CH640471A5 - Mehrwandiger beutel und verfahren zu seiner herstellung. - Google Patents

Mehrwandiger beutel und verfahren zu seiner herstellung. Download PDF

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Cesare Quacquarella
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen mehrwandigen Beutel nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und auf ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Es ist bekannt, Gegenstände, insbesondere Nahrungsmittel wie Geflügel, Fleischstücke oder Käse in Kunststoffbeutel zu verpacken, wie sie beispielsweise in den US-PS 3 494 457 und 3 559 800 beschrieben sind. Diese Beutel sind doppelwandig ausgebildet, wobei eine Wand eine hohe mechanische Festigkeit hat, während die andere Wand gasundurchlässig ist, um eine Vakuumverpackung oder eine Verpackung mit Füllung aus inerten Gas herzustellen. Es ist ferner bereits bekannt, die Schichten eines mehrwandigen Beutels unter Einsatz einer Coronaentladung zu verbinden (GB-PS 1 252 322).
Demgegenüber betrifft die Erfindung zwar ebenfalls einen mehrwandigen Beutel aus flexibler Kunststoffolie jedoch weist er eine einfachere und zweckmässigem Ausführung nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 auf.
Ein Beutel dieser Art kann mit Nahrungsmitteln oder anderen Gegenständen gefüllt und auf irgendeine geeignete Weise, beispielsweise durch Klammerung oder Heisssiege-lung im Öffnungsbereich verschlossen werden.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung solcher mehrwandiger Beutel aus flexiblem Kunststoff, nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs 6.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Ausführungsbeispiele zeigenden Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Herstellung doppelwandiger Beutel für Verpackungszwecke.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1.
Fig. 3 zeigt in einer Darstellung ähnlich Fig. 1 ein anderes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung, in der ein dreiwandiger Beutel hergestellt werden kann.
Wie in Fig. 1 gezeigt, wird eine in Längsrichtung gefaltete, und zwar in diesem Fall in der Mitte gefaltete Bahn 1 aus «äusserem Beutelmaterial» (beispielsweise ein extru-dierter «BBl-Schlauch von der Firma W.R. Grace & Co.) von einer Vorratsanordnung 18 in Richtung des Pfeiles 2 bewegt und so ausgerichtet, dass übereinanderliegende Seitenkanten la und lb der Schichten lc und ld direkt über-einanderliegen, also gleiche Entfernungen von der Faltlinie le haben. Wie Fig. 2 zeigt, werden die Schichten lc und ld ausreichend voneinander entfernt gehalten, so dass sie sich zu beiden Seiten einer Corona-Entladeelektrode 3, d.h. eine Schicht oberhalb und eine Schicht unterhalb dieser Elektrode bewegen, welche einen Teil der nach innen gerichteten Flächen der Schichten lc und ld vorbehandelt.
Die Elektrode 3 braucht sich lediglich über ein Teil der Breite der gefalteten Bahn 1 zu erstrecken, so dass sie nur denjenigen Bereich jeder nach innen gerichteten Fläche der Schichten lc und ld behandelt, die im zusammengefalteten und flachgelegten Zustand der zusammengesetzten Bahn in Berührung mit der Bahn 4 kommen. Wenn andererseits der Öffnungsbereich 16 der zusammengesetzten Bahn 1, 4 an den inneren Flächen oberflächenbehandelt wäre, würde der Öffnungsbereich des Beutels durch das Zusammenpressen der Bahnen geschlossen werden, und es wäre nicht möglich, den Beutel für die nachfolgende Benutzung zu öffnen.
Vor der Behandlung durch die Coronaentladung bewegt sich die Bahn 1 über eine Spannungssteuereinrichtung 27.
Wie ausserdem in Fig. 1 zu erkennen ist, wird eine zweite in Längsrichtung gefaltete Folie 4, die übereinanderliegende Schichten 4c und 4d mit freien Kanten 4a und 4b aufweist, von einer Vorratseinrichtung 19 in horizontaler Richtung 5 senkrecht zur Richtung 2 bewegt. Diese zweite Bahn 4, die in der Mitte gefaltet sein kann, jedoch im
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vorliegenden Fall etwas aussermittig gefaltet ist, bildet das «innere Beutelmaterial» des fertigen Beutels, und ihre freien Kanten 4a und 4b haben geringfügig unterschiedliche Abstände von der Faltlinie 4e, was später erklärt wird.
Die Folie 4 läuft ebenfalls über eine Rollen aufweisende Spannungssteuereinrichtung 6, die im einzelnen in Fig. 2 gezeigt ist und aus im horizontalen Abstand voneinander angeordneten oberen Rollen 7 und 8 und einer vertikal bewegbaren unteren Rolle 9 besteht, auf die eine Feder eine nach unten gerichtete Kraft ausübt, um in der Bahn eine Spannung aufrechtzuhalten. Die Einrichtung 27 wirkt in entsprechender Weise auf die Bahn 1.
Von der Spannungssteuereinrichtung 6 läuft die Bahn 4 zwischen einer oberen und einer unteren Corona-Entlade-einrichtung 10 und 11 hindurch, die die äusseren Flächen der beiden Schichten 4c und 4d des inneren Beutelmaterials vorbehandeln. In diesem Ausführungsbeispiel besteht das innere Beutelmaterial aus einer EVA-Folie, die von der Firma W.R. Grace & Co. als «E-Beutel»-Schlauch angeboten wird.
Gegebenenfalls kann jede Förderbahn für das in Fig. 1 gezeigte Folienmaterial eine Schneidvorrichtung aufweisen, die das Eingangsmaterial aus kontinuierlich extrudierter Schlauchfolie, beispielsweise «BB1» für die äussere Bahn 1, «E-Beutel»-Schlauch für die innere Bahn 4, aufnimmt und den Schlauch entlang einer Kante aufschneidet, so dass die Bahn 1 zwei direkt aufeinanderliegende Schnittkanten la und lb hat, wie dies vorstehend erklärt wurde, während die Bahn 4 versetzte Schnittkanten 4a und 4b aufweist, die in diesem Fall einen Abstand von etwa 4 mm haben. Der Versatz zwischen den Kanten 4a und 4b kann jedoch gegebenenfalls bis zu 1 cm betragen.
Die Corona-Entladeeinrichtungen 10 und 11 sind so aufgebaut, dass sich die untere Einrichtung 11 über die gesamte Breite der Bahn 4 erstreckt und somit die gesamte nach unten gerichtete Fläche der Schicht 4c vorbehandelt, während die obere Einrichtung 10 an der Kante 4b der oberen Schicht 4d endet, so dass die Einrichtung 10 nicht die nach oben gerichtete Fläche des über die Kante 4b hinausragenden Randbereiches der Schicht 4c vorbehandelt.
Aus den Einrichtungen 10 und 11 gelangt die Bahn 4 zu einer Umlenkführung 12, die in diesem Fall aus einer Führstange geringen Durchmessers besteht, deren Achse in der Horizontalen und unter einem Winkel von im wesentlichen 45° bezüglich der Bewegungsrichtung 2 der Bahn 1 verläuft. Die Führstange 12 ist von ausserhalb des Raums zwischen den Schichten lc und ld der Bahn 1 freitragend gehaltert und endet sehr dicht an der Faltlinie le der Bahn 1, so dass die Bahn 4 des inneren Beutelmaterials so umgelenkt wird, dass sie sich in der gleichen Richtung 2 wie die Bahn 4 bewegt, wobei die Faltlinie 4e des inneren Beutelmaterials im wesentlichen mit der Faltlinie le des äusseren Beutelmaterials zusammenfällt. Zur Steuerung der Lage der Bahn 4 auf der Führstange 12 können gegebenenfalls Bahnsteuereinrichtungen vorgesehen werden.
Ein Paar unmittelbar hinter der Umlenkführung 12 und vor der Siegelstation angeordneter Klemmrollen drückt die vier Schichten der zusammengesetzten Bahn 1, 4 zusammen, um so die vorbehandelten Flächen der verschiedenen Schichten in Berührung miteinander zu bringen und eine unlösbare Verbindung herzustellen.
Wie in der Schnittdarstellung gemäss Fig. 2 und auch schematisch in der Draufsicht gemäss Fig. 1 zu erkennen ist, hat die zusammengesetzte, vierschichtige Bahn jetzt zwei Kanten la und lb der äusseren Bahn le sowie zwei Kanten 4a und 4b der inneren Bahn in verschiedenen, geringeren Abständen von der Faltlinie le.
Der Zweck des Versatzes der Kanten 4a und 4b der inneren Bahn 4 besteht darin, sicherzustellen, dass beim fertigen Beutel das äussere Beutelmaterial an beiden Seiten die gleiche Höhe hat, d.h. den gleichen Abstand zwischen der die Bodenkante des Schlauches bildenden Faltlinie und den den Umfang der Beutelöffnung bildenden Schnittkanten la und lb. Der innere Beutel hat an seinen Seiten geringfügig unterschiedliche Höhen, wodurch beim nächsten Bearbeitungsschritt, nämlich dem Querschweissen in der Siegelstation die Siegelbacken 13 einen ersten Bereich, in dem sie gegen die vier Schichten lc, 4d, 4c und ld gepresst werden, einen zweiten Bereich, in dem sie gegen drei Schichten lc, 4c, ld gepresst werden, und einen dritten Bereich (16 in Fig. 1) haben, in dem sie gegen nur zwei Schichten lc und ld gepresst werden.
Obwohl die beiden Kanten 4a und 4b auch unmittelbar miteinander fluchten können, so dass sich ein Bereich ergibt, in dem vier Schichten lc, 4d, 4c und ld zusammen-gepresst werden, während in einem zweiten Bereich 16 der Klemmdruck nur auf die beiden äusseren Schichten lc und ld ausgeübt wird, wird der Übergang zwischen dem Vierschicht-Klemmbereich und dem Zweischicht-Klemmbereich erleichtert, wenn ein Dreischicht-Zwischenbereich vorhanden ist.
Ein Bereich 16, in dem nur zwei Schichten lc und ld zusammengepresst werden, ist deshalb notwendig, damit einer der Beutel eine Höhe hat, die sich von dem anderen Beutel unterscheidet, so dass der das zu verpackende gut-umschliessende Bereich jedes fertigen Beutels zwei Schichten hat, nämlich einerseits die Schichten lc und 4c und andererseits die Schichten ld und 4d, während im Öffnungsbereich 16 des Beutels die Wand nur aus einer Schicht lc oder ld besteht, was das Siegeln vereinfacht. Soll der fertige Beutel beispielsweise durch Anbringung einér verformbaren metallischen Klammer verschlossen od'er versiegelt werden, wird dadurch die Menge des von den beiden Schenkeln der Klammer zu umschliessenden Folienmaterials auf einem Minimum gehalten. Darüber hinaus wird das «BB1»-Mate-rial im Klemmbereich ergriffen und nicht das «E-Beutel»-Material, das nicht die gleichen Eigenschaften der Luftundurchlässigkeit hat.
Die Klemmbacken 13 haben übliche obere und untere Siegelbacken mit Heizeinrichtungen zum Aufbringen von Wärme auf die zwischen ihnen eingeklemmten Bereiche der Zweischicht-, Dreischicht- und Vierschicht-Folie, um so jedes Paar durchgehender Schichten heiss zu siegeln und die vier Schichten lc, 4d, 4c und ld entlang einer Siegelnaht 14 zu einem integralen Aufbau zu verbinden.
Die äussere Bahn 1 wird intermittierend bewegt, so dass die Siegelbacken 13 die verschiedenen Schichten der Folie für eine geeignete Verweilzeit, die eine ausreichende Siegelung sicherstellt, einklemmen und zusammenhalten können, um danach einen Vorschub der Bahn zu gestatten, der der Breite eines fertigen Beutels entspricht, bevor die nächste Schweissnaht 14 hergestellt wird.
An der nicht unbedingt notwendigen, in Fig. 1 schematisch dargestellten Beuteltrennstation 15 werden die Beutel entlang ihrer Schweissnähte 14 abgetrennt, um so einen Beutel von dem nächstfolgenden Beutel zu trennen, und die Beutel können dann einer Stapelstation zugeführt werden, in der sie zum Versand und/oder zur Aufbewahrung in Behälter verpackt werden, oder sie können zu einer Bandstation gelangen, in der sie auf Trägerbänder, beispielsweise zwei mit Klebstoff beschichteten Bändern befestigt werden, mit denen die fertigen Beutel dachziegelartig übereinanderliegend einer automatischen Beutelfülleinrichtung zugeführt werden können, wie sie etwa in den US-PS 3 552 090, 3 587 843, 3 587 844 und 3 587 845 beschrieben ist.
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Gegebenenfalls kann die Folge von verbundenen und geschweissten Beuteln zur weiteren Lagerung und/oder zum Versand auf eine Trägerrolle augerollt werden, um dann am Gebrauchsort zerschnitten zu werden.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung wurde in Versuchen erfolgreich eingesetzt, um einen zusammengesetzten Beutel herzustellen, dessen äusseres Beutelmaterial (Bahn 1) aus einem aufgeschnittenen «BB1»-Schlauch von 0,061 mm Dicke und dessen inneres Beutelmaterial (Bahn 4) aus einem aufgeschnittenen «E-Beutel»-Schlauch (bestrahltes EVA/EVA) mit einer Dicke von 0,076 mm bestand.
Die Coronaeinrichtungen wurden mit einem 1000 W-Ge-nerator betrieben und lieferten eine Energiedichte, die ausreichte, um für die Verbindung zwischen den vorbehandelten Schichten lc und 4d einerseits und ld und 4c andererseits eine Oberflächenspannung von 55 dyn/cm zu erzeugen.
Die Breite des Randbereiches 16, die den Öffnungsbereich des fertigen Beutels festlegt, betrug etwa 12,7 cm, um so eine optimale Grösse des einschichtigen Öffnungsbereiches zur Vereinfachung des Verklammerns zu geben.
Die Haftung zwischen den inneren und den äusseren Schichten des zusammengesetzten Beutels sollte zur Erzielung optimaler Ergebnisse vorzugsweise in der Grössenord-nung von 7,9 g/cm liegen.
Bei dem vorstehend beschriebenen, zusammengesetzten Beutel kann das «E-Beutel»-Material bedruckt sein, und der Druck ist infolge der Transparenz des «BB1»-Materials der äusseren Bahn 1 von aussen erkennbar, während durch diesen Aufbau das bedruckte Material gegen Abnutzungen im Gebrauch des Beutels geschützt ist.
Obwohl vorzugsweise sowohl das innere als auch das äussere Beutelmaterial schrumpfbar ist, ist es ohne weiteres klar, dass eines dieser Materialien oder auch beide nicht schrumpfbar sein können. Wenn nur eines der Beutelmaterialien nicht schrumpfbar ist, soll dies vorzugsweise das innere Beutelmaterial sein, so dass das äussere Beutelmaterial den zusammengesetzten Beutel beim Schrumpfen in enge Berührung mit dem im inneren Beutel befindlichen Gut bringt.
Ausser dem «BB1»-Material kann für den äusseren Beutel beispielsweise auch ein aufgeschnittener «E-Beutel»-Schlauch, ein aufgeschnittener «BK-Beutel»-Schlauch oder ein «Super L»-Schlauch (alle von der Firma W.R. Grace & Co.) verwendet werden, während für d'en inneren Beutel beispielsweise ein aufgeschnittener «E-Beutel»-Schlauch, Polyethylen geringer Dichte, mittlerer Dichte oder hoher Dichte oder Polypropylen «Surlyn» oder «XU» (beide von der Firma W.R. Grace & Co.) eingesetzt werden kann.
Um eine erhebliche Vergrösserung des Widerstandes gegen Abnutzung des Beutels zu erhalten, hat die die Festigkeit verstärkende Schicht (im vorliegenden Ausführungsbeispiel der «E-Beutel»-Schlauch der Bahn 4) vorzugsweise eine Dicke von mindestens 0,045 mm, obwohl zu berücksichtigen ist, dass die Dicke nicht mehr als 0,127 mm und vorzugsweise nicht mehr als 0,102 mm betragen sollte, um die
Kosten zur Herstellung einer Impulsschweissung mittels der Backen 13 an der Seitensiegelstation nicht zu sehr ansteigen zu lassen.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sollen Beschädigungen des Beutels infolge scharfer Vorsprünge an der Innenfläche vermieden werden, und aus diesem Grund befindet sich das die Festigkeit erhöhende «E-Beu-tel»-MateriaI an der Innenseite. Wenn jedoch ein Schutz des Beutels gegen Beschädigungen von aussen geschaffen werden soll, besteht die äussere Bahn 1 aus einem die Festigkeit erhöhenden Material und die innere Bahn 4 aus einem gasdichten Material (beispielsweise «BB1»). In diesem Fall ist es zweckmässig, die innere Bahn 4 breiter zu machen als die äussere Bahn 1, falls die Dichteeigenschaften der inneren Bahn 4 auch im und oberhalb des Öffnungsbereiches des Beutels vorhanden sein sollen.
Die Wahl des jeweiligen Materials für die innere und/ oder äussere Beutelschicht liegt im Bereich des fachmännischen Könnens.
Obwohl die Erfindung vorstehend in Zusammenhang mit einem Doppelbeutel beschrieben wurde, ist es selbstverständlich klar, dass der Beutel gegebenenfalls auch aus drei verschiedenen Schichten bestehen kann. So kann beispielsweise der Beutel eine Sperr- oder Dichtungsschicht aufweisen, die zwischen einer äusseren, die Festigkeit erhöhenden Schicht und einer inneren, die Festigkeit erhöhenden Schicht liegt, wenn Schäden am Beutel sowohl von innen als von aussen vermieden werden sollen. In diesem Fall kann die Bahn 1 ein die Festigkeit erhöhendes Material sein und eine Breite haben, die geringer ist als die Breite der Bahn 4, die die Trenn- oder Dichtungsschicht bildet. Eine weitere Bahn 20 wird dann von einer Vorratsanordnung 21 zu einer Stelle in die Bahn 4 bewegt, die zwischen der Umlenkführung 12 und den Klemmrollen 17 liegt, wozu eine andere Umlenkführung 22 mit einer Spannungssteuereinrichtung 23 und mit einer äusseren Corona-Entladeeinrichtung 24 ähnlich den Einrichtungen 10 und 11 aus Fig. 1 vorgesehen werden. Die dritte Folie 20 wird mittels der Klemmrollen 17 in Berührung mit den nach innen gerichteten Flächen der Schichten 4c und 4d der Bahn 4 gedrückt. In diesem Fall muss zusätzlich eine weitere innere Corona-Entladeeinrichtung 25 in der Bewegungsbahn der Bahn 4 hinter der ersten Umlenkführung 12 (entsprechend der inneren Corona-einrichtung 3 aus Fig. 1) angeordnet werden, um sicherzustellen, dass die nach innen gerichteten Flächen der Schichten 4c und 4d der Bahn 4 vorbehandelt werden, um dann mit den nach aussen gerichteten Schichten der dritten, inneren Bahn 20 verbunden zu werden. Eine direkt vor der Coronaeinrichtung 25 befindliche Trenneinrichtung 26 erzeugt unmittelbar vor der Behandlung einen Abstand zwischen den Schichten der Bahn 20.
Die Spannungssteuereinrichtungen 6, 23, 27 gemäss Fig. 1 und 2 dienen dazu, die Spannung innerhalb gewünschter Grenzen zu regeln, so dass die Zufuhr der Bahn in Abhängigkeit von der Bewegung der Rolle 9 gesteuert wird, wodurch Schwankungen in den Spannungen der Bahnen 1, 4 und 20 ausgeglichen werden.
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Claims (10)

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    PATENTANSPRÜCHE
    1. Mehrwandiger Beutel aus flexibler Plastikfolie, bei dem mindestens eine seiner Wandschichten gasdicht ist und dessen Öffnungsbereich eine einwandige und dessen das Gut umschliessender Bereich eine mehrwandige Ausführung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsbereich aus einer Sperrfolie (1) und der das Gut umschliessende Bereich aus der Sperrfolie und einer beanspruchungsfesten Folie (4) gebildet ist.
  2. 2. Beutel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass er durch Aufeinanderschichten wenigstens der Sperrfolie (1) und der beanspruchungsfesten Folie (4) mit innigem Kontakt nach einer Coronaentladungs-Vorbehandlung der Folien (1, 4) auf den Kontaktflächen gebildet ist.
  3. 3. Beutel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beanspruchungsfeste Folie (4) an der einen Seite (4c) eine Tiefe aufweist, die grösser als die Tiefe an der andern Seite (4d) ist, und dass eine Seite mit einer geschlossenen Bodenkante des Beutels, zwei parallelen Seitenkanten des Beutels und einer vierten im Abstand von der geschlossenen Bodenkante befindlichen Kante verbunden ist, wobei als Tiefe der Abstand zwischen der Bodenkante und der vierten Kante gilt.
  4. 4. Beutel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
    dass der beanspruchungsfeste Film (4) zuinnerst liegt.
  5. 5. Beutel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Seiten der Sperrfolie (1) gleiche Tiefe aufweisen.
  6. 6. Verfahren zur Herstellung von mehrwandigen Beuteln aus flexiblem Plastikmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Sperrfolie und einer beanspruchungsfesten Folie durch Siegeln einer in Längsrichtung gefalteten, ebenen Bahn in mehrwandiger Ausführung entlang sich quer erstreckender Siegellinien und Durchtrennen der geformten Beutel in aufeinanderfolgende getrennte Beutel, dadurch gekennzeichnet, dass die längsgefaltete ebene Bahn als eine erste flexible Plastik-Sperrfolie (1) und eine engere, längsgefaltete Bahn als eine zweite beanspruchungsfeste Plastikfolie (4) gebildet wird, wobei die Faltlinien der beiden Folien aufeinandergelegt werden, dass für die Bildung der mehrwandigen Bahn (1, 4) die zweite Plastikfolie (4) über eine Umlenkführung (12) geführt und dadurch in die aus-senliegende erste Folie (1) eingelegt wird und dass die aneinanderliegenden Bahnen (lc, ld; 4c, 4d) der ersten und der zweiten Folie zum Zusammenkleben durch eine Coronaentla-dungsbehandlung vorbehandelt werden.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Folien durch Strahlung mittels Coronaentladungs-Elektroden behandelt werden, bevor die Bahnen in Kontakt gebracht werden.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei zumindest einer (4) der beiden Folienbahnen ihre freien Randkanten (4a, 4b) gegeneinander versetzt werden, so dass eine freie Kante (4a) weiter von der Faltlinie (4e) entfernt ist als die andere freie Kante (4b).
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Kanten (la, lb) der ersten Folienbahn (1) aufeinander gelegt werden und somit den gleichen Abstand von der Faltlinie (le) dieser Bahn haben, während die freien Kanten (4a, 4b) der zweiten Folienbahn (4) gegeneinander versetzt werden, so dass sie unterschiedliche Abstände von der Faltlinie (4e) dieser Bahn haben, derart, dass der gemeinsame Abstand der freien Kanten (la, lb) der ersten Folienbahn von der Faltlinie grösser wird als der Abstand der freien Kanten (4a, 4b) der zweiten Folienbahn.
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung der Bahnen (1, 4) vor Erreichen einer Umlenkführung (12) gesteuert wird.
CH586679A 1978-06-26 1979-06-22 Mehrwandiger beutel und verfahren zu seiner herstellung. CH640471A5 (de)

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