eine Platine gemäß dem Stand der Technik,
die 2 einen Schnitt durch eine neuerungsgemäße Platine und
die 3 bis 7 zeigen Prägungsmuster.
Wie aus 1 hervorgeht, ist eine PET-Platine 1' gemäß dem Stand der Technik von außen nach innen (im Bezug auf den nicht dargestellten zugehörigen Behälter, in der Zeichnung von oben nach unten) im wesentlichen folgendermaßen aufgebaut: Auf einer in den meisten Fällen zwischen 20 und 30 Mikrometer dicken PET-Schicht 2, die an ihrer Außenseite metallisiert ist, wie es durch die stärkere Linie angedeutet ist, ist an der Innenseite eine siegelfähige Schicht 4 (Siegellack), zumeist mit 2 bis 4 g/m² co-extrudiert. Auf der metallisierten Oberfläche der PET-Schicht ist der Druck angebracht, dieser entzieht sich zufolge seiner geringen Dicke der Darstellung. Es ist aus der 1 leicht ersichtlich, dass es nicht möglich ist, die Metallisierung 3 auf der Unterseite der PET-Schicht 2 anzuordnen, ohne Gefahr zu laufen, beim Öffnen des Verschlusses Metallpartikel am Behälter zu belassen.
Die 2 zeigt im Vergleich dazu ein Ausführungsbeispiel einer neuerungsgemäß aufgebauten Platine 1: Die Kunststoff-Schicht 2 ist, im Vergleich zur Ausführung nach dem Stand der Technik, in ihrer Stärke deutlich reduziert. Auf der Innenseite der Kunststoff-Schicht 2 ist eine Schicht Haftvermittler aufgebracht, die sehr dünn sein kann und die Aufgabe hat, eine auflaminierte Papierschicht 5 zuverlässig und flächig mit der Kunststoff-Schicht 2 zu verbinden. Unterhalb der Papierschicht 5 ist eine innere Kunststoff Schicht 5' auflaminiert, die eine metallisierte Oberfläche 3 auf der zur Papier gewandten Seite aufweist. Auf der vom Papier abgewandten Seite trägt die innere Kunststoff-Schicht 5' eine Siegelschicht 4, die wie im Stand der Technik ausgebildet ist.
Die 3 bis 7 zeigen Beispiele für Prägemuster, wobei die geschwärzten Bereiche die Bereiche der Platine bzw. der Platinenoberfläche darstellen, die deformiert sind. Im Vergleich zur CH-PS ist deutlich zu erkennen, dass es sich um wesentlich größere Anteile an der geprägten Fläche handelt, als es im Stand der Technik bekannt war. Dies ermöglicht die erwähnte Reduktion der Prägetiefe bei gleichzeitiger Verbesserung der Formbeständigkeit beim Verarbeiten der Platine.
Die Neuerung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist es selbstverständlich möglich, andere als die in der Figur nur schematisch und nicht unbedingt streng maßstäblich zu nehmenden Dickenverhältnisse zu wählen, es ist möglich, dass zusätzliche Schichten vorgesehen sind, wenn dies beispielsweise wegen des Gutes technologisch notwendig oder vom Kunden gewünscht ist, es ist aber auch möglich, auf die Metallisierung der Kunststoff-Schicht zu verzichten, wenn dies nicht vom zu verpackenden Gut her eine notwendige Forderung ist. Falls trotz der guten Vereinzelbarkeit der Platinen zufolge Ihrer Prägung eine weitere Verbesserung dieser Eigenschaft gewünscht wird, so kann auf bekannte Weise eine punktuelle Verdickung vorgesehen werden, etc.. Schließlich ist es möglich, die Papierschicht 5 mehrlagig auszubilden.
Unter „vollflächig” wird im Rahmen der Neuerung und der Ansprüche verstanden, dass zumindest 90%, bevorzugt zumindest 95% und ganz besonders bevorzugt zumindest 99% der Fläche der Platine innerhalb des Siegelrandes die Prägung aufweisen. Der Bezug auf den Siegelrand ist deshalb nicht unbedeutend, da in seltenen, aber nicht unbedingt vernachlässigbaren Fällen die Prägung das Siegeln behindert; daher kann es vorteilhaft sein, die Prägung nur bis zum – erst später festgelegten – Siegelrand zu führen. Um hier nicht in Probleme durch die Toleranzen beim Auflegen der Platine auf den Behälter beim Siegeln zu kommen, ist es in diesen Fällen praktisch, die Prägung mit passendem Abstand vom theoretischen Siegelrand zu begrenzen, wodurch die von 100% abweichenden Zahlen zustande kommen.
Unabhängig davon können diese Untergrenzen des Anteils der geprägten Fläche auf die Gesamtfläche der Platine folgendermaßen angegeben werden: Es werden zumindest 70%, bevorzugt zumindest 80% und besonders bevorzugt zumindest 90% der Gesamtfläche der Platine mit der Prägung versehen.
Wenn eine Siegelschicht auf die innere Kunststoff Schicht aufgebracht wird, ist es vorteilhaft, ein Siegelmaterial zu verwenden, das bei relativ niedrigen Temperaturen gesiegelt werden kann, da die zentrale Papierschicht einen relativ guten thermischen Isolator bildet. In Kenntnis der Erfindung und des Anwendungsgebietes kann der Fachmann auf dem Gebiet der Platinenherstellung leicht seine Auswahl treffen.
Die in der Beschreibung und den Ansprüchen angegebenen Dicken und Relationen sind als technische Angaben zu verstehen, die anders als absolut genaue mathematische Angaben nicht unbedingt an allen Stellen der Platine eingehalten werden, sondern lokalen Abweichungen unterliegen, wobei die Größe der Abweichungen und die Größe der betroffenen Flächenanteile letztlich nur durch den notwendigen Erhalt der Funktionalität der Platine begrenzt sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

AT 7176 U [0001]
CH 673827 [0015]

Claims

Platine, die zumindest folgende Schichten aufweist: eine äußere Kunststoffschicht (2), eine Schicht aus Haftvermittler, eine aus Papier bestehende Mittelschicht (5), eine, gegebenenfalls metallisierte, innere Kunststoffschicht (5') und eine siegelfähige Innenschicht (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff sowohl der äußeren als auch der inneren Schicht PET, Cellulose oder PP ist, und dass die Platine auf zumindest 70%, bevorzugt auf zumindest 80% und besonders bevorzugt auf zumindest 90% ihrer Gesamtfläche eine Prägung aufweist, die mittels zweier Walzen hergestellt wurde, dass die obere Tangentialebene an die geprägte Folie von der unteren Tangentialebene an die geprägte Folie einen Abstand von zumindest 70 μm, bevorzugt von zumindest 80 μm und von maximal 140 μm, bevorzugt von maximal 100 μm aufweist.
Platine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie die Prägung auf zumindest 70%, bevorzugt auf zumindest 80% und besonders bevorzugt auf zumindest 90% der Gesamtfläche der Platine aufweist.
Platine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie die Prägung auf zumindest 90%, bevorzugt auf zumindest 95% und ganz besonders bevorzugt auf zumindest 99% ihrer Fläche innerhalb ihres Siegelrandes aufweist.
Platine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Kunststoffschichten jeweils zwischen 8 μm und 25 μm, bevorzugt 16 μm ± 10% beträgt.
Platine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der dünneren Kunststoffschicht zumindest 90% der Dicke der dickeren Kunststoffschicht beträgt.