DE102021109913A1

DE102021109913A1 - Verschließen einer Verpackungsschale mit mehreren Materialschichten

Info

Publication number: DE102021109913A1
Application number: DE102021109913.7A
Authority: DE
Inventors: Dominik Patz
Original assignee: Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Current assignee: Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Priority date: 2021-04-20
Filing date: 2021-04-20
Publication date: 2022-10-20

Abstract

Es wird eine Verpackungsschale (3) verschlossen, welche einen Vertiefungsbereich (13) und einen den Vertiefungsbereich (13) umlaufenden Flansch (15) umfasst. In einem ersten Bereich (31) des Flansches (15) werden eine erste Materialschicht (23) der Verpackungsschale (3), eine zweite Materialschicht (25) der Verpackungsschale (3) und eine Deckelmaterialschicht (5) mit Druck aneinandergepresst. In einem zweiten Bereich (33) des Flansches (15) werden die zweite Materialschicht (25) der Verpackungsschale (3) und die Deckelmaterialschicht (5) ohne die erste Materialschicht (23) der Verpackungsschale (3) mit Druck aneinandergepresst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Verschließen von Verpackungsschalen. Insbesondere betrifft die Erfindung das Verschließen von Verpackungsschalen mit einem mehrschichtigen Aufbau.
Es ist aus der Praxis bekannt, eine Verpackungsschale zunächst mit einem zu verpackenden Produkt zu befüllen und die Verpackungsschale dann in einer Siegelstation durch Ansiegeln einer Deckelfolie an die Verpackungsschale zu verschließen.
Beispielsweise ist aus der DE 10 2012 006 696 A1 eine Tiefziehverpackungsmaschine bekannt, bei der in einer Formstation durch Tiefziehen Mulden in einer als Folie ausgebildeten Unterbahn geformt werden. Die Mulden werden in einer Siegelstation mit einer Deckelfolie verschlossen. Eine Siegelvorrichtung der Siegelstation umfasst ein erstes Siegelwerkzeug und ein zweites Siegelwerkzeug zum Erzeugen einer ersten Siegelung und einer zweiten Siegelung der Unterbahn mit der Deckelfolie. Die erste Siegelung erlaubt ein Abziehen der Deckelfolie von der Unterbahn zum Öffnen der Verpackung. Die zweite Siegelung ist unlösbar gesiegelt. Für die Siegelwerkzeuge sind Aktoren vorgesehen, mittels derer die Siegelkräfte der Siegelwerkzeuge individuell einstellbar sind. Dies bringt den Vorteil, dass die Siegelkräfte für unterschiedlich ausgeprägte Siegelungen für unterschiedliche Anforderungen an eine einzige Verpackung unabhängig voneinander einstellbar sind.
Aus der EP 3 489 005 A1 ist eine Verpackungsmaschine mit einem Formwerkzeug zum Formen von Verpackungsschalen aus einem Materialbogen bekannt, welcher Karton aufweist. Es wird eine thermoplastische Folie durch Druckluft in die Verpackungsschalen hineingeformt, sodass später kein direkter Kontakt zwischen einem zu verpackendem Produkt und dem Karton aufweisenden Materialbogen besteht. Es wird also eine Verpackungsschale hergestellt, welche mehrere übereinander angeordnete Materialschichten aufweist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Weg zum Verschließen von Verpackungsschalen mit einem mehrschichtigen Aufbau anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch die Verwendung gemäß Anspruch 15 gelöst. Die abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung an.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Verschließen einer Verpackungsschale bereitgestellt. Die Verpackungsschale weist eine erste Materialschicht und eine zweite Materialschicht auf. Die Verpackungsschale umfasst einen Vertiefungsbereich und einen den Vertiefungsbereich umlaufenden Flansch. Der Flansch weist einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich auf. In dem ersten Bereich des Flansches werden die erste Materialschicht der Verpackungsschale, die zweite Materialschicht der Verpackungsschale und eine Deckelmaterialschicht mit Druck aneinandergepresst. In dem zweiten Bereich des Flansches werden die zweite Materialschicht der Verpackungsschale und die Deckelmaterialschicht ohne die erste Materialschicht der Verpackungsschale mit Druck aneinandergepresst.
In dem zweiten Bereich des Flansches kann durch das Aneinanderpressen der zweiten Materialschicht der Verpackungsschale und der Deckelmaterialschicht eine Verbindung zwischen der zweiten Materialschicht der Verpackungsschale und der Deckelmaterialschicht erstellt werden. Die Verbindung kann luftdicht sein. Die Verbindung kann wasserdicht sein. Durch das Aneinanderpressen der zweiten Materialschicht der Verpackungsschale und der Deckelmaterialschicht in dem zweiten Bereich des Flansches kann die Deckelmaterialschicht an die Verpackungsschale angesiegelt werden.
Da das Aneinanderpressen der zweiten Materialschicht der Verpackungsschale und der Deckelmaterialschicht in dem zweiten Bereich des Flansches ohne die erste Materialschicht der Verpackungsschale erfolgt, kann ein Einfluss der ersten Materialschicht der Verpackungsschale auf die Verbindung zwischen der zweiten Materialschicht der Verpackungsschale und der Deckelmaterialschicht in dem zweiten Bereich des Flansches begrenzt werden. Durch das Weglassen der ersten Materialschicht der Verpackungsschale beim Aneinanderpressen in dem zweiten Bereich des Flansches kann eine Aufnahme der Presskraft durch die erste Materialschicht der Verpackungsschale (beispielsweise durch Verformung der ersten Materialschicht der Verpackungsschale) in dem zweiten Bereich des Flansches reduziert oder verhindert werden. Somit kann die Presskraft vollständig oder weitgehend vollständig in die Verbindung der zweiten Materialschicht der Verpackungsschale mit der Deckelmaterialschicht einfließen.
Durch das Aneinanderpressen der ersten Materialschicht der Verpackungsschale, der zweiten Materialschicht der Verpackungsschale und der Deckelmaterialschicht in dem ersten Bereich des Flansches kann eine Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Materialschicht der Verpackungsschale erstellt oder verstärkt werden. Hierdurch kann die Wahrscheinlichkeit einer Ablösung der ersten Materialschicht der Verpackungsschale von der zweiten Materialschicht der Verpackungsschale bei einem Abziehen der Deckelmaterialschicht (beispielsweise bei einem Öffnen der Verpackung) verringert werden.
Bei dem Aneinanderpressen in dem ersten Bereich des Flansches kann die zweite Materialschicht der Verpackungsschale mit der Deckelmaterialschicht verbunden werden. Das Aneinanderpressen in dem ersten Bereich des Flansches kann aber auch ohne das Erstellen einer Verbindung zwischen der zweiten Materialschicht der Verpackungsschale und der Deckelmaterialschicht in dem ersten Bereich des Flansches erfolgen. Es kann beispielsweise ein Großteil der in dem ersten Bereich des Flansches aufgebrachten Presskraft in eine Verbindung zwischen der ersten Materialschicht der Verpackungsschale und der zweiten Materialschicht der Verpackungsschale fließen.
Durch das Aneinanderpressen unterschiedlicher Schichtkombinationen in dem ersten Bereich des Flansches und in dem zweiten Bereich des Flansches können Verbindungsbereiche mit unterschiedlichen Eigenschaften erzeugt werden. Beispielsweise kann das Aneinanderpressen in dem ersten Bereich des Flansches vornehmlich zu einem Verbinden oder einem Erhöhen einer Verbindungsstärke zwischen der ersten und der zweiten Materialschicht der Verpackungsschale führen. Beispielsweise kann das Aneinanderpressen in dem zweiten Bereich des Flansches vornehmlich zu einem Verbinden der zweiten Materialschicht der Verpackungsschale und der Deckelmaterialschicht führen.
Der zweite Bereich des Flansches kann weiter außen als der erste Bereich des Flansches liegen. Insbesondere kann der zweite Bereich des Flansches in Draufsicht auf die Verpackungsschale weiter außen liegen als der erste Bereich des Flansches. Eine Verbindungslinie von einem Punkt in dem zweiten Bereich des Flansches zu einer Mitte der Verpackungsschale kann in Draufsicht auf die Verpackungsschale durch den ersten Bereich des Flansches verlaufen. Dies kann für jeden Punkt des zweiten Bereichs des Flansches gelten. Wenn der zweite Bereich des Flansches weiter außen liegt als der erste Bereich des Flansches, kann ein Auseinanderziehen der Deckelmaterialschicht und der zweiten Materialschicht der Verpackungsschale von einem äußeren Rand des Flansches aus ein Lösen der Deckelmaterialschicht von der zweiten Materialschicht der Verpackungsschale bewirken. Hierdurch lässt sich die verschlossene Verpackungsschale durch Abziehen der Deckelmaterialschicht öffnen. Wenn der zweite Bereich des Flansches weiter außen als der erste Bereich des Flansches liegt, kann eine Belastung der Verbindung zwischen der ersten Materialschicht und der zweiten Materialschicht der Verpackungsschale beim Abziehen der Deckelmaterialschicht geringgehalten werden.
Der zweite Bereich des Flansches kann den ersten Bereich des Flansches umlaufen. Durch ein Aneinanderpressen der zweiten Materialschicht der Verpackungsschale und der Deckelmaterialschicht ohne die erste Materialschicht der Verpackungsschale vollständig um den Vertiefungsbereich der Verpackungsschale herum, lässt sich eine umlaufende Verbindung zwischen der Verpackungsschale und der Deckelmaterialschicht erzeugen, um die Verpackungsschale zu verschlie-ßen. Der zweite Bereich des Flansches kann den ersten Bereich des Flansches einschließen. Der zweite Bereich des Flansches kann den ersten Bereich des Flansches vollständig um den Vertiefungsbereich der Verpackungsschale herum umlaufen.
Der erste Bereich des Flansches kann den Vertiefungsbereich der Verpackungsschale umlaufen. Der zweite Bereich des Flansches kann den Vertiefungsbereich der Verpackungsschale umlaufen. Vorzugsweise umlaufen sowohl der erste Bereich des Flansches als auch der zweite Bereich des Flansches den Vertiefungsbereich der Verpackungsschale.
Die zweite Materialschicht der Verpackungsschale kann in dem Flansch nach außen über die erste Materialschicht der Verpackungsschale hinausstehen. Das Aneinanderpressen der zweiten Materialschicht der Verpackungsschale und der Deckelmaterialschicht ohne die erste Materialschicht in dem zweiten Bereich des Flansches kann im Bereich eines Überstands der zweiten Materialschicht der Verpackungsschale über die erste Materialschicht der Verpackungsschale erfolgen.
Die zweite Materialschicht kann eine innere Oberfläche des Vertiefungsbereichs der Verpackungsschale bilden. Die zweite Materialschicht der Verpackungsschale kann die erste Materialschicht der Verpackungsschale abdecken. Die zweite Materialschicht der Verpackungsschale kann einen Kontakt zwischen einem in dem Vertiefungsbereich aufgenommenen Produkt und der ersten Materialschicht der Verpackungsschale verhindern. Wenn kein Kontakt zwischen der ersten Materialschicht der Verpackungsschale und dem zu verpackenden Produkt besteht, können die Anforderungen an erste Materialschicht der Verpackungsschale reduziert werden, da nicht mehr zwingend auf mögliche Wechselwirkungen zwischen der ersten Materialschicht der Verpackungsschale und dem Produkt Rücksicht genommen werden muss. Beispielsweise kann die erste Materialschicht aus einem Material ausgebildet werden, welches kostengünstig ist oder ökologisch vorteilhaft ist oder formstabil ist oder effizient herstellbar ist. Die zweite Materialschicht kann aus einem Material bestehen, welches für einen Kontakt mit den zu verpackenden Produkten geeignet ist.
Das Aneinanderpressen in dem ersten Bereich des Flansches kann teilweise oder vollständig gleichzeitig mit dem Aneinanderpressen in dem zweiten Bereich des Flansches erfolgen. Ein gleichzeitiges Ausüben des Drucks in dem ersten Bereich und in dem zweiten Bereich des Flansches kann einen Produktionsprozess beschleunigen.
Die erste Materialschicht der Verpackungsschale, die zweite Materialschicht der Verpackungsschale und die Deckelmaterialschicht können über den kompletten ersten Bereich des Flansches hinweg mit Druck aneinandergepresst werden. Die zweite Materialschicht der Verpackungsschale und die Deckelmaterialschicht können über den kompletten zweiten Bereich des Flansches hinweg ohne die erste Materialschicht der Verpackungsschale mit Druck aneinandergepresst werden.
Das Aneinanderpressen in dem ersten Bereich des Flansches und das Aneinanderpressen in dem zweiten Bereich des Flansches können in derselben Siegelstation erfolgen. Vorzugsweise wird die Verpackungsschale zwischen dem Aneinanderpressen in dem ersten Bereich des Flansches und dem Aneinanderpressen in dem zweiten Bereich des Flansches nicht in eine andere Position oder Orientierung verbracht. Die Verpackungsschale kann in eine Siegelposition innerhalb einer Siegelstation verbracht werden. Das Aneinanderpressen in dem ersten Bereich des Flansches und das Aneinanderpressen in dem zweiten Bereich des Flansches kann in der Siegelposition der Verpackungsschale erfolgen. Vorzugsweise wird die Verpackungsschale erst dann aus der Siegelposition entfernt, wenn sowohl das Aneinanderpressen in dem ersten Bereich als auch das Aneinanderpressen in dem zweiten Bereich beendet ist.
Vorzugsweise werden in dem ersten Bereich des Flansches die erste Materialschicht der Verpackungsschale, die zweite Materialschicht der Verpackungsschale und die Deckelmaterialschicht zwischen einem Siegelstempel und einer Gegendruckleiste mit Druck aneinandergepresst. Vorzugsweise werden in dem zweiten Bereich des Flansches die zweite Materialschicht der Verpackungsschale und die Deckelmaterialschicht ohne die erste Materialschicht der Verpackungsschale mit Druck zwischen einem Siegelstempel und einer Gegendruckleiste aneinandergepresst. An dem Aneinanderpressen in dem ersten Bereich des Flansches und an dem Aneinanderpressen in dem zweiten Bereich des Flansches kann derselbe Siegelstempel beteiligt sein. An dem Aneinanderpressen in dem ersten Bereich des Flansches und an dem Aneinanderpressen in dem zweiten Bereich des Flansches kann dieselbe Gegendruckleiste beteiligt sein. Das Aneinanderpressen in dem ersten Bereich des Flansches kann zwischen demselben Siegelstempel und derselben Gegendruckleiste erfolgen wie das Aneinanderpressen in dem zweiten Bereich des Flansches. Wenn für das Aneinanderpressen nur ein Siegelstempel und eine Gegendruckleiste erforderlich sind, kann sich ein Aufbau der Siegelstation vereinfachen.
Das Aneinanderpressen in dem ersten Bereich des Flansches und das Aneinanderpressen in dem zweiten Bereich des Flansches kann mit nur einem Antrieb erfolgen. Das Aneinanderpressen in dem ersten Bereich des Flansches und das Aneinanderpressen in dem zweiten Bereich des Flansches kann jeweils mit derselben Presskraft erfolgen.
Ein Siegelstempel und eine Gegendruckleiste können relativ zueinander aufeinander zu bewegt werden und zwischen sich in dem ersten Bereich des Flansches die erste Materialschicht der Verpackungsschale, die zweite Materialschicht der Verpackungsschale und die Deckelmaterialschicht mit Druck aneinanderpressen und in dem zweiten Bereich des Flansches die zweite Materialschicht der Verpackungsschale und die Deckelmaterialschicht ohne die erste Materialschicht der Verpackungsschale mit Druck aneinanderpressen. Der Siegelstempel und die Gegendruckleiste können Teil einer Siegelstation sein. Bei der Relativbewegung zwischen dem Siegelstempel und der Gegendruckleiste können entweder sowohl der Siegelstempel als auch die Gegendruckleiste eine Bewegung ausführen oder nur eines von dem Siegelstempel und der Gegendruckleiste eine Bewegung ausführen während das andere von dem Siegelstempel und der Gegendruckleiste stationär bleibt.
Ein Bereich des Siegelstempels, welcher an dem Aneinanderpressen in dem ersten Bereich des Flansches beteiligt ist, kann gegenüber einem Bereich des Siegelstempels abgestuft sein, welcher an dem Aneinanderpressen in dem zweiten Bereich des Flansches beteiligt ist. Alternativ oder zusätzlich kann ein Bereich der Gegendruckleiste, welcher an dem Aneinanderpressen in dem ersten Bereich des Flansches beteiligt ist, gegenüber einem Bereich der Gegendruckleiste, welcher an dem Aneinanderpressen in dem zweiten Bereich des Flansches beteiligt ist, abgestuft sein. Durch eine abgestufte Ausbildung des Siegelstempels und/oder der Gegendruckleiste lässt sich in dem ersten Bereich des Flansches und dem zweiten Bereich des Flansches ein an unterschiedliche Materialstärken angepasster Druck erzeugen. Durch ein Abstufen des Siegelstempels und/oder der Gegendruckleiste können in unterschiedlichen Bereichen unterschiedliche Siegeldrücke erzeugt werden, ohne dass ein zusätzlicher Antrieb vorgesehen werden muss.
Ein Abstand zwischen dem Siegelstempel und der Gegendruckleiste kann in dem ersten Bereich des Flansches größer sein als in dem zweiten Bereich des Flansches.
Die erste Materialschicht der Verpackungsschale kann ein faserhaltiges Material umfassen oder aus einem faserhaltigen Material bestehen. Das faserhaltige Material kann ein naturfaserhaltiges Material sein. Die Verwendung eines naturfaserhaltigen Materials kann insbesondere unter ökologischen Gesichtspunkten vorteilhaft sein, da es sich hierbei zumindest teilweise um einen nachwachsenden Rohstoff handelt.
Das faserhaltige Material kann ein Papiermaterial sein. Das Papiermaterial kann beispielsweise Papier, Karton oder Pappe umfassen.
Das Papiermaterial kann eine Zusammensetzung mit einem Langfaseranteil von 10 bis 80 Masseprozent, bevorzugt von 20 bis 50 Masseprozent, und einem Kurzfaseranteil von 20 bis 90 Masseprozent, bevorzugt von 50 bis 80 Masseprozent, aufweisen. Unter Langfaser wird eine Faser mit einer Faserlänge von 2,6 bis 4,4 mm und unter Kurzfaser eine Faser mit einer Faserlänge von 0,7 bis 2,2 mm verstanden.
Die erste Materialschicht kann ein Flächengewicht von 20 bis 300 g/m2, oder von 20 bis 120 g/m2, oder von 40 bis 100 g/m2 aufweisen.
Ein Faseranteil der ersten Materialschicht kann zumindest 70 Masseprozent, oder zumindest 75 Masseprozent, oder zumindest 80 Masseprozent, oder zumindest 85 Masseprozent, oder zumindest 90 Masseprozent, oder zumindest 95 Masseprozent umfassen. Bei dem Faseranteil kann es sich um einen Naturfaseranteil handeln.
Die zweite Materialschicht der Verpackungsschale kann als Kunststoffschicht ausgebildet sein. Die zweite Materialschicht der Verpackungsschale kann für Flüssigkeiten, insbesondere für Wasser, zumindest im Wesentlichen undurchlässig sein. Die zweite Materialschicht der Verpackungsschale kann für Gase, insbesondere für Luft, zumindest im Wesentlichen undurchlässig sein. Die zweite Materialschicht der Verpackungsschale kann die erste Materialschicht der Verpackungsschale bezüglich einer Öffnungsrichtung der Verpackungsschale teilweise oder vollständig abdecken. Die zweite Materialschicht der Verpackungsschale kann mit der ersten Materialschicht der Verpackungsschale verbunden sein, insbesondere flächig verbunden sein. Die zweite Materialschicht kann mit der ersten Materialschicht bereits vor dem in dem ersten Bereich des Flansches erfolgenden Aneinanderpressen verbunden sein, insbesondere flächig verbunden sein. Die zweite Materialschicht der Verpackungsschale kann an die erste Materialschicht der Verpackungsschale anliegen. Die zweite Materialschicht der Verpackungsschale kann eine innere Oberfläche der Verpackungsschale bilden. Ein zu verpackendes Produkt kann innerhalb des Vertiefungsbereichs der Verpackungsschale auf die zweite Materialschicht der Verpackungsschale gelegt werden.
Das Aneinanderpressen in dem ersten Bereich des Flansches kann unter Wärmeeinwirkung erfolgen. Das Aneinanderpressen in dem zweiten Bereich des Flansches kann unter Wärmeeinwirkung erfolgen. Der Siegelstempel und/oder die Gegendruckleiste können beheizt werden, um eine Siegelwärme bereitzustellen. Bei einem Aneinanderpressen unter Wärmeeinwirkung kann das Verbinden der Materialschichten begünstigt werden. Der Siegelstempel und/oder die Gegendruckleiste können in dem ersten Bereich des Flansches beheizt werden. Der Siegelstempel und/oder die Gegendruckleiste können in dem zweiten Bereich des Flansches beheizt werden. Der Siegelstempel und/oder die Gegenleiste können sowohl in dem ersten Bereich des Flansches als auch in dem zweiten Bereich des Flansches beheizt werden. Es wäre denkbar, den Siegelstempel und/oder die Gegendruckleiste lediglich in dem zweiten Bereich des Flansches, nicht aber in dem ersten Bereich des Flansches zu beheizen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn eine Verbindung zwischen der zweiten Materialschicht der Verpackungsschale und der Deckelmaterialschicht stärker durch Wärmeeinwirkung begünstigt wird als eine Verbindung zwischen der ersten Materialschicht und der zweiten Materialschicht der Verpackungsschale. Ein Beheizen des Siegelstempels und/oder der Gegendruckleiste kann während oder vor dem Aneinanderpressen erfolgen.
Die erste Materialschicht der Verpackungsschale kann eine höhere Kompressibilität aufweisen als die zweite Materialschicht der Verpackungsschale. Die erste Materialschicht der Verpackungsschale kann eine höhere Kompressibilität aufweisen als die Deckelmaterialschicht. Wenn die zweite Materialschicht während des Aneinanderpressens komprimiert wird, kann die in dem ersten Bereich des Flansches aufgebrachte Presskraft vornehmlich eine Haftung zwischen der ersten Materialschicht und der zweiten Materialschicht der Verpackungsschale verbessern und nur eine vergleichsweise geringe (oder keine) Siegelung zwischen der zweiten Materialschicht der Verpackungsschale und der Deckelmaterialschicht bewirken.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Verwendung eines Siegelwerkzeugs, welches abgestufte Bereiche aufweist, zum Aneinanderpressen unterschiedlicher Übereinanderanordnungen von Materialschichten in einem gemeinsamen Schritt beim Verschließen einer Verpackungsschale bereitgestellt.
Aufgrund der abgestuften Bereiche des Siegelwerkzeugs lassen sich die unterschiedlichen Übereinanderanordnungen von Materialschichten mit jeweils angepassten Siegelstärken in einem gemeinsamen Schritt aneinanderpressen, ohne dass zusätzliche Antriebe vorgesehen werden müssen. Die unterschiedlichen Übereinanderaordnungen von Materialschichten können einerseits eine erste Materialschicht der Verpackungsschale, eine zweite Materialschicht der Verpackungsschale und eine Deckelmaterialschicht, und andererseits die zweite Materialschicht der Verpackungsschale und die Deckelmaterialschicht ohne die erste Materialschicht der Verpackungsschale sein.
Die abgestuften Bereiche des Siegelwerkzeugs können mit den unterschiedlichen Übereinanderanordnungen von Materialschichten in Kontakt kommen, um die Materialschichten der jeweiligen Übereinanderanordnung aneinanderzupressen.
Das Siegelwerkzeug kann als Siegelstempel oder als Gegendruckleiste ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, dass sowohl ein Siegelstempel mit abgestuften Bereichen als auch eine korrespondierende Gegendruckleiste mit abgestuften Bereich verwendet werden.
Bezüglich des Verfahrens zum Verschließen einer Verpackungsschale beschriebene Merkmale und Erläuterungen lassen sich auf die Verwendung des abgestufte Bereiche aufweisenden Siegelwerkzeugs übertragen und umgekehrt. Die Verwendung des abgestufte Bereiche aufweisenden Siegelwerkzeugs kann unter Durchführung des Verfahren zum Verschließen einer Verpackungsschale erfolgen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren weiter erläutert. Es zeigt:

1 eine schematische Schnittansicht durch eine Siegelstation zum Verschließen einer Verpackungsschale gemäß einer Ausführungsform vor Beginn des Siegelvorgangs;
2 eine schematische Schnittansicht der Siegelstation während des Siegelprozesses; und eine schematische Perspektivansicht eines mit einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform hergestellten Verpackung; und
3 eine schematische Perspektivansicht einer in der Siegelstation verschlossenen Verpackung.

1 zeigt eine schematische Schnittansicht durch eine Siegelstation 1 gemäß einer Ausführungsform. In der Siegelstation 1 soll eine Verpackungsschale 3 durch Ansiegeln einer Deckelmaterialschicht 5 an die Verpackungsschale 3 verschlossen werden. Die Deckelmaterialschicht 5 kann beispielsweise als Kunststofffolie ausgebildet sein. Die Deckelmaterialschicht 5 kann als Materialbahn oder als Materialzuschnitt zugeführt werden.
Die Siegelstation 1 umfasst ein Oberteil 7 und ein Unterteil 9. Das Unterteil 9 umfasst eine Schalenaufnahme 11, in der in der dargestellten Betriebssituation bereits ein Vertiefungsbereich 13 einer Verpackungsschale 3 aufgenommen ist. Ein den Vertiefungsbereich 13 umlaufender Flansch 15 der Verpackungsschale 3 liegt auf einer Siegelfläche des Werkzeugunterteils 9 auf. Die Siegelfläche wird durch eine Gegendruckleiste 17 des Werkzeugunterteils 9 gebildet.
Das Werkzeugoberteil 7 umfasst ein äußeres Gehäuse 19 und einen darin beweglich angeordneten Siegelstempel 21.
1 zeigt eine Situation nachdem die Verpackungsschale 3 und die Deckelmaterialschicht 5 in die Siegelstation 1 eingebracht wurden und die Siegelstation 1 daraufhin durch ein Verfahren des Unterteils 9 entlang einer vertikalen Richtung auf das Oberteil 7 zu in eine geschlossene Stellung gebracht wurde. In der geschlossenen Stellung besteht ein umlaufender Kontakt zwischen dem Gehäuse 19 des Oberteils 7 und der Gegendruckleiste 17 des Unterteils 9. Hierdurch entsteht im Inneren der Siegelstation 1 ein luftdicht abgeschlossener Raum. Wenn Produkte, beispielsweise Lebensmittelprodukte, unter Vakuum verpackt werden sollen, kann der Raum innerhalb der Siegelstation 1 nach dem Schließen der Siegelstation 1 evakuiert werden. Gegebenenfalls kann eine gewünschte Gasatmosphäre in dem Raum erzeugt werden.
Die dargestellte Verpackungsschale 3 hat einen zweitschichtigen Aufbau. Es wäre aber auch denkbar, dass die Verpackungsschale 3 mehr als ein zwei Schichten aufweist. Die Verpackungsschale 3 umfasst eine erste Materialschicht 23 und eine zweite Materialschicht 25. Die erste Materialschicht 23 kann beispielsweise aus einem Kartonmaterial ausgebildet sein. Die zweite Materialschicht 25 kann beispielsweise als Kunststofffolie ausgebildet sein, welche auf einer Innenseite der Verpackungsschale 3 die erste Materialschicht 23 abdeckt. Die erste Materialschicht 23 kann insbesondere mit der zweiter Materialschicht 25 flächig verbunden, insbesondere laminiert, sein. In dem Vertiefungsbereich 13 der Verpackungsschale 3 sind sowohl die erste Materialschicht 23 als auch die zweite Materialschicht 25 vorhanden. In dem Flansch 15 der Verpackungsschale 3 erstreckt sich die zweite Materialschicht 25 seitlich über die erste Materialschicht 23 hinaus, steht also über diese hinaus.
Der Siegelstempel 21 weist abgestufte Bereiche 27, 29 auf. In dem Bereich 29 des Siegelstempels 21 erstreckt sich der Siegelstempel 21 weiter in Richtung auf die Gegendruckleiste 17 als in dem Bereich 27. Zum Siegeln wird der Siegelstempel 21 mittels eines Antriebs 30 in Richtung auf die Gegendruckleiste 17 verfahren, sodass die Deckelmaterialschicht 5 zwischen dem Siegelstempel 21 und der Gegendruckleiste 17 an die Verpackungsschale 3 angesiegelt wird, um die Verpackungsschale 3 zu verschließen.
2 zeigt die Situation während des Siegelvorgangs, wobei zur leichteren Erkennbarkeit in dem Siegelbereich Abstände zwischen den einzelnen Elementen (zum Beispiel Gegendruckleiste 17, erste Materialschicht 23, zweite Materialschicht 25, Deckelmaterialschicht 5, und Siegelstempel 21) dargestellt sind, die in der Praxis bei einem Anpressen der Deckelmaterialschicht 5 an die Verpackungsschale 3 in der Regel nicht vorliegen.
In einem ersten, inneren Bereich 31 des Flansches 15 werden die erste Materialschicht 23 der Verpackungsschale 3, die zweite Materialschicht 25 der Verpackungsschale 3 und die Deckelmaterialschicht 5 zwischen dem Bereich 27 des Siegelstempels 21 und der Gegendruckleiste 17 mit Druck aneinandergepresst. In einem zweiten, äußeren Bereich 33 des Flansches 15 werden die zweite Materialschicht 25 der Verpackungsschale 3 und die Deckelmaterialschicht 5 zwischen dem Bereich 29 des Siegelstempels 21 und der Gegendruckleiste 17 mit Druck aneinandergepresst.
Durch das Aneinanderpressen in dem zweiten Bereich 33 des Flansches 15 wird die Deckelmaterialschicht 5 an die zweite Materialschicht 25 der Verpackungsmulde 3 gesiegelt. Die hierbei entstehende Siegelnaht 35 ist in 3 schematisch dargestellt. Die Siegelnaht 35 ist vorzugsweise wasserdicht und luftdicht, um in dem Vertiefungsbereich 13 der Verpackungsschale 3 aufgenommene Produkte sicher zu verpacken.
In dem ersten Bereich 31 der Flansches 15 wird bei dem Aneinanderpressen die erste Materialbahn 23 komprimiert. Durch das Aneinanderpressen wird die Verbindung zwischen der ersten Materialbahn 23 und der zweiten Materialbahn 25 der Verpackungsmulde 3 verstärkt. Dies erfolgt entlang einer in 3 schematisch dargestellten Verstärkungsnaht 37, welche innerhalb der Siegelnaht 35 verläuft.
In der dargestellten Ausführungsform ist der Siegelstempel 21 mittels einer Heizeinrichtung 39 beheizbar. Durch ein Beheizen des Siegelstempels 21 kann die verbindende Wirkung des Anpressens der Deckelmaterialschicht 5 an die Verpackungsschale 3 erhöht werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012006696 A1 [0003]
EP 3489005 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Verschließen einer Verpackungsschale (3), wobei die Verpackungsschale (3) einen Vertiefungsbereich (13) und einen den Vertiefungsbereich (13) umlaufenden Flansch (15) umfasst; wobei in einem ersten Bereich (31) des Flansches (15) eine erste Materialschicht (23) der Verpackungsschale (3), eine zweite Materialschicht (25) der Verpackungsschale (3) und eine Deckelmaterialschicht (5) mit Druck aneinandergepresst werden; und wobei in einem zweiten Bereich (33) des Flansches (15) die zweite Materialschicht (25) der Verpackungsschale (3) und die Deckelmaterialschicht (5) ohne die erste Materialschicht (23) der Verpackungsschale (3) mit Druck aneinandergepresst werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zweite Bereich (33) des Flansches (15) weiter außen als der erste Bereich (31) des Flansches (15) liegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Bereich (33) des Flansches (15) den ersten Bereich (31) des Flansches (15) umläuft.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zumindest einer von dem ersten Bereich (31) des Flansches (15) und dem zweiten Bereich (33) des Flansches (15) den Vertiefungsbereich (13) der Verpackungsschale (3) umläuft.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zweite Materialschicht (25) der Verpackungsschale (3) in dem Flansch (15) nach außen über die erste Materialschicht (23) der Verpackungsschale (3) hinaussteht.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zweite Materialschicht (25) eine innere Oberfläche des Vertiefungsbereichs (13) bildet.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Aneinanderpressen in dem ersten Bereich (31) des Flansches (15) gleichzeitig mit dem Aneinanderpressen in dem zweiten Bereich (33) des Flansches (15) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Aneinanderpressen in dem ersten Bereich (31) des Flansches (15) und das Aneinanderpressen in dem zweiten Bereich (33) des Flansches in derselben Siegelstation (1) erfolgen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Siegelstempel (21) und eine Gegendruckleiste (17) relativ zueinander aufeinander zu bewegt werden und zwischen sich in dem ersten Bereich (31) des Flansches (15) die erste Materialschicht (23) der Verpackungsschale (3), die zweite Materialschicht (25) der Verpackungsschale (3) und die Deckelmaterialschicht (5) mit Druck aneinanderpressen und in dem zweiten Bereich (33) des Flansches (15) die zweite Materialschicht (25) der Verpackungsschale (3) und die Deckelmaterialschicht (5) ohne die erste Materialschicht (23) der Verpackungsschale (3) mit Druck aneinanderpressen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei ein Bereich (27) des Siegelstempels (21), welcher an dem Aneinanderpressen in dem ersten Bereich (31) des Flansches (15) beteiligt ist, gegenüber einem Bereich (29) des Siegelstempels (21), welcher an dem Aneinanderpressen in dem zweiten Bereich (33) des Flansches (15) beteiligt ist, abgestuft ist.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei ein Bereich der Gegendruckleiste (17), welcher an dem Aneinanderpressen in dem ersten Bereich (31) des Flansches (15) beteiligt ist, gegenüber einem Bereich der Gegendruckleiste (17), welcher an dem Aneinanderpressen in dem zweiten Bereich (33) des Flansches (15) beteiligt ist, abgestuft ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Materialschicht (23) der Verpackungsschale (3) ein faserhaltiges Material umfasst, insbesondere ein Papiermaterial.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zumindest eine von der zweiten Materialschicht (25) der Verpackungsschale (3) und der Deckelmaterialschicht (5) als Kunststoffschicht ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Aneinanderpressen in dem ersten Bereich (31) des Flansches (15) und/oder das Aneinanderpressen in dem zweiten Bereich (33) des Flansches (15) unter Wärmeeinwirkung erfolgt.
Verwendung eines abgestufte Bereiche (27, 29) aufweisenden Siegelwerkzeugs zum Aneinanderpressen unterschiedlicher Übereinanderanordnungen von Materialschichten (5, 23, 25) in einem gemeinsamen Schritt beim Verschließen einer Verpackungsschale (3).