EP2771255B1

EP2771255B1 - Multifunktionale verpackungsfolie und herstellverfahren

Info

Publication number: EP2771255B1
Application number: EP12805766.8A
Authority: EP
Inventors: Peter Hagmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-10-27
Filing date: 2012-10-29
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2032-10-29
Also published as: DE102011054883B3; WO2013061306A1; EP2771255A1

Description

Einleitung

Die Erfindung betrifft eine Verpackungsfolie zum sicheren Verpacken von Packgut unterschiedlichster Größe. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Verpackungsfolie, mit welcher Packgut gleichzeitig gepolstert und zusammengehalten wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der Folie.

Stand der Technik und Nachteile

Gegenstände jedweder Art müssen für gewöhnlich im Rahmen des Transports vom Herstellungsort zum Verbraucher von äußeren Einflüssen abgeschirmt werden, um Transportschäden zu vermeiden. Derartige Einflüsse können Stöße und reibende Berührungen mit anderen Gegenständen oder Transportpaletten sein, wie sie bei der Handhabung mit Gabelstaplern, beim Transport mit LKWs, etc. auftreten können, aber auch Witterungseinflüsse, die insbesondere beim Ein- und Ausladen in Transportfahrzeuge auf das Transportgut einwirken können, sowie Manipulation oder Diebstahl. Den Verpackungsmaterialien kommt somit die primäre Funktion der Transportsicherung zu. Die Verpackung kann ferner die Aufgabe erfüllen, die zunächst lose Ware innerhalb einer Umverpackung wie insbesondere einer Palette zusammen zu halten und/oder mit der Palette zu verbinden, so dass eine gut handhabbare Einheit entsteht (Los-Verpackung).
Dies gilt sowohl für Ware, welche noch in ihrer Originalverpackung vorliegt, als auch für solche Ware, deren Originalverpackung bereits entsorgt wurde. Dies ist besonders häufig bei Rücksendungen von Verbrauchsgütern der Fall.
Bekannt sind aus dem Stand der Technik so genannte "Luftpolsterfolien", die typischerweise aus Polyethylen (PE) gefertigt sind und aus einer mindestens zweilagigen, meist transparenten Folie mit regelmäßigen Lufteinschlüssen bestehen. Auch Schaumstofffolien oder Rollenwellpappen finden als Verpackungsmaterial Verwendung. Derartige, nachfolgend auch kurz als Polsterfolien bezeichnete Folien sind zwar biegsam, jedoch nicht dehnbar.
In der Druckschrift US 6,213,167 B1 ist die Weiterentwicklung einer derartigen, mit Gas befüllbaren Polsterfolie dargestellt. Um eine hohe Sicherheit gegen Versagen der Polsterfunktion zu gewährleisten, sind alle Polsterkammern voneinander separiert. Um eine einfache Befüllung zu ermöglichen, werden die Polsterkammern mit einem speziellen Werkzeug über einen gemeinsamen, zentralen Kanal befüllt, mit dem sie über Rückschlagventile verbunden sind. Nach dem Befüllen kann das Gas nicht wieder in den Kanal oder in andere Polsterkammern zurückströmen, so dass das Versagen einer Polsterkammer nicht zu einem Totalversagen der mehrere solcher Polsterkammern umfassenden Polsterfolie führt. Die Polsterfunktion wird sowohl aufgrund der Kompressibilität des in den Polsterkammern eingeschlossenen Gases als auch aufgrund der Verwendung flexiblen Materials bereitgestellt. Die Polsterfolie ist jedoch nur als reines Polstermittel verwendbar und erfüllt keine weiteren Aufgaben. Zudem ist der Aufbau und das Befüllen komplex, und es wird ein spezielles Werkzeug benötigt, welches unter Umständen beim Kunden aufgestellt werden muss.
Ebenfalls bekannt sind so genannte "Stretchfolien" (auch Wickeloder Netzfolien genannt), die insbesondere zur Transportsicherung verwendet werden. Stretchfolien sind besonders dehnbare Folien, wie sie beispielsweise aus dem Bereich der Frischhaltefolien geläufig sind. Auch solche Folien können aus PE hergestellt sein. Umwickelt ("umreift") man einen Gegenstand oder einen losen Verbund von Gegenständen mit einer solchen Folie, während diese Folie unter Zug steht, so dehnt sie sich beim Umwickeln und übt dabei einen dauerhaften Druck auf den Verbund der Gegenstände aus, so dass ein zusammenhängender, leichter handhabbarer Körper geschaffen wird. Zum Wieder-Vereinzeln der Ware muss die Folie meist durchschnitten werden, da die Oberflächen der Folie gewöhnlich eine starke Adhäsion zueinander aufweisen, so dass ein Wiederabwickeln schwierig ist. Derartige Folien haben jedoch keinerlei federnde oder dämpfende Wirkung gegen äußere mechanische Einflüsse, und schützen lediglich (und nur eingeschränkt) gegen Witterungs- oder Manipulationseinflüsse.
Um nun einen Gegenstand oder einen Verbund loser Gegenstände einerseits gegen Stöße und andererseits gegen Witterungseinflüsse zu schützen, und gleichzeitig einen Zusammenhalt einzelner Gegenstände miteinander und/oder beispielsweise mit einer Palette zu bewirken, sind immer mehrere sequenzielle Arbeitsgänge erforderlich. Entweder es erfolgt ein - meist lediglich partielles - Umwickeln des Gegenstands mit Polsterfolie, ein notdürftiges Fixieren derselben, so dass diese ihre Position am Gegenstand beibehält, z.B. mit Klebeband, und schließlich ein Umwickeln des gepolsterten Gegenstands mit einer Stretchfolie. Optional kann diese nochmals, beispielsweise ebenfalls mit Klebeband oder durch thermisches Behandeln, in sich fixiert werden. Oder der Körper wird zunächst mit Stretchfolie umwickelt, bevor die Polsterfolie angebracht und letztere separat fixiert wird.
Diese Vorgehensweise ist zeitaufwändig und fehleranfällig. Wird beispielsweise zu wenig Polsterfolie verwendet, muss angestückelt oder neu umwickelt werden. Ist zu viel Polsterfolie verwendet worden, steigt der Verbrauch, und der verpackte Gegenstand erhält unter Umständen eine unregelmäßige Form. Verrutscht die Polsterfolie, ist der Gegenstand teilweise ungeschützt. Ist die Stretchfolie zuunterst angeordnet, muss besonderes Augenmerk auf einen sicheren Halt der Polsterfolie gerichtet werden, damit diese nicht beim Transport abfällt. Gleiche Probleme ergeben sich, wenn anstelle einer Polsterfolie beispielsweise Karton verwendet wird.
Eine Lösung schlägt die Schweizer Patentschrift Nr. 377714 vor, die einen Verpackungskörper für verschieden gestaltetes sowie für serienmäßig hergestelltes Gut betrifft. Einzelne, sich umschließende Hüllen nehmen ein fließbares Medium unter Druck auf. Die zuäußerst angeordnete, dem Schutz dienende Folie ist im wesentlichen undehnbar, wohingegen sich die zuinnerst angeordnete Folie sich an das Packgut anschmiegen kann. Auf diese Weise kann ein zusammenlegbarer Körper bereitgestellt werden, der sowohl gegen äußere Einflüsse wie Witterung oder Stöße schützt, und auf der Innenseite eine gute Polsterung bietet. Zur Verwendung muss zunächst das Packgut in den unbefüllten Verpackungskörper eingebracht werden, der anschließend mit dem fließbaren Medium befüllt wird. Erst nach diesem Befüllen der Vorrichtung sorgt diese auch für einen guten Zusammenhalt des oder der eingebetteten Güter. Allerdings ist die Vorrichtung aufwändig konstruiert, zu ihrem Betrieb sind eine Vielzahl von Schritten nötig, und sie muss jeweils an die Geometrie des Packguts angepasst sein.

Aufgabe der Erfindung und Lösung

Die Aufgabe der Erfindung besteht demnach in der Bereitstellung einer Verpackungsfolie zur Vermeidung der aus dem Stand der Technik bekannten Probleme. Insbesondere soll die Erfindung eine Verpackungsfolie bereitstellen, welche in zeit- und materialsparender Weise ohne Anpassen ein Umreifen von Packgut unterschiedlichster Größe und Form erlaubt. Dabei soll sowohl die Funktion der Transportsicherung als auch die Funktion des Schutzes vor äußeren Einflüssen erfüllt werden. Zudem soll die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verpackungsfolie bereitstellen.
Die Aufgabe wird durch eine Verpackungsfolie gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Figuren zu entnehmen.

Beschreibung

Die Erfindung stellt eine integrierte Verpackungsfolie bereit, welche ein gleichzeitiges Schützen und Polstern von Packgut ermöglicht, wie nachfolgend detailliert beschreiben wird.
Die erfindungsgemäße Verpackungsfolie umfasst demnach mindestens zwei Funktionsschichten. Der Begriff der Funktionsschichten ist dabei nicht zwingend mit "Materialschichten" gleichzusetzen. Eine Funktionsschicht dient demnach lediglich der Erfüllung einer bestimmten Funktion, wohingegen Materialschichten auch mehrere Funktionen erfüllen können.
Eine erste Funktionsschicht ist erfindungsgemäß als Trägerschicht aus einem Material mit in mindestens einer Raumrichtung hoher Dehnbarkeit ε_max von besonders bevorzugt mehr als 50% ausgebildet; ein unterer Grenzwert beträgt 15%, wobei 25% bevorzugt sind. Die Trägerschicht ist demnach immer vorhanden und bildet gewissermaßen die Basis der Verpacküngsfolie. Die Trägerschicht ist dehnbar, und weist eine hohe Dehnbarkeit auf. Der Begriff der Dehnbarkeit ist vorliegend so definiert, dass er ein Maß für die maximal zulässige Dehnung, auch "Bruchdehnung" genannt, bildet. Gemeint ist damit diejenige Dehnung, also das Verhältnis von Längenänderung ΔL zu Ursprungslänge L, bei welcher eine Probe im Zugversuch reißt. Beträgt die Dehnbarkeit beispielsweise 100%, so lässt sich das Material auf das Doppelte der Ursprungslänge dehnen, bevor es reißt oder sich signifikant einschnürt. Eine hohe Dehnbarkeit beträgt beispielsweise mehr als 50%, bevorzugt mehr als 100%. In Sonderfällen kann sie auch mehr als 150%, bezogen auf die Ursprungslänge, betragen.
Ferner ist vorgesehen, dass eine weitere Funktionsschicht als Polsterschicht ausgebildet ist, die eine Außenschicht sowie eine Vielzahl von mit einem Gas oder Gasgemisch befüllten oder befüllbaren Kompartimenten, die durch nicht miteinander verbundene Bereiche der sie umgrenzenden Materiallagen gebildet sind, aufweist. Es ist klar, dass die Polsterschicht auch noch weitere Schichten (Materiallagen) als die Außenschicht aufweisen kann. Die Kompartimente dienen als eigentliches Polstermittel. Sie haben typischerweise eine runde oder ovale Form und Abmaße von ca. 0,5 bis 10 cm und bevorzugt von ca. 4 cm.
Erfindungsgemäß ist die Verpackungsfolie als Verbundmaterial oder kurz "Verbund" ausgebildet, bei dem alle Funktionsschichten derart miteinander verbunden sind.
Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Polsterschicht aus einem Material gleicher oder vergleichbarer Dehnbarkeit wie die Trägerschicht ausgebildet ist, so dass die Dehnbarkeit der ersten Funktionsschicht in die mindestens eine Raumrichtung durch keine weitere Funktionsschicht beeinträchtigt ist, und/oder, dass die Polsterschicht aus mindestens in die eine Raumrichtung unzusammenhängenden Segmenten aufgebaut ist, so dass das Verbundmaterial in die mindestens eine Raumrichtung eine ausreichende Restdehnbarkeit aufweist. Mit anderen Worten, die Funktionalität der Trägerschicht darf durch die weiteren Funktionalitäten, die durch weitere Funktionsschichten verwirklicht werden, nicht (wesentlich) gestört sein. Die Art der Verbindung kann dabei beispielsweise chemisch und/oder thermisch erfolgen. Sie kann ganzflächig oder teilflächig sein, und es ist ebenso denkbar, dass die Funktionsschichten integral hergestellt sind, so dass eine nachträgliche Verbindung physikalischer Schichten überhaupt nicht mehr nötig ist.
Eine solche Verpackungsfolie hat den Vorteil, aufgrund der hohen Dehnbarkeit den Zusammenhalt von Packgut zu sichern, und gleichzeitig aufgrund der Polstereigenschaften einen guten Schutz gegen Beschädigungen, Stöße etc. bereitzustellen. Da die Folie als Verbundmaterial vorliegt, entfällt das aus dem Stand der Technik bekannte, typische und zeitraubende Umwickeln mit mehreren unterschiedlichen Folien. Zugleich ist immer die richtige Menge an Material beider Funktionsschichten vorhanden, und auch das Fixieren der unterschiedlichen Folien aneinander entfällt.
Nachfolgend werden die beiden kombinierbaren Ausführungsformen detailliert beschrieben.
Nach der ersten Ausführungsform ist die Dehnbarkeit ε_max der ersten Funktionsschicht in die mindestens eine Raumrichtung durch keine weitere Funktionsschicht beeinträchtigt, indem auch die Polsterschicht aus einem Material gleicher oder vergleichbarer (also nicht stark abweichender) Dehnbarkeit ε_max,v wie die Trägerschicht ausgebildet ist. Das bedeutet, dass die Polsterschicht zusammen mit der Trägerschicht gedehnt werden kann, und dass die Dehnbarkeit des Verbunds in etwa der Dehnbarkeit der Trägerschicht alleine entspricht. Dabei ist klar, dass "beeinträchtigt" nicht mit "unverändert" gleichzusetzen ist, sondern dass die Veränderung im Vergleich zum Ursprungswert keine hohe Signifikanz aufweist, und beispielsweise nicht mehr als 20%, bevorzugt nicht mehr als 10%, und besonders bevorzugt nicht mehr als 5% Abweichung vom Ursprungswert bedeutet. Auf diese Weise ist der vorstehenden Voraussetzung Genüge getan, dass die Dehnbarkeit ε_max der ersten Funktionsschicht in die mindestens eine Raumrichtung durch keine weitere Funktionsschicht beeinträchtigt ist. Es ist klar, dass eine zur Dehnbarkeit der Trägerschicht ε_max höhere Dehnbarkeit der Polsterschicht ε_max' vorteilhaft ist, da durch die Erhöhung der Gesamtdicke von Träger- und Polsterschicht andernfalls eine deutlich erhöhte Zugkraft beim Umwickeln von Packgut nötig ist, wenn eine bestimmte Dehnung gewünscht ist. Selbstverständlich kann die Dicke der Trägerschicht entsprechend herabgesetzt oder deren Dehnbarkeit ε_max verringert werden, um ein Verbundmaterial zu erhalten, welches mit in etwa der gleichen Zugkraft am Packgut angebracht wird, die ursprünglich für die Trägerschicht alleine aufzuwenden war. Eine vergleichbare Dehnbarkeit beider Schichten ist auch deswegen erwünscht, um Scherspannungen an der Grenzfläche zwischen den Schichten zu vermeiden. Nach der zweiten Ausführungsform, die jedoch auch mit der vorstehend beschriebenen kombinierbar ist, weist das Verbundmaterial in die mindestens eine Raumrichtung eine ausreichende Restdehnbarkeit ε_rest,v auf. Beispielsweise ist diese Restdehnbarkeit (im Mittel, bezogen auf beispielsweise ein 1 m langes Stück) gegenüber der Dehnbarkeit ε_max der ersten Funktionsschicht um nicht mehr als 75%, vorzugsweise um nicht mehr als 50%, und besonders bevorzugt um nicht mehr als 25% vermindert. Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem die Polsterschicht aus mindestens in die eine Raumrichtung unzusammenhängenden Segmenten aufgebaut ist. In diesem Fall ist es demnach nicht unbedingt nötig, dass die Dehnbarkeiten ε_max und ε_max' vergleichbar sind. Da die Polsterschicht unterbrochen ausgebildet ist, bleiben ausreichend große Gebiete der Trägerschicht unbedeckt, welche sich dann frei dehnen können, mithin eine Dehnbarkeit ε_max aufweisen. In den übrigen, mit den Segmenten der Polsterschicht bedeckten Gebieten ist die Dehnbarkeit ggf. deutlich geringer, je nach Dehnbarkeit des dort vorliegenden Verbunds aus Träger- und Polsterschicht. Die Segmente sind bevorzugt so ausgebildet, dass sie streifen- oder inselförmig vorliegen. Die Streifen verlaufen dabei quer zu oben erwähnter Raumrichtung, die auch die Zugrichtung beim Umwickeln von Packgut darstellt. Die Inseln sind vollständig voneinander unabhängig und erlauben so, die Dehnbarkeit der Trägerschicht in mehrere Richtungen weitgehend unbeeinflusst zu lassen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform bezieht sich die Dehnbarkeit ε_max auf die so genannte "Gleichmaßdehnung" Ag. Dies ist die Dehnung ohne signifikantes Einschnüren der Probe. Eine Definition der Gleichmaßdehnung lautet: "Die Gleichmaßdehnung ist die beim Zugversuch auf die Anfangslänge bezogene plastische Längenänderung bei Beanspruchung der Zugprobe mit der Höchstkraft. Die Gleichmaßdehnung gibt an, dass sich die Zugprobe bis zur Höchstkraft nicht einschnürt, sondern sich gleichmäßig dehnt." (Quelle: de.wikipedia.org/w/index.php?title=Gleichmaßdehnung&oldid=9428657 0.) Wenngleich nachfolgend weiterhin der Begriff der "Dehnbarkeit" verwendet wird, ist demnach bevorzugt ein Material mit einer "Gleichmaßdehnung" gemeint.
Naturgemäß weist ein solches Material auch eine gewisse Elastizität auf, d.h., es versucht, in seinen Ursprungszustand zurückzugehen, sich also zusammen zu ziehen. Typischerweise zeigen derartige Materialien den Effekt, sich ab Überschreiten einer gewissen Grunddehnung plastisch zu verformen, wobei immer eine Restelastizität vorhanden ist. Somit kann eine derartige Trägerschicht, beispielsweise beim Umwickeln von Packgut, stark gedehnt werden, und zieht sich trotz plastischer Verformung bei Rücknahme der Zugkraft wieder etwas zusammen, so dass eine auf das Packgut wirkende Druckkraft entsteht, die dieses zusammenhält. Besonders bevorzugt ist die Trägerschicht eine so genannte Stretchfolie, wie sie aus dem Gebiet der Verpackungstechnik bekannt ist. Demnach ist es bevorzugt, dass das Material der ersten Funktionsschicht eine elastische Dehnbarkeit ε_e von mindestens 20% aufweist. Das bedeutet, dass erst nach einer Dehnung von 20% eine plastische Verformung einsetzt, und dass bei Zurücknehmen einer die Dehnung hervorrufenden Kraft unter Hemmung der Bewegungsfreiheit durch Reibkräfte immer eine Zugkraft vorhanden ist, welche als Druckkraft auf ein mit der Folie umwickeltes Packgut wirkt.
Nachfolgend werden zwei Ausführungsformen zum Aufbau der Kompartimente beschrieben.
Nach einer Ausführungsform weist die Polsterschicht ferner eine an die Trägerschicht angrenzende Innenschicht auf, und die Kompartimente sind durch nicht miteinander verbundene Bereiche dieser Innenschicht und der Außenschicht gebildet. Eine derartige Lösung wird durch eine herkömmliche Polsterfolie realisiert. Diese besteht aus zwei Schichten, die unverbundene Areale aufweisen. Dadurch sind Kammern gebildet, welche, mit einem Gas oder Gasgemisch gefüllt, als Polsterelemente dienen. Erfindungsgemäß muss diese Innenschicht an die Trägerschicht angrenzen und mit dieser erfindungsgemäß verbunden sein.
Zusätzlich kann auf der Außenschicht noch eine Deckschicht vorhanden sein, welche dann denn Vorteil bietet, dass sich die Kompartimente im Gebrauch nicht nach Außen hin abbilden.
Nach einer anderen Ausführungsform sind die Kompartimente durch nicht miteinander verbundene Bereiche der Außenschicht und der Trägerschicht gebildet. Demnach übernimmt hier die Trägerschicht (zusätzlich) die Funktion der vorstehend beschriebenen Innenschicht. Die Kompartimente werden wiederum durch unverbundene Bereiche zweier angrenzender Schichten gebildet. Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist die Notwendigkeit einer geringeren Anzahl von Schichten. Es ist klar, dass die Dehnbarkeiten der Schichten nach Möglichkeit ähnlich sein sollten, doch auch eine Lösung mit streifen- oder inselförmigen Polsterschicht-Segmenten, bei der unterschiedliche Dehnbarkeiten unproblematisch sind, ist denkbar.
Optional kann auch hier eine Deckschicht aufgebracht sein, die sich nur über den Segmenten oder auch der gesamten Folienfläche befindet. In letzterem Fall muss die Dehnbarkeit der Deckschicht vergleichbar mit derjenigen der Trägerschicht sein.
Es ist zudem möglich, dass die Verpackungsfolie aus einer Polsterfolie besteht, deren Innen- und Außenschicht aus einem Material hoher Dehnbarkeit bestehen. Somit erfüllt eine derartige Folie beide gewünschten Funktionen. Es ist zudem möglich, die Bereiche der Kompartimente aus einem Material im Verhältnis geringerer Dehnbarkeit zu fertigen als das Material zwischen den Kompartimenten. Die unterschiedliche Dehnbarkeit kann auch beispielsweise durch eine unterschiedliche Nachbehandlung des Materials erreicht werden, so dass die Bereiche zwischen den Kompartimenten dehnbarer sind als die Bereiche der Kompartimente selber. Im Übrigen führt bereits die Mehrschichtigkeit der Verpackungsfolie im Bereich der Kompartimente zu einer geringeren Dehnbarkeit als im Bereich der Zwischenräume, wo die Folie aus lediglich einer Schicht besteht. Auch durch ein Ausdünnen dieser Bereiche kann eine höhere Dehnbarkeit erreicht werden.
Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Verpackungsfolie eine Haupt-Dehnrichtung auf. Diese entspricht der mindestens einen Raumrichtung, die bereits weiter oben erwähnt wurde. Dabei weisen die Kompartimente im ungedehnten Zustand eine ihre Länge übersteigende und quer zur Haupt-Dehnrichtung verlaufende Breite auf. Besonders bevorzugt weisen die Kompartimente, in einer Draufsicht auf die Verpackungsfolie gesehen, eine elliptische, ovale Form auf, oder eine längliche Form mit besonders bevorzugt abgerundeten Ecken.
Diese Form verändert sich beim Dehnen der Trägerschicht, und zwar derart, dass sich die Länge vergrößert, und die Breite entweder (im Falle einer Gleichmaßdehnung) gleich bleibt oder (im Falle des Einschnürens) abnimmt.
Besonders bevorzugt entspricht die Dehnbarkeit ε_max dem Quotienten aus Breite und Länge im ungedehnten Zustand. Wird die Verpackungsfolie während des Verpackens gedehnt, bis sie ihre Dehnbarkeit (z.B. 100%, entsprechend Faktor 2) erreicht hat, so wird aus einem ellipsenförmigen Kompartiment mit einer Breite, die doppelt so groß ist wie dessen Länge, ein rundes Kompartiment, bei welchem Breite und Länge in etwa gleich sind.
Ein positiver Nebeneffekt ist die Möglichkeit, die Formänderung der Kompartimente als Maß für das Erreichen einer gewünschten Dehnung zu verwenden. Beispielsweise kann die gewünschte Dehnung gerade dann erreicht sein, wenn die Kompartimente beispielsweise aus einer elliptischen in eine runde Form, oder aus einer rechteckigen in eine quadratische Form übergegangen sind. Außerdem können so leicht Areale ausfindig gemacht werden, bei denen die Dehnung zu gering oder auch zu hoch ist, was in einer unzureichenden Erzeugung von Druckkraft bzw. einer Überbeanspruchung der Verpackungsfolie resultiert und daher zu vermeiden ist.
Es ist ferner bevorzugt, dass die Außenseite der Außenschicht derart beschichtet oder beschaffen ist, dass sie an der nach Außen weisenden Seite der Trägerschicht anhaftbar ist, und/oder umgekehrt, d.h. die Innenseite ist beschichtet, um an der Außenseite zu haften. Auch eine beidseitige Haftbeschichtung ist möglich. Diese Anhaftbarkeit resultiert in einem Verzicht auf weitere Fixierungsmittel nach dem Umwickeln von Packgut. Beim Berühren der beiden Schichten haften diese ausreichend fest aneinander, so dass zumindest die während des Selbst-Abwickelns auftretenden Scherkräfte von den Haftkräften überstiegen werden. Es ist klar, dass ein Aufbringen von senkrecht zur Verpackungsfolie wirkenden Zugkräften leichter dazu führen kann, die Haftkräfte zu überwinden, so dass ein gewolltes Abwickeln der Folie weiterhin möglich ist, ohne dass sich diese von selber löst.
Bevorzugte Behandlungsmethoden sind der chemische Auftrag oder die Corona- oder UV-Behandlung.
Nach einer anderen Ausführungsform bildet die Verpackungsfolie eine antistatische oder antikorrosive Wirkung auf ein Packgut aus. Bevorzugt ist die Außenseite der Außenschicht und/oder die nach Außen weisenden Seite der Trägerschicht entsprechend beschichtet oder beschaffen. Auf diese Weise können auch besondere Güter wie elektronische Geräte oder feuchtigkeitsempfindliche Gegenstände, solche mit empfindlicher Oberfläche etc. vorteilhaft mit der erfindungsgemäßen Verpackungsfolie verpackt werden, ohne dass dazu weitere Folien nötig sind. Diese zusätzlichen Funktionalitäten sind demnach in einer oder mehreren weiteren Funktionsschichten untergebracht, die physikalisch mit der Träger- und/oder der Polsterschicht zusammenfallen können. Ferner ist bevorzugt, dass die Verpackungsfolie aus Polyethylen (PE) besteht oder dieses Material umfasst. PE weist eine sehr hohe Dehnbarkeit auf und ist gleichzeitig kostengünstig erhältlich. Demnach ist eine aus diesem Material hergestellte Folie funktional und kostengünstig. Selbstverständlich können auch andere Materialen wie z.B. PE-Mischungen, Polypropylen, Polyester o.ä. ausreichend geeignet sein. Auch Materialverbünde verschiedener Materialien sind möglich.
Nachfolgend werden beispielhaft zwei Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verpackungsfolie dargelegt. Dabei wird im Hinblick auf die verwendeten Begriffe auch auf die vorstehende Beschreibung verwiesen.
Es ist zwar unerheblich, ob die Polsterschicht als durchgängige oder segmentweise Schicht vorliegt. Es ist jedoch klar, dass in dem Fall, wenn die Polsterschicht als durchgängige Schicht aufgebaut ist, die Dehnbarkeiten der Träger- und der Polsterschicht annähernd gleich sein sollten.
Ein erstes erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Verpackungsfolie betrifft eine solche Verpackungsfolie, die eine Trägerschicht sowie eine Polsterschicht mit Kompartimenten gemäß obiger Definition umfasst, wobei die Kompartimente durch nicht miteinander verbundene Bereiche der Innenschicht und der Außenschicht gebildet sind. Eine derartige Folie kann auch als "Zwei-Schicht-Polster-Folie" bezeichnet werden, da die Polsterschicht zwei "eigene", ihr zugeordnete Schichten umfasst, und die Trägerschicht für die Bildung der Polsterschicht unerheblich ist.
Die Verpackungsfolie wird hergestellt, indem die Trägerschicht und die zunächst separat vorliegende Polsterschicht unlösbar miteinander verbunden werden. Mit anderen Worten, die Polsterschicht liegt bevorzugt bereits als fertig ausgebildete Folie vor und muss lediglich mit der Trägerschicht verbunden, beispielsweise verschweißt, werden. Für den Fall, dass die Polsterschicht noch in separaten Schichten (Innen- und Außenschicht) vorliegt, wird sinngemäß in den Zwischenraum zwischen Innen- und Außenschicht der zunächst separat vorliegenden Polsterschicht ein Gas oder Gasgemisch eingeblasen, während Innenschicht und Außenschicht einander angenähert und schließlich mindestens in den die Kompartimente definierenden und diese umgrenzenden Arealen unlösbar miteinander verbunden werden. Anschließend erfolgt der Verbindungsschritt mit der Trägerfolie.
Selbstverständlich ist auch eine andere Verbindungsreihenfolge möglich, bei der zunächst Träger- und Innenschicht, und dann dieser Verbund mit der Außenschicht verbunden werden. Wesentlich ist lediglich, dass beim Annähern der die Kompartimente bildenden Schichten Gas oder Gasgemisch in den Zwischenraum zwischen diesen Schichten geblasen wird.
Ein zweites erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Verpackungsfolie betrifft eine solche Verpackungsfolie, die eine Trägerschicht sowie eine Polsterschicht mit Kompartimenten gemäß obiger Definition umfasst, wobei die Kompartimente durch nicht miteinander verbundene Bereiche der Außenschicht und der Trägerschicht gebildet sind. Eine derartige Folie kann auch als "Ein-Schicht-Polster-Folie" bezeichnet werden, da die Polsterschicht als "eigene" Schicht lediglich die Außenschicht umfasst, da die zweite, ebenfalls notwendige Schicht von der Trägerschicht gebildet wird.
Die Verpackungsfolie wird hergestellt, indem in den Zwischenraum zwischen Trägerschicht und zunächst separat vorliegender Polsterschicht ein Gas oder Gasgemisch eingeblasen wird, während Trägerschicht und Polsterschicht einander angenähert und schließlich bis auf die Areale, welche die Kompartimente definieren, unlösbar miteinander verbunden werden. Auf diese Weise bleibt das Gas oder Gasgemisch, welches besonders bevorzugt Luft ist, in den Kompartimenten gefangen und erzielt so die erwünschte Polsterwirkung. Die Art der Verbindung kann dabei beispielsweise chemisch und/oder thermisch erfolgen. Sie kann ganzflächig oder teilflächig sein, wobei darauf zu achten ist, dass zumindest die die Kompartimente umgebenden Randbereiche verbunden sind.
Bevorzugt werden die Kompartimente, beispielsweise mittels Tiefziehens, aus der Trägerschicht ausgeformt, bevor das Gas oder Gasgemisch eingeblasen wird. Auf diese Weise ist eine exaktere Formgebung möglich, und auch unterschiedliche Formen, beispielsweise kleinere Kompartimente am Rand und größere im Mittelbereich der Folie oder umgekehrt, sind leichter herstellbar.
Nach einer weiteren Ausführungsform werden die Areale, welche die Kompartimente bilden, antihaftbeschichtet und/oder im Rahmen der Herstellung der Polsterschicht aus dieser ausgeformt. Die Beschichtung verhindert ein Anhaften der die Kompartimente bildenden Areale, so dass diese bevorzugt mit Gas oder Gasgemisch befüllbar sind, und auch bei einem Zusammendrücken des Kompartiments wieder auseinander federn. Ein Ausformen der Kompartimente, beispielsweise mittels Tiefziehen, hat den Vorteil, dass diese im befüllten Gebrauchszustand im Wesentlichen überall dieselbe Wandstärke aufweisen und daher keine "Sollbruchstellen" aufweisen, die aufgrund der stärkeren Dehnung bei der Herstellung besonders empfindlich gegen Überdruck sind, wie er beim Belasten der Kompartimente typischerweise schnell auftritt. Die Ausformung kann ein- oder beidseitig sein, also die Außenschicht und/oder die Innen- bzw. Trägerschicht betreffen. Ebenso können benachbarte Kompartimente abwechselnd in die Außen- und die Innen- bzw. Trägerschicht ausgeformt sein.
Schließlich kann vorgesehen sein, dass vor oder nach dem Verbinden eine Oberflächenbeschichtung zur Verbesserung der antistatischen, der antikorrosiven, und/oder der Hafteigenschaften erfolgt. Auf diese Weise kann die somit hergestellte Folie weitere Funktionalitäten erfüllen, so dass zusätzliche Folien überflüssig werden.
Wie vorstehend ausführlich dargelegt, stellt die Erfindung eine Verpackungsfolie bereit, welche die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme vermeidet. Insbesondere stellt die Erfindung eine Verpackungsfolie bereit, welche in zeit- und materialsparender Weise ein Umreifen von Packgut erlaubt. Dabei wird sowohl die Funktion der Transportsicherung als auch die Funktion des Schutzes vor äußeren Einflüssen erfüllt. Zudem stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verpackungsfolie bereit.

Figurenbeschreibung

Figur 1: zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verpackungsfolie mit drei Schichten in einer Querschnittsansicht.
Figur 2: zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verpackungsfolie mit zwei Schichten in einer Querschnittsansicht.
Figur 3: zeigt eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verpackungsfolie mit zwei Schichten und einer segmentartigen Polsterschicht einer Querschnittsansicht.
Figur 4: zeigt eine erfindungsgemäße Verpackungsfolie im ungedehnten Zustand in einer Draufsicht.
Figur 5: zeigt den Zustand der erfindungsgemäßen Verpackungsfolie gemäß Fig. 4 im gedehnten Zustand.

In der Figur 1 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verpackungsfolie 1 mit drei Schichten 2, 3A, 3B in einer Querschnittsansicht gezeigt. Mit einer Trägerschicht 2 ist die Innenschicht 3B der Polsterschicht 3 verbunden. Die Außenschicht 3A der Polsterschicht 3 weist Wölbungen auf, welche die Kompartimente 4 bilden. Die Kompartimente 4 sind dadurch gebildet, dass die Areale in der Innenschicht 3B und Außenschicht 3A, welche die Kompartimente 4 bilden, nicht miteinander verbunden sind. Um die erwünschte Polsterwirkung zu erzielen, sind die Kompartimente 4 mit einem Gas oder Gasgemisch (ohne Bezugszeichen) gefüllt. Da die Polsterschicht aus zwei "eigenen" Schichten 3A, 3B besteht, kann die gezeigte Ausführungsform auch als "Zwei-Schicht-Polster-Verbundfolie" bezeichnet werden.
Die Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verpackungsfolie 1 mit zwei Schichten 2, 3A in einer Querschnittsansicht. Im Vergleich zur Fig. 1 fehlt vorliegend die Innenschicht 3B. Die Außenschicht 3A der Polsterschicht 3 ist unmittelbar mit der im Bild oben liegenden Seite der Trägerschicht 2 verbunden. Auf diese Weise kann eine Verpackungsfolie erhalten werden, die aus lediglich zwei Schichten besteht, aber die Eigenschaften einer Stretchfolie und einer Polsterfolie miteinander kombiniert. Im dargestellten Fall einer durchgehend ausgebildeten Polsterschicht 3 ist es bevorzugt, dass die Dehnbarkeiten beider Schichten 2 und 3A in etwa gleich sind, um die Dehnbarkeit des Verbundmaterials sicherzustellen. Da die Polsterschicht nur eine "eigene" Schicht 3A umfasst, kann die gezeigte Ausführungsform auch als "Ein-Schicht-Polster-Verbundfolie" bezeichnet werden.
In der Figur 3 ist eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verpackungsfolie 1 mit zwei Schichten 2, 3A und einer segmentartigen Polsterschicht 3 in einer Querschnittsansicht dargestellt. Im Gegensatz zu der Ausführungsform der Fig. 2 liegt die Polsterschicht 3 demnach nicht als durchgehende Schicht vor. Dies erlaubt es, dass die Polsterschicht 3, und somit die Außenschicht 3A, aus einem Material anderer, und insbesondere geringerer, Dehnbarkeit als die Trägerschicht 2 hergestellt ist. Aufgrund der Dehnbarkeit des Teils der Trägerschicht 2, der sich zwischen den Segmenten 3' und 3'' der Polsterschicht 3 befindet (Dehnbereich 5), weist das Verbundmaterial nach wie vor eine gewisse Dehnbarkeit auf, die jedoch geringer ist als die der Trägerschicht 2 alleine, da nur noch Teile derselben zur Dehnbarkeit in die Haupt-Dehnrichtung X beitragen.
Nicht dargestellt ist eine Ausführungsform, nach welcher die Polsterschicht segmentartig wie in Fig. 3 vorliegt, aber als Doppelschicht analog zu der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ausgestaltet ist, die mit der Trägerschicht verbunden ist.
Die Figur 4 zeigt eine erfindungsgemäße Verpackungsfolie 1 im ungedehnten Zustand in einer Draufsicht. Demnach haben die Kompartimente 4 (nur eines mit Bezugszeichen versehen) eine in etwa elliptische Form. Somit weisen die Kompartimente 4 im dargestellten ungedehnten Zustand eine ihre Länge L übersteigende und quer zur Haupt-Dehnrichtung X verlaufende Breite B auf.
Wie in Figur 5 dargestellt, verändert sich diese Form beim Dehnen der Verpackungsfolie 1 in Haupt-Dehnrichtung X, und zwar derart, dass sich die Länge L vergrößert, und die Breite B entweder (im Falle einer Gleichmaßdehnung) gleich bleibt oder (im Falle des Einschnürens) wie dargestellt geringfügig abnimmt.
Wie gezeigt, entspricht die Dehnbarkeit besonders bevorzugt dem Quotienten aus Breite B und Länge L im ungedehnten Zustand. Wird die Verpackungsfolie 1 während des Verpackens gedehnt, bis sie ihre Dehnbarkeit (z.B. 100%, entsprechend Faktor 2) erreicht hat, so wird aus einem zunächst ellipsenförmigen Kompartiment 4 mit einer Länge L, die halb so groß ist wie dessen Breite B, ein rundes gedehntes Kompartiment 4', bei welchem Breite B und gedehnte Länge L' in etwa gleich sind. Auf diese Weise ist auch eine Kontrollmöglichkeit gegeben, die auf einfache Weise ein Erreichen der korrekten Dehnbarkeit anzeigt, welche durch eine bestimmte, beispielsweise runde oder quadratische Form der Kompartimente 4' gekennzeichnet ist.

Bezugszeichenliste

1: Verpackungsfolie
2: Trägerschicht
3: Polsterschicht
3',3'': Segmente
3A: Außenschicht
3B: Innenschicht
4: Kompartiment
4': gedehntes Kompartiment
5: Dehnbereich
X: eine Raumrichtung, Haupt-Dehnrichtung
B: Breite
L: Länge
L': gedehnte Länge
ε_max: Dehnbarkeit der Trägerschicht
ε_{max, v}: Dehnbarkeit des Verbundmaterials
ε_max': Dehnbarkeit der Polsterschicht
ε_e: elastische Dehnbarkeit

Claims

Verpackungsfolie (1) mit mindestens zwei Funktionsschichten, wobei eine erste Funktionsschicht als Trägerschicht (2) aus einem Material mit in mindestens einer Raumrichtung (X) hoher Dehnbarkeit (ε_max) von mehr als 25% ausgebildet ist, und wobei eine weitere Funktionsschicht als Polsterschicht (3) ausgebildet ist, die eine Außenschicht (3A) sowie eine Vielzahl von mit einem Gas oder Gasgemisch befüllten oder befüllbaren Kompartimenten (4), die durch nicht miteinander verbundene Bereiche der sie umgrenzenden Materiallagen gebildet sind, aufweist, und wobei die Verpackungsfolie (1) als Verbundmaterial ausgebildet ist, bei dem alle Funktionsschichten derart miteinander verbunden sind, und wobei
- die Polsterschicht (3) aus einem Material gleicher oder vergleichbarer Dehnbarkeit (ε_max) wie die Trägerschicht (2) ausgebildet ist, so dass die Dehnbarkeit (ε_max) der ersten Funktionsschicht in die mindestens eine Raumrichtung (X) durch keine weitere Funktionsschicht beeinträchtigt ist, und/oder

- die Polsterschicht (3) aus mindestens in die eine Raumrichtung (X) unzusammenhängenden Segmenten (3', 3'') aufgebaut ist, so dass das Verbundmaterial in die mindestens eine Raumrichtung (X) eine ausreichende Restdehnbarkeit (ε_rest,v) aufweist.
Verpackungsfolie (1) nach Anspruch 1, wobei sich die Dehnbarkeit (ε_max) auf die Gleichmaßdehnung (A_g) bezieht, und/oder das Material der Trägerschicht (2) eine elastische Dehnbarkeit (ε_e) von mindestens 20% aufweist.
Verpackungsfolie (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Polsterschicht (3) ferner eine an die Trägerschicht (2) angrenzende Innenschicht (3B) aufweist, und wobei die Kompartimente (4) durch nicht miteinander verbundene Bereiche dieser Innenschicht (3B) und der Außenschicht (3A) gebildet sind.
Verpackungsfolie (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Kompartimente (4) durch nicht miteinander verbundene Bereiche der Außenschicht (3A) und der Trägerschicht (2) gebildet sind.
Verpackungsfolie (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dieselbe eine Haupt-Dehnrichtung (X) aufweist, und wobei die Kompartimente (4) im ungedehnten Zustand eine ihre Länge (L) übersteigende und quer zur Haupt-Dehnrichtung (X) verlaufende Breite (B) aufweisen.
Verpackungsfolie (1) nach Anspruch 5, wobei die Dehnbarkeit (ε_max) dem Quotienten aus Breite (B) Länge und (L) entspricht.
Verpackungsfolie (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Außenseite der Außenschicht (3A) derart beschichtet oder beschaffen ist, dass sie an der nach Außen weisenden Seite der Trägerschicht (2) anhaftbar ist, und/oder umgekehrt.
Verpackungsfolie (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verpackungsfolie (1) eine antistatische oder antikorrosive Wirkung auf ein Packgut ausbildet.
Verpackungsfolie (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dieselbe aus Polyethylen besteht oder dieses Material umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer Verpackungsfolie (1), umfassend eine Trägerschicht (2) sowie eine Polsterschicht (3) mit Kompartimenten (4) gemäß Definition in Anspruch 1 oder 2, wobei die Kompartimente (4) gemäß Definition in Anspruch 3 durch nicht miteinander verbundene Bereiche der Innenschicht (3B) und der Außenschicht (3A) gebildet sind und die Verpackungsfolie (1) hergestellt wird, indem die Trägerschicht (2) und die zunächst separat vorliegende Polsterschicht (3) unlösbar miteinander verbunden werden.
Verfahren zur Herstellung einer Verpackungsfolie (1), umfassend eine Trägerschicht (2) sowie eine Polsterschicht (3) mit Kompartimenten (4) gemäß Definition in Anspruch 1 oder 2, wobei die Kompartimente (4) gemäß Definition in Anspruch 4 durch nicht miteinander verbundene Bereiche der Außenschicht (3A) und der Trägerschicht (2) gebildet sind und die Verpackungsfolie (1) hergestellt wird, indem in den Zwischenraum zwischen Trägerschicht (2) und zunächst separat vorliegender Polsterschicht (3) ein Gas oder Gasgemisch eingeblasen wird, während Trägerschicht (2) und Polsterschicht (3) einander angenähert und schließlich bis auf die Areale, welche die Kompartimente (4) definieren, unlösbar miteinander verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Kompartimente (4) mittels Tiefziehens der Trägerschicht (2) geformt werden, bevor das Gas oder Gasgemisch eingeblasen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Areale, welche die Kompartimente (4) bilden, antihaftbeschichtet und/oder im Rahmen der Herstellung der Polsterschicht (3) aus dieser ausgeformt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei ferner vor oder nach dem Verbinden eine Oberflächenbeschichtung zur Verbesserung der antistatischen, der antikorrosiven, und/oder der Hafteigenschaften erfolgt.