DE102013103743B4

DE102013103743B4 - Tiefzieh-Verpackung sowie Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE102013103743B4
Application number: DE102013103743.7A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Schubert
Original assignee: Gerhard Schubert GmbH
Current assignee: Gerhard Schubert GmbH
Priority date: 2013-04-15
Filing date: 2013-04-15
Publication date: 2019-12-05
Anticipated expiration: 2033-04-16
Also published as: DE102013103743A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Tiefzieh-Verpackung (1), indem- ein Einleger (2), insbesondere aus einem Papierwerkstoff, in eine Kavität (4) einer Tiefziehform (3) eingelegt wird,- eine Ausgangsfolie (5) auf die Kavität (4) aufgelegt und insbesondere randseitig darum herum befestigt wird und ggf. erwärmt wird,- die Ausgangsfolie (5) in die Kavität (4) hinein tiefgezogen wird, bis sie am Einleger (2) flächig anliegt und in diesem Zustand die zum Kunststoff-Körper (12) verformte Ausgangsfolie (5) abkühlt und- die aus Kunststoffkörper (12) und Einleger (2) bestehende Tiefziehverpackung (1) aus der Tiefziehform (3) entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass,- die Ausgangsfolie (5) in die Kavität (4) hinein tiefgezogen wird bis sie mit dem Einleger (2) formschlüssig verbunden ist,- so dass nach dem Abkühlen beide zusammen als fertige Tiefziehverpackung aus der Tiefziehform entnommen und weiter gehandhabt werden können,- wobei der verformte Kunststoff-Körper (12) mit dem Einleger (2) über mindestens eine der folgenden Möglichkeiten formschlüssig verbunden wird:- während des Tiefziehvorgangs wird die Ausgangsfolie (5) in Durchbrüche (9), welche wenigstens in den Seitenwänden (2b) des Einlegers (2) zum Absaugen der Formluft vorhanden sind, hineinbewegt, so dass nach dem Abkühlen der verformte Kunststoffkörper (12) formschlüssig in die Durchbrüche (9) von innen nach außen eingreift, oder- der Einleger (2) wird derartig ausgebildet, dass zwischen dem Boden und den Wänden des trogförmigen Einlegers ein Zwischenwinkel von weniger als 90° vorliegt, sodass im Querschnitt betrachtet ein hinterschnittener Innenraum (15) im Einleger (2) entsteht.

Description

Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft eine Tiefzieh-Verpackung.
Technischer Hintergrund
Es ist bekannt, aus einer ebenen, erwärmten Ausgangsfolie eines thermoplastischen Kunststoffes mittels des bekannten Tiefzieh-Verfahrens einen trogförmigen oder schalenförmigen Kunststoffkörper herzustellen, in dem anschließend Ware, beispielsweise Lebensmittel, eingelegt werden kann und die durch Darüberlegen und Aufsiegeln einer Siegelfolie dicht eingeschlossen werden kann.
Beim Tiefziehen wird die erwärmte und damit dehnbare Folie in der Regel zunächst mittels eines sog. Vorstreck-Stempels aus der ebenen Lage heraus in die Kavität der Tiefziehform hineingedrückt, wobei um die Kavität herum der Rand der Ausgangsfolie auf der Tiefziehform in der Regel festgeklemmt wird.
Zusätzlich oder - je nach Material der Ausgangsfolie auch ausschließlich - wird durch Erzeugen eines Unterdrucks zwischen der Ausgangsfolie und der Kavität der Tiefziehform die Ausgangsfolie vollständig in die Kavität hineingesaugt und an deren Oberfläche angelegt.
Da die so verformte Folie durch die kalte Tiefziehform schnell erkaltet, kann sie im verformten und so erkalteten Endzustand nach kurzer Zeit aus der Tiefziehform entnommen und weiter bearbeitet werden.
Der Vorteil solcher in tiefgezogenen Verpackungen aufgenommenen Waren besteht zum einen in der hygienisch einwandfreien Verpackung und darin, dass wegen der meist durchsichtigen Tiefziehfolien das Produkt durch die Verpackung hindurch gut erkennbar ist.
Der Nachteil besteht darin, dass die Verpackung auf den ersten Blick erkennbar aus Kunststoff besteht, was heute bei vielen Anwendungen nicht mehr gewünscht ist, da beispielsweise das in der Verpackung enthaltene Produkt einen ökologischen Bezug hat oder aus anderen Gründen die Verpackung zumindest einen umweltfreundlichen Eindruck erwecken soll.
Die Alternative in Form von Karton-Verpackungen ist jedoch nicht immer einsetzbar, da zum einen dort die Formgebung weniger frei wählbar ist wie bei Tiefzieh-Verpackungen und vor allem die Dichtigkeit unter Hygiene-Gesichtspunkten nicht gewährleistet ist.
Es wurde daher bereits vorgeschlagen, tiefgezogene Kunststoff-Verpackungen nachträglich, z.B. durch Beflocken mit Papierfasern, den optischen Anschein einer Verpackung aus Papierwerkstoffen zu geben. Abgesehen vom Herstellungsaufwand ergibt dies ein Verpackungsprodukt aus zwei grundsätzlich verschiedenen Komponenten, die jedoch nach der Verwendung schlecht voneinander getrennt und damit schlecht getrennt entsorgt werden können.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die gewünschte Ware dicht in einer Kunststoffverpackung, sei es einer Tiefziehverpackung oder einem z.B. Schlauchbeutel, aufzunehmen, und dies dann in einer zusätzlichen Umverpackung aus Papierwerkstoff zu verpacken. Dann ist jedoch ein doppelter Aufwand für Herstellung, Einsetzen, Verschließen usw. der jeweiligen Verpackungen, einmal mit Kunststoff und einmal aus Papierwerkstoff, notwendig.
In diesem Zusammenhang sind aus der WO 2009138786 A2 , der US 5253801 A sowie der JP 2002103434 A Tiefzieh-Verpackungen bekannt, bei denen in einem trogförmigen Einleger innen eine tiefgezogene Kunststofffolie anliegt, daran jedoch kraftschlüssig anhaftet, jedoch nicht formschlüssig mit diesem verbunden ist.
Darstellung der Erfindung
Technische Aufgabe
Es ist daher die Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung, eine Tiefzieh-Verpackung zu schaffen, die einerseits aus dem tiefgezogenen Kunststoffkörper besteht und andererseits aus einem Einleger aus einem anderen Werkstoff, beispielsweise einem Papierwerkstoff, der ohne Verklebung integraler Bestandteil der Verpackung ist und nach Gebrauch problemlos eine Trennung des Einlegers von dem Kunststoffkörper ermöglicht.
Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 11 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Diese Aufgabe wird durch die Vorgehensweise gelöst, indem vor dem Auflegen und Tiefziehen der Ausgangsfolie in die Tiefziehform hinein ein Einleger in die Kavität der Tiefziehform eingelegt wird, so dass sich beim Tiefziehen die Ausgangsfolie nicht direkt an die Innenfläche der Kavität der Tiefziehform anlegt, sondern dort, wo der Einleger vorhanden ist, an die Innenseite des Einlegers.
Durch entsprechende Gestaltung des Einlegers kann erreicht werden, dass im tiefgezogenen, abgekühlten Zustand der tiefgezogene Kunststoffkörper formschlüssig mit dem Einleger verbunden ist, so dass nach dem Abkühlen beide zusammen als fertige Tiefziehverpackung aus der Tiefziehform entnommen und weiter gehandhabt werden können, also mit Ware gefüllt und durch Aufsiegeln einer Siegelfolie verschlossen werden können.
Zusätzlich können der Einleger und der Kunststoffkörper, also die Ausgangsfolie, ausreichend aneinanderhaften, um gemeinsam weiter gehandhabt zu werden, beispielsweise indem der Einleger oder die Ausgangsfolie mit einer entsprechenden haftfähigen Beschichtung, beispielsweise Polyethylen, versehen sind, deren Teigpunkt vorzugsweise niedriger liegt als der der Ausgangsfolie selbst.
Auch ein Verkleben des Einlegers mit dem Kunststoffkörper kann vorgenommen werden, dann jedoch vorzugsweise nicht durchgehend flächig, sondern nur in kleinen Teilbereichen, beispielsweise entlang des Randes. Dies ist insbesondere dann auf einfache Art und Weise möglich, wenn der Einleger einen vom oberen Ende der Kavität weg horizontal nach außen weisenden Rand aufweist.
Dies kann unter Umständen auch erst beim Versiegeln der Tiefziehverpackung, also nach deren Füllung, erfolgen.
Dennoch sind Kunststoffkörper und Einleger nicht flächig miteinander verklebt und können für die Entsorgung mit entsprechender Handkraft problemlos voneinander getrennt und damit getrennt entsorgt werden, denn die Erwärmung der Ausgangsfolie ist nur so stark, dass die Ausgangsfolie plastisch verformbar wird, aber sie wird dabei nicht so flüssig, dass ein starkes Verkleben mit dem Einleger stattfindet. Gleiches gilt auch für die Haftkraft der Beschichtung. Die Plastizität der erwärmten Ausgangsfolie ist jedoch groß genug, dass sie in Vertiefungen in der Innenseite des Einlegers etwas hineingezogen wird durch den anliegenden Unterdruck, wobei es von den Eigenschaften des Kunststoffmaterials abhängt, wie groß die Vertiefungen oder gar Durchbrüche in dem Einleger sein müssen, um dies zu bewirken.
Da jedoch die Innenfläche des Einlegers auch mikroskopisch betrachtet nicht ganz eben ist, sondern Erhebungen und Täler aufweist, etwa in der Größenordnung der Papierfasern, bewirkt auch dies bereits eine geringfügige Formschlussverbindung, insbesondere an den Innenseiten der Wände des trogförmigen Einlegers, die bewirken, dass ein Herausziehen des Kunststoffkörpers aus dem trogförmigen Einleger nicht ohne weiteres möglich ist.
Alternativ kann der Einleger auch zusammen mit der - vorzugsweise bereits erwärmten - Ausgangsfolie auf die Tiefziehform aufgelegt werden und anschließend beide gemeinsam in die Kavität der Tiefziehform hinein verformt werden. Die Ausgangsfolie und der Einleger haften dann zusammen mittels der Haftkraft der erwärmten Ausgangsfolie an dem Einleger und/oder mittels der Saugluft, die beim Auflegen im unteren Druckraum, also im Raum zwischen der umlaufend abgedichtet aufgelegten Ausgangsfolie und dem Boden der Kavität, angelegt ist.
Der Einleger ist vorzugsweise trogförmig gestaltet, jedoch ursprünglich aus einem ebenen Zuschnitt aufgerichtet durch Hochbiegen der Wände, was um vorher erzeugte, definierte linienförmige Schwächungen des Einlegers erfolgt.
In den Eckbereichen können die nach oben weisenden Wände ohne Verbindung zueinander sein oder über einen üblichen Eckverschluss, meist entsprechende Einstecklaschen, miteinander verbunden sein. Ein Eckverschluss verhindert zuverlässiger als eine offene Ecke, dass sich nach Herstellung der fertigen Tiefziehverpackung die Wände des Einlegers von den Wänden des Kunststoffkörpers wegbewegen, indem sie um ihre Biegelinien etwas zurückfedern.
Die formschlüssige Verbindung zwischen dem tiefgezogenen Kunststoffkörper und dem trogförmigen Einleger kann auf unterschiedliche Art und Weise erreicht werden:

Eine Möglichkeit besteht darin, dass zwischen dem Boden und den Wänden des trogförmigen Einlegers ein Zwischenwinkel von weniger als 90° vorliegt, so dass im Querschnitt betrachtet ein hinterschnittener Innenraum im Einleger entsteht.

Der Kunststoffkörper, der sich an diese Innenkontur anlegt, besitzt dann ebenfalls eine hinterschnittene Form, und kann dadurch nicht aus der oberen, schmalen Öffnung des Einlegers herausgezogen werden, ohne mit großem Kraftaufwand den Kunststoffkörper hierbei zu verformen.
Die andere Möglichkeit besteht darin, selbst bei einer rechtwinkligen Stellung der Wände des Einlegers zum Boden eine formschlüssige Sicherung gegen ein Herausziehen durch Durchbrüche in den Wänden des Einlegers zu schaffen, die vorzugsweise auf den Formluftöffnungen der Tiefziehform positioniert sind, und die groß genug sind, dass sich das Material der Ausgangsfolie in die Durchbrüche hinein verformt und dadurch einen Formschluss gegen Herausziehen in Richtung der Wände, also aus der Öffnung heraus, darstellen.
Falls es auf eine starke Formschlussverbindung durch große Durchbrüche im Einleger, insbesondere in den Wänden des Einlegers, nicht ankommt, können die Durchbrüche insbesondere im Boden des Einlegers statt aus mehreren großen Durchbrüchen, die optisch auffällig sind, auch aus einer Vielzahl von sehr kleinen Durchbrüchen von unter 1 mm oder gar von unter ½ mm Durchmesser bestehen, wie sie beispielsweise mittels Laserbeschuss erzeugt werden können:

Aufgrund der großen Anzahl solcher kleinen Öffnungen kann der Unterdruck, der von den Formluftöffnungen der Tiefziehform aus wirkt, durch den Einleger hindurch auf die Folie einwirken.

Der Einleger ist vorzugsweise aus einem ebenen Zuschnitt hergestellt, und wird aufgerichtet, indem er durch einen Aufrichterahmen hindurchgedrückt wird, dessen aufrechte Öffnung nur geringfügig größer ist als der Boden des herzustellenden trogförmigen Einlegers. Zum Hindurchdrücken kann ein separater Aufrichtestempel verwendet werden oder direkt der Vorstreckstempel, mit dem später die Ausgangsfolie in die Tiefziehform hineingedrückt wird.
Eine erfindungsgemäße Tiefzieh-Verpackung umfasst somit zum einen den tiefgezogenen Kunststoffkörper und zum anderen den außenflächig daran anliegenden Einleger, der insbesondere aus einem Papierwerkstoff besteht.
Vorzugsweise ist der Einleger trogförmig in zumindest einer Querschnittsrichtung gestaltet, also weist zumindest zwei einander gegenüberliegende Wände zusätzlich zu dem Boden des Einlegers auf.
Der Einleger weist wenigstens einen Durchbruch zum Hindurchsaugen der Formluft auf. Vorzugsweise ist der wenigstens eine Durchbruch fluchtend zu einer Formluftöffnung in der Innenfläche der Kavität der Tiefziehform angeordnet, und besitzt insbesondere einen Durchmesser von mindestens 2 mm, besser mindestens 3 mm.
Alternativ oder auch zusätzlich kann eine Vielzahl von kleinen Durchbrüchen im Einleger vorhanden sein, insbesondere mit einem Durchmesser von weniger als 1 mm, insbesondere von weniger als 0,5 mm. Diese vielen kleinen Durchbrüche sind vorzugsweise regelmäßig verteilt im Einleger angeordnet.
Auf der Innenfläche der Kavität des Einlegers sind dann zum Innenraum hin offene Formluftkanäle angeordnet, die mit dem wenigstens einen Unterdruckanschluss auf der Außenseite, insbesondere den Seitenflächen oder der Unterseite, der Tiefziehform in Verbindung stehen.
Die vielen kleinen Durchbrüche stehen dabei mit jeweils einem der Formluftkanäle in Verbindung und können auf diese Art und Weise mit Unterdruck beaufschlagt werden.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass der Einleger aus einem luftdurchlässigen Material besteht, beispielsweise einem Textilgewebe, welches ebenfalls eine Vielzahl von kleinen Durchbrüchen aufgrund seiner Struktur besitzt, die dann allerdings in der Regel nicht regelmäßig verteilt angeordnet sind.
Vorzugsweise in die größeren Durchbrüche hinein ist die Folie des Kunststoffkörpers verformt und bietet damit eine formschlüssige Verbindung in Richtung der Ebene dieses Teiles der Einlegers. Vorzugsweise kann der Zwischenwinkel zwischen den Wänden und dem Boden des Einlegers geringer als 90° sein, und in diesem hinterschnittenen Innenraum liegt auch der Kunststoffkörper an, der dadurch ebenfalls einen hinterschnittenen Innenraum besitzt.
Die Dimensionierung und Stabilität des Kunststoffmaterials als auch des Materials des Einlegers sind vorzugsweise so dimensioniert, dass die Stabilität der Tiefziehverpackung mehrheitlich durch den Einleger aufgebracht wird.
Figurenliste
Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:

1: den Tiefziehvorgang nach dem Stand der Technik,
2a, b den Tiefziehvorgang gemäß der Erfindung in einer ersten Version,
2c den Tiefziehvorgang gemäß der Erfindung in einer zweiten Version,
3 eine erste Detailvergrößerung im Querschnitt,
4 eine zweite Detailvergrößerung im Querschnitt,
5 eine erste Form des Einlegers im Rahmen der Erfindung und
6 eine weitere Form des Einlegers im Rahmen der Erfindung.

1 zeigt den klassischen Tiefziehvorgang wie er im Stand der Technik bekannt ist:

Eine Tiefziehform 3 besitzt eine nach oben offene, trogförmige Kavität.

Im ersten Schritt A wird eine meist zuvor schon erwärmte Ausgangsfolie 5, die größer ist als die offene Oberseite der Kavität 4, auf die Tiefziehform 3 aufgelegt und auf den Rändern um die Kavität 4 herum festgeklemmt, meist mittels eines aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellten Spannrahmens 7.
Anschließend wird im zweiten Schritt B ein Vorstreckstempel 8, der in der Aufsicht betrachtet geringfügig kleiner ist als die Kavität 4, in die Kavität 4 hinein abgesenkt und verformt dadurch die Ausgangsfolie 5 in die Kavität 4 hinein.
Gleichzeitig oder anschließend werden die im Boden und/oder den Wänden der Kavität 4 mündenden Formluftöffnungen 6 mit Unterdruck beaufschlagt, und saugen die durch den Vorstreckstempel 8 bereits vorverformte Ausgangsfolie 5 zur vollständigen Anlage an die Wände und den Boden der Kavität 4 in die Tiefziehform 3 ein.
Abhängig vom Material der Ausgangsfolie 5 und/oder weiteren Prozessparametern kann manchmal auf den mechanischen Vorstreckstempel 8 vollständig verzichtet werden.
In den 2a bis c ist in Schnittdarstellungen, etwa geschnitten entlang der Linie II, II der 1, die Situation beim erfindungsgemäßen Vorgehen dargestellt.
Die 2a und 2b zeigen eine erste mögliche Vorgehensweise:

In die Kavität 4 der Tiefziehform 3 ist bereits ein Einleger 2, beispielsweise aus Kartonmaterial, eingelegt, der so dimensioniert ist, dass er - in der linken Bildhälfte - nur am Boden und den Wänden der Kavität 4 anliegt, in der rechten Bildhälfte dagegen ist eine Lösung gezeigt, in der der Einleger sich bis auf den oberen Rand der Tiefziehform 3 erstreckt und auf dieser aufliegt. Dieser trogförmige Einleger 2 kann vorher in dieser Form separat hergestellt worden sein.

In 2b ist bereits die noch ebene Ausgangsfolie 5 über die Kavität 4 der Tiefziehform gelegt und liegt auf deren Randbereich auf allen Seiten um die Kavität 4 herum auf - gemäß Darstellung in der rechten Bildhälfte indirekt mittels des dazwischen befindlichen Randes des Einleger 2 - und ist dort mittels eines aufpressenden Spannrahmens 7 dicht fixiert.
Der Vorstreckstempel 8, der ersichtlich eine Breite aufweist, die geringer ist als die Breite der Kavität 4 der Tiefziehform 3 als auch der Innenkontur des darin eingelegten, trogförmigen Einlegers 2 - und zwar in jeder Querrichtung - nähert sich gerade von oben an die Ausgangsfolie 5 an und drückt diese beim weiteren Absenken bis auf den Boden des Einlegers 2 herab in den trogförmigen Einleger 2 hinein, wie in 2b dargestellt.
2c zeigt demgegenüber eine alternative Vorgehensweise, indem zunächst in einem ersten Schritt, gemäß dem linken Bild, sich oberhalb der Tiefziehform 3 ein Aufrichterahmen 13 befindet, der eine allseits umschlossene Aufrichteöffnung 20 besitzt, deren Größe den Außenabmessungen des später trogförmigen Einlegers 2 in der Aufsicht betrachtet entspricht. Der Aufleger 2 ist hier jedoch noch als ebener Zuschnitt auf dem Aufrichterahmen 13 aufgelegt dargestellt wobei an den Stellen, an denen der Zuschnitt zu einem trogförmigen Einleger 2 gefaltet werden soll durch Hochfalten der Randbereiche, die Faltnut 18 sichtbar ist.
Von oberhalb des noch flachen Einlegers 2 nähert sich der aufrechte Aufrichtstempel an, der in diesem Fall direkt der Vorstreckstempel 8 sein kann. Bei weiterem Absenken des Vorstreckstempels 8 in die Kavität 4 der Tiefziehform 3 hinein werden die Seitenwangen des Einlegers 2 aufgerichtet zu Wänden 2b, die in diesem Fall etwa im rechten Winkel zum Boden 2a des Einlegers 2 stehen und gleichzeitig der Einleger 2 in der Kavität 4 abgelegt. Zu diesem Zweck ist der Aufrichterahmen 13 möglichst knapp oberhalb der Tiefziehform 3 angeordnet, und natürlich mit der Aufrichteöffnung 20 fluchtend über der Kavität 4 der Tiefziehform 3.
Nachdem der als Aufrichtestempel dienende Vorstreckstempel 8 oder ein separater Aufrichtestempel wieder durch den Aufrichterahmen 13 hindurch nach oben zurückgezogen wurde, wird auf die mit dem Einleger 2 ausgestattete Tiefziehform 3 gemäß der rechten Darstellung in 2c analog zu 2a die Ausgangsfolie 5 über die Tiefziehform 3 gelegt und mittels Vorstreckstempel 8 tiefgezogen. Dies kann geschehen, indem dazwischen die Tiefziehform 3 von der Aufrichteposition verfährt in eine andere Tiefziehposition oder indem dies an der gleichen Position geschieht, dann muss jedoch nach dem Aufrichten und vor dem Auflegen der Ausgangsfolie 5 der Aufrichterahmen 13 oberhalb der Tiefziehform 3 entfernt werden.
Bei beiden Vorgehensweisen, also gemäß 2a, b oder gemäß 2c werden die in Wand und Boden der Tiefziehform 3 vorhandenen Formluftöffnungen 6 mit Unterdruck beaufschlagt, indem sie über Formluftkanäle 16 im Inneren der Tiefziehform 3 mit Unterdruckanschlüssen 17 in der Außenseite der Tiefziehform in Verbindung stehen und dort Unterdruck angelegt wird.
Damit dieser Unterdruck auf die oberhalb des Einlegers 2 liegende Ausgangsfolie 5 wirken kann, sind in dem Einleger 2 an den Positionen der Formluftöffnungen 6 Durchbrüche 9 angeordnet.
Wie in der vergrößerten Darstellung der 3 dargestellt, wird hierdurch die bereits zunehmend zum Kunststoffkörper 12 verformte Ausgangsfolie nicht nur flächig an die Innenseite des Einlegers 2 herangezogen, sondern im Bereich des Durchbruches 9 im Einleger 2 wird das Material der Ausgangsfolie 5 sogar in Form einer Vertiefung in den Durchbruch 9 herein gezogen.
Im Boden 2a des Einlegers 2 ist ferner ein großer Durchbruch dargestellt, durch den hindurch sich eine Aufwölbung 14 der Tiefziehform 3 in den Innenraum 15 hineinerstrecken kann, um dort eine analoge Aufwölbung des Kunststoffkörpers 12 zu bewirken.
In 3 ist ferner zu erkennen, dass die Wände 2b des Einlegers 2 nicht senkrecht zum Boden 2a stehen, sondern der Zwischenwinkel im Innenraum 15 des Einlegers 2 geringer als 90° ist, also der Winkel zwischen Boden 2a und Wand 2b einen Hinterschnitt darstellt.
Dadurch entsteht am oberen Ende der Wand 2b des Einlegers 2 zur Wand der Kavität 4 ein Spalt, in den die Ausgangsfolie 5 sich ebenfalls geringfügig hinein absenkt. Dies ist jedoch nicht vermeidbar, da die Kavität 4 der Tiefziehform keinen Hinterschnitt aufweisen darf, da ansonsten die fertige Verpackung nicht aus der Kavität heraus entnommen werden könnte.
Alternativ kann der Einleger 2 auch einen radial, etwa horizontal, nach außen weisenden oberen Rand besitzen, der den Spalt zur Wand der Kavität 4 hin füllt oder überdeckt. Dieser liegt vorzugsweise unterhalb des oberen Endes an der Wand der Kavität 4 an.
Die hinterschnittene Gestaltung des trogförmigen Einlegers 2 sorgt jedoch dafür, dass andererseits der verformte Kunststoffkörper 12 später nicht unbeabsichtigt nach oben aus dem Einleger 2 herausgezogen werden kann.
Die Einwölbung des Kunststoffkörpers 12 auf der Außenseite des freien oberen Randes der Wand 2b des Einlegers sorgt dafür, dass die hinterschnittene Form des Einlegers 2 erhalten bleibt. Dies kann zusätzlich dadurch gefördert werden, dass sich in der Wand der Qualität 4 ebenfalls eine Formluftöffnung 6 befindet.
Die 4 bis 6 zeigen weitere Möglichkeiten, um einen formschlüssigen Hinterschnitt zwischen Kunststoffkörper 12 und Einleger 2 zu erzielen, der ein unbeabsichtigtes Herausziehen des Kunststoffkörpers 12 aus dem Einleger 2, wenn die Tiefziehverpackung 1 einmal aus der Tiefziehform 3 entnommen ist, zu vermeiden. Dennoch kann dieser Vorgang der Trennung von Kunststoffkörper 12 und Einleger 2 absichtlich unter Aufwendung einer ausreichend großen Kraft jederzeit zum getrennten Entsorgen der beiden Komponenten nach Nutzung der Tiefziehverpackung 1 bewirkt werden.
In 4 stehen die Wände 2b im rechten Winkel zum Boden 2a des Einlegers 2, sodass die Wände 2b auch an ihrem oberen freien Ende an der Innenseite der Wand der Kavität 4 der Tiefziehform 3 anliegen.
Stattdessen sind nunmehr auch in den Wänden 2b Formluftöffnungen 6 und dazu fluchtende Durchbrüche 9 im Einleger 2 vorhanden. Dadurch wölbt sich beim Heransaugen wieder die Ausgangsfolie 5 in den Durchbruch 9 des Einlegers 2 hinein, sofern deren Durchmesser groß genug ist, wofür jedoch bereits 2 bis 3 mm Durchmesser ausreichen.
Da die Hineinwölbung nun nicht nach unten, sondern zur Seite erfolgt, entsteht eine formschlüssige Verbindung gegen das Herausziehen des Kunststoffkörpers 12 nach oben aus der Öffnung des Einlegers.
In 4 ist darüber hinaus bereits der weitere Bearbeitungsschritt mit dargestellt, nämlich die bereits in die fertige Tiefziehverpackung eingelegte Ware 23 sowie die über den Kunststoffkörper 12 übergelegte Siegelfolie 21, die in der Darstellung der 4 gerade durch Absenken eines randseitig umlaufenden Siegelstempels 22 auf den Rand des Kunststoffkörpers 12 dicht aufgesiegelt wird.
In 4 ist ferner im Boden 2a des Einlegers 2 eine andere Lösung dargestellt, um den Unterdruck durch den Boden 2a des Einlegers auf die Ausgangsfolie 5 wirken zu lassen:

In diesem Fall sind eine Vielzahl sehr kleiner Durchbrüche 9 über den gesamten Boden 2a verteilt angeordnet. Dabei befinden sich die einzelnen Durchbrüche nicht jeweils fluchtend zu einer von vielen Formluftöffnungen 6 in der Kavität 4 der Tiefziehform 3, sondern um alle Durchbrüche 9 mit Unterdruck beaufschlagen zu können, sind im Boden der Kavität 4 Formluftkanäle 16 in Form von zur Kavität 4, also 15 hin offenen Nuten. Die Formluftkanäle 16 sind relativ zu den Durchbrüchen 9 im Einleger 2 einerseits und zu den Formluftöffnungen 6 andererseits so angeordnet, dass jeder Formluftkanal 16 mit wenigstens einer der Formluftöffnungen 6 in Verbindung steht und jeder der Durchbrüche 9 mit einem der Formluftkanäle 16 fluchtet. Zu diesem Zweck können die Formluftkanäle 16 jeweils parallel zueinander angeordnet sein, jedoch auch zusätzlich über einen quer dazu verlaufenden Verbindungskanal untereinander in Verbindung stehen.

Die 5 und 6 zeigen Lösungen, bei denen der Formschluss zwischen Kunststoffkörper 12 und Einleger 2 anders als durch Durchbrüche 9 mit eingezogener Ausgangsfolie 5 in den Wänden 2b des Einlegers erzielt wird:

Zu diesem Zweck sind die Wände 2b des Einlegers länger gestaltet als die Höhe der Kavität 4 in der Tiefziehform 3. Der obere Überstand 24 des Einlegers 2 ist bei 5 waagrecht nach Innen in den Innenraum 15 ragend gefaltet, also um 90° gefaltet, und bei 6 um 180° gefaltet, und läuft an der Innenseite der Wand 2b nach unten.

Die sich an die Innenkontur eines solchen Einlegers 2 anlegende Ausgangsfolie 5 bildet dadurch um den Überstand 24 herum einen Hinterschnitt und eine formschlüssige Fixierung gegen ein Herausziehen des Kunststoffkörpers 12 nach oben, da sie sich unterhalb des Überstandes 24 wieder an die Innenwand des Hauptbereiches der Wand 2b des Einlegers 2 anlegt. Zur Unterstützung können in diesem Bereich Durchbrüche 9 vorhanden sein, in der Regel ist dies jedoch nicht erforderlich.
Auch ob die Unterdruckbeaufschlagung im Bereich des Bodens 2a - wie dargestellt - über die Vielzahl von kleinen Durchbrüchen 9 erfolgt oder - wie in 3 dargestellt - mit großen einzelnen Durchbrüchen 9, ist hierfür unerheblich.
Falls der Einleger 2 und der Kunststoff-Körper 12 alternativ oder zusätzlich kraftschlüssig gegeneinander verhaftet werden, kann unter Umständen auch auf einen Formschluss vollständig verzichtet werden. So könnte beispielsweise - siehe 2b - wie eingangs erwähnt zum Beispiel mittels einer entsprechenden Beschichtung der Ausgangsfolie 5 oder des Einlegers 2 - ein Anhaften oder gar Verkleben zwischen diesen beiden nur in Teilbereichen, beispielsweise punktuell entlang des Bodens oder der Seitenwände erfolgen oder - im rechten Bildteil der 2b - im Bereich des horizontal nach außen ragenden Randes.
Insbesondere sofern die hergestellte Tiefziehverpackung in der Tiefziehform 3 nach dem Tiefziehen auch gefüllt und versiegelt wird, kann das Verkleben des in der rechten Hälfte der 2B ersichtlichen Randes von Einleger 2 und Kunststoffkörper 12 auch erst beim Aufsiegeln der - hier nicht dargestellten - Siegelfolie erfolgen, da zuvor gar kein Handling der Tiefziehverpackung außerhalb der Tiefziehform 3 notwendig ist.
Bezugszeichenliste

1: Tiefzieh-Verpackung
2: Einleger
2a: Boden
2b: Wand
3: Tiefziehform
4: Kavität
5: Ausgangsfolie
6: Formluftöffnung
7: Spannrahmen
8: Vorstreckstempel
9: Durchbruch
10: Tiefziehrichtung
11: Querrichtung
12: Kunststoff-Körper
13: Aufrichterahmen
14: Aufwölbung
15: Innenraum
16: Formluftkanal
17: Unterdruckanschluss
18: Faltnut
19: Form-Durchbruch
20: Aufrichteöffnung
21: Siegelfolie
22: Siegelstempel
23: Ware
24: Überstand

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Tiefzieh-Verpackung (1), indem - ein Einleger (2), insbesondere aus einem Papierwerkstoff, in eine Kavität (4) einer Tiefziehform (3) eingelegt wird, - eine Ausgangsfolie (5) auf die Kavität (4) aufgelegt und insbesondere randseitig darum herum befestigt wird und ggf. erwärmt wird, - die Ausgangsfolie (5) in die Kavität (4) hinein tiefgezogen wird, bis sie am Einleger (2) flächig anliegt und in diesem Zustand die zum Kunststoff-Körper (12) verformte Ausgangsfolie (5) abkühlt und - die aus Kunststoffkörper (12) und Einleger (2) bestehende Tiefziehverpackung (1) aus der Tiefziehform (3) entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass, - die Ausgangsfolie (5) in die Kavität (4) hinein tiefgezogen wird bis sie mit dem Einleger (2) formschlüssig verbunden ist, - so dass nach dem Abkühlen beide zusammen als fertige Tiefziehverpackung aus der Tiefziehform entnommen und weiter gehandhabt werden können, - wobei der verformte Kunststoff-Körper (12) mit dem Einleger (2) über mindestens eine der folgenden Möglichkeiten formschlüssig verbunden wird: - während des Tiefziehvorgangs wird die Ausgangsfolie (5) in Durchbrüche (9), welche wenigstens in den Seitenwänden (2b) des Einlegers (2) zum Absaugen der Formluft vorhanden sind, hineinbewegt, so dass nach dem Abkühlen der verformte Kunststoffkörper (12) formschlüssig in die Durchbrüche (9) von innen nach außen eingreift, oder - der Einleger (2) wird derartig ausgebildet, dass zwischen dem Boden und den Wänden des trogförmigen Einlegers ein Zwischenwinkel von weniger als 90° vorliegt, sodass im Querschnitt betrachtet ein hinterschnittener Innenraum (15) im Einleger (2) entsteht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, der Einleger (2) zusammen mit der insbesondere erwärmten Ausgangsfolie (5) auf die Kavität (4) aufgelegt wird und insbesondere mittels Haftkraft der erwärmten Ausgangsfolie (5) oder mittels Saugluft beim Auflegen an der Unterseite der Ausgangsfolie (5) gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, der Einleger (2) ein trogförmiger Einleger ist und aus einem ebenen Zuschnitt entweder vor dem Einlegen in die Kavität (4) oder beim Einlegen in die Kavität (4) zu einem trogförmigen Aufleger aufgerichtet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, der trogförmige Einleger (2) einen Eckverschluss besitzt, der geschlossen wird vor dem Einlegen in die Kavität (4) der Tiefziehform (3).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, der trogförmige Einleger (2) keinen Eckverschluss aufweist und das Aufrichten beim Hindurchdrücken durch einen Aufrichtrahmen (13) oberhalb der Kavität (4) oder durch Eindrücken in die Kavität (4) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, im Einleger (2) Durchbrüche (9) für das Absaugen der Formluft im unteren Druckraum vorhanden sind, die - entweder fluchtend mit den Formluftöffnungen (6) in der Kavität (4) der Tiefziehform (3) angeordnet werden und eine Größe besitzen, die wenigstens so groß ist wie die Formluftöffnung (6), insbesondere mindestens 2 mm, besser mindestens 3 mm, - oder die Durchbrüche (9) in großer Anzahl und insbesondere gleichmäßig verteilt im Einleger (2) angeordnet sind und insbesondere einen Durchmesser von weniger als 1 mm, insbesondere weniger als 0,5 mm, besitzen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, während des Tiefziehvorgangs die Ausgangsfolie (5) in die Durchbrüche (9) des Einlegers (2) hineinbewegt wird, so dass nach dem Abkühlen der verformte Kunststoffkörper (12) formschlüssig in die Durchbrüche (9) von innen nach außen eingreift.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, die kleinen Durchbrüche (9) im Einleger (2) mittels Laserbeschuss oder Nadelstichen, insbesondere mit einem Nadelpolster, hergestellt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, ein Vorstreckstempel (8) zum Aufrichten des trogförmigen Einlegers (2) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, der Einleger (2) mit dem Kunststoffkörper (12) bereichsweise angehaftet oder verklebt wird, entweder punktuell oder streifenförmig im Bereich des Bodens und/oder der Wände und/oder entlang des äußeren Randes.
Tiefzieh-Verpackung (1) mit - einem tiefgezogenen Kunststoffkörper (12) und - einem flächig außen daran anliegenden Einleger (2), der insbesondere aus einem Papierwerkstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, dass, - der Kunststoff-Körper (12) mit dem Einleger (2) formschlüssig verbunden ist, - so dass diese als fertige Tiefziehverpackung gehandhabt werden können, - wobei der verformte Kunststoff-Körper (12) mit dem Einleger (2) über mindestens eine der folgenden Möglichkeiten formschlüssig verbunden ist: - während des Tiefziehvorgangs wird die Ausgangsfolie (5) in Durchbrüche (9), welche wenigstens in den Seitenwänden (2b) des Einlegers (2) zum Absaugen der Formluft vorhanden sind, hineinbewegt, so dass nach dem Abkühlen der verformte Kunststoffkörper (12) formschlüssig in die Durchbrüche (9) von innen nach außen eingreift. oder - der Einleger (2) derartig ausgebildet ist, dass zwischen dem Boden und den Wänden des trogförmigen Einlegers ein Zwischenwinkel von weniger als 90° vorliegt, sodass im Querschnitt betrachtet ein hinterschnittener Innenraum (15) im Einleger (2) vorhanden ist.
Verpackung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass, der Einleger (2) wenigstens einen Durchbruch (9) zum Hindurchsaugen der Formluft aufweist.
Verpackung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, der wenigstens eine Durchbruch (9) fluchtend zu einer Formluftöffnung (6) in der Tiefziehform (3) angeordnet ist und insbesondere einen Durchmesser von mindestens 2 mm, besser mindestens 3 mm, besitzt.
Verpackung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, eine Vielzahl von Durchbrüchen (9), insbesondere regelmäßig im Einleger (2) verteilt, angeordnet sind und insbesondere die Durchbrüche (9) einen Durchmesser von weniger als 1 mm, insbesondere von weniger als 0,5 mm besitzen.
Verpackung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, der Einleger (2) trogförmig gestaltet ist mit einem Boden (2a) und Seitenwänden (2b), und wenigstens in den Seitenwänden Durchbrüche (9) zum Absaugen der Formluft vorhanden sind, deren Durchmesser insbesondere mindestens 2 mm, besser mindestens 3 mm, beträgt.
Verpackung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, der Einleger (2) aus einem luftdurchlässigen Material besteht, insbesondere aus einem Textilgewebe.
Verpackung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, der Kunststoffkörper (12) formschlüssig in die Durchbrüche (9) von innen nach außen eingreift.
Verpackung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, bei einem trogförmigen Einleger (2) die Wände (2b) des Einlegers (2) innerhalb der Tiefzieh-Verpackung (1) zur Öffnung des trogförmigen Einlegers (2) hin schräg nach innen ansteigen und einen hinterschnittenen Innenraum (15) bilden und insbesondere der Kunststoffkörper (12) an der hinterschnittenen Innenfläche flächig anliegt und ebenfalls einen hinterschnittenen Innenraum (15) bildet.
Verpackung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche dadurch gekennzeichnet, dass, sich die Ausgangsfolie (5) geringfügig in den durch den hinterschnittenen Innenraum (15) entstehenden Spalt am oberen Ende der Wand (2b) des Einlegers (2) zur Wand der Kavität (4) hinein absenkt.
Verpackung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche dadurch gekennzeichnet, dass, in den Wänden (2b) der Kavität (4) Formluftöffnungen (6) und dazu fluchtende Durchbrüche (9) im Einleger (2) vorhanden sind, in welche sich beim Heransaugen die Ausgangfolie (5) hineinwölbt.
Verpackung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche dadurch gekennzeichnet, dass, der Einleger (2) einen radial, etwa horizontal, nach außen weisenden oberen Rand besitzt, der einen Spalt zur Wand der Kavität (4) hin füllt oder überdeckt, welcher vorzugsweise unterhalb des oberen Endes an der Wand der Kavität (4) anliegt, wodurch ein Hinterschnitt im Innenraum (15) des Einlegers (2) gebildet wird.
Verpackung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche dadurch gekennzeichnet, dass, die Wände (2b) des Einlegers (2) länger gestaltet sind als die Höhe der Kavität (4) in der Tiefziehform (3), so dass der obere Überstand (24) des Einlegers (2) waagrecht nach Innen in den Innenraum (15) ragend, also um 90° gefaltet ist, wodurch ein Hinterschnitt im Innenraum (15) des Einlegers (2) gebildet wird.
Verpackung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche dadurch gekennzeichnet, dass, die Wände (2b) des Einlegers (2) länger gestaltet sind als die Höhe der Kavität (4) in der Tiefziehform (3), so dass der obere Überstand (24) des Einlegers (2) waagrecht nach Innen in den Innenraum (15) ragend, also um 180° gefaltet ist, wodurch ein Hinterschnitt im Innenraum (15) des Einlegers (2) gebildet wird.
Verpackung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, der Einleger (2) und/oder der Kunststoffkörper (12) so dimensioniert sind, dass die Stabilität der Tiefzieh-Verpackung (1) mehrheitlich durch den Einleger (2) zur Verfügung gestellt wird.
Verpackung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, der Kunststoffkörper (12) einen Form-Durchbruch (19) aufweist, durch den eine Aufwölbung (14) der Tiefziehform (3) in das Innere des trogförmigen Einlegers (2) hineinragt.
Verpackung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, der Einleger (2) mit dem Kunststoffkörper (12) bereichsweise angehaftet oder verklebt ist, entweder punktuell oder streifenförmig im Bereich des Bodens und/oder der Wände und/oder entlang des äußeren Randes.