Verpackungsbeutel für niedrig- bis hochviskoses Füllgut, Verfahren zu seiner Herstellung sowie Verwendung des Verpackungsbeutels
Die Erfindung betrifft einen Verpackungsbeutel für niedrig- bis hochviskoses Füllgut, ein Verfahren zu seiner Herstellung sowie eine Verwendung des Verpackungsbeutels.
Es sind in umfangreichem Masse Verpackungen in Foliensäcken aus Kunststoffen, wie Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid usw., bekannt. In Ihrer einfachsten Form bestehen sie aus zwei Folien, die ringsherum zugeschweisst sind und das fliessfähige Füllgut enthalten.
Es gibt auch tubenförmige Folienverpackungen, die an der einen Stirnseite eine eingeschweisste Verschlusskapsel aufweisen, die meistens mit Gewinde versehen ist und sich von den früheren Metalltubenverschlüssen nur durch ihr Kunststoffmaterial unterscheidet. Das entgegengesetzte Tubenende dient zum Füllen und wird durch Zuschweissen geschlossen. Wegen des Rundgewindes muss im allgemeinen der Tubenverschluss gleichfalls rund sein.
Bisher fehlte jedoch in der Praxis eine Dosiereinrichtung, die es gestattet, das flüssige, niedrige, bis hochviskose Füllgut in breiter Fläche gleichmässig zu dosieren. Durch die Erfindung soll dies mittels eines neuartigen Verpackungsbeutels ermöglicht werden.
Der erfindungsgemässe Verpackungsbeutel für niedrig- bis hochviskoses Füllgut ist dadurch gekennzeichnet, dass er an der für den Austritt des Füllgutes vorgesehenen Stirnkante eine Verbindungsnaht mit kammartig angeordneten, Stege bildenden Längsnähten aufweist.
Bei einem solchen Verpackungsbeutel wirken nach dem Abschneiden seines vorderen Endes die zwischen den Stegen verbliebenen Kanäle als Dosiervorrichtung.
Das Verfahren zur Herstellung des Verpackungsbeutels kennzeichnet sich dadurch, dass an einem aus Verpackungsmaterial bestehenden schlauchförmigen Gebilde mindestens zwei, quer zu seiner Längsachse verlaufende Verbindungsnähte angebracht werden, deren gegenseitiger Abstand der Länge eines Verpackungsbeutels entspricht, und von denen wenigstens eine mit kamm artig angeordneten, Stege bildenden Längsnähten versehen wird.
Schliesslich soll die Verwendung eines solchen Verpackungsbeutels zum Dosieren oder Mischen mehrerer verschiedener dickflüssiger Stoffe unter Schutz gestellt werden.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand anhand mehrerer Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel in perspektivischer Darstellung,
Fig. 2 die Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel der Fig. 1,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel der Fig. 1,
Fig. 4 eine Stirnansicht des Ausführungsbeispieles der Fig. 1 nach dem Abtrennen der vorderen Verbindungsnaht längs der Linie A-A,
Fig. 5 die Anwendung eines Schlüssels zum Entleeren des Verpackungsbeutels nach Fig. 1,
Fig. 6 das vordere, abgeschnittene Ende eines zweiten Ausführungsbeispieles,
Fig. 7 dasselbe Ende nach dem Umbiegen des Randes um die Linie C-C in Fig. 6,
Fig. 8 die Draufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel,
Fig. 9 einen Schnitt nach Linie 9-9 in Fig. 8,
Fig.
10 die Draufsicht auf das vordere Ende eines vierten Ausführungsbeispieles,
Fig. 11 die Draufsicht auf das vordere Ende eines fünften Ausführungsbeispieles,
Fig. 12 die Draufsicht auf das vordere Ende eines sechsten Ausführungsbeispieles,
Fig. 13 einen Längsschnitt durch ein siebtes Ausführungsbeispiel,
Fig. 14 die schematische Darstellung eines ersten Herstellungsverfahrens und
Fig. 15 bis 17 die einzelnen Verfahrensschritte eines zweiten Herstellungsverfahrens.
Das in Fig. 1 in perspektivischer Ansicht dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Verpakkungsbeutels ist aus einem Kunststoffschlauch 1 hergestellt. Fig. 2 zeigt denselben Verpackungsbeutel in Drauf sicht und Fig. 3 im Längsschnitt. Der das niedrig- bis hochviskose Füllgut 2 enthaltende Kunststoffschlauch 1 weist an der für den Austritt des Füllgutes 2 vorgesehenen Stirnkante eine durch Schweissen hergestellte Verbindungsnaht 3 mit kammartig angeordneten, Stege bildenden Längsnähten 4 auf. An der gegenüberliegenden Stirnkante ist der Kunststoffschlauch durch eine Schweissnaht 3' verschlossen.
Schneidet man von diesem gefüllten Verpackungsbeutel die Verbindungsnaht 3 ab, indem man beispielsweise mit einer Schere einen Schnitt längs der Linie A-A ausführt, so ermöglichen die zwischen den Stegen oder Längsnähten 4 verbliebenen Kanäle 4' einen dosierten Ausfluss des Füllgutes 2 beim Zusammendrücken des Verpackungsbeutels. Fig. 4 stellt eine Stirnansicht des abgeschnittenen Verpackungsbeutels dar und lässt die Stege 4 sowie die zwischen diesen befindlichen Dosierungskanäle 4' deutlich erkennen.
Durch Drücken auf den Verpackungsbeutel wird das Füllgut, z.B. ein viskoser Klebstoff, auf die Unterlage in zueinander parallel verlaufenden Streifen aufgetragen, wobei die Auftragsmenge ein einerseits vom Querschnitt der Kanäle 4' und andererseits von deren Zahl und gegenseitigem Abstand abhängt.
Zum gleichmässigen Entleeren des Verpackungsbehälters kann man sich gemäss Fig. 5 eines Schlüssels 5 bedienen, wie er für Fischdosen aus Blech bekannt ist.
Durch Einschieben der hinteren Schweissnaht 3'in den Schlitz 5' des Schlüssels 5 und durch Drehen des letzteren im Sinne des Pfeiles B kann der Verpackungsbehälter gleichmässig und restlos entleert werden.
Die Längsnähte oder Stege 4 brauchen nicht unbedingt in der Richtung der Längsachse des Verpackungsbeutels zu verlaufen, sondern können auch schräg dazu angeordnet sein, wie Fig. 6 zeigt. Dies hat den Vorteil, dass ein aufgeschnittener Verpackungsbeutel durch Umbiegen seines vorderen Endes um die Linie C gegen unbeabsichtigtes Ausfliessen des Füllgutes gesichert werden kann (siehe Fig. 7); denn durch das Umbiegen erfolgt ein schroffer Richtungswechsel der Kanäle 4', der dem Austritt des Füllgutes entgegenwirkt. Der umgebogene Rand kann durch leichtes Ankleben mittels eines Klebestreifens oder durch Aufstecken eines in Fig. 5 dargestellten Schlüssels 5 fixiert werden.
Die Längsnähte oder Stege 4 können sich - wie in den Figuren 1, 2 und 6 - nur über einen Teil der Länge des Verpackungsbeutels erstrecken; es ist jedoch auch möglich, wenigstens einen Teil der Längsnähte 4 auf die ganze Länge des Verpackungsbeutels auszudehnen. Fig.
8 zeigt solche Ausführungsform, bei der sich eine Längsnaht, und zwar die mittlere, über die gesamte Beutellänge erstreckt. Dadurch wird das Innere des Verpackungsbeutels in zwei Räume I und II unterteilt. Ein solcher Verpackungsbeutel eignet sich beispielsweise zur Aufnahme der beiden getrennten Komponenten eines Zweikomponentenklebers. Fig. 9 zeigt einen Schnitt nach Linie 9-9 in Fig. 8 und lässt die Klebstoffkomponenten 2 und 2' sowie die mittlere Längsnaht 4 deutlich erkennen.
Durch mehrere, sich über die ganze Beutellänge erstreckende Längsnähte 4 könnte das Innere des Verpackungsbeutels auch in mehr als zwei Räume unterteilt werden. Insoweit gelten die nun folgenden Ausführungen sinngemäss auch für Verpackungsbeutel mit mehr als zwei Räumen.
Bei zur mittleren Längsnaht symmetrischer Verjüngung des vorderen Beutelendes wird man, ganz gleich, ob man die Beutelspitze längs der Linie D, E oder F abschneidet, stets dasselbe Mischungsverhältnis 1:1 der beiden in den Räumen I und II befindlichen Komponenten erzielen, wie dies in Fig. 10 veranschaulicht ist.
Dabei spielt die Zahl der Kanäle pro Raum keine Rolle; es kann pro Raum eine Mehrzahl von Kanälen vorgesehen sein, wie in Fig. 10, oder auch nur ein Kanal, wie in Fig. 11. Verjüngt man jedoch gemäss Fig. 12 das vordere Ende des Verpackungsbeutels unsymmetrisch, so kann man beispielsweise erreichen, dass das Mischungsverhältnis beim Abschneiden längs der Linie G etwa 2:1, längs der Linie H etwa 1:1 und längs der Linie J etwa 1 : 2 beträgt. Zweckmässigerweise kann ein entsprechender Aufdruck mit den Abtrennungslinien und den für sie gültigen Mischungsverhältnissen auf dem Verpackungsbeutel - vorzugsweise auf beiden Seiten desselben - angebracht werden.
Anstatt die Räume I und II nebeneinander anzuordnen, kann man sie auch übereinander anordnen. Dies geschieht am einfachsten in der Weise, dass man gemäss Fig. 13, die einen perspektivischen Längsschnitt durch einen derartigen Verpackungsbeutel zeigt, zwei aus thermoplastischem Kunststoff bestehende Schläuche 1, 1' übereinanderlegt und nach dem Füllen mit den Komponenten 2, 2' durch die Nähte 3, 3' und 4 an den beiden Stirnenden miteinander verschweisst.
Werden die Verpackungsbeutel aus thermoplastischen Kunststoffschläuchen hergestellt, so wird ein entsprechender, mit dem Füllgut gefüllter Schlauchabschnitt gemäss Fig. 14 in bestimmten (einer Beutellänge entsprechenden) Abständen mit einer breiten, kammartigen Schweissnaht versehen. Durch Abtrennen längs den Linien K-K entstehen dann die einzelnen Verpackungsbeutel mit den stirnseitigen Verbindungsnähten 3 und 3' sowie den Längsnähten 4.
Die Verpackungsbehälter können jedoch auch einzeln und beispielsweise aus Metallfolie hergestellt werden, auf deren Unterseite eine Folie aus thermoplastischem Kunststoff aufkaschiert ist. Dabei werden gemäss Fig. 15 zwei oder drei Zuschnitte übereinandergelegt, worauf die Zuschnitte durch eine sich über drei Ränder erstreckende Verbindungsnaht 3" (Fig. 16) miteinander verschweisst werden; nach dem Füllen des dadurch entstandenen Beutels wird dieser durch die Verbindungsnaht 3, an die sich die Längsnähte 4 anschliessen, verschlossen, siehe Fig. 17.
In dieser oder einer ähnlichen Weise könnten die Verpackungsbeutel auch aus Papier hergestellt werden, das wenigstens in den in Frage kommenden Bereichen an der Unterseite mit einer heissiegelfähigen Schicht versehen ist.
Ausser thermischen Schweissnähten kommen auch noch chemische Schweissnähte in Frage, die dadurch entstehen, dass die aus Kunststoff bestehenden Folien an den Nahtstellen durch ein Lösungsmittel angelöst und anschliessend zusammengedrückt werden, ggf. unter geringer Wärmezufuhr, worauf nach Verdunsten des Lösungsmittels eine dichte zu (chemische Schweissnaht ge- bildet ist.
Die Längsnähte oder Stege 4 haben gleichzeitig die Aufgabe, den Verpackungsbeutel im Bereich seines Verschlusses zu verstärken; dadurch entsteht eine Art Spachtel zum Verstreichen des dosierten Füllgutes. Eine weitere Verstärkung kann erzielt werden durch Eine oder Unterschweissen eines Verstärkungsstreifens beispielsweise aus einem Kunststoff, der härter ist als der Kunststoff, aus dem der Verpackungsbehälter besteht.
Um bei Verpacltungsbeuteln mit übereinanderliegen den Räumen den Füllgutaustritt aus dem unteren Raum geringer zu halten, kann die untere Folie während des Verschweissvorganges einer stärkeren Querspannung ausgesetzt werden.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die untere Folie nachträglich zu schrumpfen, sei es durch einfache Wärmebehandlung der verstreckten Folie, sei es durch Verwendung einer stärker schrumpfenden Folie, so dass schon während der beim Verschweissvorgang auftretenden Wärmebildung eine stärkere Schrumpfung der Kanalfolie auftritt, sei es durch nachträgliches Bestreichen mit geeigneten, die Schrumpfung fördernden chemischen Mitteln, sei es durch leichtes Pressen des gesamten Austrittsbereiches des Verpackungsbehälters, wobei die untere Pressfläche beheizt ist, die obere dagegen nicht.
Auf einfache Weise kann auch eine Veränderung des Dosierungsverhältnisses dadurch erzielt werden, dass man für den oberen und den unteren Schlauch Material verschiedener Dicke oder Konsistenz oder Zusammensetzung verwendet, so dass sich beim Zusammenschweissen etwas veränderte Kompaktierungsverhältnisse und Schrumpfungsverhältnisse ergeben, die zu einer unterschiedlichen Kanalausbildung führen.
Es bietet ohnehin allgemein die Verwendung verschiedener oder Zweikomponenten-Folien geeignete Differenzierungsmöglichkeiten nicht nur in bezug auf Ver änderung der chemischen und/oder physikalischen Beständigkeit des Folienmantels, sondern auch in bezug auf Veränderung der Beutel und Verschlusseigenschaften an sich, sei es durch Versteifung, Glättung, Rauhung, Prägung, Verfestigung usw.
Es können einmal hier plattierte, verschweisste oder doublierte Kunststoffolien verschiedener Beschaffenheit oder verschiedenen Rohstoffs verwendet werden, beispielsweise aus Niederdruckpoly äthylen mit Hochdruckpolyäthylen, aus Polyäthylen mit Polyester, aus Weich-PVC mit Hart-PVC oder auch Kunststoffe mit anderen Folien, beispielsweise umgefällter Zellstoff (unter der geschützten Bezeichnung Cellophan erhältlich) mit Polyäthylen, Aluminiumfolie mit Kunststoffolie, Papier mit Kunststoffolie usw. Vorbedingung ist nur, dass das Beutelmaterial in sich und miteinander verschweissbar ist. Insoweit müssten also, wenn die eine Komponente Papier oder Aluminium ist, die zu verbindenden Schichten durch entsprechende Behandlung, beispielsweise durch Imprägnieren oder Bestreichen mit einem Kunststoff, wie Polyvinylacetat, heissiegelfähig gemacht werden.
Der geeigneten Rohstoffkombination sind hier keinerlei Grenzen gesetzt.
Im Bereich der Austrittsöffnungen können Verstärkungen durch gummielastische Folien vorgesehen werden, die bei Fortfall des Auspressdruckes ein Zusammenziehen und Verschliessen der aufgeschnittenen Öffnungen bewirken. Als Kunststoffe für solche Folien kommen beispielsweise vernetzte Polyurethane in Frage, aus denen die Folien Resistin und Sygumin > (Diring Dichtungsringges.m.b.H., Stuttgart) und die Fasern Lycra und Spondex (E.I. du Pont de Nemours & Co., Wilmington/Del., USA) bestehen. Zweckmässigerweise wird eine Folie aus einem solchen gummielastischen Kunststoff oben und unten auf den kammartigen Auslass mitaufgeschweisst.
Die erfindungsgemässen Verpackungsbeutel mit zwei oder mehr Räumen können nicht nur als Verpackungsund Dosierungsbehälter für Zweikomponentenkleber dienen, sondern sie können auch in der Nahrungsmittelindustrie zum Einsatz gelangen, beispielsweise als Behälter für Kaffee und Sahne, für Senf und Mayonnaise, verschiedenfarbige Tortenverzierungscreme usw. In Fällen, in denen die beiden Komponenten nicht in Mischung, sondern einzeln zur Anwendung gelangen, kann ein Verpackungsbeutel mit zwei nebeneinanderliegenden Räumen verwendet werden, wobei die Längsnaht entsprechend breit und mit einer Perforation versehen ist, so dass der Beutel durch Auftrennen längs der Perforationslinie in zwei kleinere Beutel aufgeteilt werden kann.