Anordnung mit Säckchen aus Verbundmaterial
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Entsorgen von Zigaretten- bzw.
Zigarillostummeln in Form aufstellbarer Säckchen und ein zu dessen Herstellung geeignetes Verbundmaterial.
Eine Anordnung zum Versorgen von Zigaretten- und Zigarillostummeln ist aus der WO 2009/043072 A1 bekannt. Diese bekannte Anordnung zur Aufnahme von Zigaretten- bzw. Zigarillostummeln und ggf. auch von Zigaretten- bzw. Zigarilloasche umfasst einen Streifen mit wenigstens zwei längs Perforationen und Abreißhilfen trennbar miteinander verbundenen Säckchen. Der Streifen der bekannten Anordnung kann eingerollt oder gefaltet in einer Zigaretten- oder Zigarillopackung untergebracht werden. Diese bekannte Anordnung hat sich an sich gut bewährt, es ist aber unter Umständen problematisch, ein von der Anordnung abgetrenntes Säcken zu öffnen, damit die Zigaretten- bzw.
Zigarillostummeln oder aber Zigaretten- oder Zigarilloasche aufgenommen werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, deren Säckchen bei Gebrauch leicht geöffnet und anschließend wieder sicher verschlossen werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einer Anordnung, welche die Merkmale von Anspruch 1 aufweist.
Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche. Dank der erfindungsgemäßen Ausbildung der Anordnung, insbesondere der Säckchen, genügt es, zum Öffnen eines Säckchens auf dieses Druck in der Weise auszuüben, dass dessen Längsränder, insbesondere im Bereich der Öffnung, aneinander angenähert werden, worauf sich das Säckchen öffnet und seine Mündung zum Einfüllen von Asche oder Stummeln bereit ist. Dieses Öffnen gelingt beispielsweise, indem das Säckchen zwischen zwei Fingern einer Hand gehalten und zusammengedrückt wird, um die seitlichen Längsränder des Säckchens einander anzunähern.
Als Werkstoff für die Säckchen hat sich ein mehrlagiger Verbundwerkstoff bewährt. So können die Säckchen aus Verbundwerkstoff bestehen, der Außenlagen aus Papier und Zwischenlagen aus Metall und/oder Kunststoff aufweist. Ein besonders bevorzugter Verbundswerkstoff in Form eines Laminats wird weiter unten genauer beschrieben.
BESTÄTIGUNGSKOPIE
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, der bevorzugten Ausführungsbeispiele und anhand der Zeichnungen. Es zeigt
Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Anordnung in Ansicht,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II von Fig. 1 und
Fig. 3 ein Band, aus dem die erfindungsgemäße Anordnung hergestellt werden kann. Die erfindungsgemäße Anordnung ist ein Streifen 1 , umfassend mehrere, insbesondere wenigstens zwei Säckchen 3.
Zwischen den Säckchen 3, von welchen bevorzugt immer zwei paarweise nebeneinander angeordnet sind, sind Perforationen 5 und 7 vorgesehen, damit eines der Säckchen 3 bei Bedarf von dem Streifen 1 abgetrennt werden kann. Jedes Säckchen 3 ist an einem Ende offen und am anderen Ende durch eine Verklebung 9 verschlossen.
Der Streifen 1 der erfindungsgemäßen Anordnung, die also wenigstens zwei Säckchen 3 umfasst, kann aus einem Band 11 hergestellt werden, das, wie in Fig. 3 gezeigt, mit Falzlinien 13 und 15 versehen und dann so gefaltet wird, dass sich die in Fig. 2 im Querschnitt gezeigte Faltung ergibt. Insbesondere sind in dem Band 11 zu seiner Längsmittellinie 23 symmetrisch angeordnet Falzlinien 13 und 13', die im Streifen 1 der Anordnung die Außenränder 25 und 25' bilden, und Falzlinien 15 und 15' vorgesehen, welche in der fertigen Anordnung die im Bereich der Längsmitte der Anordnung liegenden Innenränder 27 und 27' ergeben. Beim Herstellen des Streifens 1 der erfindungsgemäßen Anordnung aus einem Band 11 wird dieses beispielsweise mit Falzlinien 13, 13', 15 und 15' gemäss Fig. 3 versehen und dann so gefaltet, dass sich eine Anordnung, die im Querschnitt in Fig. 2 gezeigt ist, ergibt. Um die erfindungsgemäße Anordnung
herzustellen, werden die entlang der im Band 11 gemäss Fig. 3 äußeren Falzlinien 15 und 15' umgeklappten Teile 17 (Randstreifen) des Bandes 11 auf den Mittelbereich 21 des Bandes 11 geklebt (Klebung 31 ) und zusätzlich die der offenen Seite der Säckchen 3 gegenüberliegende Enden durch quer zur Längserstreckung des Streifens 1 gemäss Fig. 1 sich erstreckende Klebestellen 9 verschlossen.
Um das Öffnen des Säckchens zu erleichtern, können im Bereich der Falzlinien 13 und 13' und/oder 15 und 15' Verstärkungen vorliegen oder angebracht sein. Diese
Verstärkungen können in Form von zusätzlich aufgebrachtem Materialstreifen je
Einzelsäckchen oder in Form einer partiellen, in Bereich der jeweiligen Falzlinie(n)
vorliegenden Verdickung des Materials, aus dem die Säckchen hergestellt sind, vorliegen. Diese Verstärkungen diesen als zusätzliche Aufspreizhilfe für jedes einzelne Säckchen.
Nachdem der Streifen 1 so hergestellt worden ist, werden die Perforationen 5 und 7, welche die einzelnen Säckchen 3 begrenzen, also quer zur Anordnung verlaufende Perforationen 5 und eine in Längsrichtung verlaufende Perforation 7 eingebracht, wenn diese nicht schon vorher in dem Band 1 1 gemäss Fig. 3 hergestellt worden sind.
In der Praxis kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass Anordnungen, umfassend jeweils drei Paare von Säckchen 3 (insgesamt also sechs Säckchen) abgetrennt werden und nach dem Zusammenfalten um die quer verlaufenden Perforationen 5
(Leporellofaltung) eine raumsparende und in eine Zigarettenpackung einsetzbare Gruppe von (sechs) Säckchen 3 zu bilden. Wenn eine Zigarette oder eine Zigarillo fertig geraucht ist und dessen Stummel versorgt (entsorgt) werden soll, wird von dem Streifen 1 , der beispielsweise (anfangs) wie oben erwähnt sechs Säckchen 3 umfasst, ein Säckchen 3 abgetrennt, indem es längs der Perforationen 5 und 7 vom Streifen 1 abgerissen wird. Nun wird das Säcken 3 so zwischen zwei Finger (einer Hand) genommen, dass mit diesen auf die Längsränder des Säckchens 3 Druck, der die Längsränder einander annähert, ausgeübt werden kann. Durch dieses Zusammendrücken des Säckchens 3 wird sich dieses an seinem der Klebung 9 gegenüberliegenden (offen) Ende öffnen, so dass in das Säckchen 3 der Stummel und ggf. auch schon vorher Asche eingefüllt werden kann. Dieses vorteilhafte Öffnen ergibt sich deswegen, weil ein Längsrand 25 des Säckchens 3 durch eine einfache Faltung und der andere Längsrand 27 des Säckchens 3 durch Falten des äußeren Randstreifens 1 und dessen Verkleben 31 mit dem übrigen Teil 21 des Bandes 11 gebildet ist.
Als Werkstoff oder Material für das Band 1 , aus dem die erfindungsgemäße Anordnung (Streifen 1 ) hergestellt ist, ist grundsätzlich jeder flexible Werkstoff denkbar, wobei insbesondere an Papier-Verbundwerkstoffe gedacht ist. Besonders bevorzugt sind Papier-Metall-Kunststoff-Verbundwerkstoffe aus Papier und einer Beschichtung, wobei die Beschichtung aus Kunststoff oder Metall bestehen kann.
Ein Beispiel für einen Verbundwerkstoff, der im Rahmen der Erfindung einsetzbar ist, besitzt folgenden Aufbau: Papier oder Vlies - Metallfolie - Kunststofffolie - Papier oder Vlies. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Verbundmaterials ist Papier- Aluminiumfolie-Kunststofffolie-Papier. Dieses Material hat den Vorteil, dass es ein rasches
Abdämpfen der Glut, eine gute Wärmeableitung und eine hinreichende
Geruchsdiffusionsbeständigkeit aufweist.
Ein hierfür besonders geeigneter und daher bevorzugter Verbundwerkstoff besteht aus einem Verbundmaterial (Laminat) von Papier oder Vlies/Kunststofffolie/Metallfolie/Papier oder Vlies. Dieser Verbund kann durch verschiedene Klebetechniken erzeugt werden. In der Regel befindet sich zwischen den einzelnen Lagen eine dünne Kleberschicht, die die Materialien so fest miteinander verbindet, dass eine Trennung unter
Gebrauchsbedingungen nur sehr schwer möglich ist. Insbesondere ist der Verbund so gestaltet, dass er auch bei Feuchte oder Nässe nicht delaminiert und auch bei mechanischer Einwirkung nicht zerreißt. Insbesondere hat er eine hohe Reißfestigkeit bei geringer Dicke und eine hohe Dichtigkeit gegenüber Rauch, z.B. von nicht vollständig gelöschten Zigarettenstummeln. Als Kleber kommen Kaschierkleber in Frage, die in einem Kaschierprozess in einer Schichtdicke zwischen 0,3 und 20 g/m2, bevorzugt 1 g/m2 bis 8 g/m2 pro Klebefuge aufgebracht werden. Die Kleber können (organische) Lösemittel enthalten, lösemittelfrei oder wässrig sein oder einen sogenannten„Hotmelf-Kleber darstellen und mittels üblicher Auftragsverfahren auf wenigstens eine der Oberflächen der mindestens vier Verbundkomponenten appliziert werden. Insgesamt sind bevorzugt mindestens zwei Kleberaufträge notwendig, um einen Vierfachverbund mit zwei außenliegenden
Papierlagen herzustellen. Metallfolie und Kunststofffolie werden bevorzugt in einem Trockenkaschierverfahren miteinander verbunden. Alternativ kann die Kunststofffolie durch Extrusion direkt auf die Metallfolie aufgebracht werden. Es ist auch möglich, Kunststofffolien auf beide Oberflächen der Metallfolie zu verkleben oder zu extrudieren. Dies führt dann mit den beiden Papierlagen zu einem 5-Fach-Verbundmaterial. Weiterhin ist es auch möglich eine Kunststofffolie mit 2-Metallfolien zu kaschieren.
Die Reihenfolge der Kaschierprozesse ist bei der Herstellung des Verbundmaterials unerheblich, bevorzugt wird zunächst die Kunststofffolie mit der Metallfolie kaschiert und danach die beiden Papierlagen, ggf. simultan aufgebracht. Für Beschichtung und
Kaschierung werden übliche Beschichtungsverfahren von Rolle zu Rolle angewendet.
Kleber
Die zwischen den einzelnen Lagen verwendeten Kaschierkleber können auf Basis eines Hotmelt-Klebers, eines Lösemittel- oder Dispersions-basierten Klebers, z.B. auf
Acrylatbasis, oder eines 1- oder 2-Komponenten Klebers, beispielsweise auf Basis von Polyurethan beruhen. Für die Verklebung der beiden Papieraußenseiten kann auch z.B. ein Nasskaschierverfahren eingesetzt werden, z.B. wie es in EP 1762380A1 beschrieben ist. Um eine ausreichende Verbundhaftung zu erzielen ist es vorteilhaft, wenn der verwendete Kleber einer Vernetzungsreaktion nach dem Beschichten unterworfen wird. Die kann z.B. durch UV- oder Elektronenstrahlhärtung oder durch Zugabe von Vernetzern wie Isocyanaten, Epoxyverbindungen, Aziridinen etc. erfolgen. Auch ein
selbstvernetzender Kunststoff, z.B. selbstvernetzende Acrylatpolymere, kann hierfür eingesetzt werden.
Kunststofffolie
Geeignete Kunststofffolien können bestehen aus: Polyolefinen, z.B. Polyethylen,
Polypropylen, oder Polyester, z.B. Polyethylenterephthalat, oder Polyurethanen,
Polyacrylat, Polycarbonat, Polyvinylchlorid oder Polyamid, Celluloseacetat oder biologisch abbaubarer Folie z.B. auf Basis von Stärke oder Polyhydroxysäure, z.B. Polymilchsäure, und können nicht-orientiert, uniaxial orientiert oder biaxial orientiert sein, wobei eine uniaxiale oder eine biaxiale Orientierung bevorzugt ist. Beispiele sind PET-Folien mit den Markennamen Mylar® und Melinex® (biaxial orientiete Polyester-Folien von DuPont), Valeron® Polyethylen Folien von VanLeer, Cast- Polypropylen Folien, monoaxial orientierte Polypropylen-Folien oder biaxial orientierte Polypropylen Folien (BOPP-Folien). Besonders bevorzugte Folien sind ausgewählt aus Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyethylenterephthalat (PET) oder Polymilchsäure (PLA).
Die Dicke der Folien liegt geeigneterweise im Bereich von 3 pm und 100pm, bevorzugt von 4 bis 60 pm, weiter bevorzugt im Bereich von 5 bis 50 pm, beispielsweise im Bereich von 6, 7 oder 8 pm bis 48, 45 oder 42 pm und besonders bevorzugt im Bereich von 9 pm bis 40 pm. Dünnere Folien verleihen dem hergestellten Produkt keine ausreichende mechanische Stabilität, Foliendicken von unter 3 pm sind daher nicht bevorzugt, es sei denn die metallische Folie im Kaschierverbund wird in einer Dicke gewählt, die dese Stabilität alleine gewährleistet. Bei Dicken über 100 pm wird das Verbundmaterial zu steif und macht Probleme beim Falzen, beim Einbringen in die Zigarettenschachtel und bei der Anwendung.
Papier- oder Vliesaußenlagen
Die Papier- oder Vlies-Außenlagen können aus Papier, Kraftpapier, Nassfestem Papier, faserverstärktem Papier, imprägniertem Papier, z.B. flammhemmend ausgerüstetetem
Papier, Zigarettenpapier, Dünndruckpapier, Bibeldruckpapier, beschichtetem oder gestrichenem Papier, Transparentpapier, gewebtem oder nicht-gewebtem Vlies aus z.B. Baumwolle, Polyester, Polyethylen oder Polyamid bestehen. Es bestehen keine Einschränkungen bei der Materialauswahl der Papier- oder Vliesaußenlagen des Verbundes. Die flexiblen Papier- oder Vlieslagen haben bevorzugt ein Flächengewicht von 10 g/m2 bis 70 g/m2, besonders bevorzugt von 15-30 g/m2.
Geeignete Verbundmaterialien stellen also folgende Kombinationen dar: Papier - Metallfolie-Kunststofffolie-Papier oder Papier-Metallfolie-Kunststofffolie-Vlies oder Vlies - Metallfolie-Kunststofffolie-Papier oder Vlies-Metallfolie-Kunststofffolie-Vlies. Außerdem kann zwischen der ersten Papier- oder Vlieslage einer Seite eine weitere Metall- oder Kunststofffolie eingearbeitet sein, so dass sich ein Aufbau Papier oder Vlies - Kunststofffolie - Metallfolie - Kunststofffolie - Papier oder Vlies ergibt, oder ein Aufbau Papier oder Vlies - Metallfolie - Kunststofffolie - Metallfolie - Papier oder Vlies.
Die äußeren Oberflächen des erfindungsgemäßen Verbundmaterials können bedruckt werden, um z.B. Hinweise zur Verwendung zu geben oder Werbung auf diesen Oberflächen aufzubringen. Eine besondere Ausführungsform ist die Verwendung von recyclingfähigen und/oder kompostierbaren Bestandteilen. Hierzu kann eine gezielte Rohstoffauswahl getroffen werden, um den Gesamtverbund umweltfreundlich zu gestalten. Insbesondere die Kunststofffolie und die verwendeten Kleber können so ausgewählt werden, dass umweltfreundliche Zigarettenbeutel entstehen, die mit dem Hausmüll oder dem Bioabfall ohne Probleme entsorgt werden können. Bevorzugt kann hierfür eine abbaubare Folie, z.B. aus Polymilchsäure (PLA), und abbaubare Kleber, z.B. auf Stärkebasis, eingesetzt werden.
Metallfolie
Als Metallfolien können alle leitfähigen Folien eingesetzt werden, die eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von mehr als 50 W/m*K, bevorzugt über 100 W/m*K aufweisen. Dies sind Metallfolien mit einer bevorzugten Mindestdicke von 1 pm aus Metallen wie z.B. Zink, Kupfer, Blei, Zinn, Aluminium und Legierungen, wobei eine Aluminiumfolie besonders bevorzugt ist. Die Folien haben bevorzugt eine Dicke von 2 bis 25 pm, weiter bevorzugt von 3 bis 20pm, beispielsweise von 4, 5 oder 6 pm bis 18, 16 oder 14 pm, und besonders bevorzugt im Bereich von 7 bis 12pm.
Das erfindungsgemäße Verbundmaterial weist eine gute Einreißfestigkeit und eine gute Bruchlast bei gleichzeitig geringer Dicke und guter Steifigkeit auf. Die Einreisfestigkeit nach ASTM-D1004 beträgt mindestens 15 N, bevorzugt mindestens 20 N und maximal 60 N, die Bruchlast nach IS01924 beträgt typischerweise zwischen 40 N/15 mm und 300 N/15 mm. Mit biaxial orientierten Folien erreicht man eine hohe Einreißfestigkeit und eine hohe Bruchlast. Die Weiterreisfestigkeit ist aber eher gering. Bei uniaxial orientierten Folien erreicht man dies nur in Querrichtung zur Orientierung der Polymerketten in der Folie. Nicht-orientierte Folien haben eine gute Weiterreisfestigkeit in Quer- und
Längsrichtung zur Folienbahn. Die Steifigkeit, gemessen in Anlehnung an IS02493 (15°C/10mm) liegt bevorzugt in der für den problemlosen Öffnungsmechanismus wichtigen Querrichtung zwischen 30 und 80 mN, besonders bevorzugt zwischen 40 und 70mN. Mit Dreifach-Verbunden mit dem Materialaufbau Papier-Folie Papier können vergleichbare technische Eigenschaften erzielt werden, jedoch sind beim Einsatz des erfindungsgemäßen 4-fach Verbundes mit der innenliegenden Metallfolie die
Rückstellkräfte geringer, so dass das Säckchen nach dem Aufdrücken mit zwei Fingern problemlos geöffnet bleibt.
Das erfindungsgemäße Verbundmaterial ist besonders geeignet für die Herstellung von kleinen Beuteln zum Aufbewahren von Zigarettenstummeln. Die verwendete Metallfolie sichert die gute Wärmeableitung über eine größere Fläche, die eingearbeitete
Kunststofffolie verstärkt den Verbund und erhöht die Reißfestigkeit, die beiden
Außenlagen aus Papier oder Vlies erhöhen die Steifigkeit, so dass die kleinen Beutel nach dem Abreißen leicht mit einer Hand aufgestellt werden können. Auch das sichere Verschließen ist aufgrund guter Steifigkeit und geringer Rückstellkräfte dieses
Materialverbundes zu erreichen.
Beispiele: Beispiel 1 : Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Beutels:
Eine Anordnung mit einem Streifen 1 , umfassend mehrere, insbesondere sechs Säckchen 3, für die Aufnahme von Zigaretten- oder Zigarillostummeln und ggf. Zigaretten- oder Zigarilloasche, besteht aus einem mehrfach gefalteten Band 11 , wobei einer der
Längsränder 25 des Säckchens 3 durch eine einfache Faltung und der andere Längsrand 27 des Säckchens 3 durch einen schmalen, umgefalteten Randstreifen 17, der auf den
übrigen Teil 21 des Streifens geklebt ist, gebildet ist. Die Säckchen 3 können von der Anordnung durch Abreißen trennbar sein, wobei das Abreißen durch Perforationen 5, 7 vorbereitet sein kann. Dank der Ausbildung der Längsränder 25, 27 wird beim
Zusammendrücken des Säckchens 3 derart, dass dessen Längsränder einander angenähert werden, das Säckchen 3 zuverlässig und sicher an seinem, dem durch Klebung 9 verschlossenen Ende gegenüberliegenden Ende geöffnet.
Beispiel 2. besonders geeignete Verbundwerkstoffe: Es wurden Versuche mit verschiedenen Verbundkombinationen durchgeführt:
Vergleichsbeispiel:
Ein Material bestehend aus einem 28g Papier / einer 25pm Aluminium bedampften OPP- Folie / einem 28g Papier, wird zu Zigarettenbeutelchen verarbeitet. Das 3-fach- Verbundmaterial wird bedruckt, verklebt und gestanzt, um auffaltbare
Zigarettenbeutelchen zu erhalten.
Die Steifigkeit des so hergestellten Materials wird in Anlehnung an IS02493
(15°C/10mm) bestimmt:Das Material des Verbundes ist mit Werten von ca. 140mN längs und ca. 60mN quer in den Steifigkeiten zwar ausreichend, um eine Zigarettenbeutel herzustellen, der mit 2 Fingern aufgedrückt werden kann. Jedoch verhindern die
Rückstellkräfte der OPP-Folie, dass das Beutelchen ohne Druck auf die
gegenüberliegenden Außenkanten geöffnet bleibt. Außerdem führt nach Einführen eines noch brennenden Zigarettenstummels die Restwärme der Zigarette an der Außenseite des Beutels zu einer lokalen Überhitzung und kann damit zu Hautverbrennungen führen.
Beispiel eines erfindungsgemäßen Verbundmaterials:
Eine 8 pm dicke Aluminiumfolie wird mittels eines lösemittelhaltigen 2-Komponenten- Polyurethanklebers beschichtet, die Beschichtung getrocknet und zu der noch klebrigen Beschichtung eine 12 pm dicke Polyester-Folie zukaschiert. Der Kleberauftrag beträgt 3 g/m2 (trocken). Dieses Verbundmaterial wird in einem zweiten Kaschierprozess zunächst auf der Polyesterseite mittels einer Coronaentladung vorbehandelt und dann auf beiden Seiten mit einem Nasskaschierkleber auf Acrylatbasis beschichtet. Auf jeder Seite wird ein 24 g Zigarettenpapier zukaschiert. Der Gesamtverbund wird anschließend getrocknet.
Die Steifigkeit des Materials in Anlehnung an IS02493 (15°C/10mm) beträgt ca. 120 mN in Längsrichtung und 50cN in Querrichtung. Die Einreißfestigkeit nach ASTM 1004 liegt bei ca. 24N in Längsrichtung und 26N in Querrichtung. Die Rückstellkräfte sind bedingt durch die zusätzlich eingebaute Al-folie gering.-
Das 4-fach-Verbundmaterial wird bedruckt, verklebt und gestanzt, um auffaltbare
Zigarettenbeutelchen zu erhalten. Das Beutelchen lässt sich durch einfachen Druck zwischen zwei Fingern aufstellen und bleibt auch ohne weiteren äußeren Druck geöffnet. Beim Einfüllen eines brennenden Zigarettenstummels in diesen Beutel und nach
Verschließen des Beutels durch Zusammendrücken der Öffnung verlöscht die Glut sofort, die Wärme wird so gut abgeführt, dass keine Verbrennungs- oder Entzündungsgefahr besteht. Der Zigarettenrest ist sicher verpackt und kann mit dem Beutel zu einem späteren Zeitpunkt entsorgt werden.