DE102012016864A1

DE102012016864A1 - Seitenfaltenbeutel

Info

Publication number: DE102012016864A1
Application number: DE201210016864
Authority: DE
Inventors: Stefan Mäckler; Jürgen Engelhardt; Jürgen Wirtz-Stark
Original assignee: Vereinigte Papierwarenfabriken GmbH
Current assignee: Vereinigte Papierwarenfabriken GmbH
Priority date: 2012-08-25
Filing date: 2012-08-25
Publication date: 2014-02-27
Anticipated expiration: 2032-08-26
Also published as: DE102012016864B4

Abstract

Ein Seitenfaltenbeutel zum Verpacken von besonders sperrigen Medizinprodukten, hergestellt aus einer Papierlage und einer damit am Boden und an der Seite durch Siegelnähte durchgängig verbundenen Kunststofflage, dabei mit über Faltkanten in die Kunststofflage eingeschlagenen und im wesentlichen parallel zu den Seiten verlaufenden Seitenfalten, ist so zu verbessern, dass eine sichere Handhabung des Beutels gewährleistet wird und für den Anwender des Beutels zusätzlich eine gut erkennbare Rückmeldung darüber erzielt wird, falls der Beutel eine kritische Belastung an einer seiner Schwachstellen erfahren hat, welche sich in den Kreuzungspunkten der Bodensiegelnaht mit den Faltkanten der Seitenfalten befinden. Dies geschieht, indem der Seitenfaltenbeutel mit in seitlichem Abstand zu der Bodensiegelnaht sowie paarweise in seitlichem Abstand zueinander stehenden Anheftungsbereichen versehen wird, zwischen denen hindurch jeweils eine Faltkante einer Seitenfalte verläuft, so dass der beim Befüllen des Beutels mit sperrigem Medizinprodukt entstehende Faltenwurf der Kunststofflage von denjenigen Kreuzungspunkten der Faltkanten mit der Bodensiegelnaht sicher ferngehalten wird, welche durch die paarweise beiderseits der Faltkante stehenden Anheftungsbereiche geschützt sind. Der erfindungsgemäße Seitenfaltenbeutel kann zum Verpacken von sperrigen Medizinprodukten verwendet werden, die in der Endverpackung mit Gas oder Wasserdampf zu sterilisieren sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen flachen Beutel aus einer Papierlage und einer damit an den Rändern durch seitliche Seitensiegelnähte sowie durch eine quer dazu verlaufende Bodensiegelnaht durchgängig verbundenen Kunststofflage, mit einem durch die Seitensiegelnähte und die Bodensiegelnaht gebildeten innenliegenden Beutelfüllraum, und mit über je zwei Faltkanten zu Seitenfalten mit in drei Lagen übereinanderliegend eingeschlagener Kunststofflage, wobei die Faltkanten der Seitenfalten im wesentlichen parallel zu den seitlichen Rändern des Beutels verlaufen und die Bodensiegelnaht in Kreuzungspunkten kreuzen.
Klarsichtbeutel, zur Verwendung als sogenannte Sterilbarrieresysteme für in der Endverpackung zu sterilisierende Medizinprodukte, sind für Anwendungen in der Wasserdampfsterilisation sowie in der Gassterilisation hinlänglich bekannt. Diese Beutel sind zum Beispiel durch Vorgaben der DIN EN 868-5 (mit dem Titel „Verpackungen für in der Endverpackung zu Sterilisierende Medizinproduckte – Teil 5: Siegelfähige Klarsichtbeutel und -schlauche aus porösen Materialien und Kunststoff-Verbundfolie – Anforderungen und Prüfverfahren") genauer beschrieben, sowohl hinsichtlich Aufbau und grundlegender konstruktiver Merkmale, als auch hinsichtlich grundlegender Anforderungen. Derartige Beutel für medizinische Anwendungen sind für die Sterilisation des im verschlossenen Beutel verpackten Füllgutes mit sterilisierendem Gas (z. B. Ethylenoxid) bzw. Wasserdampf sowie für die anschließende Aufrechterhaltung der Sterilität des Füllgutes im Beutel vorgesehen. Dies erfordert einerseits die Durchlässigkeit des versiegelten Beutels für die sterilisierende Agens (Wasserdampf bzw. Gas), und andererseits die Transparenz des Beutels zur unmittelbaren Erkennbarkeit des im Beutel verpackten Füllgutes. Klarsichtbeutel sind daher aus zwei verschiedenartigen Materiallagen hergestellt: aus einem gasdurchlässigen und gleichzeitig keimdichten Material (z. B. aus speziellen medizinischen Papierqualitäten), und aus einer transparenten Kunststofffolie (zumeist aus Kunststoffverbundfolie mit einer Siegelschicht aus Polyethylen oder Polypropylen sowie einer weiteren mechanisch und thermisch stabilen Schicht aus (bi)axial orientiertem Polyester oder auch aus (bi)axial orientiertem Polyamid). Papierlage und Kunststofflage werden bei der industriellen Vorfertigung der üblicher Weise rechteckförmigen flachen Beutel miteinander zur Deckung gebracht und an drei Rändern – an zwei längs und weitgehend parallel zueinander verlaufenden Seitenrändern sowie am Beutelboden quer zu dazu – durch zusammenhängende Siegelnähte miteinander verbunden, so dass der nach außen hin abgetrennte Befüllraum des Beutels entsteht. Der vierte Rand des rechteckförmigen Beutels, welcher zunächst ohne eine Siegelnaht offen verbleibt, stellt die Befüllungsöffnung des Beutels dar, welche durch den Anwender nach der Befüllung des Beutels durch einen eigenständigen Siegelvorgang mit einer weiteren Siegelnaht verschlossen werden kann. Bei der Endanwendung der vollständig verschlossenen Beutel müssen diese zum Zweck der sogenannten aseptischen Präsentation von in den Beuteln verpackten Medizinprodukten geeignet sein. Diese Anforderung ist in der Regel durch Aufpeelen der Beutel gelöst, wozu die Siegelnaht des Beutels entsprechend peelbar zu gestalten sind. Letzteres erfordert die Ausgestaltung der Siegelnähte mit Siegelnahtfestigkeiten, die einerseits hinreichend hoch für den sicheren Verschluss des Beutels nach außen und die Widerstandskraft des Beutels gegen Belastungen aufgrund von Sterilisation, Transport und Handhabung sind, aber andererseits nicht zu hoch, so dass faserfreies voneinander Ablösen der beiden Lagen (Papier und Kunststofffolie) möglich ist. Beim Öffnen der Verpackungen stellt die ursprüngliche Bodensiegelnaht des Beutels in der Regel den sogenannten „Kopf” des verschlossenen Beutels dar und wird zuerst geöffnet. Daher ist die Bodensiegelnaht der gängigen Flachbeutel oftmals so ausgestaltet, dass der natürliche Bewegungsablauf beim Aufpeelen des Beutels durch die vorgegebene Form der Siegelnaht unterstützt wird. Resultierend günstige Ausformungen der Bodensiegelnaht sind leicht V-förmig nach außen gerichtet und werden in der Fachsprache als sogenannte Chevron-Nähte bezeichnet.
Eine besondere und ebenfalls hinlänglich bekannte sowie etablierte Ausführungsform der Klarsichtbeutel sind die sogenannten Seitenfaltenbeutel. Diese Beutel verfügen über in Befüllungsrichtung weitgehend parallel zu den seitlichen Siegelnähten orientierte, über die gesamte Beutellänge und durch die Bodensiegelnaht durchgehende Seitenfalten, die jeweils in einem Abstand zu den seitlichen Längssiegelnähten und zu jeweils drei übereinander liegenden Lagen in die Kunststofffolie eingeschlagen sind. Dadurch wird ein zusammengelegt flacher Beutel zur Verfügung gestellt, der durch die Aufspreizbarkeit der Seitenfalten über eine gut handhabbare Befüllungsöffnung sowie über ein vergrößertes und dabei dreidimensional von der Beutelöffnung bis zum Beutelboden sich eröffnendes Befüllvolumen verfügt. Somit ist das Befüllen auch mit solchem Füllgut relativ leicht möglich, welches im Verhältnis zur Beutelgröße eine bestimmte Höhe besitzt und entsprechend sperrig ist.
Die Herstellung der bekannten Seitenfaltenbeutel erfolgt auf Siegelautomaten, wobei die beiden verschiedenartigen Materiallagen – gasdurchlässige Papierlage und Kunststoffverbundfolie, die Kunststofffolie dabei mit bereits eingeschlagenen Seitenfalten – zunächst übereinander zur Deckung gebracht werden. Die Versiegelung an den Rändern erfolgt dann unter Anwendung von Druck und Temperatur, und unter Zuhilfenahme entsprechend siegelbarer Eigenschaften der Materiallage bzw. der Materiallagen auf ihren bei der Beutelherstellung jeweils einander zugewandten Innenseiten. Die Versiegelung erfolgt dabei oft auf Siegelautomaten mit starren plattenförmigen Werkzeugen, welche die Siegelnähte des vorgefertigten Beutels (seitliche Siegelnähte und Bodensiegelnähte, nicht die erst nach der Befüllung vorzunehmende Versiegelung der Befüllungsöffnung) „in einem Zug” erzeugen. Oft werden dabei auch mehrere Beutel gleichzeitig gesiegelt, wobei die verwendeten Werkzeuge in diesem Fall als Werkzeuge „mit mehreren Nutzen” bezeichnet werden.
Grundsätzlich ist bekannt, dass durch Siegeln mit starren plattenförmigen Werkzeugen unter Druck (Siegeldruck) und Temperatur (Siegeltemperatur) in den erzeugten Siegelnähten immer dort, wo Übergänge in Bezug auf die Zahl der Lagen der Materialbahnen egalisiert werden müssen, punktuelle mechanische und thermische Spitzenbelastungen auftreten und Schwachstellen im Material verursachen können. Diese Schwachstellen wiederum können unter Beanspruchung des Beutels zur Leckage führen. Ein solcher, mit starrem plattenförmigem Werkzeug gesiegelter Lagenübergang innerhalb der Siegelnaht ist bei den hier betrachteten Seitenfaltenbeuteln in der Beutelbodennaht vorhanden, wo sich diese mit den parallel zu den Beutelseiten verlaufenden Seitenfalten kreuzt; dort liegt nämlich – bezogen auf die Kunststofffolie – ein Übergang von einer Lage auf drei Lagen innerhalb der Siegelnaht vor.
Gemäß Stand der Technik weisen die Klarsichtbeutel mit Seitenfalten im Vergleich zu den ansonsten identischen Klarsichtbeuteln ohne Seitenfalte also den Nachteil auf, dass die Kunststofffolie im Bereich des Aufeinandertreffens von Seitenfalten und Bodensiegelnaht – also dort, wo sich der Lagenübergang zwischen einer Kunststofflage und drei Kunststofflagen befindet – durch das Herstellverfahren bedingt geschwächt sein kann. Der Lagenübergang stellt also eine mögliche Schwachstelle der hier betrachteten Seitenfaltenbeutel dar, an welcher es im Einsatz der Beutel zu Leckagen – und im Kontext der hier betrachteten sterilen Verpackung von Medizinproduckten – zum Verlust der Sterilität kommen kann.
Aus EP2158133 ist bekannt, dass bei Lagenübergängen innerhalb von Siegelnähten der Gefahr von Leckagen durch das punktuelle Einbringen eines Verschlusspfropfens aus einer zusätzlich in die Siegelnaht applizierten Heißschmelzmasse entgegengewirkt werden kann. Bei dieser während des Siegelns anzuwendenden Methode soll der Verschlusspfropfen in der Siegelnaht unmittelbar vor dem Lagenübergang platziert werden, und zwar auf derjenigen Seite des Lagenübergangs, wo sich die geringere Anzahl der Lagen befindet. Der zugrunde liegende Effekt dieser Maßnahme besteht in der Abmilderung des Lagenübergangs, wodurch mechanische und thermische Spitzenbelastungen an der kritischen Stelle beim Siegeln reduziert werden können.
Weiterhin ist aus EP2110336 bekannt, dass sterilisationsbeständige Standbeutel aus Kunststoff-Verbundfolien, z. B. aus einer äußeren Lage aus PET in Kombination mit einer inneren Siegelschicht aus Polypropylen, beim sogenannten Drop-Test bevorzugt am sogenannten Tripple-Point (TP) aufplatzen, bzw. sich Risse im Beutel bilden, welche an diesem Tripple-Point ihren Anfang nehmen. Mit dem Tripple-Point bzw. dem unmittelbar angrenzenden Bereich des Beutels wird auch in jener Schrift eine erhöhte Gefahr für Beutelleckagen in Verbindung gebracht. Bei dem beschriebenen Tripple Point handelt es sich bei den in EP2110336 betrachteten Standbeuteln um eine Punkt in der Siegelnaht des Beutels, in welchem sich ein Übergang der geschweißten Struktur von zwei Lagen auf vier Lagen befindet. Als Lösung des Problems wird vorgeschlagen, zur lokalen Erhöhung der Reißfestigkeit der Siegelnaht bzw. des an die Siegelnaht angrenzenden Verpackungsfilms einen gesondert positionierten Verstärkungsstreifen einzusetzen.
Auch aus DE10225872 ist bekannt, dass der Übergang von zwei Lagen auf vier Lagen innerhalb einer durch Heißsiegeln hergestellten Siegelnaht eine konstruktionsbedingte Schwachstelle darstellt. Beschrieben wird allerdings die Nutzung dieses Prinzips, nämlich um eine definierte Aufplatzstelle zwischen zwei Kammern eines Beutels zu erzeugen. Dieses erfolgt mit dem Zweck, dass Vermischen von separat in einer zusammenhängenden Verpackung verpackten Komponenten zu einem bestimmten Zeitpunkt vornehmen zu können. Dieser Zeitpunkt wird offenbarungsgemäß dadurch bestimmt, wann die zum Aufplatzen der Aufplatzstelle erforderlichen Kräfte zur Wirkung gebracht werden.
Aus DE 4420808 ist eine Modifizierung des Siegelprozesses bekannt, indem von der Verwendung starrer und platten- bzw. balkenförmiger Siegelwerkzeuge abgegangen wird. Es wird beschrieben, dass ein Siegelwerkzeug mit einer Vielzahl von gegeneinander federnd beweglichen Siegelelementen vorteilhaft sei. Durch ein solches Siegelwerkzeug ist das Versiegeln von unterschiedlicher Anzahl von Lagen der gleichen Folie – beispielsweise bei der Quernaht von Beuteln mit eingeschlagenen Seitenfalten – schonender bzw. gleichmäßiger zu bewerkstelligen. Insbesondere würde auf diese Weise der Problematik vorgebeugt, dass die Trägerschicht einer Kunststoff-Verbundfolie an der Stelle des Lagenübergangs leicht zerstörbar sei.
Die Nachteile des bis hierher beschriebenen Standes der Technik bestehen zusammengefasst darin, dass die Herstellung von sicheren, d. h. ohne das Vorhandensein einer besonderen Schwachstelle in der Bodensiegelnaht anwendbaren Seitenfaltenbeuteln, nur mit verhältnismäßig großem Aufwand bewerkstelligt werden kann. Zur anwendungssicheren Gestaltung, hier nämlich zur schwachstellenlosen Ausgestaltung der die Seitenfalten kreuzenden Bodensiegelnaht der Beutel, müssen gemäß diesem Stand der Technik entweder zusätzliche Elemente – wie Verstärkungsstreifen oder Verschlusspfropfen aus Heißschmelzmasse – und/oder besondere Verfahren eingesetzt werden, welche sich nur durch aufwändige verfahrenstechnische Maßnahmen gewährleisten lassen (z. B. die exakte Positionierung zusätzlicher Elemente – z. B. Verschlusspfropfen – an der kritische Stelle innerhalb der Siegelnaht, oder der Einsatz besonderer Siegelwerkzeuge).
Nachteiliger Stand der Technik ist es offensichtlich auch, dass – ungeachtet der jeweils vorgeschlagenen Maßnahme – für die Verwendung von Beuteln mit Seitenfalten keinerlei verlässliche und aus der Verwendung für den Anwender selbst hervorgehende Rückmeldung darüber zur Verfügung gestellt wird, inwiefern die neuralgischen Stellen des Beutels, welche sich in der Bodensiegelnaht quer zu den Seitenfalten an den Stellen der Lagenübergänge von drei Lagen auf eine Lage (bzw. umgekehrt) befinden, bei der Verwendung eine erhöhte mechanische Belastung erfahren hat, und dadurch ggf. ein erhöhtes Risiko besteht, dass diese Belastung an der Schwachstelle zu einer Lochbildung in der Folie, und damit zu einer Verletzung der Integrität des Beutels geführt haben könnte.
Weiterhin bekannter Stand der Technik ergibt sich aus EP1878671 , in welcher ein flexibler Verpackungsbeutel aus Folie beschrieben ist, welcher an das Beutelinnere angrenzend über die Anordnung eines zusätzlichen Siegelbereiches neben der nach außen hin begrenzenden Siegelnaht verfügt. Der beschriebene zusätzliche Siegelbereich verfügt über eine geringere oder gleiche Haftfestigkeit im Vergleich zur Haftfestigkeit der äußeren Beutelsiegelnaht, und soll bei einem Sturz des Beutels die auf die Siegelzone einwirkende Energie aufnehmen bzw. vermindern, indem kinetische Energie durch Ablösungen der zusätzlichen Siegelbereiche energiezehrend vor dem Erreichen der äußeren Beutelsiegelnaht gestoppt wird.
Nachteilig hinsichtlich dieses Standes der Technik ist es, dass eine Verbesserung lediglich im Hinblick auf das unerwünschte Öffnen von Siegelnähten beim Sturz des Beutels erzielt werden kann. Es wird jedoch keinerlei Verbesserung im Hinblick auf die neuralgischen Stelle eines Seitenfaltenbeutels erzielt. Der Kreuzungspunkt von Seitenfalte und Bodensiegelnaht, an welchem sich der Lagenübergang von 3 Lagen auf eine Lage befindet, wird durch eine an das Beutelinnere angrenzende zusätzliche Siegelzone lediglich in die Richtung des Beutelinneren verschoben. Dementsprechend besteht weiterhin das Risiko, dass eine Belastung an der konstruktiv bedingten und durch Siegelung mit starren plattenförmigen Werkzeugen erzeugten Schwachstelle (Schwächung der Kunststofffolie) zu einer Lochbildung in der Folie führen kann, und es damit zu einer Verletzung der Integrität des Beutels kommen könnte. Bei der Ausführung des Seitenfaltenbeutels gemäß Stand der Technik mit zusätzlicher Siegelzone ergibt sich dieses Risiko dann analog an derjenigen Stelle, wo die Seitenfalte auf die zusätzliche Siegelzone trifft.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, einen gut handhabbaren und aus einer Papierlage sowie einer Kunststofflage durch Siegelnähte hergestellten Beutel mit durchgehender Seitenfalte in der Kunststofflage bereitzustellen, wobei der Beutel für die Sterilisation von darin verpackten Medizinprodukten mit Gas oder Wasserdampf geeignet ist, und wobei der Beutel aufgrund der Seitenfalten die vorteilhaft einfache Beladung mit sperrigen Füllgütern erlaubt, dabei jedoch die sichere Handhabung des Beutels gewährleistet ist und der Anwender des Beutels zusätzlich eine gut erkennbare Rückmeldung darüber erhält, falls der Beutel im Zusammenhang mit seiner Anwendung – d. h. Befüllen und Sterilisieren, sowie ggf. auch Transport und Lagerung – möglicherweise eine kritische mechanische Belastung an einer Schwachstelle erfahren hat, welche sich konstruktionsbedingt im Bereich des Lagenübergangs innerhalb der Quersiegelung (Bodensiegelnaht) befindet, und zwar dort, wo sich die Faltkanten der Seitenfalten mit der Bodensiegelnaht kreuzen. Zudem soll die Handhabbarkeit des Beutels dadurch verbessert werden, dass das Einfüllen von sperrigem Füllgut durch eine Befüllungsstop-Funktion begrenzt wird, ohne dass es womöglich bereits beim Befüllen des Beutels zu einer Schädigung an der benannten kritischen Stelle kommen kann.
Mit einem Seitenfaltenbeutel der eingangs beschriebenen Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass innerhalb des Beutelfüllraums und in seitlichem Abstand zu der Bodensiegelnaht Anheftungsbereiche zwischen Papierlage und der Kunststofflage ausgeführt werden, diese Anheftungsbereiche als in einem seitlichen Abstand zueinander jeweils paarweise stehende Anheftungsbereiche ausgeführt sind, und in dem Abstand zwischen den Anheftungsbereichen hindurch jeweils eine Faltkante einer Seitenfalte verläuft, mit dem Effekt dass die dreidimensionale Aufspreizung des Beutels beim Befüllen des Befüllungsraumes mit Füllgut so beeinflusst wird, dass der beim Befüllen entstehende Faltenwurf der Kunststofffolie – und damit verbunden auch besondere mechanische Beanspruchungen – von demjenigen Kreuzungspunkt der Faltkante mit der Bodensiegelnaht sicher ferngehalten wird, welcher durch die paarweise beiderseits der Faltkante stehenden Anheftungsbereiche geschützt ist.
Im Bereich der Seitenfalten ist die Kunststofflage durch das Einschlagen über zwei Faltkanten je Seitenfalte in drei Lagen übereinander gelegt. Bei erfindungsgemäß paarweiser Ausführung von Anheftungen beiderseits der Faltkanten befindet sich mithin jeweils eine Anheftung im Bereich von einer einzelnen Kunststofflage, während die jeweils andere Anheftung sich im Bereich von drei übereinander gelegten Kunststofflagen befindet. Die paarweise beiderseits einer Faltkante befindlichen Anheftungsbereiche umfassen somit stets einen Anheftungsbereich mit einer Anheftung/Versiegelung zwischen einer Lage Kunststofffolie und der Papierlage, sowie einen Anheftungsbereich mit einer Anheftung/Versiegelung zwischen drei übereinandergelegten Lagen Kunststofffolie und der Papierlage, wobei die Anheftung in letzterem Fall auch zwischen den Kunststofflagen untereinander wirksam sein kann.
Die erfindungsgemäßen Anheftungsbereiche sind im Inneren des Beutelfüllraumes möglichst nahe zu den Faltkanten der eingeschlagenen Seitenfalten positioniert, damit der prinzipiell entstehende und vom Füllgut abhängige dreidimensionale Faltenwurf von den konstruktionsbedingt kritischen Stellen des Beutels, welche die Kreuzungspunkte der Bodensiegelnaht mit den Faltkanten der Seitenfalten darstellen, möglichst wirksam abgeschirmt wird. Der Abstand darf jedoch andererseits nicht zu klein gewählt werden, da innerhalb jedes einzelnen der erfindungsgemäßen Anheftungsbereiche jeweils kein Lagenübergang der Kunststofffolie auftreten darf. Ansonsten würde nämlich unerwünschter Weise lediglich eine neue kritische Schwächungszone im Hinblick auf die Beanspruchung der Folie beim Siegeln mit starrem Werkzeug erzeugt, und die der Erfindung zugrunde liegende Problemstellung wäre lediglich räumlich verlagert. Vielmehr müssen also für die erfindungsgemäß vorteilhafte Ausführung des Seitenfaltenbeutels die paarweise beiderseits der Faltkante liegenden Anheftungsbereiche die Faltkante selbst frei lassen. Weiterhin sollen die erfindungsgemäßen Anheftungsbereiche möglichst nahe an der Bodensiegelnaht positioniert sein, um das befüllbare Beutelinnere nicht unnötig zu verkleinern.
Damit die paarweise ausgeführten Anheftungsbereiche nicht nur die Aufspreizung der Seitenfalte lokal unterbinden, sondern auch den Faltenwurf des beim Befüllen dreidimensional sich aufspreizenden Beutels von dem Kreuzungspunkt zwischen Faltkante und Bodensiegelnaht sicher abhalten, müssen die Abstände der Anheftungsbereiche zueinander sowie der Abstand des Anheftungspaares von der Bodensiegelnaht bestimmte Kriterien erfüllen. So dürfen die Anheftungsbereiche beiderseits der Faltkante in keinem zu großen Abstand zueinander stehen, da ansonsten ein ungünstiger Faltenwurf zwischen den Anheftungsbereichen hindurch möglich wäre. Hierdurch wiederum könnte die im konstruktiv bedingt kritischen Bereich durch Versiegeln besonders vor-beanspruchte Folie insbesondere durch Zugspannungen kritisch belastet werden. Andererseits dürfen die Anheftungsbereiche – unter Berücksichtigung einer sinnvollen Toleranz in Bezug auf den seitlich möglichen Versatz der Faltkanten bei der Beutelfertigung – nicht zu nahe beieinander stehen, da ein kleiner Positionsfehler der Faltkante ansonsten eine Anheftung/Siegelung in die Faltkante, und damit in den Lagenübergang hinein zur Folge haben könnte, sowie damit verbunden, die Erzeugung einer neuen kritischen Stelle im Hinblick auf eine durch Siegeln bedingte Beanspruchung und Vorschädigung der Folie. Weiterhin darf der Abstand der Anheftungsbereiche zur Bodensiegelnaht nicht so groß werden, dass ein möglicher Faltenwurf des Beutels von seitwärts hinter den Anheftungen vorbei zur kritischen Stelle am Kreuzungspunkt von Bodensiegelnaht und Faltkante verlaufen könnte. Gleiches gilt für einen zu kleinen Abstand der Anheftungsbereiche zur Bodensiegelnaht, da dann – unter Berücksichtigung eines bestimmten seitlichen Abstandes der Anheftungsbereiche zueinander – die Folie im kritische Punkt der Bodensiegelnaht – analog zur Auswirkung eines zu großen Abstandes der Anheftungen zueinander – ebenfalls weniger gut vor Falten und den dadurch bedingten Beanspruchungen geschützt wäre.
Mit der vorliegenden Erfindung wird also aufgezeigt, wie die bekannten Seitenfaltenbeutel gemäß Stand der Technik mit Hilfe von zusätzlichen Anheftungsbereichen zwischen Papierlage und Kunststofflage im Bereich des Beutelfüllraumes verbessert werden können. Die Anheftungsbereiche, bei erfindungsgemäßer Ausgestaltung mit bestimmten Abständen zueinander sowie mit einem Abstand zu der Bodensiegelnaht des Beutels, sind überraschender Weise auch geeignet, gleichzeitig als Befüllungs-Stop die Handhabung des Beutel zu erleichtern. Es kann erreicht werden, dass ein Füllgut beim Befüllen des Beutels nicht unmittelbar gegen die Bodensiegelnaht geschoben werden kann, sondern dass die Anheftungsbereiche dem Füllgut als erster Widerstand entgegen stehen. Auf diese Weise wird verhindert, dass durch Siegelung von Lagenübergängen bereits vor-beanspruchte Bereiche der Folie durch das Befüllen zusätzlich beansprucht werden.
Weiterhin können die erfindungsgemäßen Anheftungsbereiche dazu dienen, ein durch die Anwendung des Beutels bedingtes Auftreten unzulässiger Zugbelastungen im Bereich des Aufeinandertreffens von Seitenfalten und Quersiegelung (Bodensiegelnaht) zuverlässig anzuzeigen. Diese Funktion ist grundsätzlich gegeben, da die Anheftungsbereiche visuell jederzeit leicht auf Ablösungen zwischen Kunststofffolie und Papierlage überprüft werden können. Anders als punktuelle kleine Löcher an den kritischen Stellen des Beutels im Bereich der Bodensiegelnaht, sind solche Ablösungen der Anheftungsbereiche nämlich leicht zu erkennen. Und für den Fall, dass keine Ablösungen an den Anheftungen festzustellen sind, kann bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung unmittelbar gefolgert werden, dass die kritische Stelle an der Bodensiegelnaht keinen schädlichen mechanischen Belastungen – insbesondere Zugbelastungen – ausgesetzt war bzw. ausgesetzt gewesen sein kann.
Erfindungsgemäß kann neben der Sicherheit mithin auch die Handhabbarkeit der Seitenfaltenbeutel verbessert werden, sowie dem Anwender wird eine deutliche erkennbare Rückmeldung dahingehend zur Verfügung gestellt, ob der Beutel im Zusammenhang mit seiner Anwendung – d. h. Befüllen und Sterilisieren, sowie ggf. auch Transport und Lagerung – möglicherweise eine kritische mechanische Belastung an der beschriebenen Schwachstelle an der Bodensiegelnaht erfahren haben kann.
Die Ausführung der benötigten Anheftungsbereiche ist erfindungsgemäß durch einfache Siegelschritte zu lösen, so dass ebenfalls ein überraschend einfaches Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Seitenfaltenbeutel zur Verfügung gestellt wird. Idealer Weise können die Anheftungsbereiche in einem Arbeitsgang zusammen mit den äußeren Siegelnähten des Seitenfaltenbeutels ausgeführt werden, indem entsprechende Siegelkonturen an den verwendeten starren Plattenwerkzeugen vorgesehen werden.
Durch entsprechende Gestaltung der Anheftungsbereiche kann auch vermieden werden, dass das Aufpeelen der erfindungsgemäßen Seitenfaltenbeutel durch die zusätzlichen Anheftungsbereiche behindert oder eingeschränkt wird. Hierzu weisen die Anheftungsbereiche in Richtung der ursprünglichen Bodensiegelnaht des Beutels, welche beim Öffnen des befüllten und vollständig verschlossenen Beutels in der Regel den sogenannten „Kopf” darstellt und zuerst geöffnet wird, eine den natürliche Bewegungsablauf beim Aufpeelen des Beutels unterstützende Kontur auf. Günstige Ausformungen der Anheftungsbereiche sind beispielsweise zur Bodensiegelnaht hinweisende Spitzen oder Keile, beispielsweise näherungsweise parallel orientiert in Bezug auf die ggf. leicht V-förmig vorgegebene Kontur der Chevron-Siegelnaht. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus den Zeichnungen, die nachfolgend näher beschrieben werden, und in denen zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Die Zeichnungen zeigen schematisch:
1 die Ansicht eines Seitenfaltenbeutels mit erfindungsgemäßen Anheftungsbereichen
2 die Ansicht eines Seitenfaltenbeutels in abgewandelter Ausführungsform, bei der erfindungsgemäße Anheftungsbereiche teilweise miteinander verbunden sind.
Ein in 1 dargestellter Seitenfaltenbeutel 1 besteht aus einer Papierlage 2 und einer Kunststofflage 3, die an den Rändern durch seitliche Seitensiegelnähte 4a und 4b und eine quer dazu verlaufende, als Chevron-Naht ausgebildete Bodensiegelnaht 5 miteinander verbunden sind. Die Kunststofflage 3 weist dabei in jeweils gleichem Abstand zu den seitlichen Beutelrändern zwei Seitenfalten 6a und 6b auf, in denen die Kunststofflage 3 über je zwei Faltkanten 7 zu jeweils drei übereinanderliegenden Lagen zusammengelegt ist. Die Faltkanten 7 verlaufen parallel zu den seitlichen Rändern des Beutels und kreuzen die Bodensiegelnaht 5 in Kreuzungspunkten 8. Zwischen der Papierlage 2 und der Kunststofflage 3 des flachen Beutels 1 ist somit ein Befüllraum 9' ausgebildet, welcher über die unversiegelte Seite des Beutels befüllt werden kann. Beim Befüllen des Beutels 1 mit dreidimensionalem Füllgut bildet sich durch Aufspreizung der Seitenfalten 6a, 6b und Faltenwurf der Kunststofflage 3 ein dreidimensionaler Befüllungsraum 9 aus, der das Füllgut aufzunehmen vermag. Um die Beanspruchung der Kunststofflage 3, welche durch die dreidimensionale Aufspreizung sowie den Faltenwurf entstehen kann, an der Bodensiegelnaht 5 im Bereich der Kreuzungspunkte 8 zwischen Bodensiegelnaht 5 und Faltkanten 7 zu minimieren bzw. ganz zu unterbinden, wurden in den dargestellten Beutel 1 annähernd rechteckige Anheftungsbereiche 10 durch Heißsiegeln eingebracht. Die Position der Anheftungsbereiche 10a und 10b ist dabei jeweils paarweise beiderseits einer Faltkante 7 zueinander stehend, in einem seitlichen Abstand zueinander, diese Faltkante 7 jedoch freilassend, und in einem Abstand zur Bodensiegelnaht 5 des Seitenfaltenbeutels 1. Sowohl die Siegelnaht 4a, 4b, 5 als auch die Anheftungsbereiche 10 wurden dabei so versiegelt, dass der Beutel von der Bodensiegelnaht 5 her leicht durch Aufschälen (Peelen) zu öffnen ist. Der in 2 dargestellte Seitenfaltenbeutel 1 ist im Wesentlichen identisch ausgeführt, unterscheidet sich von der in 1 dargestellten Ausführungsvariante aber durch die Ausgestaltung der Anheftungsbereiche 10. Wie aus 2 ersichtlich ist, sind diejenigen Anheftungsbereiche 10, zwischen denen sich kein Lagenübergang der Kunststofflage 3 befindet, bzw. zwischen denen keine Faltkante 7 hindurch verläuft, miteinander verbunden. Dadurch entstehen größere zusammenhängende Anheftungsbereiche 10, welche in Bezug auf zwei verschiedene Faltkanten 7 jeweils als einer der beiden jeweils paarweise beiderseits einer Faltkante 7 angeordneten Anheftungsbereiche 10a, 10b fungieren.
Die in 1 und 2 dargestellten Anheftungsbereiche 10 mit ihrer Größe, Anordnung und Ausgestaltung wurden dabei im Vergleich zu den Siegelnähten 4, 4b, 5 mit gleichen Haftkräften zwischen Papierlage 2 und Kunststofflage 3 ausgeführt, indem die erforderlichen zusätzlichen Siegelkonturen in das gleiche plattenförmige Siegelwerkzeug integriert und in einem Zuge mit den Siegelnähten 4, 5 gesiegelt wurden. Als Referenz wurden auch Beutel ohne die erfindungsgemäßen Anheftungsbereiche hergestellt. Beim Aufschälvorgang wurde festgestellt, dass die Anheftungsbereiche im Vergleich zur Referenz keinerlei als störend zu empfindenden Widerstand beim Aufpeelen des Beutels 1 bewirken. Als Unterscheidung zwischen den Ausführungsvarianten wurde festgestellt, dass die in 2 ausgeführte Variante aufgrund der geringeren Anzahl von Unterbrechungen ein möglicherweise nochmals vorteilhaftes Öffnungsverhalten zeigt, da der Öffnungsvorgang – je nach Peelrichtung durch den Anwender – nochmals ruckfreier verlaufen kann.
Die etwa 25 cm × 50 cm großen Seitenfaltenbeutel 1 gemäß 1 und 2 wurden weiterhin auch mit sperrigem Füllgut, und zwar mit Schalen und zusammengelegten OP-Textilien, befüllt und anschließend mit Wasserdampf sterilisiert. Die sterilisierten Beutel wurden daraufhin begutachtet, und dabei war festzustellen, dass die Anheftungen 10 geeignet sind, um den Verlauf von Faltenwurf in der Kunststofflage 3 von dem Bereich der kritischen Kreuzungspunkte 8 vollständig abzuschirmen. Hieraus folgert die erfindungsgemäß beabsichtigte Wirkungsweise der Anheftungen 10, da bei der Abschirmung von Belastungen, insbesondere von Zugbeanspruchungen, der Seitenfaltenbeutel an den kritischen Kreuzungspunkten 8 nicht mehr geschädigt werden kann, und mithin eine verbesserte Ausführungsform mit erhöhter Anwendungssicherheit zur Verfügung gestellt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2158133 [0007]
EP 2110336 [0008, 0008]
DE 10225872 [0009]
DE 4420808 [0010]
EP 1878671 [0013]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN 868-5 (mit dem Titel „Verpackungen für in der Endverpackung zu Sterilisierende Medizinproduckte – Teil 5: Siegelfähige Klarsichtbeutel und -schlauche aus porösen Materialien und Kunststoff-Verbundfolie – Anforderungen und Prüfverfahren”) [0002]

Claims

Flacher Seitenfaltenbeutel (1) aus einer Papierlage (2) und einer damit an den Rändern durch seitliche Seitensiegelnähte (4) sowie durch eine quer dazu verlaufende Bodensiegelnaht (5) durchgängig verbundenen Kunststofflage (3), mit einem durch die Seitensiegelnähte (4) und die Bodensiegelnaht (5) gebildeten innenliegenden Beutelfüllraum (9), und mit über je zwei Faltkanten (7) zu Seitenfalten (6) mit in drei Lagen übereinanderliegend eingeschlagener Kunststofflage (3), wobei die Faltkanten (7) der Seitenfalten (6) im wesentlichen parallel zu den seitlichen Rändern des Beutels verlaufen und die Bodensiegelnaht (5) in Kreuzungspunkten (8) kreuzen, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Beutelfüllraums (9) und in seitlichem Abstand zu der Bodensiegelnaht (5) Anheftungsbereiche (10) zwischen Papierlage (2) und der Kunststofflage (3) vorhanden sind, diese Anheftungsbereiche (10) als in einem seitlichen Abstand zueinander jeweils paarweise stehende Anheftungsbereiche (10a, 10b) ausgeführt sind, und in dem Abstand zwischen den Anheftungsbereichen (10a, 10b) hindurch jeweils eine Faltkante (7) einer Seitenfalte (6) verläuft, mit dem Effekt dass die dreidimensionale Aufspreizung des Beutels beim Befüllen des Befüllungsraumes (9) mit Füllgut so beeinflusst wird, dass der beim Befüllen entstehende Faltenwurf der Kunststofflage (3) von denjenigen Kreuzungspunkten (8) der Faltkanten (7) mit der Bodensiegelnaht (5) sicher ferngehalten wird, welche durch die paarweise beiderseits der Faltkante (5) stehenden Anheftungsbereiche (10a, 10b) geschützt sind.
Seitenfaltenbeutel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flächenförmige Ausdehnung der Anheftungsbereiche (10) zwischen Papierlage (2) und Kunststofflage (3) bevorzugt zwischen 5 mm² und 500 m² beträgt.
Seitenfaltenbeutel gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anheftungsbereiche (10) zwischen Papierlage (2) und Kunststofflage (3) zumindest teilweise durch eine Anzahl mehrerer Anheftungspunkte gebildet werden, deren flächenförmige Ausdehnung zumindest teilweise weniger als 5 mm² beträgt.
Seitenfaltenbeutel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der seitliche Abstand zwischen den beiderseits einer Faltkante (7) jeweils paarweise zueinander stehenden Anheftungsbereichen (10a, 10b) bevorzugt zwischen 1 mm und 100 mm, bevorzugter zwischen 3 mm und 30 mm, und noch bevorzugter zwischen 5 mm und 15 mm beträgt.
Seitenfaltenbeutel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Anheftungsbereiche (10) zu der Bodensiegelnaht (5) bevorzugt zwischen 1 mm und 100 mm, bevorzugter zwischen 3 mm und 30 mm, und noch bevorzugter zwischen 5 mm und 15 mm beträgt.
Seitenfaltenbeutel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofflage (3) mehrschichtig ausgeführt ist, mit mindestens einer im wesentlichen aus Polyolefinen bestehenden Siegelschicht sowie mindestens einer monoaxial oder biaxial orientierten Kunststofflage, die im wesentlichen aus orientiertem Polyester, orientiertem Polypropylen oder orientiertem Polyamid besteht.
Seitenfaltenbeutel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendete Papierlage (2) für die Gassterilisation bzw. für die Wasserdampfsterilisation geeignet ist und hierzu über eine Gasdurchlässigkeit (nach Bendtsen-Methode) von wenigstens 0,2 μmPas bei einem Luftdruck von 1,47 kPa verfügt.
Seitenfaltenbeutel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anheftungsbereiche (10) im Bereich der in drei Lagen übereinander liegenden Seitenfalten (6) auch eine Anheftung zwischen einzelnen Kunststofflagen untereinander aufweisen.
Seitenfaltenbeutel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Anheftungsbereiche (10a, 10b), zwischen denen keine Faltkante (7) verläuft, zu einem einzigen durchgehend verbundenen Anheftungsbereich (10) miteinander verbunden sind.
Seitenfaltenbeutel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftkräfte zwischen Papierlage (2) und Kunststofflage (3) im Bereich der Siegelnähte (4, 5) des Beutels so gewählt sind, dass die Siegelnähte (4, 5) ohne Einreißen der Papierlage (2) oder der Kunststofflage (3) durch Aufschälen zu öffnen sind.
Seitenfaltenbeutel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodensiegelnaht (5) als V-förmig nach außen gerichtete Chevron-Naht ausgeführt ist.
Seitenfaltenbeutel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftkräfte zwischen Papierlage (2) und Kunststofflage (3) im Bereich der Anheftungsbereiche (10) vorzugsweise auf einem Niveau von 40% bis 400% derjenigen Haftkräfte liegt, welche in der Seiten- und Bodensiegelnaht (4, 5) zwischen Papierlage (2) und Kunststofflage (3) vorherrschen, so dass die Anheftungsbereiche (10) ohne Einreißen der Papierlage (2) oder der Kunststofflage (3) durch Aufschälen lösbar sind.
Seitenfaltenbeutel gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur und Anordnung der Anheftungsbereiche (10) der Kontur der als Chevron-Naht ausgebildeten Bodensiegelnaht (5) folgt, so dass die Erleichterungen des Öffnungsvorganges, welche durch die als Chevron-Naht ausgebildete Bodensiegelnaht (5) vorgegeben sind, durch die Anheftungsbereiche (10) nicht gestört wird.
Seitenfaltenbeutel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anheftungsbereiche (10) mit der Bodensiegelnaht (5) durchgehend verbunden sind.