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Title:
METHOD FOR THE SUSTAINABLE AND ENERGY-SAVING PRODUCTION OF A RECYCLABLE PLASTIC CONTAINER PROVIDED WITH A LABEL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/192651
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for the sustainable and energy-saving production of recyclable packaging which consists of a plastic container provided with a label, the label containing a printed polyolefin or PET film which is adhesively bonded to the container. According to the invention, the polyolefin or PET film is first printed on the front and/or reverse, and the waste material produced before and during printing is removed and reused as recycling material. The printed polyolefin or PET film is then laminated on a siliconised backing, or the composite consisting of this backing and the film is fed to the container for labelling, the materials of the aforementioned parts being selected such that either a label made of PET is adhesively bonded to a container made of a polyolefin, or a label made of a polyolefin is adhesively bonded to a PET container, so that the flakes with adhering label parts produced after the container provided with a label has been shredded are separated from adhering label parts in a warm washing solution at a temperature of ≥ 50°C, and the floating parts consisting of pure polyolefin and the parts made of PET which sink owing to the material can be separated from each other and fed to a recycling stage.

Inventors:
HANTEL, Gero-Constantin (Talsperrenstraße 87a, Wuppertal, 42369, DE)
Application Number:
DE2019/100253
Publication Date:
October 10, 2019
Filing Date:
March 19, 2019
Export Citation:
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Assignee:
X-LABEL GMBH (Schulstraße 14, Solingen, 42653, DE)
International Classes:
B29B17/02; B32B37/12; B65C3/00
Domestic Patent References:
WO2017077184A12017-05-11
WO2003010256A12003-02-06
Foreign References:
US20170009108A12017-01-12
EP2821218B92016-02-10
EP2821218A22015-01-07
DE10231111A12003-02-13
Attorney, Agent or Firm:
PATENTANWÄLTE VOMBERG & SCHART (Schulstraße 8, Solingen, 42653, DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Verfahren zur nachhaltigen und energiesparenden Herstellung einer

recycelbaren Verpackung, die aus einem mit einem Etikett versehenen Kunststoffbehälter besteht, wobei das Etikett eine bedruckte Polyolefin- oder PET-Folie enthält, die auf den Behälter aufgeklebt wird,

dadurch gekennzeichnet, dass

zunächst die Polyolefin- oder PET-Folie frontal und/oder revers bedruckt und dass das vor und während des Drückens anfallende Makulatur-Material als Recycling-Stoff abgeführt wird und wiederverwertet wird, anschließend die bedruckte Polyolefin- oder PET-Folie auf einem silikonisierten Träger kaschiert und der aus diesem Träger und der Folie bestehende Verbund dem Behälter zum Etikettieren zugeführt wird, wobei die Materialien der vorgenannten Teile so gewählt sind, dass entweder ein Etikett aus PET auf einem Behälter aus einem Polyolefin oder ein Etikett aus einem Polyolefin auf einem PET-Behälter aufgeklebt ist, so dass die nach dem Schreddern des mit einem Etikett versehenen Behälters anfallenden Flakes mit anhaftenden Etikettenteilen in einer warmen Waschlösung mit einer

Temperatur von > 50°C von anhaftenden Etikettenteilen separiert und die aufschwimmenden Teile aus reinem Polyolefin sowie die materialbedingt absinkenden Teile aus PET voneinander trennbar sind einer

Wiederverwertung zuführbar sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die bedruckte Folie eine PET-Folie, vorzugsweise mit einer Dicke von 12 pm bis 50 miti, weiterhin vorzugsweise einer Dicke von 23 pm bis 30 pm, oder eine PP- Folie, vorzugsweise mit einer Dicke von 20 pm bis 60 pm, weiterhin vorzugsweise 30 pm bis 50 pm, oder eine Mischfolie aus PP und PE, vorzugsweise mit einer Dicke von 40 pm bis 60 pm ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus Glassine-Papier besteht, das vorzugsweise zwischen 60 g/m2 und 80 g/m2 liegt, oder aus PET mit einer Dicke von 12 gm bis 36 gm, vorzugsweise 18 gm bis 30 gm besteht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Klebstoff ein wasserbasierender Klebstoff verwendet wird, bei dem in einer basischen Waschlösung bei mehr als 50°C die Etikettenteile von den Behälterteilen abgelöst werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter aus HDPE oder PP besteht, auf dem ein PET-Etikett befestigt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyolefin zumindestens 10 Gewichts% aus einem PE hoher Dichte (HPDE) oder PP mit einem biobasierten Anteil von mindestens 90 %, in den Kreislauf zurückgeführtem Post-Konsumenten-PE (PCR-PE),

postindustriellem, in den Kreislauf zurückgeführten PE (PIR-PE) und/oder in den Kreislauf zurückgeführten Post-Konsumenten Polypropylen (PCR-PP) oder postindustriellem, in den Kreislauf zurückgeführten Polypropylen (PIR- PP) oder wiedergemahlenem PP oder PE besteht.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete PET einen biobasierten Gehalt von mindestens 90 % und ein Polymer aus in den Kreislauf zurückgeführtem Post-Konsumenten- Polyethylenterephthalat (PCR-PET) und oder postindustriellem in den Kreislauf zurückgeführtem Polyethylenterephthalat (PER-PET) und/oder wiedergemahlenen Polyethylenterephthalat und einer Mischung davon besteht.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Etikett aus einer Folie besteht, die vorder- und rückseitig

unterschiedliche Beschichtungen aufweist, bei der eine Beschichtung unter Wärmeeinwirkung schrumpft und die anderen Beschichtung sich unter Wärmeeinwirkung ausdehnt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf die das Etikett vorgesehene Folie vor dem Bedrucken eine

Stabilisierungsschicht aufgebracht wird, die nach dem Bedrucken wieder abgetrennt wird, bevor die Folie zu Lager- und/oder Transportzwecken zu einer Rolle aufgewickelt wird.

Description:
Verfahren zur nachhaltigen und enerqiesparenden Herstellung eines recvcelbaren, mit einem Etikett versehenen Kunststoffbehälters

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur nachhaltigen und energiesparenden

Herstellung einer recycelbaren Verpackung, die aus einem mit einem Etikett versehenen Kunststoffbehälter besteht, wobei das Etikett eine bedruckte Polyolefin oder PET-Folie enthält, die auf den Behälter aufgeklebt wird.

Kunststoffverpackungen, insbesondere als Behälter für Flüssigkeiten, haben gegenüber Glasbehältern den Vorteil einer wesentlich geringeren Schlag- oder Stoßempfindlichkeit. Ein zerbrochener Glasbehälter stellt zudem eine Gefahrenquelle für Schnittverletzungen dar. Schließlich lassen sich durch Kunststoffverpackungen erhebliche Gewichtsmengen einsparen. Gängige Kunststoffverpackungsmaterialien sind beispielsweise Polyethylen, Polypropylen oder Polyethylenterephthalat.

Grundsätzlich sind Kunststoffe recycelbar und lassen sich zu gleichwertigen

Kunststoffprodukten wiederverwenden, sofern die entsprechende Produktreinheit gegeben ist.

Herkömmliche Kunststoffverpackungen, die beispielsweise für Flüssigkeiten oder Cremes verwendet werden, sind mit einem Etikett versehen, das auf die

Kunststoffverpackung aufgeklebt ist. An ein solches Etikett und den zur Anhaftung verwendeten Klebstoff werden verschiedene Anforderungen gestellt. So soll das Etikett beim normalen Gebrauchszustand gut haftend auf dem Behälter angebracht sein. Es soll sich insbesondere bei unterschiedlichen Temperaturen,

Lichteinstrahlungen und Luftfeuchtigkeiten möglichst nicht vom Behälter lösen. Das Etikett dient meist zur Deklarierung des Behälters und gibt Auskunft über den Inhalt der Flasche, etwaige Marken, Zusammensetzungen oder sonstige

Produktinformationen, die auf das Etikett aufgedruckt sind. Diese Drucke sollen bei den normalen Gebrauchszuständen abriebfest sein, weshalb häufig frontal bedruckte Etiketten mit einer aufkaschierten oder laminierten Schutzschicht abgedeckt sind. Konventionelle Haftetiketten sind mehrlagig aufgebaut und bestehen aus einem Obermaterial und einem Trägermaterial, die mittels eines Haftklebstoffes miteinander verbunden sind. Nach dem Stand der Technik wird zunächst ein Obermaterial, das beispielsweise eine Kunststofffolie sein kann, und das Trägermaterial aus Papier, Pappe, Kartonage oder Kunststoff hergestellt. Anschließend wird das Trägermaterial mit einer Silikonschicht einseitig beschichtet, worauf eine Haftklebstoffschicht aufgetragen wird, die schließlich zur Verbindung des Obermaterials mit dem

Trägermaterial dient. Der so hergestellte Haftetikettenverbund wird nach dem Stand der Technik auf Rollen aufgewickelt und einem Druckvorgang zugefügt, wonach die einzelnen Haftetiketten aus dem Haftetikettenverbund herausgestanzt werden.

Aufgrund der auf dem Trägermaterial abgeschiedenen Silikonschicht haftet der Haftkleber nur an dem Obermaterial, womit dieses als Haftetikett auf einer

Verpackung aufgebracht werden kann. Bei der beschriebenen Herstellung einer etikettierten Verpackung müssen jeweilige Materiallieferungen des Trägers, des Klebstoffs sowie des Obermaterials, die von verschiedenen Herstellern kommen, angeliefert werden. Der Haftmaterial-Hersteller muss nämlich die zu bedruckende Folie vom Folienlieferanten beziehen sowie den silikonisierten Träger vom Hersteller einer solchen Trägerfolie. Nach der Verbindung der Folien mit dem Träger wird dieser Verbund zum Etikettenhersteller transportiert. Die skizzierten Transportwege führen zu einem erheblichen C02-Ausstoß. Eine beschränkte Abhilfe lässt sich bereits dadurch schaffen, dass das Obermaterial einseitig oder beidseitig, d.h. frontal und/oder revers bedruckt wird und danach mittels eines Kaschierklebstoffes die Verbindung zu dem Obermaterial hergestellt wird. Ein solches Verfahren wird beispielsweise in der EP 2 821 218 B9 beschrieben.

Zum Stand der Technik gehören auch sogenannte No-Label-Look-Etiketten, bei denen es sich um bedruckte, transparente Haftetiketten handelt, die den Eindruck eines Sieb-Direktdrucks vermitteln, weil die Etikettenränder nahezu unsichtbar bleiben. Solche Etiketten werden beispielsweise aus transparenten Folien wie Polyprophylen (PP) hergestellt und mit einem möglichst hochtransparenten Klebstoff auf dem Behälter befestigt. Zum Bedrucken der Etiketten können gängige

Druckverfahren wie ein Tief- oder Flexodruck, ein Offset-, Buch- oder Siebdruck verwendet werden. Um die Etiketten von einem Behälter gut entfernen zu können, sind Etiketten entwickelt worden, die aus einer Folie bestehen, welche sich im Wasserbad bei einer bestimmten Temperatur von 50°C oder mehr verformen. Eine solche Verformung, die ein Schrumpfen oder ein Wölben sein kann, führt in Verbindung mit geeigneten Klebstoffen, die in einem alkalischen Wasserbad ein ablösen der Etiketten von einer Flasche oder einem anderen Behälter ermöglichen, wurden insbesondere bei Mehrwegbehältern mit Erfolg eingesetzt.

Ferner sind auch Rundumetiketten entwickelt worden, die durch Aufwickeln auf eine Mantelfläche eines Behälters aufgebracht wird, wobei die Etikettenendkante die Etikettenanfangskante überlappt und mit dieser dauerhaft mit einem Klebstoff verbunden wird. Der Nachteil solcher Etiketten besteht darin, dass diese leicht verrutschen können, da die Folie selbst nicht mit dem entsprechenden Behälter verbunden ist. Diesen Nachteil beseitigen sogenannte Schrumpffolien, die (im aufgeweiteten Zustand) über dem Behälter gestülpt und durch Flitzeeinwirkung anschließend auf die Behälterkontur angeschmiegt werden. Schrumpfbare

Folienmaterialien sind Folien aus Polyactide (Polymilchsäure oder PLA), PET, PS, PP, PE oder PVC. Als Schrumpffolien können auch thermoplastische Kunststofffolien verwendet werden, die sich bei Wärmebehandlung wieder auf ihren Urzustand zusammenziehen.

Die letztgenannten Folien-Applikationen werden jedoch im Wesentlichen auf

Mehrwergflaschen aus Glas eingesetzt.

Eine andere Form der Wiederverwertung der Materialien aus etikettierten

Kunststoffbehältern besteht darin, die Kunststoffanteile zu schreddern und

anschließend einer Wiederverwertung zuzuführen, was jedoch voraussetzt, dass die Etiketten von dem Behälter in einer Waschlösung entfernt und anschließend separiert werden. Aus mehreren Druckschriften ist bekannt, dass mit einem Etikett versehene

Kunststoffflaschen nach einer Schredder-Zerkleinerung in einer Waschlösung bei Temperaturen oberhalb von 50°C gewaschen werden, um die auf den nach der Schredderung erhaltenen sogenannten Flakes, an denen noch Etikettenreste haften, von den Etikettenmaterialresten zu befreien. In Schwimm-Sinkbehältern sowie einer anschließende Wirbelschicht- oder Flugschichttrocknung lassen sich leichtere

Kunststoffe von schwererem Restmaterial trennen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung das eingangs genannte Verfahren dahingehend weiterzuentwickeln, dass eine nachhaltige Prozessführung

gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zunächst die Polyolefin- oder PET-Folie des Etiketts frontal und/oder revers bedruckt und dass das vor und während des Druckes anfallende Makulatur-Material als Recyclingstoff abgeführt und wiederverwertet wird,

anschließend die bedruckte Polyolefin- oder PET-Folie mit einem silikonisierten Träger kaschiert und der aus diesem Träger und der Folie bestehende Verbund dem Behälter zum Etikettieren zugeführt wird, wobei die Materialien der vorgenannten Teile so gewählt sind, dass entweder ein Etikett aus PET auf einem Behälter aus einem Polyolefin oder ein Etikett aus einem Polyolefin auf einem PET-Behälter aufgeklebt ist, so dass die nach einem Schreddern des mit einem Etikett versehenen Behälters anfallenden Flakes mit anhaftenden Etikettenteilen in einer warmen

Waschlösung mit einer Temperatur von > 50°C von anhaftenden Etikettenteilen separiert und die aufschwimmenden Teile aus reinem Polyolefin sowie die

materialbedingt absinkenden Teile aus PET voneinander trennbar sind und einer Wiederverwertung zuführbar sind.

Bereits das Bedrucken der Polyolefin-Folie vor der Verbindung mit einem

silikonisierten Träger führt dazu, dass der Abfall im Druckprozess signifikant reduziert werden kann. Bereits bei einer Einrichtung der Druckwerke fallen nicht verwertbare Materialströme an, die in dem nach dem Stand der Technik eingangs beschriebenen Verfahren aus Verbundwerkstoffe, nämlich dem bereits verbundenen Träger mit dem Obermaterial bestehen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren müssen hingegen nur die unbrauchbaren bedruckten Folienbahnen als Makulatur vernichtet werden. In entsprechender Weise ist die Abfallreduzierung bei etwaigen Druck-Stopps oder während des Druckprozesses anfallenden Fehldrucken geringer.

Bei den herkömmlichen Verfahren waren Makulaturmengen als Sondermüll zu vernichten, wohingegen die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bei

Fehldrucken entstehende Folie ohne weitere Zwischenbehandlung recycelfähig ist. Nach der vorliegenden Erfindung wird die vorbedruckte Folie auf einem mit Klebstoff beschichteten, silikonisierten Träger kaschiert. Eine solche

Klebstoffbeschichtungsmaschine kann beim Etikettenhersteller in unmittelbarer Nähe der Druckmaschine aufgestellt werden, so dass Transportwege mit dem nachteiligen C02-Ausstoß entfallen können. Als Klebstoff wird ein umweltfreundlicher

wasserbasierender Kunststoff verwendet. Ein solcher Klebstoff benötigt zur „Aushärtung“ nur einer geringeren Wärmezufuhr, die erforderlich ist, um die

Wasserbestandteile zu verdunsten. Der Energieaufwand bei solchen Klebstoffen ist weitaus geringer als bei sogenannten Fleißklebern oder Klebern, die durch UV- Strahlung aktiviert werden.

Dem Etikettenaufbau kommt im Hinblick auf das spätere Recyclen eine erhebliche Bedeutung zu, weil einerseits eine hinreichende Haftbeständigkeit des Etiketts an der Kunststoffflasche erfüllt werden muss, andererseits sollen die Etikettenbestandteile nach dem Schreddern leicht von den aus dem Behälter-Kunststoffmaterial

bestehenden Flakes ablösbar sein.

Vorzugsweise wird eine bedruckbare Folie geringstmöglicher Dicke verwendet.

Durch diese Maßnahme können auf einer Rolle größere Mengen untergebracht werden, die in dem Weiterverarbeitungsprozess zu Etiketten verwendet werden. Allerdings muss die Dicke der Folie, die den Drucker zugeführt wird, so groß sein, dass die Folie bei der Verarbeitung nicht reißt und/oder sich durch unerwünschte Längendehnungen verzerrte Druckbilder ergeben. Vorzugsweise verwendete Folien bestehen aus PET mit einer Dicke von 12 miti bis 50 miti, weiterhin vorzugsweise von 23 miti bis 30 miti oder aus PP mit einer Dicke von 20 miti bis 60 miti, weiterhin vorzugsweise von 30 gm bis 50 gm, oder aus einer Mischfolie aus PP und PE mit einer Dicke von 40 gm bis 60 gm. Die verwendeten Folien können aus Petroleum basierenden Verbindungen bestehen, vorzugsweise werden jedoch solche Folien bevorzugt, die wenigstens teilweise auf biobasierenden Rohstoffen oder durch recycelten Rohstoffen bestehen. Vorzugsweise soll der biobasierte Anteil mindestens 90 % bis 95 % betragen.

Für die Fierstellung der bedruckten Folie eignet sich insbesondere das in der

EP 2 821 218 B1 beschriebene Verfahren, nach dem eine dünne Materialschicht, die z.B. aus 12 gm bis 23 gm dicken PET bestehen kann, vor dem Bedrucken auf eine Stabilisierungsschicht aufgebracht wird, von der Sie nach dem Bedrucken wieder abgetrennt und zu Transport- oder Lagerzwecken auf eine Rolle gewickelt wird.

Diese PET-Folie kann später auf einen Behälter z.B. aus einem Polyolefin mit einer Dicke von 20 gm bis 50 gm aufgeklebt werden.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können auch beidseitig beschichtete Folien als Etiketten verwendet werden, bei denen eine frontseitige Schicht die Eigenschaft besitzt, unter Wärmeeinwirkung, z.B. oberhalb von 50°C zu schrumpfen, und die rückseitige Schicht die Eigenschaft hat, sich unter Wärmeeinwirkung auszudehnen. Durch die Wahl solcher Beschichtungen kann der Ablösevorgang des Etiketts von dem Behälter bzw. der Etikettenbestandteile von den Behälterstücken nach einem Schreddern verbessert werden. Das Etikett besteht vorzugsweise aus einer 12 gm bis 23 gm dicken transparenten oder opaken PET-Folie, die frontseitig mit einem Lack aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) und rückseitig mit einem Lack aus einer Polyvinyliden-Chlorid (PVDC) beschichtet ist. Durch diese

unterschiedlichen Beschichtungen wird unter Wärmeeinwirkung in einer

Waschlösung das Etikett bzw. werden die Etikettenbestandteile an geschredderten Flakes schnell und leicht abgelöst. Vorzugsweise besteht das verwendete Polyolefin zumindestens 10 Gewichts% aus einem PE hoher Dichte (HDPE) oder PP mit einem biobasierenden Anteil von mindestens 90 %, in dem Kreislauf zurückgeführten Post-Konsumenten-PE (PCR- PE), postindustriellem, in den Kreislauf zurückgeführten PE (PIR-PE) und/oder in dem Kreislauf zurückgeführten PP (PCR-PP) oder postindustriellem, in den Kreislauf zurückgeführten PP (PIR-PP) oder aus wiedergemahlenem PP oder PE.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung basiert das verwendete PET auf einem biobasierten Gehalt von mindestens 90 % und einem Polymer, ausgewählt aus in den Kreislauf zurückgeführten Post-Konsumenten-Polyethylenterephthalat (PCR-PET), postindustriellen, in den Kreislauf zurückgeführten

Polyethylenterephthalat (PER-PET), wiedergemahlenem PET oder einer Mischung davon.

Der Träger wird vorzugsweise ebenfalls derart gewählt, dass (nach dessen

Entfernung) wenig Abfall entsteht. Hierzu wird vorzugsweise ein Träger aus

Glassine-Papier mit einem Gewicht zwischen 60 g/m 2 und 80 g/m 2 oder ein PET- Träger einer Dicke zwischen 12 pm und 36 miti, insbesondere zwischen 18 pm und 30 pm verwendet.

Wie bereits erwähnt wird ein wasserbasierender Klebstoff eingesetzt. Wasserlösliche oder wasserdispergierbare Klebstoffe sind nach dem Stand der Technik bekannt und werden beispielsweise in der DE 102 31 11 1 A1 oder WO 03/010256 A1

beschrieben, worauf Bezug genommen werden kann. Zur Verwendung bieten sich insbesondere solche wasserbasierenden Klebstoffe an, die nach dem

Klebstoffauftrag unter möglichst geringer Wärmezufuhr schnell abbinden und die gleichermaßen in einer basischen Waschlösung bei Temperaturen von mehr als 50°C lösbar sind, so dass nach einem Schreddern der mit Etiketten behafteten Plastikflaschen die Flaskes, an denen noch Etikettenbestandteile anhaften, rasch in Etikettenbruchstücke und Folienbruchstücke separiert werden. Eine PET-Folie, deren Dichte bei ca. 1 ,35 g/cm 3 liegt, wird sich in einem Absetzbehälter schwerkraftbedingt am Boden absetzen, wohingegen spezifisch leichtere Bestandteile z.B. aus HDPE oder PP auf der Waschflüssigkeit aufschwimmen.

Vorzugsweise werden Behälter aus HDPE oder PP mit den genannten PET- Etikettenmaterialien etikettiert.

In einem konkreten Ausführungsbeispiel wird eine Flasche aus HDPE oder PP mit einem Etikett versehen, das aus einer PET-Folie einer Dicke von 25 pm besteht und das mit einem wasserbasierenden Klebstoff befestigt ist. Nach dem Gebrauch ließ sich der Folienbestandteil des Haftetiketts aufgrund des höheren spezifischen Gewichtes in einer Waschlösung leicht von den geschredderten Flaschenbestandteil- Flakes aus HDPE oder PP in einem Abscheidebehälter trennen.