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Die Erfindung bezieht sich auf die Erzeugung von Verpackungsschalen aus einer Folie und einer Stützschale.
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Aus dem Stand der Technik sind Herstellungsverfahren für Behälter von Nahrungsmitteln bekannt. Beispielsweise offenbart die
DE 27 53 113 A1 ein Verfahren zum Ziehen und Blas-Formen von Kunststoff in einen äußeren Pappebehälter. Dabei wird eine Lage eines Kunststoffs zunächst erwärmt und durch einen Stempel in Richtung eines in einer Matrize eingelegten Pappebehälters gedrückt, wobei der Kunststoff an dem Stempel anliegen und von dem Innenraum des Pappebehälters beabstandet sein soll. Der Kunststoff soll dann durch Blas-Formen mit dem Pappebehälter zur Anlage gebracht werden, indem ein Gas von dem Stempel in das Innere der Matrize eingeleitet wird.
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Aus der
DE 10 2013 012 152 A1 sind eine Thermoformeinrichtung und ein Thermoformverfahren zum Herstellen von Formteilen aus thermoplastischer Kunststofffolie (also ohne Pappebehälter wie den aus
DE 27 53 113 A1 ) bekannt. Die Vorrichtung weist einen elastischen Formkörper auf, der die Kunststofffolie verformt und in mindestens eine Kavität eines Formwerkzeugs so eindringt, dass er die Kavität ausfüllt und so die Kunststofffolie an die Formkontur der Kavität presst und die Ausformung der Kunststofffolie zu einem Formteil durchführt. Der Formkörper ist mit einem Fluid befüllbar. Der Druck des Fluides im Formkörper kann anpassbar sein. Das Fluid kann außerdem temperierbar sein.
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Konventionelle Verfahren zur Erzeugung von Verpackungsschalen aus einer Folie und einer Stützschale erfordern spezielle Folien, damit eine ausreichend stabile Verbindung zwischen Stützschale und Folie entstehen kann. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, das die Verwendung von beliebigen Folien ermöglicht. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Es wird ein Verfahren zum Erzeugen einer Verpackungsschale mit einer Folie und einer Stützschale offenbart. Das Verfahren umfasst Bereitstellen der Stützschale, Anlegen der Folie an eine innere Oberfläche der Stützschale durch Formen der Folie und Verbinden der Folie mit der Stützschale nach dem Anlegen der Folie, wobei das Verbinden durch einen Stempel erfolgt, der die Folie gleichzeitig erhitzt und an mindestens eine Teilfläche der inneren Oberfläche der Stützschale andrückt. Durch das gleichzeitige Erhitzen und Andrücken durch den Stempel kann eine dauerhafte Verbindung zwischen der Stützschale und beliebigen Arten von Folien erreicht werden.
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Als eine Stützschale kann eine Struktur angesehen werden, welche die Steifigkeit einer Verpackungsschale erhöht. Eine Stützschale kann z. B. einen Boden und mindestens eine Seitenwand umfassen. Auch mehrere Seitenwände sind denkbar, insbesondere bei polygonalen, bspw. rechteckigen, Verpackungsquerschnitten. Insbesondere bei runden, bspw. kreisförmigen oder elliptischen, Verpackungsquerschnitten, kann eine Seitenwand ausreichen. Eine innere Oberfläche der Stützschale kann mehrere Teilflächen umfassen. Auch eine Oberfläche eines Schalenflansches, die zu einer anzubringenden Deckelfolie hin orientiert ist, kann als Teilfläche der inneren Oberfläche der Stützschale angesehen werden. Vor dem Formen kann die Stützschale in eine Form eingelegt werden. Die Folie kann dann über einer Öffnung der Stützschale angeordnet und in diese hineingeformt werden. Das Formen der Folie kann z. B. durch Tiefziehen erfolgen.
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Es ist denkbar, dass das Verfahren des Weiteren Recken der Folie durch den Stempel vor dem Anlegen der Folie an die innere Oberfläche der Stützschale umfasst. Dadurch kann die Formung der Folie vorteilhaft erleichtert werden. Zum Beispiel kann durch das Recken eine gleichmäßigere Foliendicke nach dem Formen erreicht werden. Beim Recken kann der Stempel bspw. die Folie ein Stück weit in Richtung der Stützschale drücken. Insbesondere kann die Folie durch den Stempel in eine Vertiefung der Stützschale hineingedrückt werden.
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Das Verfahren kann vorteilhafterweise des Weiteren Ansaugen der Folie an den Stempel vor dem Anlegen der Folie an die innere Oberfläche der Stützschale umfassen. Besonders günstig kann es sein, wenn der Stempel dazu konfiguriert ist, die Folie in einem an den Stempel angelegten Zustand zu erhitzen. Auch dadurch kann das Formen der Folie in die Stützschale hinein vorteilhaft beeinflusst werden. Insbesondere kann die Erhitzung der Folie unmittelbar vor dem Formen die Formbarkeit der Folie während des Formprozesses verbessern.
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Es kann vorteilhaft sein, wenn die Folie eine Dicke von mindestens 300 Mikrometern aufweist. Es hat sich herausgestellt, dass Folien, die eine Dicke von mehr als 300 Mikrometern aufweisen sich schlecht mit Stützschalen, insbesondere solchen aus Kartonmaterialien, verbinden lassen. Durch das in der vorliegenden Anmeldung offenbarte Verfahren kann eine stabile, dauerhafte Verbindung zwischen einer Stützschale und einer mehr als 300 Mikrometer dicken Folie erreicht werden.
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Es ist vorstellbar, dass die Stützschale ein Kartonmaterial aufweist oder aus Karton hergestellt ist. Stützschalen, die Kartonmaterialien aufweisen, können besser recyclebar sein. Dies gilt besonders für Stützschalen, die aus Karton hergestellt ist. Außerdem kann durch Kartonmaterialien aufweisende Stützschalen der Anteil von Polymermaterialien an der fertigen Verpackung reduziert werden. Verpackungen mit reduziertem Anteil an Polymermaterialien werden von Lebensmittelherstellern wie auch Endverbrauchern verstärkt nachgefragt.
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Es kann vorteilhaft sein, wenn die mindestens eine Teilfläche der inneren Oberfläche der Stützschale, an die der Stempel die Folie andrückt, eine Bodenfläche der inneren Oberfläche der Stützschale und/oder eine Seitenfläche der inneren Oberfläche der Stützschale umfasst. Diese Flächen bieten bei den meisten Stützschalen den größten Flächeninhalt und folglich eine besonders große Verbindungsfläche. Dadurch kann eine besonders feste Verbindung erreicht werden.
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Es ist denkbar, dass das Verbinden der Folie mit der Stützschale erfolgt, bevor die Verpackungsschale mit einer Deckfolie verschlossen, insbesondere versiegelt wird. Dadurch kann es ermöglicht werden, dass die Verbindung der Folie mit der Stützschale und die Verbindung der Deckfolie mit der Verpackungsschale mit unterschiedlicher Stabilität vorgesehen sein können. Das kann vorteilhaft sein, da die Deckfolie durch einen Verbraucher möglichst leicht von der Verpackungsschale abreißbar sein soll, und dies möglichst ohne die Folie von der Stützschale zu trennen. Besonders günstig kann es sein, wenn die Verbindung der Deckfolie mit der Verpackungsschale, insbesondere der Folie, eine geringere Festigkeit aufweist als die Verbindung der Folie mit der Stützschale.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der vorstehend beschriebenen Art. Im Folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert.
- 1 zeigt eine schematische, seitliche Schnittansicht einer Folie und einer in einem unteren Formwerkzeug eingelegten Stützschale sowie eines Stempels in einem Zustand vor Beginn eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- 2 zeigt die Ansicht aus 1, wobei der Stempel bewegt wurde um die Folie zu recken.
- 3 zeigt die Ansicht aus 1 und 2, wobei die Folie an den Stempel angesaugt wurde.
- 4 zeigt die Ansicht aus den 1 bis 3, in einem Zustand nachdem die Folie an die innere Oberfläche der Stützschale angelegt wurde, wobei der Stempel bewegt wurde, um die Folie an die Stützschale anzudrücken.
- 5 zeigt eine schematische, seitliche Schnittansicht einer fertigen Verpackung mit einer Verpackungsschale und einer Deckfolie.
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1 zeigt eine schematische, seitliche Schnittansicht einer Stützschale 1. Die Stützschale 1 kann zu Beginn des Verfahrens in ein unteres Formwerkzeug 2 eingelegt sein. Die Stützschale 1 kann eine innere Oberfläche 3 aufweisen. Die innere Oberfläche kann eine oder mehrere Teilflächen 4 aufweisen. Beispielhaft sind in 1 als Teilflächen eine Bodenfläche 4a, mehrere Seitenflächen 4b sowie eine Flanschfläche 4c dargestellt. Die Stützschale 1 kann einen Boden 5 umfassen. Die Stützschale 1 kann des Weiteren, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, mehrere Seitenwände 6 umfassen. Wie im Ausführungsbeispiel ebenfalls dargestellt, kann die Stützschale 1 außerdem einen Flansch 7 umfassen. In 1 ist darüber hinaus eine Folie 8 dargestellt. Außerdem ist ein Stempel 9 zu sehen. 1 zeigt den Stempel 9 in einer Ausgangsposition vor dem Formen der Folie 8.
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In 2 ist der Stempel 9 in einer abgesenkten Position dargestellt. Dies soll illustrieren, dass das Verfahren ein Recken der Folie 8 durch den Stempel 9 umfassen kann. Dabei kann die Folie 8 gedehnt werden. Der Stempel 9 kann dazu konfiguriert sein, die Folie 8 in Richtung der Stützschale 1, insbesondere in die Stützschale 1 hinein, zu drücken.
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In 3 ist ein weiterer Schritt des Verfahrens dargestellt. Wie dort zu erkennen, kann das Verfahren ein Ansaugen der Folie 8 an den Stempel 9 umfassen. In diesem Zustand kann die Folie 8 außerdem erwärmt werden, beispielsweise durch Erhitzen des Stempels 9. Danach kann die Folie 8 an die Stützschale 1 angelegt werden. Dies kann beispielsweise durch einen in dem unteren Werkzeug 2 erzeugten Unterdruck und/oder durch einen durch aus dem Stempel 9 ausgeblasenes Gas erzeugten Überdruck erfolgen.
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In 4 ist die Folie 8 in einem an die Stützschale 1 angelegten Zustand dargestellt. Des Weiteren ist der Stempel 9 in einer Andrückposition dargestellt, in der Andrückposition kann der Stempel 9 die Folie 8 an die innere Oberfläche 3 der Stützschale 1 andrücken. Insbesondere kann der Stempel 9 die Folie 8 an eine Teilfläche 4, im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Bodenfläche 4a, der inneren Oberfläche 3 andrücken. Dabei kann die Folie 8 zusätzlich erhitzt werden, insbesondere durch ein Beheizen des Stempels 9. Das Andrücken und das Erhitzen der Folie kann insbesondere gleichzeitig erfolgen. Durch das gleichzeitige Erhitzen und Andrücken der Folie 8 kann die Folie 8 mit der Stützschale 1 verbunden werden.
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In 5 ist eine schematische, seitliche Schnittansicht einer fertigen Verpackung 10 dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die Verpackung 10 eine Deckfolie 11 umfassen kann. Die Verpackung 10 kann des Weiteren eine Verpackungsschale 12 umfassen. Die Verpackungsschale 12 kann die Stützschale 1 und die mit ihr verbundene Folie 8 enthalten. Nach dem Verbinden der Folie 8 mit der Stützschale 1 kann die so entstandene Verpackungsschale 12 mit einem Produkt 13 befüllt werden. Danach kann durch Verschließen der Verpackungsschale 12 mit der Deckfolie 11 die Verpackung 10 erzeugt werden. Insbesondere kann die Verpackungsschale 12 mit der Deckfolie 11 versiegelt werden. Wie dem Fachmann bekannt ist, kann beim Versiegeln ein Atmosphärenaustausch in der Verpackungsschale 12 stattfinden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2753113 A1 [0002, 0003]
- DE 102013012152 A1 [0003]
