DE4427961A1

DE4427961A1 - Verfahren zur gestaltstabilen Umspannung einer Packgutgesamtheit mit einer Kunststoffolienbahn aus einem Memory Polymer

Info

Publication number: DE4427961A1
Application number: DE19944427961
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl Ing Halter
Original assignee: Schoeller & Co Ewald GmbH
Current assignee: HALTER, HARTMUT, DIPL.-ING., 53844 TROISDORF, DE
Priority date: 1994-08-09
Filing date: 1994-08-09
Publication date: 1996-02-15
Anticipated expiration: 2014-08-10
Also published as: DE4427961C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gestaltstabilen Umspannung einer Packgutgesamtheit mit vorgegebenem Umfang in Umspannungsrichtung, welche Packgutgesamtheit aus einer Mehrzahl von verbundmittelfrei gestapelten Packgutelementen aufgebaut ist, mit einer Kunststoffolienbahn aus einem Memory-Polymer. - Memory-Polymer bezeichnet im Rahmen der Erfindung einen Kunststoff, der nach Verformung im kalten Zustand die Tendenz entwickelt, durch sogenannte Rück stellung 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 od. dgl. zu der Packgutgesamtheit gestaltstabil 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 Pack gutelementen aufgebaut sind, sind verschiedene Verfahren bekannt. Grundsätzlich ist zu unterscheiden zwischen Um wicklungsmaßnahmen und Schrumpfhaubenverfahren. Bei Umwicklungsmaßnahmen wird die Kunststoffolienbahn einfach oder auch schraubenwendelförmig, 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 durchgeführt. Das ist aufwendig. Bei dem Schrumpfhaubenverfahren 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 vorgegebener Geometrie eingerichtet ist, jedoch vor Durchführung der Verpackungsmaßnahmen einen kleineren Umfang aufweist als die Packgutgesamtheit. Diese vorgefertigten Kaltschrumpfhauben werden mit geeigneten Hilfsvorrichtungen gleichsam aufgeweitet, und zwar im kalten Zustand, sowie über die zu umspannende Packgut gesamtheit gestülpt. Eine Kaltschrumpfung stellt sich danach ein und bewirkt die Umspannung der Packgut gesamtheit. 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 Hilfsvorrichtung 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%. Hinreichend gestalt stabilisierend 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" bezeichnet die Tatsache, daß die Umspannung so stark ist, daß die im Sinne der einleitenden Definition verbundmittelfrei 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 Packgut gesamtheit 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 ein gangs beschriebenen Aufbaus mit einem einfachen Verfahren zu erreichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur gestaltstabilen Umspannung einer Packgutgesamtheit mit vorgegebenem Umfang in Umspannrichtung, welche Packgutgesamtheit aus einer Mehrzahl von verbundmittelfrei gestapelten Packgutelementen aufgebaut ist, mit einer Kunststoffolienbahn aus einem Memory-Polymer,
mit dem ersten Verfahrensschritt, daß die Kunststoffolien bahn mit einer Ausgangslänge versehen wird, die im ungedehnten Zustand in Umspannungsrichtung der Packgutgesamtheit im Bereich von einhalb bis zweidrittel des Umfanges der Packgutgesamtheit liegt,
mit dem zweiten Verfahrensschritt, daß die Kunststoffolienbahn vor der Umspannung der Packgut gesamtheit kalt so gedehnt wird, daß sie die Packgut gesamtheit, bezogen auf den Umfang der Packgutgesamtheit, mit einer Überlänge umgibt, und
mit dem dritten Verfahrensschritt, daß die gestaltstabilisierende Wirkung der Umhüllung durch eine Kaltschrumpfung der Kunststoffolienbahn eingerichtet wird, die in der Kunststoffolienbahn eine durch die Umspannung der Packgutgesamtheit 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 eingesetzt werden. Insbesondere eignen sich Kunststoffolienbahnen aus einem Memory-Polymer der im Patentanspruch 2 angegebenen Gruppe, vorzugsweise in der Mischung, die im Patentanspruch spezifiziert ist. Es empfiehlt sich, mit einer Kunststoffolienbahn zu arbeiten, die eine Ausgangsdicke von 50 µm bis 200 µm aufweist, wobei, bei ausgewähltem Kunststoff bzw. ausgewählter Kunststoffmischung die Umspannungskraft zusätzlich durch die Dicke der Kunst stoffolie eingestellt werden kann.

Im Rahmen einer Abstimmung, die sich besonders bewährt hat und der besondere Bedeutung zukommt, wird bei einem Umfang U der Packgutgesamtheit in Umspannungsrichtung die Kunst stoffolienbahn mit einer Ausgangslänge von etwa 1,15 U/2 versehen und die so bemessene Kunststoffolienbahn um etwa 100% gedehnt, wobei die Kaltschrumpfung so eingerichtet 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 Rückstellkräfte 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 Zugspannungen in der Kunststoffolienbahn, die die Packgutgesamtheit 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 Kunststoffolienbahnen, wenn die gestaltstabilisierende Umspannung eingerichtet ist, hernach einen sogenannten kalten Fluß, dieser ist jedoch überraschend gering, so daß die erfindungsgemäß 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 Kaltschrumpfhaube ein gesetzt. Das kann mit der Maßgabe geschehen, daß die Kalt schrumpfhaube eine Haubenhöhe aufweist, welche die dehnungsbedingte Breitenreduzierung der Kunststoffolienbahn ausgleicht. Im Rahmen der Erfindung kann die Kunst stoffolienbahn aber auch als Umwicklungsfolie eingesetzt werden, wobei mit den üblichen Umwicklungstechnologien gearbeitet werden kann, jedoch die erfindungsgemäße Ab stimmung in bezug auf Dehnung und Schrumpfung durchgeführt wird.

Im Rahmen der Erfindung wird mit Kunststoffolienbahnen ge arbeitet, die aus einem Memory-Polymer bestehen und vor zugsweise so aufgebaut sind, wie es die Patentansprüche 2 und 3 angeben. Dabei kann als Kunststoffolienbahn eine Blasfolie eingesetzt sein, man kann aber als Kunststoff folienbahn auch eine breitschlitzextrudierte 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 Dehnungs verhalten 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 erfindungs gemäßen Kunststoffolienbahn bei unterschiedlicher Dehnung im Umspannungszustand sich einstellen.

In der Fig. 1 ist als Abszisse 1 die Dehnung einer Kunststoffolienbahn aufgetragen, und zwar in %. Als Ordinate 2 ist die zugeordnete Zugkraft beim Dehnungsversuch 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 Umspannkraft 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 Überlänge 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 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% ver bleibender Dehnung nach Kurve 6 etwa 3 K_R und in der 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 Dehnungsmeßwerte haben sich bei allen Kunststoffolien aus einem Memory-Polymer eingestellt.

Die Figuren und ihre Beschreibung verdeutlichen, daß das erfindungsgemäße Verfahren erhebliche Vorteile bringt, ohne gegenüber dem Stand der Technik komplexer geworden zu sein.

Claims

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

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kunststoffolienbahn aus Komponenten der memoryfähigen Polymere der Gruppe "LDPE, linearem LLDPE, HDPE, EVA, EBA, EMA, Ionomere" oder Mischungen davon geformt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei 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 wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kunststoffolienbahn mit einer Ausgangsdicke von 50 µm bis 200 µm versehen wird und bei ausgewähltem Kunststoff bzw. ausgewählter Kunststoffmischung, die Umspannungskraft zusätzlich durch die Dicke der Kunststoffolie eingestellt wird.

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

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Kunststoffolienbahn in Form einer Kaltschrumpfhaube eingesetzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Kaltschrumpfhaube eine Haubenhöhe aufweist, welche die dehnungsbedingte Breitenreduzierung der Kunststoffolienbahn ausgleicht.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Kunststoffolienbahn als Umwicklungsfolie eingesetzt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei als Kunststoffolienbahn eine Blasfolie eingesetzt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei als Kunststoffolienbahn eine breitschlitzextrudierte Folie eingesetzt wird.