DE1901104A1

DE1901104A1 - Verpackung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1901104A1
Application number: DE19691901104
Authority: DE
Inventors: Munck Ellsworth George
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1968-01-15
Filing date: 1969-01-10
Publication date: 1969-11-20
Also published as: NL152214B; US3424306A; OA02952A; BE725224A; NO129337B; SE360328B; GB1239998A; NL6817853A; BR6804745D0; DE1901104B2; AT294691B; FR1595053A; CH489403A

Description

PATENTANWALT
DIPL-ING.

HELMUT GÖRTZ

6 Frankfurt am Main 70

Schneckenhofäfr. 27 - Tal. 61 70 79 8 . Januar 1969

Gzdre/Ra. Union Carbide Corporation, New York, N.Y. 10017 / U.S.A.

Verpackung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Verpackung und insbesondere auf eine Verpackungsart, bei der der Verpackungsinhalt von einem Bogen aufgeschrumpften, thermoplastischen Materialr umschlossen wird. Die Erfindung bezieht sioh auch auf ein Verfahren zur Herstellung solcher Verpackungen·

Der hier verwendete Ausdruck "thermoplastisch" bezieht sich auf ein Material, das die Eigenschaft besitzt, bei Erwärmung zu erweichen oder zu schmelzen und bei Abkühlung wieder zu erhärten.

Der hier verwendete Ausdruck "wärmeschrumpfbar" bezieht sich auf die Eigenschaft eines Films oder einer Folie, sich unter ausreichender Wärmeeinwirkung in der Länge und/oder der Breite zusammenzuziehen. Im allgemeinen kann Schrumpfung auf eine Umorientierung von Molekülen, die zuvor durch Dehnen der Folie entweder einachsig in Längsrichtung (Materiallaufrichtung) oder horizontal (Querrichtung) oder zweiachsig (beide Richtungen) orientiert waren, zurückgeführt werden. Der Ausdruck "wärmegeschrumpft" beschreibt den Zustand eines wärmeschrumpfbaren Materials nach der Anwendung von Wärme, die dazu ausreicht, Schrumpfung zu verursachen.

Es ist bekannt, einen Artikel dadurch zu verpacken, daß er von wärmeschrumpfbarem thermoplastischen Material umschlossen und Wärme angewandt wird, um das thermoplastische Material zu schrumpfen und so eine enge Verpackung zu bilden.

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Verpackungen dieser allgemeinen Art besitzen mehrere ausgeprägte Vorteile, die andere aus anderen, allgemein gebräuchlichen Arten von Material hergestellte Verpackungen, z.B, solche aus Papier oder Karton,nicht besitzen. Wärmegeschrumpfte Verpackungen sind kennzeichnenderweise aus einer transparenten Folie hergestellt, die es ermöglicht, den Inhalt zu sehen, wie dies bei kommerziellen Verpackungen wünschenswert wäre. Der Inhalt der Verpackung bleibt dadurch gleichzeitig sauber und absatzfähig, selbst wenn er ständig gehandhabt und geprüft wird. Diebstahlsmöglichkeiten sind vermindert, weil mehrere kleinere Gegenstände in einzige, größere und deshalb deutlicher sichtbare Verpackungen zusammengefaßt werden. Diese Vorteile sind besonders bei Nahrungsmitteln enthaltenden Verpackungen wünschenswert, weil die Verpackung bei Nässe nicht aufweicht und nicht feuchtigkeitsdurchlässig ist. Auch die Tatsache, daß der verpackte Gegenstand sichtbar ist, verringert die Notwendigkeit einer Beschriftung der Verpackung, wenn der Artikel beim Anblick leicht erkannt werden kann, oder wenn derGegenstand selbst beschreibende Aufdrucke oder Reklame aufweist.

Diese und andere Vorteile sind durch die Verwendung einer wärmeschrumpfbaren thermoplastischen Folie erzielt worden. _t. Eine Folge der Verwendung einer solchen Folie ist jedoch, daß^ das Offnen dieser Verpackungen erschwert wird, daß die thermoplastische Folie den verpaokten Gegenstand eng umschließt und schwierig anzupacken ist in einer Weise, die es erlaubt, den Bogen zu zerreißen. Darüber hinaue sind die für solche Verpaokungen verwendeten tker*oplaetischen Stoffe bisher weichgemaoht worden und aprtofcin elastisch auf ein· auegeübte Kraft an, woauro)

ti· eint &#t*iehtliofc· »eißleetifkeit aufweisen·

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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verpackung zu schaffen, die alle Torgenannten wünschenswerten Eigenschaften wärmegeechrumpfter Verpackungen besitzt, die aber relativ leicht öffnen ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine einen Griffstreifen sub öffnen der Verpackung aufweisende, wärmegeschrumpfte Verpackung vorzusehen, die auch genügend Fläche für Aufdrucke und sub Aufhängen der Verpackung an einem Schauständer bietet.

Diese und andere Ziele werden bei einer Verpackung erreicht, die aus einem Streifen dünnen, wärmeschrumpfbaren thermoplastischen Materials besteht, das wärmegeschrumpft den Verpackungsinhalt umgibt und eine in der Bähe des Inhalts anschließende Wärmeversiegelung oder -verklebung aufweist, die ein sich vom Inhalt erstreckendes Hängeteil bildet. Eine Kopfleiste aus relativ steifem Blattmaterial steht mit dem Hängeteil in Verbindung und vermindert dessen Schrumpfung während des SchrumpfungsVorganges.

Bei dem Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verpackung wird eine Schleife aus wärmeschrumpfbarem thermoplastischen Material geformt, eine Kopfleiste aus relativ steifem Blattmaterial gegenüber der Schleife in der Nähe des thermoplastischen Materials angebracht, das in der Nähe der Kopfleiste anschließende thermoplastische Material wärmeversiegelt oder -verklebt, um ein sich von der Schleife erstreckendes Hängeteil zu bilden, der Verpackungsinhalt innerhalb der Schleife gelagert und das thermoplastische Material wärmeverklebt während der Verpackungskörper in angemessener Ausrichtung, und das Hängeteil in einer in einer zum Verpackungsinhalt im wesentlichen senkrechten Lage gehalten wird.

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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der neuen Erfindung ergeben sich aus den beiliegenden Darstellungen von Ausführungsbeispielen sowie aus der folgenden Beschreibung·

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Verpackung nach einer AusfUhrungsform der Erfindung,

Fig. 2 die Art und Weise, in der die Kopfleiste und das thermoplastische Material zur Bildung der Verpackung nach Fig. 1 zusammengefügt werden,

Flg. 3 die zusammengefügte Verpackung nach Fig· 1 vor der Wärme schrumpfung ,

Flg. 4 eine perspektivische Ansicht einer Verpackung nach einer anderen Aueführungsform der Erfindung,

Fig· 5 die Art und Weise, in der die Kopfleiste und das thermoplastische Material zur Bildung der Verpackung nach Fig. 4 zusammengefügt werden,

Fig. 6 eine Variante in der Zusammensetzung nach Flg. 5,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Verpackung nach einer anderen Ausführungeform der Erfindung, und

Fig. θ eine zusammengefügte Verpackung nach Fig· 7 vor dem Wärmeschrumpfen·

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Bezieht- man sieh im einzelnen auf die Auaführungsf orm der Figuren 1 "bis 3, so ist in Figur 1 eine im allgemeinen mit IO bezeichnete Verpackung gezeigt, die einen Streifen aus dünnem, wärmeschrumpfbarem thermoplastischen Material 12 aufweist, der um den Verpackungsinhalt wärmegeschrumpft wird, welcher zum Zwecke der Veranschaulichung als BlitzlichtBatterien 14 dargestellt ist. Die beiden Enden 16, 16' des thermoplastischen Materials 12 erstrecken sioh nebeneinander vom Verpackungskörper weg und sind von einer Kopfleiste 18 aus relativ steifem Blattmaterial abgedeckt, das mit den Enden 16, 16' wärmeverklebt oder -versiegelt wird. Die Kombination der thermoplastischen Enden 16 und der daran wärmeverklebten Kopfleiste 18 bildet ein im allgemeinen mit 20 bezeichnetes und sich vom Verpackungskörper erstreckendes Hängeteil.

Beim Zusammenfügen der Verpackung (Figur 2) wird das thermoplastische Material 12 umgefaltet derart, daß die Enden etwa in gleicher Höhe liegen, so daß eine Schleife aus thermoplastischem Material gebildet wird, das gegenüber der Schleife nebeneinanderliegende freie Enden 16 hat. Eh Blatt aus relativ steifem Material, z.B. Karton, ist umgebogen, um eine Kopfleiste 18 zu bilden und so angeordnet, daß es die nebeneinanderliegenden Enden 16 abdeckt. Der innere Teil der Kopfleiste wurde zuvor von einem wärmeempfindlichen Klebstoff, z.B. einem Vinyl-Klebstoff, beschichtet. Die Kopfleiste 18 ist mit den Enden 16 wärmeverklebt, um das sich von der Schleife des thermoplastischen Materials erstreckende Hängeteil 20 zu bilden. Die Batterien H werden dann in die Schleife (Figur 3) gegeben und das thermoplastische Material wird durch eine beliebige Wärmequelle, z.B. ein Wärmetunnel, wärmegeschrumpft.

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Die an dem Hängeteil der Verpackung aufgeklebte Kopfleiste verhindert während des Wärmevorgangs das Schrumpfen des Hängeteila und verursacht dabei zwischen dem geschrumpften thermoplastischen Material des Verpackungskörpers und dem nicht geschrumpften wärmeverklebten thermoplastischen Material des Hängeteils eine Spannung, Dieser Spannungszustand ermöglicht ein leichtes Zerreißen des thermoplastischen Materials entlang der Spannungslinie. Diese leichte Zerreißbarkeit wird auch dadurch erhöht, daß die Kopfleiste an der Spannungslinie endet, wodurch eine mit dem gespannten thermoplastischen Material in Verbindung stehende Schnittkante entsteht.

Zum öffnen der Verpackung genügt es, den Verpackungskörper mit der einen Hand zu halten und die Kopfleiste mit der anderen Hand zu drehen·

Figur 4 zeigt eine Verpackung nach einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform· Bei dieser Ausführung sind die nebeneinanderliegenden freien Inden 22, 22· des thermoplastischen Materials nicht in der Palte der Kopfleiste eingelagert, sondern mit der Außenseite der Kopfleiste 24 wärmeverklebt. In der Verpackung der Figur 4 sind die freien Enden 22, 22' mit den gegenüberliegenden Seiten der Kopfleiste wärmeverklebt (für Einzelheiten des Zusammenfügens vergl· Figur 5)· Figur 6 zeigt das Zusammenfügen einer ähnlichen Verpackung, bei der aber die beiden freien Enden 22, 22' mit ein und derselben Seite der Kopfleiste 24 wärmeverklebt werden. Bei jedem Beispiel wird das Wärmeverkleben vor dem Wärnseschrumpfen durchgeführt, und die resultierende Spannung entspricht der sich bei der Verpackung nach den Figuren 1 bis 3 entwickelnden Spannung.

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figur 7 zeigt eine Verpackung nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Bai dieser Aueführungsform ist eine Kopfleiste 26 in »inen röhrenförmigen Abschnitt 28 aus thermoplastisch·* Material eingelagert« der durch eine Wärmeverklebung 30 «ro» Verpaokungekörper getrennt ist«

Di· RueaMtnfügungsart dieser Verpackung ist in Figur 3 gezeigt* litt. Rohr aus thermoplastischem Material wird in Längsrichtung wäraererklebt, um zwei röhrenförmige Abschnitte zu bilden, einta ersten Abschnitt 28 zur Aufnahme der Kopfleiste 26 und •intη sweiten Abschnitt 32 zur Aufnahme des Verpackungsinhalts» der sur Verdeutlichung wiederum als Blitzliehtbatterien 34- gsseigt 1st« Bis Kopfleiste 26 und die Batterien 34 sind in ihren jeweiligen Abtohnitten gelagert _f und die Verpackung wird warmegeschrumpft, u* eine Verpackung zu bilden, bestehend aus einem rtthr«nfo*rmigcn, den Verpaokungsinhalt enthaltenden Abschnitt aus thermoplastischem Material und einem sich von diesem Abschnitt erstreckenden Hängeteil·

¥i· bsi den anderen Ausführungsforaen beschränkt die Kopfleiste dl· Schrumpfung des Hängeteile und schafft entlang der Linie der Wärmeverklebung eine Spannung· Diese Spannung wird durch die beschränkende Wirkung, die die Batterien auf die Schrumpfung d·· thermoplastischen Materials des zweiten Abschnitts ausüben, •rhöht· Es ergibt sich eine Verpackung, die entlang der Wärme-Tsrklebung sine Spannungslinie aufweist· Wenn man auf die Kopfleiste sin· Drehkraft ausübt, so reißt die Verpackung entlang der Spannungslinie auf.

Bei jeder Aueführungsform besitzt die entstehende Verpackung alle vorstehend aufgezeigten, wünschenswerten Eigenschaften wärmegeschrumpfter Verpackungen; hinzu kommt, daß die Ver-

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packung relativ leicht zu öffnen ist· Andere Vorteile dieses Verpackungstyps liegen auf der Hand, wobei sie von der Beschaffenheit der speziellen zu verpackenden Gegenstände abhängen. Wenn z.B.· Blitzlichtbatterien in der zuvor beschriebenen Art und Weise verpackt werden, bleiben die Batteriepole sauber und sind von dem thermoplastischen Material vor Korrosion geschützt*

Das bei der vorliegenden Erfindung nützliche thermoplastische Material kann jedes beliebige thermoplastische Polymerisat sein» das sich bei Wärmeanwendung in der Länge und/oder der Breite zusammenzieht. Sas Ausmaß an Schrumpfbarkeit in der Folie ist nicht wesentlich, wobei die einzige Voraussetzung darin besteht, daß die Folie nach dem Schrumpfen eng um den Verpackungsinhalt paßt. Das thermoplastische Material kann anfänglich die Form eines Blattes oder einer Röhre haben. Die Dicke der Folie ist nicht wesentlich und hängt von der Größe, dem Gewicht und der Gestalt des VerpackungsInhalts ab. Man hat z.B. bei der Verpackung von Blitzlichtbatterien festgestellt, daß 0,08 mm (3 Mil) Vinylfolie für eine zwei Batterien enthaltende Verpackung ausreicht, und 0,13 mm (5 Mil) Vinylfolie ist genug für eine vier Batterien enthaltende Verpackung. Die Folie sollte so beschaffen sein, daß sie nach ausreichender Wärmeeinwirkung eine Wärmeverklebung mit sich bildet, oder die bei genügend Wärmeeinwirkung und Gebrauch eines auf Wärme ansprechenden Klebers, z.B. eines Vinylklebers, eine Wärmeverklebung mit dem Material der Kopfleiste bildet. Kleber dieses Typs und ihre Anwendung sind in der Technik wohlbekannt. Die Wärmeverklebung sollte flexibel genug sein, um es beim Transport zu ermöglichen, daß die Kopfleiste flach gegen den Verpackungskörper umgefaltet werden kann, und dennoch sollte er brechbar genug sein, um es zu ermöglichen, daß die Verpackung bei einer auf die Kopfleiste angewandten Drehkraft entlang der Spannungslinie aufgerissen werden kann.

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Besonders wünschenswerte Verpackungen sind aus Polyvinyl-Ohloriden und ihren Gopolymer-Derivaten erhalten worden, vor allem Oopolymeren aus Polyvinyl-Chloriden und Vinylazetat oder Äthylen, die in hohem Maße in "beide Hichtungen gespannt sind und weniger als 5 i> Weiohmaoher enthalten· Wenn der Gehalt an Weichmachern gering gehalten oder der Weichmacher vorzugsweise völlig weggelassen wird, so erhält man eine Folie, die starrer ist als ehemals gebräuchliche Folien. Die Starrheit dieser Folien trägt dazu bei, daß sie hei einer minimal angewandten Kraft zerrissen werden können, und diese Starrheit erhöht daher ihre Nützlichkeit bei der beschriebenen Verpackungsart.

Die Auswahl des Materials, aus dem die Kopfleiste hergestellt wird, isi; nicht bedeutungsvoll; obwohl Pappe oder Karton bevorzugt werden, kann die Kopfleiste aus einem beliebigen, relativ steifem Blattmaterial hergestellt werden. Die Kopfleiste sollte vorzugsweise eine Größe haben, die ein leichtes Anfassen ermöglicht und die, falls gewünscht, als Aufhänger für die Verpackung verwendet werden kann.

Das Verfahren zur Herstellung der Verpackung der vorliegenden Erfindung erfordert zwei grundsätzliche Schritte: Wärmeverkleben und Wärmesohrumpfen. Das Verfahren zur Bildung der 'Verpackung nach den Figuren 1 bis 3 ist in dem folgenden Beispiel in Einzelheiten beschrieben.

Beispiel 1

Ein Blatt aus nicht weichgemachter Polyvinyl-Ohlorid-Vinylazetat-Folie von der Größe 7,5 x 24 cm (3" x 9 1/2") und einer

Dicke von mm (3 Mil) wird quer etwa Kante auf Kante umge-0,08

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* M Λ 4

ί Φ -- Λ

a ■*

- 10 -

faltet· Sie benachbarten Kanten des Blattes werden von einer Kopfleiste aus Pappe von ungefähr 7,5 x 5 cm (3" χ 2ⁿ) abgedeckt und in Längsrichtung umgefaltet· Die innere Seite der Pappe ist mit einem wärmeempfindliehen Viny!kleber überzogen und die Pappe wird an den Kanten des Bogens wärmeverklebt. Die Wärmeverklebung wird von mit Teflon überzogenen Leiterstäben durchgeführt, die eine Temperatur von 205°0 (400⁰P) in 1 Sekunde bei 1,8 - 2,5 a.t. (25 - 35 p.s.i.) liefern. Zwei Batterien von der Größe D werden in dem sich daraus ergebenden Beutel gelegt und die Verpackung wird in einem Wärmetunnel wärmegeschrumpft. Die Schrumpfungstemperatur liegt zwischen etwa 232⁰O (45O⁰P) am Eingang des Tunnels und etwa 1?7°0 (35O⁰I) am Ausgang. Die Verpackung bleibt etwa 2 Sekunden lang im Tunnel. Während des Durchgangs durch das Tunnel werden die Batterien in Ausrichtung gehalten, und die Kopfleiste wird von zwei parallelen Führungsschienen in einer aufrechten Lage gehalten. Das Wärme schrumpfen wird in einer derart kurzen· Zeit durchgeführt, daß sehr wenig Hitze auf den Verpackungsinhalt übertragen wird. Das Verfahren kann daher bei dem Verpacken von Waren angewendet werden, die durch Wärme Schaden leiden würden.

Die in den Figuren 4 bis 8 gezeigten Verpackungen können im wesentlichen in der gleichen wie der oben beschriebenen Weise hergestellt, werden. Die Varianten in dem Verfahren beziehen sich nur auf das Zusammenfügen der Kopfleiste vor dem Arbeitsgang des Wärmeverklebensβ

Experiment 1

Der folgende Test wurde durchgeführt, um den Widerstand gegen Bruch der Verpackung nach der vorliegenden Erfindung, verglichen mit den der gebräuchlichen Kartonverpackungen, zu ermitteln.

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Sin gebräuchlicher Karton mit 96 Verpackungen mit je zwei Batterien der Größe D wurde mit Verpackungen nach der vorliegenden Erfindung hergestellt und ein ähnlicher Karton mit 96 Verpackungen wurde hergestellt, wobei eine allgemein gebräuchliche Karton-Zwickelverpackung verwendet wurde. Beide Sartons wurden 48 Stunden lang bei einer Temperatur von -18⁰C (Q⁰?) gelagert und anschließend von einer Höhe von 46 cm (18 inches) zehnmal hinuntergeworfene

Bei der Prüfung der Kartons wurde festgestellt, daß in dem Karton der Verpackungen nach der vorliegenden Erfindung keine «erbrochenen Verpackungen waren, daß aber 8 oder 96 Kartonewickel serbrochen waren. Dieser fest begründet die überlegene Widerstandsfähigkeit der Verpackungen nach der vorliegenden Erfindung. Diese Widerstandsfähigkeit, kombiniert mit der Leichtigkeit, Bit der diese Verpackungen geöffnet werden können, ist bisher bei Verpackungen dieses Typs unerreicht gewesen·

Zwar ist die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf viele charakteristische Einzelheiten beschrieben worden, doch sollen diese Einzelheiten nicht als lediglich erläuternd ausgelegt werden und die offenbarte Erfindung nicht beschränken.

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Claims

- 12 Patentansprüche

· Verpackung mit Verpackungeinhalt und einer, dünnen wärmeschrumpfbar en thermoplastischen Folie, die umgebogen und um den Inhalt wärmegeschrumpft ist, gekennzeichnet durch eine Wärmeverklebung in der thermoplastischen Folie in der Nähe des Inhalts, welche ein sich von der Verpackung erstreckendes Hängeteil bildet und durch eine Kopfleiste aus relativ steifem Blattmaterial, die mit dem Hängeteil in Verbindung steht und die Schrumpfung begrenzt·
2. Verpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Folie eine thermoplastische Rühre ist, und daß die Wärmeverklebung die Röhre in zwei röhrenförmige Abschnitte unterteilt, und daß der Verpackungsinhalt in einem dieser Abschnitte und die Kopfleiste in dem anderen dieser Abschnitte liegt, und daß die thermoplastische Folie wärmegeschrumpft wird, um den Verpackungsinhalt und die Kopfleiste eng zu umschließen.
3· Verpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Folie ein Streifen ist, der derart umgebogen ist, daß die Kanten etwa aufeinanderliegen und mit der Kopfleiste wärmeverklebt sind·
4· Verpackung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten mit gegenüberliegenden Seiten der Kopfleiste wärmeverklebt sind·
5. Verpackung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten mit ein und derselben Seite der Kopfleiste wärmeverklebt sind.

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6. Verpackung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfleiste etwa Ende auf Ende umgebogen ist und die Kanten umschließt^ und daß sie daran wärmeverklebt wird·
7. Verpackung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Kopfleiste in der Nähe des VerpackungsInhalts enden·
8» Verpackung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material ein zweiachsig orientiertes Copolymer-Berivat aus Polyvinylchlorid mit weniger als 5 io Weichmacher ist· ·
9. Verpackung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymer ein nicht weichgemachtes Polyvinyl-Chlorid-Vinylazetat-Copolymer ist·
10. Verfahren zur Herstellung einer Verpackung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schleife aus wärmeschrumpfbarem thermoplastischen Material gebildet wird, daß eine Kopfleiste aus relativ steifem Blattmaterial gegenüber der Schleife angeordnet wird, daß das thermoplastische Material in der Nähe der Kopfleiste wärmeverklebt wird, um ein sich von der Schleife erstreckendes Hängeteil zu bilden, daß der Verpackungsinhalt in die Schleife gegeben und das thermoplastische Material wärmegeschrumpft wird«,

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