DE4427960A1 - Verwendung einer Kunststoffolienbahn aus einem Memory-Polymer zur gestaltstabilen Umspannung einer Packgutgesamtheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Kunststoff­ folienbahn aus einem Memory-Polymer zur gestaltstabilen Umspannung einer Packgutgesamtheit mit vorgegebenem Umfang in Umspannungsrichtung, welche Packgutgesamtheit aus einer Mehrzahl von verbundmittelfrei gestapelten Packgutelementen aufgebaut ist. - Memory-Polymer bezeichnet im Rahmen der Erfindung einen Kunststoff, der nach Verformung im kalten Zustand die Tendenz entwickelt, durch sogenannte Rückstellung in seinen Zustand vor der Verformung vollständig oder weitgehend zurückzukehren und bei Blockierung dieser Rückstellung entsprechende Zugspannungen entwickelt. Die bekannte Thermodynamik der Zusammenhänge macht dieses verständlich. Memory-Polymer bezeichnet im Rahmen der Erfindung insbes. alle für die Umspannung von Packgut und Packgutgesamtheiten üblichen thermoplastischen Kunststoffe mit Memory-Effekt. Verbundmittelfrei gestapelt besagt, daß die Packgutelemente nicht durch Formschlußelemente, Verklebungen o. dgl. zu der Packgutgesamtheit gestalt­ stabil vereinigt sind. Die Packgutelemente können sich daher unter dem Einfluß von äußeren Kräften, wie sie beim Transport und bei der Manipulation der Packgutgesamtheit entstehen, gegeneinander verschieben, und zwar je nach der inneren Reibung der Packgutelemente in der Packgutgesamtheit mehr oder weniger leicht. Im allgemeinen besteht eine solche Packgutgesamtheit aus einzelnen, geometrisch gleichen, zumeist kubischen Packgutelementen, die auf einer Palette gestapelt sind.

Ist dieses der Fall, so ist zumeist auch die Palette von der Kunststoffolienbahn umspannt, damit auch gegenüber der Palette eine unkontrollierte Relativbewegung der Packgutgesamtheit oder der einzelnen Packgutelemente nicht möglich ist.

Zur Umspannung von Packgutgesamtheiten mit vorgegebenem Umfang in Umspannungsrichtung, welche Packgutgesamtheiten aus einer Mehrzahl von verbundmittelfrei gestapelten Packgutelementen aufgebaut sind, sind verschiedene Maßnahmen bekannt. Grundsätzlich ist zu unterscheiden zwischen Umwicklungsmaßnahmen und Schrumpfhauben­ verfahren. Bei Umwicklungsmaßnahmen wird die Kunststoffolienbahn einfach oder auch schrauben­ wendelförmig, um die Packgutgesamtheit geführt. Handelt es sich um eine Warmschrumpffolie, so wird die umwickelte Packgutgesamtheit auf geeignete Weise erwärmt und dadurch die Warmschrumpfung der Kunststoffolienbahn durch­ geführt. Das ist aufwendig. Bei dem Schrumpfhau­ benverfahren wird aus der Kunststoffolienbahn eine Haube geformt, die über die Packgutgesamtheit, ggf. auch die Palette, gleichsam gestülpt wird. Danach wird eine Umfangsschrumpfung erzeugt oder zugelassen. Die Schrumpf­ haube kann warmschrumpfbar ausgeführt sein. Sie besitzt dann einen Umfang, der größer ist als der Umfang der Packgutgesamtheit, so daß die Schrumpfhaube auf einfache Weise über die Packgutgesamtheit gestülpt werden kann. Danach erfolgt eine Warmschrumpfung, wie es oben bereits beschrieben wurde. Auch das ist aufwendig. Einfacher ist die Applikation von Schrumpfhauben, wenn mit Kaltschrumpfhauben gearbeitet wird. Das sind Schrumpfhauben aus einer Kunststoffbahn aus einem Memory-Polymer, die für eine Packgutgesamtheit vorgegebe­ ner Geometrie eingerichtet ist, jedoch vor Durchführung der Verpackungsmaßnahmen einen kleineren Umfang aufweist als die Packgutgesamtheit. Diese vorgefertigten Kalt­ schrumpfhauben werden mit geeigneten Hilfsvorrichtungen gleichsam aufgeweitet, und zwar im kalten Zustand, sowie über die zu umspannende Packgutgesamtheit gestülpt. Eine Kaltschrumpfung stellt sich danach ein und bewirkt die Umspannung der Packgutgesamtheit. Nach der herrschenden Lehre besitzt die vorgefertigte Kaltschrumpfhaube einen Umfang, der um etwa 15% kleiner ist als der Umfang der Packgutgesamtheit. Die beschriebene, mit der Hilfs­ vorrichtung durchgeführte Kaltaufweitung beträgt etwa 30%, die Kaltschrumpfung etwa 15%, weil sie durch die Verpackungsgesamtheit blockiert wird. Damit verbleibt eine Dehnung gegenüber dem Ausgangszustand um etwa 15%. Ausreichend gestaltstabilisierend in bezug auf die Packgutgesamtheit ist die so erreichbare Umspannung, zumindest wenn größere äußere Kräfte in Kauf genommen werden müssen, nicht. Allerdings ist die Spannkraft durch die Dicke der Kunststoffolienbahn beeinflußbar.

Der Begriff "gestaltstabilisierende Umspannung" bezeich­ net die Tatsache, daß die Umspannung so stark ist, daß die im Sinne der einleitenden Definition verbund­ mittelfrei gestapelten Packgutelemente durch die beim Transport und bei der Manipulation auftretenden, auf das Packgut insgesamt einwirkenden äußeren Kräfte nicht zu einem Verschieben der Packgutelemente in der Packgutgesamtheit führen und auch sichergestellt ist, daß die Packgutgesamtheit sich gegenüber einer Palette, auf der sie aufgestapelt ist, nicht verschiebt, wenn die Packgutgesamtheit zusammen mit der Palette umspannt ist. Das ist ein klassisches Stabilisierungsphänomen bei einer bis auf die Stapelung losen Gesamtheit durch Umspannen.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine gestaltstabile Umspannung einer Packgutgesamtheit des eingangs beschriebenen Aufbaus auf einfache Weise einzurichten.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung die Verwendung einer Kunststoffolienbahn aus einem Memory-Polymer zur gestaltstabilen Umspannung einer Packgutgesamtheit mit vorgegebenem Umfang in Umspannungsrichtung, welche Packgutgesamtheit aus einer Mehrzahl von verbundmittelfrei gestapelten Packgut­ elementen aufgebaut ist,
mit der ersten Maßgabe, daß die Kunststoffolienbahn im ungedehnten Zustand in Umspannungsrichtung der Packgutge­ samtheit eine Ausgangslänge aufweist, die im Bereich einhalb bis zweidrittel des Umfanges der Packgut­ gesamtheit liegt,
mit der zweiten Maßgabe, daß die Kunststoffolienbahn vor der Umspannung der Packgutgesamtheit kalt so gedehnt wird, daß sie die Packgutgesamtheit, bezogen auf den Umfang der Packgutgesamtheit, mit einer Überlänge umgibt, und
mit der dritten Maßgabe, daß die gestaltstabilisierende Wirkung der Umhüllung durch eine Kaltschrumpfung der Kunststoffolienbahn eingerichtet wird, die in der Kunst­ stoffolienbahn eine durch die Umspannung der Packgutge­ samtheit definierte Dehnung von zumindest 50% beläßt. - Je größer die so definierte Dehnung ist, desto größer ist die Rückstell- oder Umspannungskraft.

Wie bereits erwähnt können im Rahmen der Erfindung alle für Umspannungsverpackungen üblichen Memory-Polymere ein­ gesetzt werden. Insbesondere eignen sich Kunststoffolien­ bahnen aus einem Memory-Polymer der im Patentanspruch 2 angegebenen Gruppe, vorzugsweise in der Mischung, die im Patentanspruch 3 spezifiziert ist. Es empfiehlt sich, mit einer Kunststoffolienbahn zu arbeiten, die eine Aus­ gangsdicke von 50 µm bis 200 µm aufweist, wobei, bei aus­ gewähltem Kunststoff bzw. ausgewählter Kunststoff­ mischung, die Umspannungskraft zusätzlich durch die Dicke der Kunststoffolie eingestellt werden kann.

Eine Abstimmung, die sich im Rahmen der Erfindung beson­ ders bewährt hat und der besondere Bedeutung zukommt, ist gekennzeichnet durch die Maßgabe, daß bei einem Umfang U der Packgutgesamtheit in Umspannungsrichtung die Kunst­ stoffolienbahn eine Ausgangslänge von etwa 1,15 U/2 auf­ weist, daß die so bemessene Kunststoffolienbahn um etwa 100% gedehnt wird und daß die Kaltschrumpfung so einge­ richtet wird, daß in der Kunststoffolienbahn eine definierte Dehnung von etwa 85% verbleibt.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei einer Kunststoffolienbahn aus einem Memory-Polymer durch die erfindungsgemäße Dehnung im kalten Zustand, die gegenüber den Dehnungsparametern, die im Rahmen der herrschenden Lehre verwirklicht werden, eine beachtliche Überdehnung darstellt, bei Kaltschrumpfung unerwartete Rückstell­ kräfte geweckt werden. Im Rahmen der Lehre der Erfindung können die Rückstellkräfte unschwer, durch einfache Versuche, so eingestellt werden, daß eine gestaltstabile Umspannung der Packgutgesamtheit sicher erreicht wird. Dehnung im kalten Zustand und Kaltschrumpfung meinen Dehnung bzw. Schrumpfung bei Umgebungstemperatur. Die bei der erfindungsgemäßen Verwendung auftretenden Zugspan­ nungen in der Kunststoffolienbahn, die die Packgutgesamt­ heit umspannt, sind um einen Faktor von 2 bis 4 höher als üblich. Gleichzeitig wird infolge der erfindungsgemäßen Überdehnung die Dicke der Kunststoffolienbahn, die die Packgutgesamtheit nach der Kaltschrumpfung umspannt, beachtlich reduziert, zum Beispiel um 30% oder mehr, so daß gleichzeitig mit der Verbesserung der Umspannung bis zu einer gestaltstabilen Umspannung auch eine beachtliche Materialersparnis erreicht wird. Zwar zeigen im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung die Kunststoff­ folienbahnen, wenn die gestaltstabilisierende Umspannung eingerichtet ist, hernach einen sogenannten kalten Fluß, dieser ist jedoch überraschend gering, so daß die erfin­ dungsgemäß eingerichtete Gestaltstabilisierung nicht beeinträchtigt wird.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung verschiedene Möglichkeiten zur weiteren Ausgestaltung der Erfindung. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird die Kunststoffolienbahn in Form einer Kalt­ schrumpfhaube eingesetzt. Das kann mit der Maßgabe geschehen, daß die Kaltschrumpfhaube eine Haubenhöhe aufweist, welche die dehnungsbedingte Breitenreduzierung der Kunststoffolienbahn ausgleicht. Im Rahmen der Erfindung kann die Kunststoffolienbahn aber auch als Umwicklungsfolie eingesetzt werden, wobei mit den üblichen Umwicklungstechnologien gearbeitet werden kann, jedoch die erfindungsgemäße Abstimmung in bezug auf Dehnung und Schrumpfung durchgeführt wird.

Im Rahmen der Erfindung wird mit Kunststoffolienbahnen gearbeitet, die aus einem Memory-Polymer bestehen und vorzugsweise so aufgebaut sind, wie es die Patent­ ansprüche 2 und 3 angeben. Dabei kann als Kunststoffolienbahn eine Blasfolie eingesetzt sein, man kann aber als Kunststoffolienbahn auch eine breit­ schlitzextrudierte Folie einsetzen. - Die in den Ansprüchen 2 und 3 angegebenen Kunststoffdefinitionen entsprechen der Normung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen ausführlicher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine graphische Darstellung, die das Dehnungsver­ halten einer Kunststoffolienbahn aus einem Memory-Polymer erläutert,

Fig. 2 mit den Teilfiguren a), b), c) und d) eine graphische Darstellung, die die Rückstellkräfte erläutert, die bei Verwendung einer erfin­ dungsgemäßen Kunststoffolienbahn bei unterschied­ licher Dehnung im Umspannungszustand sich einstel­ len.

In der Fig. 1 ist als Abszisse 1 die Dehnung einer Kunststoffolienbahn aufgetragen, und zwar in %. Als Ordinate 2 ist die zugeordnete Zugkraft beim Dehnungsver­ such aufgetragen, die auch als Rückstellkraft bezeichnet wird. Man erkennt in der eingezeichneten Kurve 3 zunächst einen steilen Anstieg bei geringer Dehnung. Ein fast waagerechter Kurvenzweig schließt sich an. Danach steigt die Kurve verhältnismäßig steil an, bis sie bei 400% abgebrochen wurde.

In der Fig. 2 ist als Abszisse 4 die Zeit in Stunden h aufgetragen, als Ordinate 5 die Rückstellkraft, die sich in der Umspannung in Abhängigkeit von der Zeit als Zugkraft oder Umspannungskraft einstellt. In der Fig. 2 erkennt man in den Teilfiguren a), b), c) und d) vier unterschiedliche Kurven 6.

In der Teilfigur a) besagt in der Kennzeichnung 30/15 die Zahl 30, daß die Kunststoffolienbahn im kalten Zustand um 30% gedehnt wurde, so daß sich eine entsprechende Über­ länge einstellte. Die Zahl 15 besagt, daß nach der Kaltschrumpfung in der Kunststoffolienbahn, durch die Umspannung der Packgutgesamtheit, eine definierte Dehnung von 15% verblieb. Entsprechend verstehen sich bei den Teilfiguren b), c) und d) die Kennzeichnungen 50/35, 80/65 und 100/85. In der Teilfigur a) ist die verbleibende Rückstellkraft in der Kurve 6 mit K_R angegeben. Man erkennt in Teilfigur b), daß bei einer Überlänge, die einer Dehnung von 50% entspricht, und einer Kaltschrumpfung, die eine definierte Dehnung von 35% beläßt, die Rückstellkraft etwa 2 K_R beträgt. Sie beträgt in der Teilfigur c) bei 65% verbleibender Dehnung nach Kurve 6 etwa 3 K_R und in Teilfigur d) bei 85% verbleibender Dehnung etwa 4 K_R. - Es versteht sich, daß die absoluten Werte sich bei unterschiedlichen Kunststoffen und mit der Dicke der Kunststoffolienbahn ändern. Die in den Teilfiguren b), c) und d) angegebenen Dehnungswerte haben sich bei allen Kunststoffolien aus einem Memory-Polymer eingestellt.

Die Figuren und ihre Beschreibung verdeutlichen, daß die erfindungsgemäße Verwendung überraschende Vorteile bringt.

Claims (10)

1. Verwendung einer Kunststoffolienbahn aus einem Memory-Polymer zur gestaltstabilen Umspannung einer Packgutgesamtheit mit vorgegebenem Umfang in Um­ spannungsrichtung, welche Packgutgesamtheit aus einer Mehrzahl von verbundmittelfrei gestapelten Packgut­ elementen aufgebaut ist,
mit der ersten Maßgabe, daß die Kunststoffolienbahn im ungedehnten Zustand in Umspannungsrichtung der Packgutge­ samtheit eine Ausgangslänge aufweist, die im Bereich einhalb bis zweidrittel des Umfanges der Packgut­ gesamtheit liegt,
mit der zweiten Maßgabe, daß die Kunststoffolienbahn vor der Umspannung der Packgutgesamtheit kalt so gedehnt wird, daß sie die Packgutgesamtheit, bezogen auf den Umfang der Packgutgesamtheit, mit einer Überlänge umgibt, und
mit der dritten Maßgabe, daß die gestaltstabilisierende Wirkung der Umhüllung durch eine Kaltschrumpfung der Kunststoffolienbahn eingerichtet wird, die in der Kunst­ stoffolienbahn eine durch die Umspannung der Packgutge­ samtheit definierte Dehnung von zumindest 50% beläßt.

2. Verwendung nach Anspruch 1 mit der Maßgabe, daß die Kunststoffolienbahn aus Komponenten der memoryfähigen Polymere der Gruppe "LDPE, linearem LLDPE, HDPE, EVA, EBA, EMA, Ionomere" oder Mischungen davon geformt ist.

3. Verwendung nach Anspruch 2 mit der Maßgabe, daß die Kunststoffolienbahn aus einer der Mischungen "EVA 55%, LLDPE 20%, LDPE 25%" oder "EVA 50%, EBA 30%, LLDPE 20%" oder zu 100% aus EVA hergestellt ist.

4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit der Maßgabe, daß die Kunststoffolienbahn eine Ausgangsdicke von 50 µm bis 100 µm aufweist und, bei ausgewähltem Kunststoff bzw. ausgewählter Kunststoffmischung, die Um­ spannungskraft zusätzlich durch die Dicke der Kunst­ stoffolie eingestellt ist.

5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit der Maßgabe, daß bei einem Umfang U der Packgutgesamtheit in Umspannungsrichtung die Kunststoffolienbahn eine Ausgangslänge von etwa 1,15 U/2 aufweist, daß die so bemessene Kunststoffolienbahn um etwa 100% gedehnt wird und daß die Kaltschrumpfung so eingerichtet wird, daß in der Kunststoffolienbahn eine definierte Dehnung von etwa 85% verbleibt.

6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit der Maßgabe, daß die Kunststoffolienbahn in Form einer Kalt­ schrumpfhaube eingesetzt wird.

7. Verwendung nach Anspruch 6 mit der Maßgabe, daß die Kaltschrumpfhaube eine Haubenhöhe aufweist, welche die dehnungsbedingte Breitenreduzierung der Kunststoffolien­ bahn ausgleicht.

8. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit der Maßgabe, daß die Kunststoffolienbahn als Umwicklungsfolie eingesetzt wird.

9. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit der Maßgabe, daß als Kunststoffolienbahn eine Blasfolie ein­ gesetzt ist.

10. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit der Maßgabe, daß als Kunststoffolienbahn eine breitschlitz­ extrudierte Folie eingesetzt ist.