DE69708077T2

DE69708077T2 - Mehrweg-kunststoffkiste mit etikett

Info

Publication number: DE69708077T2
Application number: DE69708077T
Authority: DE
Inventors: Johannes Blom; Lynn Brandt; Anton Rosens; Nathaniel Wilkens
Original assignee: Heineken Technical Services BV
Current assignee: Heineken Technical Services BV
Priority date: 1996-03-20
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 2002-08-22
Anticipated expiration: 2017-03-20
Also published as: ZA972380B; NO984267L; ATE208326T1; NZ331792A; NO326346B1; IL126146A; OA10878A; EP0930237A2; DK0930237T3; SK128398A3; NO984267D0; PT930237E; LT4496B; DE69728989D1; HK1019058A1; TR199801853T2; CN1075019C; WO1997034810A1; ATE265962T1; AP9801344A0

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Mehrwegkunststoffkiste, die mit zumindest einem nur aus Tinte bestehenden Etikett (ink only label) versehen ist und auf ein Verfahren, das nur aus Tinte bestehende Etikett auf einer Polymeroberfläche anzubringen und auf ein System zur Verwendung der Mehrwegkisten.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren, die Mehrwegkunststoffkisten zu beschriften und insbesondere auf ein Verfahren zum Anbringen von dekorativen Werbe- und/oder Informationsetiketten auf die Kunststoffkisten. Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Verwenden eines Kompositetiketts, welches nur die Tinten der Grafiken auf ein Polymersubstrat aufbringt, ein Verfahren zum Anbringen der Tinten des Etiketts auf die Kiste, ein Verfahren zur Verstärkung desgleichen durch eine nach der Beschichtung aufgebrachte Umhüllung der Tinten in Verbindung mit einer Nachbehandlung und abschließend die Fähigkeit das Komposittintenetikett ohne Verändern der Kiste zu entfernen, d. h. ohne eine zerstörerische Behandlung der Substratoberfläche, so daß diese wieder neu etikettiert werden kann.
Kunststoffkisten werden gegenwärtig auf drei Arten beschriftet. Die vorherrschende Methode ist durch Siebdruck (silk-screen) eine nicht entfernbare permanente Abbildung vor der Abgabe an den Endkonsumenten aufzubringen. Solche Etiketten bieten eine hochwiderstandsfähige Oberfläche mit der Möglichkeit zwei oder drei Farben einzusetzen, um das beinhaltete Produkt auf Konsumentenebene anzubieten. Diese Technik offeriert eine begrenzte Anzahl von Farben, beinhaltet nicht die verbesserten Grafiken, die andere Etikettierverfahren anbieten, ist inflexibel im Hinblick auf die Möglichkeit durch Grafikänderung die Verkaufsstrategie zu treffen, welches zu einem großen Überhang an überflüssigen Einheiten führt, beginnt nach nur vier Umläufen (eine typische Kistenlebensdauer beträgt angenommenerweise sechzig Umläufe) Zeichen des Verschleißes aufzuweisen und ist relativ teuer im Vergleich zu anderen Beschriftungstechniken.
Ein zweiter Weg beinhaltet bedruckte Papieretiketten zum Zeitpunkt des Füllens und Verschließens auf die Kunststoffkisten zu kleben. Diese Art Etiketten bieten ein beinahe unbegrenztes Kunstpotential. Jedoch bietet dieses Etikett nur eine kleine Widerstandsfähigkeit gegen Etikettbeschädigung durch Hantieren und dem Aussetzen von Feuchtigkeit und wird die Waschvorgänge, die eine zurückkommende Kiste durchläuft, nicht überstehen, wodurch eine Reetikettierung notwendig wird.
Ein drittes und erst kürzlich entwickeltes Kistenetikettierverfahren sieht das Anbringen eines dünnen druckempfindlichen Etiketts vor. Hierbei handelt es sich um eine sehr verbreitete Methode, welche allerdings eine begrenzte Anwendungsspanne aufweist, Schwierigkeiten beim gewünschten Entfernen bereitet und verhältnismäßig teuer ist.
Der Bedarf nach Mehrwegkisten ist im Gegensatz zu Einwegverpackungen ein direktes Ergebnis der Industrievorstellungen und der Regierungsgesetzgebung in Hinblick auf wiederbefüllbaren Mehrwegverpackungen in verschiedenen Teilen der Welt. Durch diese Art der Recyclingumgebung ist ein kompletter neuer Markt für das Handhaben von verpackten Getränkeverpackungen entstanden. Dies ist gegenwärtig für sowohl wiederbefüllbare PET- und Glasflaschenbehälter der Fall. Gewisse Länder, besonders in Europa, haben große Geldsummen in die Erschaffung eines Verteilsystems investiert, das hauptsächlich auf dem Mehrwegkistenkonzept beruht.
Typischerweise ist eine Produktpräsentation in einem solchen Recycling- (Wiederbefüll-)Markt nur durch das möglich, was auf die Außenseite der Kiste gedruckt werden kann. Aufgrund von Handhabungs-, Lager- und Platzüberlegungen können Produktname, Herstellername, Werbung, UPC - Code und andere Informationspräsentationen nur auf die Außenseite der Kiste gedruckt werden. Der Grund hierfür ist, daß typischerweise die Kisten in Verkaufsstellen wie Lebensmittelgeschäften nur mit einer Seiten- oder einer Endwand sichtbar gestapelt werden. Dadurch ist die Präsentation auf den Seiten der Kiste das einzige Unterscheidungsmerkmal von einem Produkt zum anderen.
Bei der Verwendung der Mehrwegkisten wäre es sehr interessant, die Möglichkeit zu haben, nur eine gleiche Kiste für verschiedene Produkte oder Hersteller zu nutzen. Dieses wäre jedoch nur möglich, wenn eine einfache und kostengünstige Methode zum Bereitstellen eines Bildes oder Aufdrucks auf der Kiste existiert, welche genauso einfach, nachdem die Kiste zum erneuten Befüllen an der Flaschenabfüllanlage abgegeben wurde, entfernt werden kann.
Auf der anderen Seite ist es wichtig, daß das Etikett, das Bild oder der Aufdruck auf der Kiste, insbesondere während des Transports und der Lagerung, haltbar ist. Noch wichtiger ist hierbei die Haltbarkeit, wenn die Kiste feuchten Bedingungen ausgesetzt ist.
Somit ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Mehrwegkiste bereitzustellen, welche einen Aufdruck, ein Etikett oder ein Bild auf mindestens einer seiner Seiten aufweist, welches während ihrer Benutzung haltbar, kratz-, verschleiß-, witterungs- und feuchtigkeitswiderstandsfähig ist, welches aber einfach während des Waschens der Kiste nach der. Rückgabe bei der Fabrik entfernt werden kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Etikettieren von Plastikbehältern, insbesondere Getränkeflaschenkisten bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, die Plastikbehälter zur Zeit der Beladung mit Getränkeflaschen zu etikettieren, so daß das Etikett einen Hinweis auf den speziellen Inhalt wiedergibt.
Es ist des weiteren eine Aufgabe der Erfindung, daß das Etikett auf dem Plastikbehälter gegen alle Bewegungskontakte und herrschenden Lagerungsbedingungen sowohl drinnen als auch draußen widerstandsfähig ist.
Es ist darüber hinaus eine Aufgabe der Erfindung, daß das Etikett, wenn gewünscht, einfach und komplett in der Standardkistenwaschvorrichtung entfernbar ist, nachdem der Plastikbehälter der Getränkefabrik zum Wiederbefüllen zugeführt worden ist.
Es ist des weiteren eine Aufgabe der Erfindung, daß die Merkmale des Etiketts in Hinblick auf das Entfernen einstellbar sind, so daß das Etikett nicht während des Standardkistenwaschvorgangs sondern nur unter besonderen schwerwiegenderen Kistenwaschvorgängen entfernt oder beschädigt wird.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, daß die Etiketten von einer einfachen Einfarbenabbildung bis zu einer vollen fotografischen Reproduktion den gesamten Bereich der Grafiken abdecken.
Abschließend ist es die Aufgabe der Erfindung, daß das Verfahren einfach und kostengünstig ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese und andere Aufgaben werden durch die erfindungsgemäße Mehrwegplastikkiste gelöst, die zumindest an einer Oberfläche mit einem nur aus Tinte bestehenden Etikett versehen ist, welche durch ätzendes Waschen entfernbar ist, wobei das Etikett auf zumindest einer Oberfläche der Kiste durch eine aktivierte Klebeschicht aufgeklebt ist.
In bezug hierauf wird der Begriff "nur aus Tinte bestehendes Etikett" (ink only label) verwendet, um ein Etikett zu definieren, das keinen Papier- oder Plastikhintergrund aufweist, aber welches eine Bildschicht aus Tinte aufweist, die direkt auf die Oberfläche appliziert wird. Häufig bleibt die Oberfläche zumindest teilweise durch die Bildschicht sichtbar. Ein nur aus Tinte bestehendes Etikett kann vorteilhafterweise über Bildübertragung auf eine Oberfläche angebracht werden, wobei ein umgekehrt bedrucktes Etikett verwendet wird.
Das in Übereinstimmung mit der gegenwärtigen Erfindung verwendete Etikett basiert im wesentlichen auf einem Tintenbild ohne Hintergrundmaterial. Das Tintenbild wird auf die Oberfläche der Kiste durch einen Kleber befestigt, und die Oberfläche des Bildes kann durch eine Schutzschicht geschützt werden.
Die vorliegende Erfindung stellt eine herausragende Verbesserung gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen dar, welche auf Papier- oder Kunststoffetiketten basieren. Um diese Etiketten zu entfernen, ist eine teure Hockdruckvorrichtung notwendig, besonders in dem Fall, in dem Kistenetiketten auf gegenüber liegenden Seiten der Kiste notwendig waren. Das Entfernen der Etiketten durch einfaches Einweichen wie in der vorliegenden Erfindung ist nicht durchführbar. Des weiteren weisen die Rückstände des Etiketts die Tendenz auf, die Kistenwaschvorrichtung zu verstopfen.
Das erfindungsgemäße System ist kostengünstiger und umweltfreundlicher, da die Reststoffe der nur aus Tinte bestehenden Etiketten aus dem Einweichwasser einfach abgeschieden und recycelt werden.
Die vorliegende Erfindung sieht des weiteren die Möglichkeit vor, das Etikett zum Scannen zu verwenden, beispielsweise durch Hinzufügen eines UPC -Codes (Strichcode) zur Abbildung, der dem Empfänger den Inhalt oder andere Informationen, die praktikabel sind, ausweist. Das System ermöglicht dem Produzenten des weiteren die Bevorratung von Kisten zu reduzieren, da es nicht länger notwendig ist, Kistenvorräte für alle Marken oder Typen vorzuhalten. Das erfindungsgemäße System ermöglicht einem Produzenten nur eine Kistenart für jede Art von Verpackung, beispielsweise Flaschen, unabhängig, von der Art des Materials vorzuhalten. Dadurch wird es möglich, die Bevorratung von Kisten außergewöhnlich zu reduzieren. Natürlich wäre die Reduzierung noch bedeutender, wenn die ganze Industrie in einem Land oder auf einem Kontinent sich entscheiden würde, dieses System zu verwenden.
In diesem Fall würden verschiedene Produzenten (Abfüller) von Getränkeverpackungen gemeinsame Kisten teilen und dennoch über die vorliegende Erfindung einen individuellen Marktauftritt behalten. Zur selben Zeit würde ein verbessertes, benutzerfreundliches und kostengünstiges Recycling- System optimiert. Ein solches System könnte auf nationaler oder sogar auf multinationaler Ebene angewendet werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann ein transparenter Schutzüberzug über das nur aus Tinte bestehende Etikett angebracht werden.
Diese Beschichtung verbessert die Widerstandsfähigkeit des Etiketts gegen Umwelteinflüsse. Generell ist das Material der Schutzschicht kompatibel mit dem Material der Tinte. Vorteilhafterweise basieren alle Materialien, Kleber, Tinte und Schutzschicht auf Acrylat-Polymeren. Um die Haltbarkeit des Etiketts des weiteren zu verbessern, kann es vorteilhaft sein, daß nach dem Anbringen des Etiketts (und der Beschichtung) es (sie) mit einem oder mehreren Behandlungsschritten bearbeitet werden. Diese Verfahrensschritte bedingen ein Koaleszieren der Materialien der verschiedenen Schichten, was zu einer verbesserten Standzeit führt, jedoch ohne das Abwaschverhalten zu verschlechtern.
Durch eine sorgfältige Auswahl der Zusammenstellung des Etiketts, die Verwendung einer Schutzschicht und der Art der Nachbehandlung ist es möglich, die Eigenschaften des Etiketts, insbesondere in Hinblick auf das Verhalten während der Kistenwäsche zu steuern. Darüber hinaus ist es möglich das System derart einzustellen, daß das Etikett während einer Standardkistenwäsche entfernt wird. Dieses bedeutet, daß nach jeder Rückkehr zur Abfüllanlage das Etikett entfernt wird und ein neues, möglicherweise unterschiedliches Etikett appliziert wird. Andererseits kann das Etikett so haltbar ausgeführt sein, daß es während der Standardkistenwäsche nicht entfernt oder beschädigt wird, sondern nur in dem Fall, daß eine spezifische, beanspruchender wirkende Waschoperation angewendet wird. Auf diese Weise ist das Etikett nicht permanent angebracht, hat jedoch alle Vorteile des Permanentaufdrucks, beispielsweise einem Siebdruckaufdruck (silk-screen-Aufdruck), ohne deren Nachteile wie hohe Kosten im Hinblick auf die Investitionen und den notwendigen Energieanfall, die Inflexibilität und die geringe Anzahl von Farben aufweisen.
Die Auswahl des zum Anbringen des Etikettenbildes auf der Kistenoberfläche verwendeten Klebers wird zumindest teilweise von der Nutzungsdauer des Etiketts abhängen, ob es sich um einen einfachen oder mehrfachen Einsatz handelt. Natürlich muß der Kleber während der Kistenwäsche entfernbar bleiben. Der Kleber muß vor oder während des Anbringens des Bildes auf der Kiste aktiviert werden. Ein einfaches und generell bevorzugtes Verfahren zum Anbringen des Bildes besteht in dem Einsatz von hitzeaktivierbaren Klebern, die auf dem Bild in Form eines umgekehrt bedruckten Etiketts aufgebracht werden. Andere Verfahren beinhalten den Einsatz von Klebern, die durch Strahlung, Chemikalien, Elektronenstrahlen, Mikrowellen, UV-Strahlen und ähnlichem aktiviert werden können. Des weiteren ist der Einsatz von Klebern möglich, die durch Fotoinitiierung, Feuchtigkeit, Enzymvorgängen, Druck oder Ultraschallbehandlung aktiviert werden.
Es wird bevorzugt, Kleber einzusetzen, die entweder durch Hitze oder durch Druck aktiviert werden. Letzterer Fall umfaßt Kleber, welche Druck benötigen, um kleben zu bleiben, obwohl sie auch ohne Druck geringes Haftvermögen aufweisen können.
Der Kleber befindet sich vorteilhafterweise auf der Rückseite des Bildes bevor es auf der Kistenoberfläche angebracht wird. Jedoch ist es auch möglich, den Kleber auf der Kiste vor der Übertragung des Bildes anzubringen. Eine andere Möglichkeit ist der Einsatz von Tinten im Bild, die den Kleber beinhalten.
Die Schutzschicht, wenn verwendet, kann nach der Überführung des Bildes auf die Kiste angebracht werden, beispielsweise durch den Einsatz eines gewöhnlichen Walzenbeschichters. Alternativ kann die Schutzschicht Teil des übertragenen Bildmaterials sein.
Die vorliegende Erfindung stellt des weiteren ein Verfahren zum Aufbringen eines nur aus Tinte bestehenden Etiketts auf eine Polymeroberfläche, insbesondere auf eine Kistenoberfläche bereit.
Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet in seiner weitesten Form:
- Bereitstellen der Oberfläche, vorzugsweise Bewegen mit einer gleichmäßigen Rate,
- Vorlegen eines umgekehrt bedruckten Etiketts auf einem Substrat, das von seinem Substrat trennbar ist, und vorzugsweise mit einem aktivierbaren Kleber überziehbar ist, und
- Übertragen des Tintenetiketts auf die polymere Oberfläche.
Das Etikett wird auf die polymere Oberfläche angebracht, welche vorteilhafterweise oberflächenbehandelt und temperaturstabilisiert wurde. Das Etikett wird durch Übertragen der Tinte von seinem Filmsubstrat unter Verwendung einer Walze, eines Kissens, eines Abstreichmessers oder einer Luftbürste angebracht. Vorzugsweise wird eine erwärmte Walze unter Druck verwendet. Wie zuvor angezeigt, kann der Kleber entweder auf dem Etikett oder auf der polymeren Oberfläche vorgesehen werden. Der Kleber muß vor oder während des Transfers aktiviert werden. Das Aktivierungsverfahren ist abhängig von der Kleberart. Dem Fachmann ist bekannt, welches Aktivierungsverfahren anzuwenden ist. Im Fall eines drucksensitiven Klebers wird der Druck während des Übertragens aufgebracht. Falls ein wärmeaktivierbarer Kleber verwendet wird, sollte die Polymeroberfläche vorzugsweise vorgeheizt werden, möglicherweise in Verbindung mit einem Wärmeübertragungssystenn wie einer Walze.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird ein wärmeaktivierbarer Kleber in Verbindung mit einer Vorwärmung einer polymeren Oberfläche verwendet. Wenn der wärmeaktivierbare und über der Tinte gedruckte Kleber haftend wird, wird die Tinte von dem Filmsubstrat freigegeben und haftet auf der Plastikoberfläche.
Die Etiketten können auf einer Rolle zugeführt werden, von der die Bilder auf das Substrat möglicherweise in Verbindung mit einem Schneidvorgang überführt werden. Des weiteren ist es möglich, einen Stapel separierter Etiketten unter Verwendung einer geeigneten Aufbringvorrichtung vorzusehen.
In Abhängigkeit von den Anforderungen an das Bild kann es vorteilhaft sein, eine Schutzschicht darauf anzubringen. Diese Schicht kann als Teil des umgekehrt bedruckten Etiketts während der Bildübertragung aufgebracht werden. In einer vorzugshaften Ausführung wird die Schutzschicht nach der Bildübertragung beispielsweise durch den Einsatz eines Walzenbeschichters aufgebracht.
In diesem Fall wird die Übertragungsoberfläche mit einer dünnen Schicht eines Schutzüberzuges wie einem Acrylwachs versehen. Danach wird eine Nachbehandlung, vorzugsweise eine oder mehrere Wärmebehandlungen, angewendet. Durch diese Behandlung verbinden sich die Etikettenmaterialien, und es wird angenommen, ohne darauf festgelegt zu sein, daß die haltbare Verbindung durch innere Diffusionen des Klebers mit der Kunststoffoberfläche beeinflußt wird.
Im Fall, daß das Bild haltbarer sein muß, beispielsweise für eine mehrfache Auslieferung, wird vorzugsweise entweder eine haltbarere Schutzschicht wie Urethan und/oder eine verlängerte stärker einwirkende Nachbehandlung verwendet.
Es ist bekannt, daß es sich bei Polymermaterialien und insbesondere hochdichten Polyethylenen um Materialien handelt, die schwierig mit Kleber zu verbinden sind, Die Erfindung beschreibt ein spezifisches Verfahren der Oberflächenbehandlung, um sicherzustellen, daß die Klebeverbindung schnell und wirtschaftlich ist.
Eine wichtige, in der Erfindung beschriebene Entdeckung ist das Verbinden des Etikettenmaterials und der Oberflächenbeschichtung durch das Aussetzen des etikettierten Abschnitts für wenige Sekunden mit sehr hohen Temperaturen, um die Haltbarkeit und die Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit zu erhöhen. Dieser Prozeß verändert die Etikettzusammensetzung von einer Serie von zusammengeklebten Schichten, welche auf einfach Weise durch das Aussetzen von Wasser für zwei oder mehr Stunden gelöst werden können, zu einer koaleszierten Matrix bestehend aus Etikettenkleber, Etikettentinte und äußerer Beschichtung. Während des Erwärmens diffundiert das Klebermaterial in die Plastikoberfläche. Das gleichzeitige Verschmelzen und die Diffusion dieser vorteilhaften Ausführung der Erfindung bewirkt eine sehr haltbare Etikettenmatrix. Die Widerstandsfähigkeit gegen Wassereintritt kann von wenigen Stunden bis mehreren Wochen eingestellt werden, indem die Zeit der Einwirkung und die resultierende Temperatur variiert werden.
Es soll festgehalten werden, daß die Widerstandsfähigkeit gegen Wassereintritt eines unbehandelten Etiketts gemäß der Erfindung als ausreichend angesehen wird, da es seine Befestigung mit der Polymeroberfläche niemals komplett verliert. Die Verbindung schwächt sich nur. Eine Trocknung stellt die Befestigungskraft auf den ursprünglichen Wert wieder her.
Nach Erreichen der notwendigen Etikettenhaltbarkeit ist es des weiteren notwendig, das Etikett nach Erfüllen seiner Aufgabe, die Inhalte der Verpackung vor dem Verzehr zu identifizieren, zu entfernen. Die leeren Plastikbehälter und Getränkeflaschen werden zur Getränkefabrik zum erneuten Befüllen zurückgebracht. Die Plastikbehälter werden gewaschen. Während des Waschens muß das Etikett in Abhängigkeit von der Situation (Einmal- oder Mehrfach-Umlauf) entweder komplett entfernt werden oder unbeschädigt auf der Oberfläche verbleiben.
Im vorliegenden Fall löst sich der wärmebehandelte Kleber, der zum Befestigen der Tintenmatrix verwendet wird, obwohl haltbar in Wasser in der vorzugsweise heißen und ätzenden Waschlösung auf, wodurch das vollständige Entfernen des Etiketts und Klebers möglich wird. Die Etikettrückstände werden aus der ätzenden Lösung herausgefiltert. Im vorherigen Fall wird das Etikett nur entfernt, wenn die Waschbedingung entsprechend zum Entfernen des Etiketts geändert werden, beispielsweise indem eine verlängerte Einweichzeit und/oder eine stärkere ätzende Lösung vorzugsweise in Kombination mit der Verwendung von Hochdruckdüsen (Flüssigkeit oder Gas) verwendet werden.
Alternative Verfahren zum Entfernen der Bilder ohne ein zerstörendes Behandeln der Substrat- (Polymer-) Oberfläche beinhaltet das chemische Entfernen (Lösungsmittel), Ultraschall, Unterkühlen, Erwärmen, Bürsten, Enzymbehandlung, Vakuumbehandlung, Schälen und Strahlung, wie beispielsweise UV.
Kombinationen der verschiedenen Verfahren sind natürlich möglich.
Es kann erstrebbar sein, daß die Kunststoffbehälter in Linie während des normalen Fortschritts durch die Abfülleinrichtung etikettiert werden, so daß das Kistenetikett mit dem Flascheninhalten übereinstimmt.

Beschreibung der Zeichnungen:

Fig. 1 Wärmeübertragungsetikett
Fig. 2 Oberflächenbehandlung und Temperaturstabilisation
Fig. 3 Etikettanbringung und Tintenübertragung
Fig. 4 Beschichtungsanbringung
Fig. 5 Nachbehandlung
Fig. 6 Spezifische Ausgestaltung des Bildübertragungsverfahrens

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die bevorzugte Ausgestaltung des Etiketts und die Anbringung entsprechend der vorliegenden Erfindung werden mit bezug auf Fig. 1 beschrieben, welche den Plastikbehälter 1 und das Etikett in Position zum Aufbringen zeigt. Das Etikett ist auf einem Filmsubstrat 10 gedruckt, welches aus jeder Art dünnem Film bestehen kann, in diesem Fall aber als Polypropylen mit einer Stärke von 2 mil beschrieben ist. 14 ist eine Acrylbeschichtung, welche in Abhängigkeit von dem Typ und der Quelle des vorhandenen Films angebracht werden kann oder auch nicht. 12 stellt ein Lösematerial dar, welches den Film bedeckt. Erfindungsgemäß wird Silikon zum Zeitpunkt der Flimherstellung aufgebracht. 20 stellt das Drucktintenmaterial dar. In Abhängigkeit der Etikettengrafiken und den Deckfähigkeitsanforderungen können die Tintenmaterialien aus bis zu fünf verschiedenen Farben in einer oder mehreren Schichten bestehen, wobei einige davon die anderen überdecken können. 30 und 40 repräsentieren zwei Schichten Kleber um das Ansteigen des Klebers von 0,5 bis 1,5 pounds per ream, in Abhängigkeit der Gleichförmigkeit der etikettierten Oberfläche und der Steife des Behälters, der etikettiert wird, anzuzeigen.
Beim Aufbringen werden alle bedruckten Materialien vom mit Silikonlöser beschichteten Filmsubstrat übertragen. Die bedruckten Tintenmaterialien bestehen aus Vinyl oder sind Acrylharz basierend, eingefärbt mit Temperatur und ultraviolett stabilen Pigmenten. Im Fall von weißer Tinte wird Titandioxid als Pigment gewählt. Die Pigmentpartikelgröße variiert von 3 bis 5 um. Beim bedruckten Kleber handelt es sich um ein mit Urethan modifiziertes Acryl mit einer beginnenden Hafttemperatur von 175º F (80ºC). Die beginnende Hafttemperatur ist beim Kunststoffetikettierprozeß sehr wichtig, da es die notwendige Plastikoberflächentemperatur zum Zeitpunkt der Übertragung festsetzt. Während ein Kunststoffbehälter etikettiert wird, wird die Innenseite nicht unterstützt, wodurch es anzustreben ist, den Kunststoff unter 200º F (93ºC) zu halten, um Verzerrungen der Oberflächen durch das Erreichen des Deformationspunktes während der Etikettübertragung zu vermeiden.
Das Etikettierverfahren wird folgend gemäß den Ablaufschritten beschrieben.
Fig. 2 zeigt das Verfahren der Oberflächenbehandlung und der Temperaturstabilisation. Um das Kleben von zwei Polymermaterialien zu erreichen, müssen verschiedene Faktoren wie Sauberkeit, Druck, Temperatur, Kontaktzeit, Oberflächenrauhigkeit, Bewegung während des Klebens und die Klebefilmdicke berücksichtigt werden. Eine weitere wichtige Überlegung stellt die kritische Oberflächenspannung dar. Das von der Allgemeinheit akzeptierte Verfahren zum Vermessen der kritischen Oberflächendehnung ist die Dyne- Lösung (Dyne-Solution), welche bekannt ist. Bei den meisten Klebe-Anwendungen beträgt die kritische Oberflächendehnung von Polyethylen 31 Dynes pro cm. Eine Reihe von Tests wurde durchgeführt, welche darlegen, daß die beste Klebewirkung des zuvor beschriebenen Klebers mit der Polyethylen-Oberfläche einen Behandlungsgrad von 60 bis 70 Dynes pro cm erfordert. Weitere Tests mit im Handel befindlichen Geräten zeigten, daß Brennbehandlung sowohl die Kapitalkosten als auch die Verfahrenskosten und die benötigte Zeit zum Erreichen der kritischen Oberflächenbehandlung optimiert.
Damit der Kleber die Haftung schnell erreicht und behält, ist es notwendig den Polyethylenbehälter zu erwärmen, bevor der Etikettkleber mit ihm in Kontakt kommt. Um eine Verformung des Behälters zu verhindern, ist es angestrebt, die Wärme der Oberfläche nicht über 200º F (93ºC) zu steigern. Da die Oberflächentemperatur nach Verlassen der Brennbehandlung ungefähr 125º F (52ºC) beträgt, ist es notwendig, die Oberfläche auf ungefähr 75º F (24ºC) zu erwärmen. Hierfür gibt es verschiedene Möglichkeiten zum Erwärmen. Heiße luft, zusätzliche Brennheizgeräte, gasbetriebene Infrarotpaneele und elektrische Keramikpaneele wurden getestet und für entweder zu langsam oder zu schwierig zu kontrollieren befunden. Es wurde festgestellt, daß ein elektrisch geheizter, flacher Quarzglasstrahler mit Zonenbandkontrolle für die örtliche Etikettenübertragung eins maximale Infrarotenergiezufuhr ohne den Einfluß der umgebenden Umweltfaktoren ermöglichen würde. Mit einem Emissionsvermögen von 0,9 für Polyethylen wird bei einer angestrebten Temperatur von 1.650º F (900º C) bis 1.725º F (940ºC) die effizienteste Wellenlänge (2,5 bis 3,2 um) an Infrarotenergie zur Peak-Absorption emittieren. Die getestete Einheit wurde mit 60 W/square inch (9,3 W/cm²) eingeordnet. Bei einer Distanz von 2,5 cm von der Emitterplatte zur Polyethylenoberfläche betrug die Zeit, die Polyethylenoberfläche auf die notwendigen 75º F (24ºC) zu erwärmen, 4,5 Sekunden.
Fig. 3 zeigt ein Verfahren zum Auftragen von Etiketten, wobei die aufgedruckten Drucktintenmaterialien von dem Polypropylenfilmsubstrat auf die Polyethylenoberfläche übertragen werden, indem die fühlbaren (tactile) Eigenschaften des wärmeaktivierten Klebers eingesetzt werden, um die Bindung der Tintenschicht 14 von der Korona behandelten Silikonbeschichtung 12 zu lösen. Die Faktoren, die die Übertragung beeinflussen, sind die Kontaktzeit, die Temperatur während des Kontakts und die Filmspannung während des Kontakts, insbesondere die Spannung des Films nach der Tintenabgabe. Der Durchmesser der Druckwalze ist ebenfalls ein Faktor, aber keine Variable. In dieser Anwendung beträgt der Walzendurchmesser 38 mm. Die Walzen bestehen aus Silikongummi auf einem Stahlkern, mit einer Shore-Härte (rubber durometer) von 50 Shore A bis 80 Shore A. Es sollte erwähnt werden, daß Verzerrungen (Abflachungen) der Gummiwalze bei einer höheren Shore-Härte (durometer) geringer sind, wodurch konsequenterweise die Kontaktgegend kleiner und der Transferdruck größer ist. Dieses ist bei höheren Prozeßgeschwindigkeiten wichtig, bei denen die Kontaktzeit minimiert ist. Daraus folgt, daß eine Kiste, die mit 18,3 m pro Minute (60 Fuß pro Minute) an einer Walze mit einem Durchmesser von 38 mm vorbeibewegt wird, eine Kontaktzeit von 1 Millisekunde pro 1 Grad Walzenrotation aufweist, wenn keine Walzenverzerrung vorliegt.
Der Walzenandruck wird durch einen Luftzylinder bereitgestellt, der durch ein konventionelles Solenoidventil aktiviert wird, welches durch zwei Berührungsschalter kontrolliert wird, einer um die Walze vorzufahren und der andere, um sie zurückzuziehen. Weitere Mittel wie mechanische Verbindungen sind offensichtlich und werden deshalb hier nicht aufgelistet. Der Druck wird über die Länge des Zylinders verteilt und bewegt sich für die vorliegende Tintenübertragung von 12 bis 17 kg pro cm Walzenlänge. Siehe Figur A.
Die Erfindung sieht daher vor, daß der Film mit der exakt gleichen Geschwindigkeit mit der die Kiste an der Walze vorbeibewegt wird, weiterbewegt wird, aufgrund dessen der wärmeaktivierte Kleber an der hochenergetischen Kistenoberfläche befestigt wird. Die freirotierende Walze behält dieselbe Tangentialgeschwindigkeit entsprechend der Lineargeschwindigkeit des Films und der Kiste bei. Somit wird die Tinte komplett und ohne Verzerrung übertragen.
Um eine schnelle und komplette Befestigung zu erreichen, ist die Druckwalze auf einen hohlen Kern geschmolzen. Gehalten in dem hohlen Kern ist eine Reibungsheizvorrichtung, die durch eine Kontrolleinheit operiert wird. Das Heizelement, eingestuft mit 500 W, hält die Walzenoberfläche auf jeder voreingestellten Temperatur. Für diese Erfindung befindet sich die Walzenoberflächentemperatur zwischen 250º F und 370º F (120ºC und 190ºC). Siehe Figur B.
Mehrere silikonbeschichtete Polymerfilme können als Printsubstrat verwendet werden, Hochtemperaturfilme wie Polyester können im kontinuierlichen Kontakt mit einer Heizwalze betrieben werden. Tieftemperaturfilme wie Polypropylen dürfen die geheizte Walze während Pausen in der Etikeitieroperation nicht berühren. Um dieses zu erreichen, werden Filmführungen verwendet, um den Film zu halten, wenn die Walze zurückgezogen wird. Die Führungen sind derart befestigt, daß ein Abstand von 13 mm zwischen den Führungen und der etikettierten Oberfläche eingehalten wird. Gleichzeitig wird die Walze ungefähr 13 mm hinter den Film zurückgezogen. Indem diese Abstände eingehalten werden, werden Dehnungen und Verzerrungen des Films, beispielsweise aus Polypropylen, verhindert. Hochtemperaturfilme benötigen die Führungen nicht.
Des weiteren ist herausgefunden worden, daß Filmspannung besonders auf der Filmausgangsseite der Walze wichtig ist, um die Tintenüberführung abzuschließen. Durch Versuche wurde herausgefunden, daß eine kontinuierliche Spannung von ungefähr 2,5 kg vorteilhaft ist. Dieses wird durch federbeaufschlage Pendelarm und -Walze erreicht.
Herkömmliche Klemmwalzen und Schrittmotoren werden verwendet, um den Film zum nächsten Etikett vorzubewegen und um es genau zu positionieren, wofür eine Druckmarke verwendet wird, um eine optische Scaneinheit zu aktivieren.
Schutz der Tinte gegen Verkratzen durch unaufmerksame Behandlung, sowie Gewährleisten von Wetterbeständigkeit, wenn draußen gelagert, wird durch das Aufbringen einer Acryl basierten Wachs-Wasser-Emulsion wie in Fig. 4 gezeigt erreicht. Diese wird durch eine Aufbringwalze, die durch eine Naßwalze mit einer kontrollierten Menge von Beschichtung versorgt wird, aufgebracht. Die Mengeneinstellung wird durch ein Abstreichmesser erreicht. Die Beschichtung reicht weit über die Ränder des Tintenmusters hinaus und dichtet die Ränder gegen eindringende Feuchtigkeit ab.
Der abschließende Verfahrensschritt ist die Lagen der Beschichtung, der Etikettiertinte und den Kleber koaleszieren zu lassen und des weiteren die Klebeschicht in das Polyethylensubstrat hineinzudiffundieren, wie in Fig. 5 gezeigt. Die Erkenntnis wurde durch intensive Versuche mit verschiedenen Heizsystemen erreicht. Wie Brennbehandlung als das beste Verfahren erkannt wurde, das die notwendige Oberflächenenergie zur Etikettverklebung bereitstellt, so wurde ebenso festgestellt, daß Brennbehandlung des Etiketts und des Beschichtungskomposits das beste Verfahren darstellt, das die notwendige Wassereintrittsbeständigkeit entwickelt, ohne mechanische Eigenschaften zu opfern, die visuellen Charakteristiken der aufgebrachten Etiketten zu ändern oder die Polypropylenkiste zu verzerren.
In Fig. 6 wird das bisher beste entwickelte Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt.

Claims

1. Mehrweg-Kunststoffkiste, die mindestens auf einer Oberfläche mit einem nur aus Tinte bestehenden Etikett versehen ist, das mindestens eine nur aus Tinte bestehende Schicht und eine aktivierbare Klebeschicht aufweist, wobei das Etikett von der Oberfläche entfernbar ist, ohne daß diese dabei beschädigt wird und das Etikett durch Aktivieren der aktivierbaren Klebeschicht auf die mindestens eine Oberfläche aufgeklebt wird.

2. Kiste nach Anspruch 1, bei der eine transparente Schutzbeschichtung über der aus Tinte bestehenden Schicht aufgebracht ist.

3. Kiste nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Klebeschicht ein wärmeaktivierbarer Kleber ist.

4. Kiste nach Anspruch 1 bis 3, bei der die Klebeschicht ihre Klebfähigkeit verliert, wenn sie mit einer wässrigen alkalischen Lösung behandelt wird.

5. Kiste nach Anspruch 1 bis 4, bei der mindestens ein Teil der Oberfläche aus Polyethylen besteht.

6. Kiste nach Anspruch 1 bis 5, bei der das nur aus Tinte bestehende Etikett eine koaleszierende Klebeschicht und eine Bildschicht sowie optional eine Schutzschicht aufweist.

7. Kiste nach Anspruch 1 bis 6, bei der die Tinte eine Polymertinte, vorzugsweise eine Tinte auf Venyl- oder Acrylbasis ist.

8. Kiste nach Anspruch 1 bis 7, bei der der Kleber ein wärmeaktivierbarer Kleber mit einer anfänglichen Klebrigkeitstemperatur von höchstens 90ºC ist.

9. Kiste nach Anspruch 8, bei der der Kleber ein Urethan-Acrylkleber ist.

10. Kiste nach Anspruch 1 bis 9, bei der die Schutzbeschichtung auf einem Acrylwachs basiert.

11. Verfahren zum Aufbringen eines nur mit Tinte zu beschriftenden Etiketts auf eine polymere Oberfläche einer Mehrweg-Kunststoffkiste, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

- Bereitstellen der Oberfläche, vorzugsweise Bewegen mit einer gleichmäßigen Rate,

- Vorlegen eines umgekehrt bedruckten, nur aus Tinte bestehenden Etiketts, das mindestens aus einer nur aus Tinte bestehenden Schicht und einer aktivierbaren Klebeschicht auf einem Substrat besteht, und das von seinem Substrat trennbar ist, und

- Übertragen des nur aus Tinte bestehenden Etiketts auf die polymere Oberfläche.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die polymere Oberfläche vor dem Vorlegen des umgekehrt bedruckten Etiketts aktiviert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Aktivierung eine Brennbehandlung ist.

14. Verfahren nach Anspruch 11 bis 13, bei dem der Kleber wärmeaktivierbar ist und die Oberfläche vor dem Vorlegen des umgekehrt bedruckten Etiketts erwärmt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 11 bis 14, bei dem das übertragene Etikett mit einer transparenten Schutzbeschichtung beschichtet ist.

16. Verfahren nach Anspruch 11 bis 15, bei dem die Oberfläche, optional zusammen mit der Schutzbeschichtung, zum Koaleszieren der aufgebrachten Materialien einer oder mehrerer Wärmebehandlungen, wie z. B. Brennbehandlungen, unterzogen wird.