Verfahren zur Herstellung einer Packung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Packungen für Flüssigkeiten, wie z. B. Milch, Fruchtsäfte, Öle, für teigige oder andere halbfeste Körper, wie z. B. Eiscreme, und für Pulver und andere körnige Materialien.
Verschiedene Verfahren, welche verschiedene Arten von Erzeugnissen ergaben, wurden bisher auf der Suche nach billigen Wegwerfpackungen für Flüssigkeiten untersucht. Ein bekanntes Beispiel sind paraffinierte Behälter für Milch. Diese Versuche ergaben jedoch, meist aus Kostengründen, keinen allgemeinen Erfolg. Wir glauben, dass die vorliegende Erfindung mit ihrer Packung und dem Verfahren zur Herstellung derselben die Mängel und Nachteile der bisherigen Versuche überwindet.
Das erfindungsgemässe Verfahren umfasst ein Querverschweissen eines Abschnittes eines Rohres aus halbsteifem thermoplastischem Material zur Bildung des Bodens der Packung, das Ausspreizen dieses Bodens zur Bildung des Körpers der Packung, das Verschliessen der Packung vor oder nach ihrer Füllung und das Anbringen eines äusseren Streifens an der Packung zur Bezeichnung einer Austrittsöffnung zur verschlossenen Packung.
Eine wichtige Eigenschaft dieser Packung und ihrer Verwendung liegt im verschweissbaren Material, aus welchem die Packung hergestellt wird. Eine Reihe von Materialien sind für die Herstellung geeignet, und die endgültige Wahl kann von der besonderen Verwendung abhängen, für welche eine Packung vorgesehen ist, sowie vom vorgesehenen Inhalt der Packung.
Es ist auch wichtig, dass die Packung derart ausgeführt werden kann, dass sie selbsttragend ist und im gefüllten Zustand nicht verzerrt oder deformiert wird, wenn sie auf ihrem Boden steht, und das gewählte Material wird diesen Tatsachen Rechnung tragen. Versuche haben schon gezeigt, dass Nieder druck-oder lineares Polyäthylen diesen Bedingungen genügt und dass in diesem Material die verschiedensten Substanzen während langen Zeiten aufbewahrt werden können, ohne dass sie auslaufen oder ver ändert werden und ohne Beschädigung der Packung, wobei die Packung relativ hohe und tiefe Temperaturen aushält, so dass sie für die Verpackung von heissen und sehr kalten Substanzen geeignet ist und z. B. tiefgekühlt aufbewahrt werden kann.
Für viele zu verpackende Substanzen sind auch Blatt- oder Folien-Thermoplaste verschiedener Arten geeignet, z. B. Polyäthylen, Polypropylen, Polykarbamate oder Nylon, sowie sogenannte thermoplastische Legierungen (d. h. Gemische von Thermoplasten) und Laminierungen von thermoplastischen und/oder anderen Materialien wie z. B. Metallfolien, Papier, Karton, Cellophan , welche mit einer thermoplastischen Folie überzogen oder ausgelegt sein können.
Es kann auch der chemisch aktive Inhalt der Packung das für dieselbe zu verwendende Material bestimmen. Im Falle von Mineralölen ist z. B. halbsteifes Polyvinylchlorid angezeigt, welches von solchen Ölen nicht angegriffen wird.
Das Rohr für die einzelnen Packungen kann verschiedene anfängliche Formen haben; es kann flachgedrückt sein, z. B. mit längsverlaufenden Einfaltungen, oder es kann durch Verschweissen der Längsränder einer laufenden Bahn von thermoplastischem Blattmaterial gebildet werden.
Die Packungen können vorzugsweise aus einer Länge Rohr hergestellt werden, welche in einem geeigneten Zeitpunkt während der Herstellung der Pakkungen in Abschnitte für die einzelnen Packungen zerschnitten wird, z. B. unmittelbar vor dem Falten und Verschweissen des Bodens. Diese Rohrlänge kann von einer Vorratsspule oder von irgend einer anderen geeigneten Quelle bezogen werden, oder sie kann während der Herstellung der Packungen kontinuierlich gebildet werden, z. B. durch Anbringen einer längsverlaufenden Schweissnaht an einem um einen Dorn gehüllten thermoplastischen Band oder durch direktes Ausstossen aus einer Form.
Der Boden der Packung kann passenderweise durch eine einzig Quernaht abgeschlossen werden, besonders wenn ein mit Längsfalten versehenes Rohr verwendet wird. Diese Naht kann n durch Einklemmen des Rohres zwischen geheizten Backen hergestellt werden, durch Einführen des Rohres zwischen die Elektrodenplatten einer Hochfrequenz-Schweisseinrichtung (wenn es die Dielektrizitätskonstante des Materials zulässt), durch Einklemmen des Rohres zwischen Klemmbacken und Flammenverschweissen des Materials, oder auf andere Weise. Die Bildung dieser Bodennaht kann gleichzeitig mit oder vor oder nach dem Abschneiden des Stückes für die betreffende Packung von einem Rohr vorgenommen werden.
Der Boden der Packung kann geformt und ausgespreizt werden durch einen inneren Druck, welcher angelegt werden kann, indem Luft oder ein Gas in die Packung geblasen wird.
Zur Mithilfe bei der Formgebung des Bodens bei diesem Schritt, und um ihm eine Form zu geben, die es wegen den Eigenschaften des halbsteifen Materials, z. B. des Polyäthylens, beibehalten kann, wenn die Packung gefüllt ist, vorzugsweise gleichzeitig mit dem Blasen ein mechanischer Gegendruck an die Aussenseite der Packung gelegt werden.
Das Prinzip des Aufblasens mit einem Gas kann ferner vorteilhaft mit einer inneren Gasbehandlung der Packung verbunden werden, indem z. B. ein sterilisierendes Gas oder ein neutrales Gas, wie Stickstoff, verwendet wird.
Man wird verstehen, dass bei der Herstellung der Packung die Stufe des Verschliessens des oberen Endes von der Art des Einfüllens des Inhaltes in die Packung abhängt.
So kann die Packung nach dem Anbringen der Bodenverschlussnaht durch das offene obere Ende gefüllt werden, worauf dasselbe geschlossen werden kann, oder es kann nach vorherigem Verschliessen des oberen Endes das Füllen durch eine Öffnung geschehen, welche von einem Loch oder einem Schlitz in einer Wand der Packung gebildet wird.
Ein Füllen der Packung durch das offene obere Ende kann passenderweise unmittelbar nach dem Ausspreizen des Bodens vorgenommen werden, wobei die Packung während dem Ausspreizen des Bodens und dem Füllen vorzugsweise durch die gleichen Mittel und in der gleichen Weise gehalten wird.
Der äussere Streifen, welcher eine Auslassöffnung bezeichnet, kann über einer Öffnung oder einer geschwächten Stelle angebracht werden, welche vorher in der Wand der Packung oder im Rohrabschnitt für die Packung gebildet wurde, und welche durchstossen werden kann, um den Inhalt der Packung freizugeben, nachdem der Streifen von einem Benützer entfernt wurde. So kann z. B. eine geschwächte Stelle von Halbkreis-V-oder T-Form in einer VerÇahrens- stufe vor dem Füllen der Packung, in die Wand derselben eingepresst werden.
Bei einer anderen Ausführungsform kann der Verschluss aus einem abreissbaren Streifen bestehen, welcher über dem offenen oberen Ende der Packung angebracht wird. Diese Anordnung ist besonders günstig, wenn eine grosse Öffnung erforderlich ist, wie z. B. wenn die Packung für Eiscreme verwendet wird.
Es ist auch möglich, das obere Ende der Packung zu verschliessen, was z. B. durch eine querverlaufende Schweissnaht geschehen kann, bevor die Pakkung mit dem für sie vorgesehenen Inhalt gefüllt wird, und das Füllen kann dann durch eine Öffnung in der Wand der Packung vorgenommen werden, wobei diese Öffnung dann durch einen abreissbaren Streifen, welcher die Austrittsöffnung bezeichnet, verschlossen wird.
Es ist klar, dass die Schritte des Verschliessens der oberen und unteren Enden des Rohrabschnittes auch anders durchgeführt werden können, als es oben angegeben ist. Es ist z. B. in Fällen, in welchen die Packung g nach dem Verschliessen gefüllt wird, möglich, die beiden Schritte gleichzeitig durchzuführen.
Es ist auch klar, dass ausser den beschriebenen weitere Behandlungen, wie z. B. ein Bedrucken der ursprünglichen Rohrlänge der abgeschnittenen Rohrabschnitte oder der Packungen vorgenommen werden können.
In der beiliegenden Zeichnung sind ein Beispiel des Verfahrens und ein Ausführungsbeispiel der Pakkung nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines ersten Schrittes einschliessend das Abtrennen eines Rohrabschnittes für eine Packung von einer kontinuierlichen Rohrlänge ;
Fig. 2 zwei weitere Schritte bei der Herstellung einer Packung;
Fig. 3 einen späteren Schritt betreffend das Ausspreizen des Bodens;
Fig. 4 einen Schritt, in welchem die Packung mit ihrem Inhalt gefüllt wird;
Fig. 5 die allgemeine Form des Ausführungsbeispieles der Packung nach der Erfindung, und
Fig. 6 den oberen Teil einer modifizierten Ausführungsform einer Packung.
Zur Herstellung der Packung werden Rohrabschnitte für die einzelnen Packungen dadurch gebildet, dass nacheinander Abschnitte einer gewünschten Länge aus einem flachgedrückten, mit Längsfalten versehenen Rohr 1 aus halbsteifem Polyäthylen abgeschnitten werden. Bei der Durchführung dieses Vorganges wird das Rohr 1 in Intervallen um die erforderliche Abschnittlänge durch eine Schneideeinrichtung 2 zu einer Rohrstützeinrichtung vorge schoben, welche einen Tisch 3 aufweist. Das Rohr wird durch einen Schlitz 4 in der Schneideinrichtung 2 geführt, und das eigentliche Abschneiden geschieht mittels eines Messers 5, dessen Schneidbewegungen mit dem Vorschub des Rohres synchronisiert sind.
Die Rohrstützeinrichtung weist ferner ein Greifermittel auf, welches in Fig. 1 in vereinfachter Form dargestellt ist und eine Stützplatte 6 sowie ein Paar von Greifbacken 7 besitzt, welch letztere in längsverlaufende Einfaltungen 8 im Rohr 1 eingreifen und gegen den vorderen Rand der Platte 6 bewegt werden, so dass sie eine Flanke der Einfaltungen gegen die Platte 6 drücken. In diesem Zustand wird ein Abschnitt 9 für eine Packung abgeschnitten.
Der abgetrennte Abschnitt 9 wird dann von der Stützeinrichtung, in der beschriebenen Weise festgehalten, einer Schweissvorrichtung zugeführt, welche quer über die ganze Breite des freien Endes des Abschnittes, welches den Boden der herzustellenden Packung bilden soll, eine Schweissnaht anbringt und damit die Einfaltungen und die vorderen und hinteren Wände des Rohrabschnittes alle miteinander verschweisst. Dies ist in Fig. 2 dargestellt, wobei angenommen wird, dass das Greifermittel 6, 7 den Rohrabschnitt 9 in eine Lage gebracht hat, in welcher ein Paar von geheizten Backen 10 die erwähnte querverlaufende Schweissnaht anbringt.
Fig. 2 stellt auch den nächsten Schritt des Verfahrens dar, in welchem ein Amboss in der Form eines Stabes II durch das offene obere Ende des Abschnittes 9 eingeführt wird und eine Unterlage für ein Stanzwerkzeug 12 bildet, welches in der Nähe des oberen Endes des Abschnittes 9 gegen die Wand desselben gedrückt wird, wobei die Druckkraft so gross ist, dass eine Kante 13 des Stanzwerkzeuges 12 eine halbkreisförmige geschwächte Linie 14, aber nicht einen durchgehenden Schlitz, in der Wand bildet.
Beim nächsten Schritt, welcher in Fig. 3 dargestellt ist, wird ein Blasrohr 15 in den oberen Teil des Abschnittes 9 eingeführt, und ein Klemmblock 16 drückt gegen das obere Ende der äusseren Wand, um dieselbe um das Blasrohr 15 herum zu schliessen.
Die andere Hälfte des eingefalteten Endes der Pakkung wird immer noch vom Greifermittel 6, 7 gehalten. Luft oder ein Gas wird unter Druck durch das Blasrohr 15 in die Packung geblasen, um dieselbe aufzuspannen und die Einfaltungen 8 zu öffnen. Zur Unterstützung dieses Vorganges wird ein Gegendruck verwendet, welcher durch die Bewegung einer Platte
17 gegen das untere Ende der Packung entsteht, das nun durch die von den Backen 10 angebrachte Schweissnaht 18 verschlossen ist. Die Platte 17 sorgt dafür, dass die Ecken der Packung richtig gebildet werden und dient gleichzeitig dazu, einen Falz 19 gegen den Boden der Packung zu drücken, welcher sich an die Naht 18 anschliesst.
Nachdem die Packung nun für die Aufnahme ihres Inhaltes bereit ist, wird beim nächsten Schritt (Fig. 4) eine Düse 20 in den oberen Teil der Pakkung 9 eingeführt, welche immer noch vom Greifermittel 6, 7 gehalten ist, und die Wand der Packung wird von einer Stange 21 gegen die Düse gedrückt.
Nachdem die Packung mit dem vorgesehenen Inhalt gefüllt ist, und nachdem dann die Düse 20 entfernt t ist, wird die Packung verschlossen, und zwar im vorliegenden Falle durch Heizbacken 22 (Fig. 5), welche eine Schweissnaht quer über den oberen Rand bilden und damit alle Falten des flachgedrückten, ein- gefalteten Rohres verbinden. Zu diesem Zwecke kön- n;en die Greifbacken 7 wegbewegt werden, so dass die zweite Flanke der Einfaltung gegen die erste Flanke gedrückt werden kann, worauf die Greifbacken 7 zu rückbewegt werden, um nun n das vollständig flachge- drückte obere Ende der Packung während dem Anbringen der Schweissnaht festzuhalten.
Beim nächsten Schritt wird der untere Teil eines Streifens 23, z. B. aus Metallfolie, die mit einem Thermoplast überzogen ist, über der geschwächten Linie 14 an der Packung angebracht, wobei der obere Teil dieses Streifens 23 von der Packung absteht, so dass der Streifen leicht von einem Benützer ergriffen und abgerissen werden kann, um die künftige Auslassöffnung in der Packung freizulegen.
Man wird verstehen, dass die einzelnen Schritte des beschriebenen Verfahrens in einer automatischen Folge in einer Maschine durchgeführt werden können, welche nacheinander eine Mehrzahl von Packungen herstellt.
Man wird ferner verstehen, dass Modifikationen der Erfindung möglich sind. Z. B. kann das Aufspreizen des Bodenteiles der Packung in gewissen Fällen beim Einfüllen des Inhaltes allein erfolgen, wenn das Material der Packung, die Dichte des Inhaltes und der Druck, mit welchem er eingefüllt wird, dies gestatten.
Weiter kann der endgültige Verschluss statt wie beschrieben durch eine Quernaht auch durch einen Streifen erfolgen, welcher über dem oberen Ende der Packung angebracht wird. Ein Beispiel dieser Art ist in Fig. 6 dargestellt, wobei angenommen ist, die Packung sei mit einem Material, wie z. B. Eiscreme, gefüllt, für welches beim Auspacken eine grosse Üff- nung wünschbar ist. Aus diesem Grunde wird der Schnitt des Verschweissens des oberen Endes der Packung, wie es im oben beschriebenen Beispiel verwendet wurde, weggelassen, und ein Streifen 24 aus geeignetem Material, z. B. aus Metallfolie oder sbeifem Papier, wird über dem oberen Ende der Pakkung angebracht, um dieselbe zu verschliessen.
Dieser Streifen n kann abgerissen werden, um den Inhalt der Packung zugänglich zu machen.