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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anbringen von Schrumpfetiketten auf Behälter. Hierzu besteht die Vorrichtung aus einer Einrichtung zum Anbringen von Schrumpfetiketten auf die Behälter.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Anbringen von Schrumpfetiketten auf Behälter.
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Die deutsche Offenlegungsschrift
DE 38 05 951 A1 offenbart ein Verfahren zum Aufsetzen einer Schrumpfhülse auf das Verschlussende eines Behälters. Es sind Vorrichtungen bekannt, mit denen Schrumpfhülsen über einen Dorn taktweise auf die Verschlussenden von Flaschen aufgesetzt werden. Beim Aufsetzen der Schrumpfhülsen müssen die Flaschen stillstehen. Hierdurch lassen sich hohe Leistungen beim Aufsetzen der Schrumpfhülsen nicht erzielen.
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Bei der Offenlegungsschrift
DE 38 05 951 ist eine Vorrichtung vorgeschlagen, wobei der Dorn schräg zur Transportrichtung der Flaschen angeordnet ist, so dass die Verschlussenden der Flaschen während des Förderns in die nach unten offenen und noch abzuschneidenden Schrumpfhülsen eintauchen. Somit ist ein kontinuierlicher Betrieb der Einrichtung zum Versehen der Flaschen mit Schrumpfhülsen möglich.
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Die internationale Patentanmeldung
WO 2007/060705 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Anbringen von Rundum-Etiketten, welche als Schrumpfetiketten ausgebildet sind. Einem Applikationskopf wird ein Schrumpfetikett zur Verfügung gestellt. Das Etikett wird dabei in einen zylindrischen Hohlkörper eingefügt. Parallel zum Einfügen des Etiketts in den zylindrischen Hohlkörper wird ebenfalls die zu etikettierende Flasche zur Verfügung gestellt. Etikett und Flasche werden parallel in den zylindrischen Hohlkörper eingeführt. Nachdem die Flasche vollständig in dem zylindrischen Hohlkörper zusammen mit dem Etikett positioniert ist, wird in den kleinen Raum Warmluft eingeblasen, welche die Schrumpfung des Etiketts an die Flasche bewirkt. Nachdem der Schrumpfvorgang des Etiketts abgeschlossen ist, wird das auf die Flasche aufgeschrumpfte Etikett mittels eines Kolbens aus dem zylindrischen Hohlraum ausgestoßen.
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Das
U.S.-Patent 4,325,726 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anbringen von Plastiketiketten auf Behältnisse. Ein zylinderförmiges Etikett wird auf eine feste Glas- oder Plastikflasche aufgebracht. Das Etikett besteht dabei aus einem orientierten und durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren thermoplastischen Material. Das Etikett wird dabei teleskopartig über den zu etikettierenden Behälter gezogen. Das Etikett hat beim Aufbringen auf den Behälter einen größeren Durchmesser, als der Behälter selbst. Das Etikett wird dabei in einer ausgerichteten Position zum Behälter gehalten, während sich das Etikett und der Behälter durch den Schrumpftunnel bewegen. Im Schrumpftunnel wirkt Infrarotenergie auf das Etikett und die Flasche ein, so dass es zu dem Schrumpfprozess des Etiketts kommt und sich das Etikett an die Flasche anlegt.
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Die internationale Patentanmeldung
WO 2009/133440 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anbringen von Etiketten auf Behältnissen. Die mit dem Etikett lose versehene Flasche wird dabei in ein enges Behältnis eingesetzt. Das Behältnis kann z. B. glockenartig ausgebildet sein. Die zu etikettierende Flasche steht dabei auf einem Boden, der das Behältnis abschließt. Ferner sind am Behältnis Heizmittel vorgesehen, die für den Schrumpfprozess des Etiketts erforderliche Wärme erzeugt wird. Ferner kann während des Schrumpfprozesses der Druck in der Kammer mittels einer Pumpe reduziert werden.
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Bei dem oben beschriebenen Stand der Technik ist es so, dass die zu Sleeves geformten Etiketten über die Flaschen oder Behälter geschossen werden. Im anschließenden Prozess durchlaufen diese Behälter einen Schrumpftunnel, in dem sich die Folie unter Wärmeeinwirkung zusammenzieht und sich eng und faltenfrei an den zu etikettierenden Behälter anlegt.
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Die für den Schrumpfprozess erforderliche Energie (Wärme) kann durch Heißdampf oder Infrarotstrahler zur Verfügung gestellt werden. Für den Fall, dass die Behälter mit den zu schrumpfenden Etiketten durch einen Tunnel durchlaufen, ist ein hoher Energieaufwand erforderlich, um die Etiketten an die Behälter zu schrumpfen. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass dieser Energieaufwand dadurch reduziert werden kann, in dem man die Kammer während des Schrumpfprozesses um die Behälter mit den aufzuschrumpfenden Etiketten möglichst klein ausgestaltet. Dadurch erreicht man eine Reduzierung der Verlustwärme.
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Beim Abfüllen von heißen Produkten oder beim Pasteurisieren von Produkten in den Behältnissen werden die Behältnisse vor dem Anbringen der Sleeves, bzw. der Rohmaterialien der Etiketten etwas abgekühlt. In einem darauf folgenden Schritt muss in einem Schrumpftunnel die Energie wieder zugeführt werden, um ein Aufschrumpfen der Etiketten zu bewirken.
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Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung zum Anbringen von Schrumpfetiketten auf Behälter zu schaffen, die einen erheblich reduzierten Energieverbrauch aufweist.
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Die obige Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zu schaffen, mit dem Schrumpfetiketten auf Energie sparende Art und Weise auf die zu etikettierenden Behälter aufgebracht werden können.
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Die obige Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 7 umfasst.
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Die Vorrichtung zum Anbringen von Schrumpfetiketten auf Behälter zeichnet sich dadurch aus, dass die Einrichtung zum Anbringen von Schrumpfetiketten der Einrichtung zum thermischen Behandeln der Behälter nachgeordnet ist. Die Behälter werden dabei mit einer derartigen Temperatur in die Einrichtung zum Anbringen von Schrumpfetiketten überführt, dass das Schrumpfen der Schrumpfetiketten allein aus dem Temperaturinhalt der Behälter durchführbar ist.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform handelt es sich bei der Einrichtung zum thermischen Behandeln der Behälter um einen Füller. Durch den Füller erfolgt eine Heißabfüllung in die Behälter bei einer Temperatur zwischen 60°C und 90°C.
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Aus einer weiteren Ausführungsform kann die Einrichtung zum thermischen Behandeln der Behälter ein Pasteur sein. Der Prozess der Pasteurisierung wird dabei bei einer Temperatur zwischen 65°C und 85°C betrieben.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung kann der Einrichtung zum Anbringen von Schrumpfetiketten auf die Behälter ein Schrumpf- oder Dampftunnel nachgeordnet sein. Der Schrumpf- oder Dampftunnel ist dann erforderlich, wenn die Schrumpfetiketten sich in der Einrichtung zum Anbringen der Schrumpfetiketten auf die Behälter nicht vollständig an die zu etikettierenden Behälter anlegen. Dies kann z. B. dann der Fall sein, wenn von einem Kunden ein Etikettenmaterial gewünscht ist, dass aufgrund des Temperaturinhalts der Behälter nicht vollständig an den Behälter anschrumpft.
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Der Einrichtung zum Anbringen von Schrumpfetiketten auf die Behälter kann ferner eine Einrichtung zum Überziehen von Rohlingen aus Schrumpfetiketten auf die Behälter zugeordnet sein.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Anbringen von Schrumpfetiketten auf Behälter zeichnet sich dadurch aus, dass die Behälter thermisch behandelt werden. Die Behälter bilden somit durch die thermische Behandlung eine bestimmte Oberflächentemperatur aus. Die Behälter werden in eine Einrichtung zum Anbringen von Schrumpfetiketten überführt. Die Oberflächentemperatur der Behälter ist derart, dass das Schrumpfen der Schrumpfetiketten an die Behälter selbstständig erfolgt Dies bedeutet, dass durch die thermische Behandlung der Behälter der Wärmeinhalt der Behälter derart ist, dass die sich ausbildende Oberflächentemperatur ausreicht, dass die Schrumpfetiketten zumindest teilweise ohne zusätzliche Energiezufuhr an die Behälter schrumpfen.
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Wie bereits in der Beschreibung zum erfindungsgemäßen Verfahren erwähnt, werden nur dann Behälter einem Schrumpf- oder Dampftunnel zugeführt, falls in der Einrichtung zum Anbringen von Schrumpfetiketten die Behälter aufgrund der Schrumpfrate des Etiketts ein unvollständiges Schrumpfen auf den Behälter erfolgte.
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Ferner kann eine Inspektionseinheit vorgesehen sein, mit der überprüft wird, ob die an den Behältern angebrachten Schrumpfetiketten den Qualitätsanforderungen entsprechen. Wie bereits erwähnt, kann das Schrumpfverhalten von Material zu Material der Schrumpfetiketten variieren. Um die Qualität der auf die Behälter geschrumpften Etiketten zu überprüfen, ermittelt die Inspektionseinheit, ob die Etiketten Falten oder Ausbrüche aufweisen. Dies kann z. B. mit einem Bildverarbeitungsprozess geschehen. Ist dies der Fall, werden die Etiketten an der Inspektionseinheit mit einem Ausstoßer aus dem Strom der etikettierten Behälter ausgeschieden. Bei den zu etikettierenden Behältern handelt es sich im Wesentlichen um Flaschen, in die Getränke heiß abgefüllt werden, bzw. in denen die abgefüllten Getränke noch einem Pasteurisierungsprozess unterzogen werden.
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Als Materialien für die Schrumpfetiketten empfiehlt sich z. B. Polyvinylchlorid (PVC), orientiertes Polystyrol (OPS) oder Polyethylenterephtalat (PET). Die Materialien unterscheiden sich in ihren Schrumpfraten. So beträgt die Schrumpfrate bei PVC maximal 64%. Bei OPS beträgt die Schrumpfrate maximal 75%. Eine Schrumpfrate von maximal 80% wird bei PET erreicht.
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Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechend nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
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1 zeigt einen schematischen Aufbau einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung zum Anbringen von Schrumpfetiketten.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung zum Anbringen von Schrumpfetiketten auf Behälter.
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3a bis 3d zeigt den Verlauf des Anbringens und des Aufschrumpfens eines Schrumpfetiketts auf einen Behälter, der als Flasche dargestellt ist.
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4 zeigt eine graphische Darstellung der Schrumpfraten verschiedener Materialien für Schrumpfetiketten in Abhängigkeit von der Temperatur.
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Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung 1 zum Anbringen von Schrumpfetiketten auf Behälter 10. Über einen Zulauf 12 werden die Behälter 10 einer Einrichtung 2 zum thermischen behandeln der Behälter 10 zugeführt. Die Einrichtung 2 zum thermischen behandeln kann gemäß einer ersten Ausführungsform ein Füller sein, der die in die Behälter abzufüllenden Stoffe mit einer Temperatur zwischen 60° bis 90° in die Behälter 10 füllt. Eine weitere Möglichkeit ist, dass die Einrichtung 2 zum thermischen behandeln der Behälter 10 als ein Pasteur ausgebildet ist. Hier werden die Behälter 10 mit den abgefüllten Stoffen einem Pasteurisierungsprozess bei einer Temperatur zwischen 65°C bis 85°C unterzogen.
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Der Einrichtung 2 zum thermischen Behandeln der Behälter 10 ist eine Einrichtung 4 zum Anbringen von Schrumpfetiketten 100 auf die Behälter 10 nachgeordnet. Durch die Heißabfüllung, bzw. durch den Pasteurisierungsprozess haben die Behälter 10 einen bestimmten Wärmeinhalt. Mit diesem Wärmeinhalt werden die Behälter 10 der Einrichtung 4 zum Anbringen von Schrumpfetiketten 100 zugeführt. Der Einrichtung 4 zum Anbringen von Schrumpfetiketten 100 auf die Behälter 10 ist ferner eine Einrichtung 5 zum Überziehen von Rohlingen von Schrumpfetiketten 100 auf die Behälter 10 vorgesehen. Nachdem die Schrumpfetiketten auf die Behälter 10 aufgebracht sind, startet der Schrumpfprozess alleine aufgrund des Wärmeinhalts der Behälter 10. Der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ist ferner eine Inspektionseinheit 8 zugeordnet. Die Inspektionseinheit 8 überprüft, ob durch den Schrumpfprozess die Etiketten entsprechend einem vordefinierten Qualitätserfordernis an den Behältern 10 anliegen. Sollte das Qualitätserfordernis nicht erreicht werden, werden die Behälter 10 aus dem Transportweg ausgesondert und gelangen nicht zu einer Weiterverarbeitungseinheit, wie dies durch den Pfeil 16 dargestellt ist.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Der Unterschied zu der ersten Ausführungsform, wie in 1 dargestellt, ist, dass der Einrichtung 4 zum Anbringen von Schrumpfetiketten 100 auf die Behälter 10 in Schrumpf- oder Dampftunnel 6 nachgeordnet ist. Der Schrumpf- oder Dampftunnel 6 ist dann erforderlich, wenn der durch den Wärmeinhalt der Behälter 10 bedingte Schrumpfprozess in der Einrichtung 4 zum Anbringen der Schrumpfetiketten 100 auf die Behälter 10 nicht ausreicht, um die Etiketten vollständig an die Behälter 10 anzulegen. In diesem Fall wird in den Transportweg 14 der Schrumpf- oder Dampftunnel 6 eingefügt. Der Schrumpf- oder Dampftunnel 6 ist immer dann erforderlich, wenn das Etikettenmaterial auf Wunsch des Kunden derart gewählt ist, dass der in der Einrichtung zum thermischen Behandeln der Behälter 10 erzeugte Wärmeinhalt der Behälter 10 nicht ausreicht, um ein vollständiges Anschrumpfen der Schrumpfetiketten an die Behälter 10 zu erzielen.
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Die 3a bis 3d beschreiben den Prozess des Anbringens und Aufschrumpfens des Schrumpfetiketts 100 auf einen Behälter 10. In der hier dargestellten Ausführungsform ist der Behälter 10 als Flasche dargestellt. Die Schrumpfetiketten 100 werden als Hülse zur Verfügung gestellt. Die Hülse des Schrumpfetiketts 100 besitzt einen größeren Durchmesser, als der Behälter 10, so dass das Schrumpfetikett 100 leicht über den Behälter 10 gezogen werden kann. Bei der in 3b gezeigten Darstellung ist das Schrumpfetikett 100 über den Behälter 10 gezogen und liegt an Anschlägen 22 an. Die Anschläge 22 sind deshalb notwendig, damit das Schrumpfetikett 100 immer einen gleichen Abstand zum Boden 10b des Behälters 10, bzw. zum Kopf 10a des Behälters 10 aufweist. Bei der in 3c gezeigten Darstellung hat der Schrumpfprozess aufgrund des Wärmeinhalts des Behälters 10 eingesetzt, so dass das Schrumpfetikett 100 bereits zum Teil an dem Behälter 10 fixiert ist. Der Schrumpfprozess des Schrumpfetiketts 100 auf den Behälter 10 ist dann abgeschlossen, wenn das Schrumpfetikett vollständig am Behälter 10 anliegt. Dabei ist der Schrumpfprozess derart so gestalten, dass das auf dem Behälter 10 angeschrumpfte Etikett allen im Behälter 100 ausgebildeten Konturen 10c folgt und somit eng am Behälter 10 anliegt. Die Situation des abgeschlossenen Schrumpfprozesses ist in 3d dargestellt. Das Etikett liegt nunmehr vollflächig zumindest an einem Teilbereich der Mantelfläche 10m des Behälters 10 an. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass das Schrumpfetikett 100 die gesamte Mantelfläche 10m des Behälters 10 abdecken kann.
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4 beschreibt die Schrumpfrate verschiedener Materialien für die Schrumpfetiketten 100 in Abhängigkeit von der herrschenden Temperatur, bzw. vom Wärmeinhalt der Behälter 10, mit dem die Behälter 10 in die Einrichtung 4 zum Anbringen von Schrumpfetiketten 100 gelangen. Bei der in 4 gezeigten Darstellung ist auf der Abszisse die Temperatur in °C aufgetragen. Auf der Ordinate ist die Schrumpfrate in % aufgetragen. Die mit den Dreiecken markierte Kurve steht für Polyvinylchlorid (PVC). Die mit den Kreisen gekennzeichnete Kurve steht für Polyethylenterephtalat (PET). Die mit den Rauten gekennzeichnete Kurve steht für orientiertes Polystyrol (OPS). Aus der in 4 gezeigten Darstellung geht eindeutig hervor, wie sich die einzelnen Materialien hinsichtlich ihrer Schrumpfrate unterscheiden. So erreicht man beispielsweise bei OPS bereits eine Schrumpfrate von 20% bei einer Temperatur von 65°C. Im Gegensatz erhält man bei PVC bei einer Temperatur von 70°C lediglich eine Schrumpfrate von 10%. Bei PET erhält man bereits bei einer Temperatur von 70°C eine Schrumpfrate von ca. 35%.
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Der Vorteil der gegenwärtigen Erfindung ist, dass die Hülse des Schrumpfetiketts 100 direkt auf den Behälter 10 geschossen wird, der noch einen entsprechenden Wärmeinhalt aufgrund des Pasteurisierungsprozesses oder des Füllprozesses besitzt. Wie oben erwähnt, läuft der Füllprozess der Heißabfüllung bei einer Temperatur zwischen 60 und 90% ab. Die im Behälter 10 vorhandene Wärme, bzw. der Wärmeinhalt des Behälters 10 wird zum Aufschrumpfen der Hülse des Schrumpfetiketts verwendet. Der Prozess des Aufschrumpfens verläuft sehr sanft, gleichmäßig und ohne Verzug über die gesamte Höhe des Behälters 10, auf welche das Schrumpfetikett 100 aufgebracht werden soll. Es ist selbstverständlich, dass das Einsatzgebiet der gegenwärtigen Vorrichtung v. a. bei Behältern liegt, die heiß abgefüllt werden. Der Vorteil der Erfindung ist dabei, dass der Energieaufwand für das Aufbringen der Schrumpfetiketten 100 erheblich reduziert ist. Vor dem Aufbringen der Hülsen der Schrumpfetiketten aus Rohmaterial ist es nicht mehr erforderlich, dass die Behälter gekühlt werden.
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Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3805951 A1 [0003]
- DE 3805951 A [0004]
- WO 2007/060705 A1 [0005]
- US 4325726 [0006]
- WO 2009/133440 A1 [0007]
