DE102021212468A1 - Connecting device for connecting at least two layers of packaging material and method - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden von wenigstens zwei Lagen Verpackungsmaterial zum Herstellen und/oder Verschließen eines Verpackungsbeutels umfassend: ein erstes Siegelwerkzeug mit einer ersten Temperiereinrichtung zum Temperieren des ersten Siegelwerkzeugs auf eine erste Temperatur; und ein zweites Siegelwerkzeug mit einer zweiten Temperiereinrichtung zum Temperieren des zweiten Siegelwerkzeugs auf eine zweite Temperatur; wobei die erste Temperatur etwa gleich oder höher ist, als eine Schmelztemperatur einer Schicht der ersten Lage Verpackungsmaterial und etwa gleich oder höher ist, als eine Schmelztemperatur einer Schicht der zweiten Lage Verpackungsmaterial, mit welcher die Schicht der ersten Lage Verpackungsmaterial verbunden wird; wobei die zweite Temperatur im Wesentlichen etwa gleich oder niedriger ist, als eine Umgebungstemperatur; und/oder wobei die zweite Temperatur zumindest etwa 60 °C geringer ist, als die erste Temperatur.The invention relates to a connecting device for connecting at least two layers of packaging material for producing and/or closing a packaging bag, comprising: a first sealing tool with a first tempering device for tempering the first sealing tool to a first temperature; and a second sealing tool with a second tempering device for tempering the second sealing tool to a second temperature; wherein the first temperature is about equal to or greater than a melting temperature of a layer of the first sheet of packaging material and about equal to or greater than a melting temperature of a layer of the second sheet of packaging material to which the layer of the first sheet of packaging material is bonded; wherein the second temperature is substantially equal to or lower than an ambient temperature; and/or wherein the second temperature is at least about 60°C less than the first temperature.
Description
Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung, eine Verpackungsmaschine umfassend eine solche Verbindungsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Verbinden von zwei Lagen Verpackungsmaterial und einen mit einem solchen Verfahren hergestellten geschlossenen Verpackungsbeutel.The invention relates to a connecting device, a packaging machine comprising such a connecting device and a method for connecting two layers of packaging material and a closed packaging bag produced using such a method.
Seit vielen Jahren ist eine steigende Belastung der Abfallwirtschaftssysteme und der Umwelt durch nicht oder nur teilweise recycelbaren Verpackungsmüll zu beobachten. Häufig verwendete Verpackungen aus Kunststoff, wie z.B. Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polyethylenterephthalat (PET), sind in der Regel einfach und kostengünstig in vielfältigen Formen herzustellen.For many years, there has been an increasing burden on waste management systems and the environment from packaging waste that is not or only partially recyclable. Frequently used packaging made of plastic, such as polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), polyethylene terephthalate (PET), is usually easy and inexpensive to produce in a variety of forms.
Zwar sind manche Kunststoffe prinzipiell recycelbar, jedoch stehen einer großflächigen Weiterverwertung von recycelbarem Kunststoff diverse material- und verfahrenstechnische Probleme entgegen. Darüber hinaus werden Kunststoffe oftmals nicht ordnungsgemäß entsorgt, sodass diese dem Recyclingkreislauf vorenthalten werden. Ähnliches gilt für Verbundverpackungen, wie z.B. Getränkekartons, welche häufig aus mit Aluminium und/oder Polyethylen beschichtetem Karton bestehen. Ebenso werden häufig Verbundfolien aus unterschiedlichen Materialien verwendet, um besonders dünne und widerstandsfähige Folien zu erhalten. Diese sind jedoch aufgrund der unterschiedlichen Bestandteile meist nicht oder nur bedingt recycelfähig.Although some plastics are in principle recyclable, there are various material and procedural problems that stand in the way of large-scale reuse of recyclable plastic. In addition, plastics are often not disposed of properly, so that they are withheld from the recycling cycle. The same applies to composite packaging, such as beverage cartons, which often consist of cardboard coated with aluminum and/or polyethylene. Likewise, composite foils made of different materials are often used in order to obtain particularly thin and resistant foils. However, due to the different components, these are usually not or only partially recyclable.
Um eine Reduzierung des Verpackungsmülls bzw. Erhöhung der Recycelbarkeit von Verpackungen zu erreichen, werden seitens umweltfreundlicher und nachhaltiger Unternehmen zusehends Anstrengungen unternommen, auf alternative, umweltverträglichere und/oder vollständig recycelbare Verpackungsmaterialien umzustellen. Insbesondere Verpackungen aus Monofolie, d.h. Folie aus demselben Grundmaterial (beispielsweise PP, PE oder PVC), sind einfach und effizient zu recyclen, da keine anderen Materialien verarbeitet sind. Monofolien können dabei auch mehrere Schichten desselben Grundmaterials umfassen. Insbesondere können Schichten der Monofolie aus demselben Polymer jedoch mit abweichender Kristallinität und/oder Taktizität bestehen, was vorteilhafte Eigenschaften, insbesondere in deren Verarbeitung ermöglicht und gleichzeitig die Recyclefähigkeit nicht negativ beeinflusst.In order to reduce packaging waste or increase the recyclability of packaging, environmentally friendly and sustainable companies are increasingly making efforts to switch to alternative, more environmentally friendly and/or fully recyclable packaging materials. In particular, packaging made from monofoil, i.e. foil made from the same base material (e.g. PP, PE or PVC), can be recycled easily and efficiently because no other materials are used. Monofoils can also include multiple layers of the same base material. In particular, layers of the monofilm can consist of the same polymer but with a different crystallinity and/or tacticity, which enables advantageous properties, in particular in their processing, and at the same time does not negatively affect the recyclability.
Zum Herstellen eines Verpackungsbehältnisses bzw. Verpackungsbeutels können Kunststofffolien als Verpackungsmaterial miteinander verbunden werden. Vorteilhaft ist dabei ein unlösbares Verbinden von Verpackungsmaterial durch Verschweißen und/oder Heißsiegeln unter Anwendung von Wärme und/oder Druck, mit oder ohne Schweißzusatzwerkstoffen. Diese Verbindungen sind im Wesentlichen nicht lösbar und/oder im Wesentlichen nicht zerstörungsfrei lösbar und/oder weisen eine gewollte, vorbestimmbare Verbindungseigenschaft, insbesondere im Hinblick auf deren Lösbarkeit, auf. Diese Verbindungen können so ausgebildet sein, dass die den Kunststofffolien des Verpackungsbeutels mittels einer vorgegebenen bzw. einer vorbestimmbaren Kraft, insbesondere von Hand voneinander trennbar sind, wobei die Folien beim Trennen nicht beschädigt werden oder nur geringfügig beschädigt werden. In anderen Worten können die Folien eine sogenannte easy peel Eigenschaft aufweisen. Allgemein lassen sich jedoch nur Kunststoffe mit thermoplastischen Eigenschaften schweißen. Dazu gehören beispielsweise PVC, PE oder PP. Diese können wiederholt schmelzen und sich verfestigen. Thermoplastische Kunststoffe schmelzen durch Hitze auf und können unter Druck zusammengefügt werden. Während des Abkühlens ergibt dies eine stabile und zuverlässige Verbindungs- und/oder Schweiß- und/oder Siegelnaht.To produce a packaging container or packaging bag, plastic films can be connected to one another as packaging material. A non-detachable connection of packaging material by welding and/or heat sealing using heat and/or pressure, with or without additional welding materials, is advantageous here. These connections are essentially non-detachable and/or essentially non-destructively detachable and/or have a desired, predeterminable connection property, in particular with regard to their detachability. These connections can be designed in such a way that the plastic films of the packaging bag can be separated from one another by means of a predetermined or predeterminable force, in particular by hand, with the films not being damaged or being only slightly damaged during separation. In other words, the films can have what is known as an easy peel property. In general, however, only plastics with thermoplastic properties can be welded. These include, for example, PVC, PE or PP. These can repeatedly melt and solidify. Thermoplastics melt when exposed to heat and can be joined under pressure. During cooling, this results in a stable and reliable connection and/or welding and/or sealing seam.
Grundsätzlich werden zum Herstellen eines Verpackungsbeutels zwei miteinander zu verbindende Lagen eines Verpackungsmaterials bis etwa zum Schmelzpunkt erwärmt und mit Druck beaufschlagt. Nach Abkühlen und Stabilisieren der Verbindungsnaht wird das Verpackungsmaterial und/oder der hergestellte Verpackungsbeutel weiterbefördert. Währen des Abkühlens muss jedoch eine mechanische Belastung der Verbindungsnaht verhindert und/oder reduziert werden, da diese durch den Schmelzprozess eine geringere mechanische Festigkeit aufweist. Insbesondere muss eine mechanische Beanspruchung zum Transport reduziert werden, sodass ein Beschädigen des Verpackungsmaterials verhindert wird. Dies führt zu einer geringeren Produktionsgeschwindigkeit, da eine gewisse Abkühlzeit abgewartet werden muss, bevor das Verpackungsmaterial weiter transportiert werden kann. Außerdem weist das Material während dem Abkühlen eine erhöhte Dehnbarkeit auf, welches das Transportieren fehleranfällig machen und sogar zu einem notwendigen Stoppen der Verpackungsmaschine führen kann. Dies führt zu weiteren unvorteilhaften Produktionsverzögerungen.In principle, to produce a packaging bag, two layers of packaging material that are to be joined together are heated to around the melting point and pressure is applied. After the joining seam has cooled down and stabilized, the packaging material and/or the packaging bag produced is conveyed on. However, mechanical stress on the connecting seam must be prevented and/or reduced during the cooling process, since this has a lower mechanical strength due to the melting process. In particular, mechanical stress for transport must be reduced so that the packaging material is prevented from being damaged. This leads to a lower production speed, since a certain cooling time has to be waited before the packaging material can be transported further. In addition, the material exhibits increased stretchability during cooling, which can make transport prone to errors and even lead to the packaging machine having to stop. This leads to further disadvantageous production delays.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbindungsvorrichtung, eine Verpackungsmaschine umfassend eine solche Verbindungsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Verbinden von zwei Lagen Verpackungsmaterial bereitzustellen, welche bzw. welches eine erhöhte Produktionsgeschwindigkeit beim Herstellen und/oder Verschließen eines Verpackungsbeutels ermöglicht.It is therefore an object of the present invention to provide a connecting device, a packaging machine comprising such a connecting device and a method for connecting two layers of packaging material, which enables increased production speed when producing and/or closing a packaging bag.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is solved by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims.
Ein Aspekt betrifft eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden von wenigstens zwei Lagen Verpackungsmaterial zum Herstellen und/oder Verschließen eines Verpackungsbeutels umfassend: ein erstes Siegelwerkzeug mit einer ersten Temperiereinrichtung zum Temperieren des ersten Siegelwerkzeugs auf eine erste Temperatur; und ein zweites Siegelwerkzeug mit einer zweiten Temperiereinrichtung zum Temperieren des zweiten Siegelwerkzeugs auf eine zweite Temperatur; wobei die erste Temperatur etwa gleich oder höher ist, als eine Schmelztemperatur einer Schicht der ersten Lage Verpackungsmaterial und etwa gleich oder höher ist, als eine Schmelztemperatur einer Schicht der zweiten Lage Verpackungsmaterial, mit welcher die Schicht der ersten Lage Verpackungsmaterial verbunden wird; wobei die zweite Temperatur im Wesentlichen etwa gleich oder niedriger ist, als eine Umgebungstemperatur; und/oder wobei die zweite Temperatur zumindest etwa 60 °C geringer ist, als die erste Temperatur.One aspect relates to a connecting device for connecting at least two layers of packaging material for producing and/or closing a packaging bag, comprising: a first sealing tool with a first tempering device for tempering the first sealing tool to a first temperature; and a second sealing tool with a second tempering device for tempering the second sealing tool to a second temperature; wherein the first temperature is about equal to or greater than a melting temperature of a layer of the first sheet of packaging material and about equal to or greater than a melting temperature of a layer of the second sheet of packaging material to which the layer of the first sheet of packaging material is bonded; wherein the second temperature is substantially equal to or lower than an ambient temperature; and/or wherein the second temperature is at least about 60°C lower than the first temperature.
Unter einer Lage Verpackungsmaterial ist im Sinne dieser Anmeldung insbesondere ein einzelner Bogen des Verpackungsmaterials bezeichnet, beispielsweise ein folienförmiges Verpackungsmaterial, welches von einer Rolle bevorratet abgerollt wurde und als einzelner Bogen vorliegt. Eine Lage Verpackungsmaterial kann aus einer oder mehreren Schichten bestehen. Eine mehrschichtige Lage Verpackungsmaterial kann mehrere Schichten desselben Grundmaterials umfassen, die miteinander verbunden sind, sodass diese im Wesentlichen nicht zerstörungsfrei voneinander getrennt werden können. Insbesondere können mehrere Schichten einer Lage Verpackungsmaterial aus demselben Polymer (z.B. PP) bestehen, jedoch mit abweichender Kristallinität und/oder Taktizität (z.B. PP-LD (low density) und PP-UHMV (ultra high molecular weight)). Bei einschichtigen Lagen Verpackungsmaterial entspricht die erste und einzige Schicht der Lage Verpackungsmaterial.In the context of this application, a layer of packaging material refers in particular to a single sheet of packaging material, for example a foil-shaped packaging material that has been unrolled from a roll and is present as a single sheet. A layer of packaging material can consist of one or more layers. A multi-layer sheet of packaging material can comprise several layers of the same base material which are connected to one another such that they cannot be separated from one another essentially non-destructively. In particular, several layers of a layer of packaging material can consist of the same polymer (e.g. PP), but with different crystallinity and/or tacticity (e.g. PP-LD (low density) and PP-UHMV (ultra high molecular weight)). In the case of single layers of packaging material, the first and only layer corresponds to the layer of packaging material.
Im Sinne dieser Anmeldung entspricht eine Umgebungstemperatur in etwa der Raumtemperatur in entsprechenden Produktionsstätten, insbesondere zwischen etwa 15°C und etwa 40 °C. Bevorzugterweise liegt die zweite Temperatur des zweiten Siegelwerkzeugs in eben diesem Bereich, d.h. zwischen etwa 15°C und etwa 40 °C, und die erste Temperatur des ersten Siegelwerkzeugs etwa gleich oder höher als eine Schmelztemperatur des zu verbindenden Verpackungsmaterials. Beispielsweise liegt die zweite Temperatur bei etwa 30°C und die erste Temperatur bei etwa 120°C, sodass eine Temperaturdifferenz von etwa 90°C vorliegt. Bei einem weiteren Beispiel liegt die zweite Temperatur bei etwa 20 °C und die erste Temperatur bei etwa 190°C, sodass eine Temperaturdifferenz von etwa 170°C vorliegt. Insbesondere ist die zweite Temperatur des zweiten Siegelwerkzeugs eine Temperatur, welche etwa 60 °C bis etwa 200°C, beispielsweise etwa 70°C oder etwa 100°C, unter der ersten Temperatur des ersten Siegelwerkzeugs liegt. Insbesondere liegt die zweite Temperatur um einen Betrag niedriger als die erste Temperatur, dass eine Temperaturdifferenz von zumindest etwa 60°C, beispielsweise etwa 70°C oder etwa 100 °C oder etwa 140 °C, vorliegt.Within the meaning of this application, an ambient temperature corresponds approximately to the room temperature in corresponding production facilities, in particular between approximately 15°C and approximately 40°C. Preferably, the second temperature of the second sealing tool is in this same range, i.e. between about 15°C and about 40°C, and the first temperature of the first sealing tool is about equal to or higher than a melting temperature of the packaging material to be connected. For example, the second temperature is about 30°C and the first temperature is about 120°C, so that there is a temperature difference of about 90°C. In another example, the second temperature is about 20°C and the first temperature is about 190°C, such that there is a temperature difference of about 170°C. In particular, the second temperature of the second sealing tool is a temperature which is about 60° C. to about 200° C., for example about 70° C. or about 100° C., below the first temperature of the first sealing tool. In particular, the second temperature is lower than the first temperature by an amount such that there is a temperature difference of at least about 60°C, for example about 70°C or about 100°C or about 140°C.
Insbesondere ist die zweite Temperatur entsprechend dem Schmelzpunkt und/oder der Dicke und/oder Stärke und/oder dem Lagenaufbau des Verpackungsmaterials zu wählen, sodass die Lage Verpackungsmaterial, welche an dem zweiten Siegelwerkzeug anliegt, während dem Erzeugen einer Verbindung zumindest teilweise intakt bleibt und/oder nicht vollständig schmilzt. Auf diese Weise wird eine erhöhte mechanische Stabilität und/oder Festigkeit und/oder Belastbarkeit des Verpackungsmaterials erhalten. Dadurch kann insbesondere ein höherer und/oder schnellerer Durchsatz des Verpackungsmaterials und/oder hergestellter Verpackungsbeutel erreicht werden, da keine oder nur eine geringe Zeit zum Abkühlen der Verbindung abgewartet werden muss, um das Verpackungsmaterial weiterzubefördern. Alternativ und/oder zusätzlich erfährt das Verpackungsmaterial keine, zumindest aber nur eine geringe Dehnung im Bereich der Verbindung der Lagen bei Weiterbefördern des Verpackungsmaterials nach Herstellen der Verbindung, wodurch die Fehleranfälligkeit des Herstellungsprozesses verringert wird und somit eine höhere Prozesssicherheit erreicht wird.In particular, the second temperature is to be selected according to the melting point and/or the thickness and/or strength and/or the layer structure of the packaging material, so that the layer of packaging material which is in contact with the second sealing tool remains at least partially intact while a connection is being created and/or or does not melt completely. In this way, increased mechanical stability and/or strength and/or resilience of the packaging material is obtained. In this way, in particular, a higher and/or faster throughput of the packaging material and/or the packaging bag produced can be achieved, since little or no time has to be waited for the connection to cool down in order to transport the packaging material further. Alternatively and/or additionally, the packaging material is not stretched, but at least only slightly stretched in the area where the layers are connected when the packaging material is conveyed on after the connection has been made, which reduces the susceptibility to errors in the manufacturing process and thus achieves greater process reliability.
Die mit der vorliegenden Verbindungseinrichtung und/oder dem Verfahren erzeugbare Verbindung der Lagen Verpackungsmaterial ist vorteilhafterweise stoffschlüssig, d.h. eine Verbindung, bei der die Verbindungspartner durch atomare oder molekulare Kräfte zusammengehalten werden und/oder eine nicht lösbare Verbindung, die sich nur durch Zerstörung und/oder im Wesentlichen nicht zerstörungsfrei trennen lassen.The connection of the layers of packaging material that can be produced with the present connection device and/or the method is advantageously materially bonded, i.e. a connection in which the connection partners are held together by atomic or molecular forces and/or a non-detachable connection that can only be broken by destruction and/or essentially cannot be separated non-destructively.
Insbesondere ist die erste Temperiereinrichtung eingerichtet, durch Zuführen von thermischer Energie das erste Siegelwerkzeug im Wesentlichen konstant bei etwa der ersten Temperatur zu halten. Bevorzugt erfolgt ein Zuführen von thermischer Energie durch Zuführen von elektrischer Energie an ein oder mehrere elektrothermische Heizelemente, welche in und/oder an dem ersten Siegelwerkzeug angeordnet sind.In particular, the first temperature control device is set up to keep the first sealing tool essentially constant at approximately the first temperature by supplying thermal energy. Thermal energy is preferably supplied by supplying electrical energy to one or more electrothermal heating elements which are arranged in and/or on the first sealing tool.
Weiter bevorzugt ist die zweite Temperiereinrichtung eingerichtet, durch Abführen von thermischer Energie das zweite Siegelwerkzeug unter einer Schwellentemperatur bei etwa der zweiten Temperatur, zu halten, wobei die Schwellentemperatur niedriger als die erste Temperatur und höher als die zweite Temperatur ist. Besonders bevorzugt ist die zweite Temperiereinrichtung eingerichtet, durch Abführen von thermischer Energie, d.h. durch Kühlen das zweite Siegelwerkzeug im Wesentlichen konstant bei etwa der zweiten Temperatur zu halten. Vorzugsweise ist die erste Temperiereinrichtung eingerichtet eine Temperaturschwankung des ersten Siegelwerkzeugs zu reduzieren oder im Wesentlichen zu verhindern. Vorzugsweise ist die erste Temperiereinrichtung eingerichtet, einen Anstieg und/oder einen Abfall der Temperatur der ersten Siegelbacke von mehr als etwa 5°C, vorzugsweise von mehr als etwa 1 °C, besonders bevorzugt von mehr als etwa 0,5°C zu verhindern, sodass die Temperatur der ersten Siegelbacke beim Schmelzen der Schicht des Verpackungsmaterials im Wesentlichen konstant bleibt.More preferably, the second temperature control device is set up to keep the second sealing tool below a threshold temperature at approximately the second temperature by dissipating thermal energy, the threshold temperature being lower than the first temperature and higher than the second temperature. The second temperature control device is particularly preferably set up to keep the second sealing tool essentially constant at approximately the second temperature by dissipating thermal energy, ie by cooling. The first temperature control device is preferably set up to reduce or essentially prevent a temperature fluctuation of the first sealing tool. The first temperature control device is preferably set up to prevent the temperature of the first sealing jaw from rising and/or falling by more than about 5°C, preferably by more than about 1°C, particularly preferably by more than about 0.5°C. such that the temperature of the first sealing jaw remains substantially constant as the layer of packaging material melts.
Vorteilhafterweise ist die zweite Temperiereinrichtung eingerichtet, durch Entnehmen und/oder Abführen von thermischer Energie, d.h. durch Kühlen, die Temperatur des zweiten Siegelwerkzeugs unter einer Schwellentemperatur zu halten, wobei die Schwellentemperatur unter der Schmelztemperatur des Verpackungsmaterials und bevorzugt bei etwa 60°C, weiter bevorzugt bei etwa 45 °C, liegt. Insbesondere bevorzugt ist die zweite Temperiereinrichtung eingerichtet, das zweite Siegelwerkzeug im Wesentlichen konstant bei etwa der zweiten Temperatur zu halten und/oder eine Temperaturabweichung von mehr als etwa 25°C, bevorzugt mehr als etwa 15°C, besonders bevorzugt mehr als etwa 5°C von der zweiten Temperatur zu verhindern.Advantageously, the second temperature control device is set up to keep the temperature of the second sealing tool below a threshold temperature by removing and/or dissipating thermal energy, i.e. by cooling, the threshold temperature being below the melting temperature of the packaging material and preferably at about 60°C, more preferably at about 45 °C. The second temperature control device is particularly preferably set up to keep the second sealing tool essentially constant at approximately the second temperature and/or a temperature deviation of more than approximately 25°C, preferably more than approximately 15°C, particularly preferably more than approximately 5°C to prevent from the second temperature.
Besonders bevorzugt kann das zweite Siegelwerkzeug durch Abführen von Energie, d.h. durch aktives oder passives Kühlen im Wesentlichen konstant bei der zweiten Temperatur gehalten werden. Die zweite Temperatur kann beispielsweise die übliche Raumtemperatur sein. Die zweite Temperatur kann zwischen 20°C und 28°C betragen.Particularly preferably, the second sealing tool can be kept essentially constant at the second temperature by dissipating energy, i.e. by active or passive cooling. The second temperature can be, for example, normal room temperature. The second temperature can be between 20°C and 28°C.
Alternativ oder zusätzlich kann die Schwellentemperatur etwa 60°C bevorzugt etwa 80°C, besonders bevorzugt etwa 100°C geringer sein als die erste Temperatur.Alternatively or additionally, the threshold temperature may be about 60°C, preferably about 80°C, more preferably about 100°C lower than the first temperature.
Alternativ oder zusätzlich kann die Schwellentemperatur etwa 5°C, bevorzugt etwa 10°C, weiter bevorzugt etwa 15°C, besonders bevorzugt etwa 25°C höher sein, als die gewünschte, d.h. die zu erzielende zweite Temperatur.Alternatively or additionally, the threshold temperature can be about 5°C, preferably about 10°C, more preferably about 15°C, particularly preferably about 25°C higher than the desired, i.e. the second temperature to be achieved.
Ferner ist die Verbindungseinrichtung bevorzugt eingerichtet, das Temperieren des ersten Siegelwerkzeug und des zweiten Siegelwerkzeugs zeitgleich durchzuführen. Ein Siegelwerkzeug im Sinne dieser Anmeldung ist oder umfasst beispielsweise ein oder mehrere Siegelbacke(n), Siegelschiene(n) und/oder Siegelplatte(n).Furthermore, the connecting device is preferably set up to carry out the temperature control of the first sealing tool and the second sealing tool at the same time. A sealing tool within the meaning of this application is or includes, for example, one or more sealing jaw(s), sealing bar(s) and/or sealing plate(s).
Ein weiterer Aspekt betrifft eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden von wenigstens zwei Lagen Verpackungsmaterial zum Herstellen und/oder Verschließen eines Verpackungsbeutels umfassend: ein erstes Siegelwerkzeug mit einer ersten Temperiereinrichtung zum Temperieren des ersten Siegelwerkzeugs auf eine erste Temperatur und im Wesentlichen konstant halten des ersten Siegelwerkzeugs bei etwa der ersten Temperatur durch Zuführen von thermischer Energie; und ein zweites Siegelwerkzeug mit einer zweiten Temperiereinrichtung zum Temperieren des zweiten Siegelwerkzeugs durch Abführen von thermischer Energie; wobei die erste Temperatur des ersten Siegelwerkzeugs etwa gleich oder höher ist, als eine Schmelztemperatur einer Schicht der ersten Lage Verpackungsmaterial und etwa gleich oder höher ist als eine Schmelztemperatur einer Schicht der zweiten Lage Verpackungsmaterial, mit welcher die Schicht der ersten Lage Verpackungsmaterial verbunden wird.Another aspect relates to a connecting device for connecting at least two layers of packaging material for producing and/or closing a packaging bag, comprising: a first sealing tool with a first temperature control device for heating the first sealing tool to a first temperature and keeping the first sealing tool essentially constant at about the first temperature by supplying thermal energy; and a second sealing tool with a second tempering device for tempering the second sealing tool by dissipating thermal energy; wherein the first temperature of the first sealing tool is about equal to or greater than a melting temperature of a layer of the first sheet of packaging material and about equal to or greater than a melting temperature of a layer of the second sheet of packaging material to which the layer of the first sheet of packaging material is bonded.
Vorzugsweise ist die erste Temperiereinrichtung eingerichtet, einen Anstieg und/oder einen Abfall der Temperatur der ersten Siegelbacke von mehr als etwa 5°C, vorzugsweise von mehr als etwa 1 °C, besonders bevorzugt von mehr als etwa 0,5°C zu verhindern, sodass die Temperatur der ersten Siegelbacke im Wesentlichen konstant bleibt. Dies ist insbesondere vorteilhaft zum zuverlässigen, wiederholenden Erzeugen einer Verbindungsnaht mit gewünschten Verbindungseigenschaften.The first temperature control device is preferably set up to prevent the temperature of the first sealing jaw from rising and/or falling by more than about 5°C, preferably by more than about 1°C, particularly preferably by more than about 0.5°C. so that the temperature of the first sealing jaw remains essentially constant. This is particularly advantageous for reliably, repetitively producing a connection seam with desired connection properties.
Die zweite Temperiereinrichtung ist bevorzugt eingerichtet, das zweite Siegelwerkzeug durch Entnehmen und/oder Abführen von thermischer Energie unter einer Schwellentemperatur zu halten, wobei die Schwellentemperatur unter der Schmelztemperatur des Verpackungsmaterials und/oder unter der ersten Temperatur, bevorzugt bei etwa 60°C, weiter bevorzugt bei etwa 45 °C, liegt. Vorzugsweise ist die zweite Temperiereinrichtung eingerichtet, das zweite Siegelwerkzeug im Wesentlichen konstant bei etwa einer zweiten Temperatur zu halten, wobei die zweite Temperatur geringer als die erste Temperatur und geringer als die Schwellentemperatur ist. Insbesondere ist die zweite Temperiereinrichtung eingerichtet, das zweite Siegelwerkzeug im Wesentlichen konstant bei etwa der zweiten Temperatur zu halten und/oder eine Temperaturabweichung des zweiten Siegelwerkzeugs von mehr als etwa 25°C, bevorzugt mehr als etwa 15°C, besonders bevorzugt mehr als etwa 5°C von der zweiten Temperatur zu verhindern.The second temperature control device is preferably set up to keep the second sealing tool below a threshold temperature by removing and/or dissipating thermal energy, the threshold temperature being below the melting temperature of the packaging material and/or below the first temperature, preferably at around 60°C, more preferably at about 45 °C. The second temperature control device is preferably set up to keep the second sealing tool essentially constant at approximately a second temperature, the second temperature being lower than the first temperature and lower than the threshold temperature. In particular, the second temperature control device is set up to keep the second sealing tool essentially constant at approximately the second temperature and/or a temperature deviation of the second sealing tool of more than approximately 25° C., preferably more than approximately 15° C., in particular preferably greater than about 5°C from the second temperature.
Besonders bevorzugt kann das zweite Siegelwerkzeug durch Abführen von Energie, d.h. durch aktives oder passives Kühlen im Wesentlichen konstant bei der zweiten Temperatur gehalten werden. Die zweite Temperatur kann beispielsweise die übliche Raumtemperatur sein. Die zweite Temperatur kann zwischen 20°C und 28°C betragen.Particularly preferably, the second sealing tool can be kept essentially constant at the second temperature by dissipating energy, i.e. by active or passive cooling. The second temperature can be, for example, normal room temperature. The second temperature can be between 20°C and 28°C.
Zum Erzeugen einer Verbindungsnaht mit gewünschten Verbindungseigenschaften kann im Gegensatz zu dem ersten Siegelwerkzeug, bei welchem eine im Wesentlichen konstante Temperatur mit geringer Temperaturabweichung vorteilhaft ist, die Temperatur des zweiten Siegelwerkzeugs eine höhere Abweichung von der zweiten Temperatur, beispielsweise von bis zu etwa 25°C, bevorzugt von etwa 5°C - 15°C, aufweisen, wobei jedoch die Schwellentemperatur nicht überschritten wird, sodass eine vorteilhafte Temperaturdifferenz zwischen den Siegelwerkzeugen besteht.In contrast to the first sealing tool, in which a substantially constant temperature with a small temperature deviation is advantageous, the temperature of the second sealing tool can have a greater deviation from the second temperature, for example of up to about 25° C., to produce a connecting seam with desired connecting properties. preferably from about 5°C - 15°C, but the threshold temperature is not exceeded, so that there is an advantageous temperature difference between the sealing tools.
Alternativ oder zusätzlich kann die Schwellentemperatur etwa 60°C bevorzugt etwa 80°C, besonders bevorzugt etwa 100°C geringer sein als die erste Temperatur.Alternatively or additionally, the threshold temperature may be about 60°C, preferably about 80°C, more preferably about 100°C lower than the first temperature.
Alternativ oder zusätzlich kann die Schwellentemperatur etwa 5°C, bevorzugt etwa 10°C, weiter bevorzugt etwa 15°C, besonders bevorzugt etwa 25°C höher sein, als die gewünschte, d.h. die zu erzielende zweite Temperatur.Alternatively or additionally, the threshold temperature can be about 5°C, preferably about 10°C, more preferably about 15°C, particularly preferably about 25°C higher than the desired, i.e. the second temperature to be achieved.
Bevorzugt ist die Verbindungseinrichtung eingerichtet, eine Verbindungsnaht zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage Verpackungsmaterial zu erzeugen durch Schmelzen eines Bereichs der Schicht der ersten Lage des Verpackungsmaterials und teilweises Schmelzen eines daran anliegenden Bereichs der Schicht der zweiten Lage des Verpackungsmaterials. Im Sinne dieser Anmeldung bezeichnet ein Bereich der Lage Verpackungsmaterial einen flächigen Abschnitt, insbesondere einen Abschnitt der Lage Verpackungsmaterial, welcher sich zwischen dem ersten Siegelwerkzeug und dem zweiten Siegelwerkzeug befindet und auf welchen Druck durch die Siegelwerkzeuge beim Verbinden der Lagen Verpackungsmaterial ausübbar ist oder ausgeübt wird.The connecting device is preferably set up to produce a connecting seam between the first layer and the second layer of packaging material by melting a region of the layer of the first layer of packaging material and partially melting an adjacent region of the layer of the second layer of packaging material. For the purposes of this application, an area of the layer of packaging material denotes a flat section, in particular a section of the layer of packaging material, which is located between the first sealing tool and the second sealing tool and on which pressure can be exerted or is exerted by the sealing tools when connecting the layers of packaging material.
Insbesondere ist die Verbindungseinrichtung eingerichtet, einen Bereich der Schicht der ersten Lage im Wesentlichen vollständig zu schmelzen, sodass das geschmolzene Verpackungsmaterial der ersten Lage eine stoffschlüssige Verbindung mit der zweiten Lage Verpackungsmaterial eingehen kann. Die zweite Lage Verpackungsmaterial wird bevorzugt in deren Dickenrichtung nur teilweise geschmolzen, d.h., dass ausschließlich ein Teil der Materialdicke und/oder Materialstärke der Schicht der zweiten Lage geschmolzen wird. Die Schicht der zweiten Lage wird folglich nicht vollständig geschmolzen, sondern nur derjenige Teil, der auf der dem zweiten Siegelwerkzeug abgewandten Seite der zweiten Lage Verpackungsmaterial angeordnet ist. Der andere Teil der Materialdicke und/oder Materialstärke in Dickenrichtung der zweiten Lage, d.h. der Teil der auf der dem zweiten Siegelwerkzeug zugewandten Seite der zweiten Lage Verpackungsmaterial angeordnet ist, bleibt im Wesentlichen stabil und/oder integer und/oder in einem im Wesentlichen festen Zustand. Die Dickenrichtung einer Lage Verpackungsmaterial im Sinne dieser Anmeldung ist kongruent und/oder parallel zu einer Flächennormalen und/oder des Normalenvektors der Lage Verpackungsmaterial.In particular, the connecting device is set up to essentially completely melt a region of the layer of the first layer, so that the melted packaging material of the first layer can form a material bond with the second layer of packaging material. The second layer of packaging material is preferably only partially melted in its thickness direction, i.e. only part of the material thickness and/or material thickness of the layer of the second layer is melted. The layer of the second layer is consequently not completely melted, but only that part which is arranged on the side of the second layer of packaging material which is remote from the second sealing tool. The other part of the material thickness and/or material strength in the thickness direction of the second layer, i.e. the part of the packaging material on the side of the second layer facing the second sealing tool, remains essentially stable and/or intact and/or in an essentially solid state . The thickness direction of a layer of packaging material within the meaning of this application is congruent and/or parallel to a surface normal and/or the normal vector of the layer of packaging material.
Aufgrund dessen wird in dem Bereich der Verbindungsnaht während dem Verbinden eine erhöhte Festigkeit aufrechterhalten, verglichen mit einem im Wesentlichen vollständig geschmolzenen Material, wie üblicherweise beim Erzeugen einer Verbindungsnaht, beispielsweise mittels Kunststoffschweißen und/oder herkömmlichem Heißsiegeln (Wärmekontakt-Siegeln).Due to this, an increased strength is maintained in the area of the joint seam during the jointing, compared to a substantially completely molten material, as is usual when creating a joint seam, for example by means of plastic welding and/or conventional heat sealing (thermal contact sealing).
Die erste Temperatur des ersten Siegelwerkzeugs wird bevorzugt je nach Anwendungsbereich und insbesondere je nach Zusammensetzung und/oder Material, Stärke bzw. Dicke und/oder Abmessung der zu verbindenden Lagen Verpackungsmaterials gewählt. Bevorzugt liegt die erste Temperatur zwischen etwa 105°C und etwa 225°C. Weiterbevorzugt ist die erste Temperatur etwa gleich oder höher als eine Schmelztemperatur des Verpackungsmaterials. Der Schmelzpunkt von Polypropylen (PP) liegt bei etwa 160°C (syndiotaktisches PP) bzw. bei etwa 185-220°C (isotaktisches Polypropylen). Der Schmelzpunkt von Polyvinylchlorid (PVC) liegt bei etwa 160-180°C. Der Schmelzpunkt von Polyethylen (PE) liegt bei etwa 130°C (PE-LD - „low-density“) bzw. bei etwa 135°C (PE-UHMV - ultra high molecular weight). Die erste Temperatur wird dabei bevorzugt derart gewählt, dass das Verpackungsmaterial der ersten Lage geschmolzen wird und das Verpackungsmaterial der zweiten Lage nur teilweise geschmolzen wird. Die angeführten Materialien sind lediglich exemplarisch, sodass die Verbindungseinrichtung der vorliegenden Anmeldung nicht auf das Verbinden von Verpackungsmaterial aus diesen oder umfassend diese Materialien begrenzt ist.The first temperature of the first sealing tool is preferably selected depending on the area of application and in particular depending on the composition and/or material, strength or thickness and/or dimensions of the layers of packaging material to be connected. Preferably, the first temperature is between about 105°C and about 225°C. More preferably, the first temperature is approximately equal to or higher than a melting temperature of the packaging material. The melting point of polypropylene (PP) is around 160°C (syndiotactic PP) or around 185-220°C (isotactic polypropylene). The melting point of polyvinyl chloride (PVC) is around 160-180°C. The melting point of polyethylene (PE) is around 130°C (LDPE - "low-density") or around 135°C (UHMV-PE - ultra high molecular weight). The first temperature is preferably selected in such a way that the packaging material of the first layer is melted and the packaging material of the second layer is only partially melted. The materials listed are only exemplary, so that the connection device of the present application is not limited to the connection of packaging material made of or comprising these materials.
Von Vorteil ist die Verbindungseinrichtung eingerichtet, das erste Siegelwerkzeug und das zweite Siegelwerkzeug zueinander derart zu verlagern, dass Druck auf einen Bereich der zwischen dem ersten und zweiten Siegelwerkzeug angeordneten ersten und zweiten Lagen Verpackungsmaterial ausgeübt wird. Dadurch wird das geschmolzene Verpackungsmaterial zusammengepresst, um eine vorteilhafte Verbindung zwischen den Lagen zu erhalten. Bevorzugt weist die Verbindungseinrichtung eine Verlagerungseinrichtung auf, welche ein oder mehrere der Siegelwerkzeuge in einer Verlagerungsrichtung zueinander, beispielsweise schwenkbar und/oder linear, verlagert.The connecting device is advantageously set up to move the first sealing tool and the second sealing tool relative to one another in such a way that pressure is applied to a region of the first and second layers of packaging material arranged between the first and second sealing tool is exercised. This compresses the melted packaging material to obtain an advantageous bond between the layers. The connecting device preferably has a displacement device which displaces one or more of the sealing tools in a displacement direction relative to one another, for example pivotably and/or linearly.
Weiter bevorzugt umfasst bzw. umfassen das erste Siegelwerkzeug und/oder das zweite Siegelwerkzeug einen Hauptkörper aus Keramik. Keramik bietet eine vorteilhafte Wärmespeicherung und Wärmeleitfähigkeit. Daher ist Keramik besonders vorteilhaft für die Verwendung in einem Siegelwerkzeug, da somit eine Temperierung und/oder Temperatursteuerung- bzw. -regelung der Siegelwerkzeuge vereinfacht und/oder präzisiert werden kann.More preferably, the first sealing tool and/or the second sealing tool includes a main body made of ceramic. Ceramic offers beneficial heat retention and thermal conductivity. Ceramic is therefore particularly advantageous for use in a sealing tool, since temperature control and/or temperature control or regulation of the sealing tools can be simplified and/or made more precise.
Von Vorteil umfasst die erste Temperiereinrichtung des ersten Siegelwerkzeugs ein oder mehrere Heizelemente, insbesondere elektrothermische Wandler, zum Temperieren, insbesondere Heizen, des ersten Siegelwerkzeugs, insbesondere durch Zuführen von elektrischer Energie zu den ein oder mehreren Heizelementen. Heizelemente können umfassen oder sein: PTC-Widerstand, Peltierelement, Heizpatrone, Heiz-Widerstandsdraht oder Bauteile mit ähnlichen Eigenschaften. Die ein oder mehreren Heizelemente können dabei in einen Hauptkörper des Siegelwerkzeugs eingebettet und/oder an diesem angeordnet sein. Ein Einbetten in geringer Distanz zu dem Kontaktbereich zwischen dem Siegelwerkzeug und dem Verpackungsmaterial ist dabei bevorzugt, da so eine Temperierung exakter und/oder präziser gesteuert und/oder geregelt werden kann.The first temperature control device of the first sealing tool advantageously includes one or more heating elements, in particular electrothermal converters, for temperature control, in particular heating, of the first sealing tool, in particular by supplying electrical energy to the one or more heating elements. Heating elements may include or be: PTC resistor, Peltier element, cartridge heater, resistance wire heater or components with similar properties. The one or more heating elements can be embedded in and/or arranged on a main body of the sealing tool. Embedding at a short distance from the contact area between the sealing tool and the packaging material is preferred, since temperature control can be controlled and/or regulated more exactly and/or more precisely in this way.
Bevorzugt weist ein Siegelwerkzeug umfassend Keramik ein oder mehrere Heizelemente auf, welche jeweils von Keramik umgeben sind und eingerichtet sind, die Keramik zu temperieren, insbesondere zu heizen. Keramik weist vorteilhafte thermische Eigenschaften auf, insbesondere eine geringe thermische Trägheit, sodass Keramik zum Übertragen von thermischer Energie von einem elektrothermischen Wandler insbesondere auf ein oder mehrere andere Elemente und/oder Teile eines Siegelwerkzeugs besonders geeignet ist. Ein Siegelwerkzeug mit ein oder mehreren Keramik umfassenden Heizelementen zeichnet sich insbesondere durch ein schnelles Ansprechen auf ein Einbringen von thermischer Energie durch die ein oder mehreren Heizelemente aus. Ein solches bevorzugtes Siegelwerkzeug ist insbesondere eingerichtet, eine bestimmte und/oder gewünschte Temperatur auf effiziente und/oder einfache Weise im Wesentlichen konstant zu halten. Insbesondere ermöglicht dies ein vereinfachtes Steuern- und/oder Regeln der Wärmenachführung und/oder des Zuführens und/oder Einbringens von thermischer Energie zum im Wesentlichen konstant halten der Temperatur und/oder Gering halten einer Temperaturschwankung des Siegelwerkzeugs. Ferner kann im Vergleich zu herkömmlichen Siegelwerkzeugen, die die gesamte für die Versiegelung benötigte thermische Energie speichern, beispielsweise eine für das Verpackungsmaterial schädliche Erhöhung der Temperatur des ersten Siegelwerkzeugs über eine gewünschte, erste Temperatur vermieden oder zumindest reduziert werden.A sealing tool comprising ceramic preferably has one or more heating elements which are each surrounded by ceramic and are set up to temper the ceramic, in particular to heat it. Ceramic has advantageous thermal properties, in particular a low thermal inertia, so that ceramic is particularly suitable for transferring thermal energy from an electrothermal converter to one or more other elements and/or parts of a sealing tool. A sealing tool with one or more heating elements comprising ceramics is distinguished in particular by a rapid response to the introduction of thermal energy by the one or more heating elements. Such a preferred sealing tool is set up in particular to keep a specific and/or desired temperature essentially constant in an efficient and/or simple manner. In particular, this enables simplified control and/or regulation of the heat tracking and/or the supply and/or introduction of thermal energy in order to keep the temperature essentially constant and/or keep a temperature fluctuation of the sealing tool low. Furthermore, in comparison to conventional sealing tools that store all of the thermal energy required for sealing, for example an increase in the temperature of the first sealing tool above a desired, first temperature that is harmful to the packaging material can be avoided or at least reduced.
Weiter von Vorteil kann die zweite Temperiereinrichtung des zweiten Siegelwerkzeugs ein oder mehrere Fluidkanäle zum Leiten eines Fluids umfassend, insbesondere eines temperierten und/oder flüssigen Fluids. Bevorzugt weist das temperierte Fluid eine Temperatur etwa gleich oder unter der zweiten Temperatur auf. Die ein oder mehrere Fluidkanäle sind dabei bevorzugt in geringer Distanz zu dem Kontaktbereich zwischen dem zweiten Siegelwerkzeug und dem Verpackungsmaterial angeordnet, da so eine Temperierung exakter und/oder präziser steuerbar und/oder regelbar ist. Eine solche Fluidkühlung, vorzugsweise Wasserkühlung, bietet insbesondere den Vorteil einer konstanten und/oder leistungsfähigen Temperierung des zweiten Siegelwerkzeugs.The second temperature control device of the second sealing tool can also advantageously comprise one or more fluid channels for conducting a fluid, in particular a temperature-controlled and/or liquid fluid. The temperature-controlled fluid preferably has a temperature approximately equal to or below the second temperature. The one or more fluid channels are preferably arranged at a short distance from the contact area between the second sealing tool and the packaging material, since temperature control can be controlled and/or regulated more exactly and/or more precisely in this way. Such a fluid cooling, preferably water cooling, offers in particular the advantage of a constant and/or efficient temperature control of the second sealing tool.
Alternativ und/oder zusätzlich kann die zweite Temperiereinrichtung eine Luftkühlung umfassen oder sein, insbesondere eine aktive Luftkühlung mit einem Ventilator und/oder einer sonstigen Vorrichtung zum Leiten von Gas, insbesondere Umgebungsluft, zu dem zweiten Siegelwerkzeug hin. Bevorzugt weist das Siegelwerkzeug, insbesondere dessen Hauptkörper, ein oder mehrere Kühlrippen auf, um einen effektiven Temperaturaustausch zu gewährleisten.Alternatively and/or additionally, the second temperature control device can include or be air cooling, in particular active air cooling with a fan and/or another device for conducting gas, in particular ambient air, to the second sealing tool. The sealing tool, in particular its main body, preferably has one or more cooling fins in order to ensure an effective temperature exchange.
Weiter bevorzugt umfasst bzw. umfassen das erste Siegelwerkzeug und/oder das zweite Siegelwerkzeug ein oder mehrere Temperatursensoren zum Messen der Temperatur des ersten und/oder des zweiten Siegelwerkzeugs. So kann auf vorteilhafte Weise die Ist-Temperatur des ersten und/oder des zweiten Siegelwerkzeugs gesteuert und/oder geregelt werden, d.h. ein Ändern der Ist-Temperatur hin zu einer Soll-Temperatur. Dabei entsprechen die erste Temperatur der Soll-Temperatur des ersten Siegelwerkzeus und die zweite Temperatur der Soll-Temperatur des zweiten Siegelwerkzeugs. Dafür umfasst die Verbindungseinrichtung bevorzugt eine Temperiersteuereinheit zum Steuern und/oder Regeln der Ist-Temperatur des ersten Siegelwerkzeugs und/oder der Ist-Temperatur des zweiten Siegelwerkzeugs. Alternativ und/oder zusätzlich ist die Verbindungseinrichtung mit einer externen Temperiersteuereinheit koppelbar. Von Vorteil sind die ein oder mehreren Temperatursensoren in geringer Distanz zu dem Kontaktbereich zwischen dem jeweiligen Siegelwerkzeug und dem Verpackungsmaterial angeordnet, sodass eine präzise Temperaturmessung ermöglicht wird.More preferably, the first sealing tool and/or the second sealing tool includes one or more temperature sensors for measuring the temperature of the first and/or the second sealing tool. In this way, the actual temperature of the first and/or the second sealing tool can advantageously be controlled and/or regulated, ie the actual temperature can be changed towards a target temperature. The first temperature corresponds to the set temperature of the first sealing tool and the second temperature to the set temperature of the second sealing tool. For this purpose, the connecting device preferably comprises a temperature control unit for controlling and/or regulating the actual temperature of the first sealing tool and/or the actual temperature of the second sealing tool. Alternatively and/or additionally, the connecting device can be coupled to an external temperature control unit. One or more temperature sensors at a short distance from the contact area between the respective are advantageous The sealing tool and the packaging material are arranged so that a precise temperature measurement is possible.
Ferner ist die Verbindungseinrichtung vorteilhafterweise eingerichtet, eine Lage des Verpackungsmaterials umfassend mehrere Schichten zu verbinden, insbesondere umfassend mehrere Schichten aus Materialien mit unterschiedlichen Schmelzpunkten. Insbesondere kann bzw. können ein oder mehrere Lagen Verpackungsmaterial aus einer Monofolie umfassend ein oder mehrere Schichten PE oder PVC oder PP bestehen. Ferner kann bzw. können eine oder mehrere Lagen Verpackungsmaterial aus zwei oder mehr Schichten PE bzw. PVC bzw. PP bestehen, wobei die Schichten zumindest teilweise unterschiedliche Eigenschaften und/oder Zusammensetzungen aufweisen. Beispielsweise kann eine Lage Verpackungsmaterial Schichten mit unterschiedlicher Kristallinität und/oder Taktizität umfassen, beispielsweise eine Schicht isotaktisches PP und eine Schicht syndiotaktisches PP, wobei vorteilhafterweise die Schicht syndiotaktisches PP der anderen Lage Verpackungsmaterial zugewandt ist, da diese einen niedrigeren Schmelzpunkt als isotaktisches PP aufweist. Dadurch kann eine Verbindungsnaht zwischen der innenliegenden syndiotaktischen PP Schicht erzeugt werden, und zwar durch Erhitzen der Lage Verpackungsmaterial lediglich bis zu der Temperatur, bei der die syndiotaktische Schicht PP schmilzt, die isotaktische Schicht PP jedoch nicht. Auf diese Weise kann besonders vorteilhaft eine Stabilität der Lagen Verpackungsmaterial in einem Verbindungsbereich erhalten werden, da die äußere Schicht im Wesentlichen fest bleibt. Selbiges gilt beispielsweise für Schichten aus PE-UHMV und PE-LD (Kristallinität von etwa 60-80% bzw. etwa 40-50%), wobei die Schicht PE-LD einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist.Furthermore, the connecting device is advantageously set up to connect a layer of the packaging material comprising a plurality of layers, in particular comprising a plurality of layers made of materials with different melting points. In particular, one or more layers of packaging material can consist of a monofilm comprising one or more layers of PE or PVC or PP. Furthermore, one or more layers of packaging material can consist of two or more layers of PE or PVC or PP, with the layers at least partially having different properties and/or compositions. For example, one layer of packaging material may comprise layers of different crystallinity and/or tacticity, e.g. a layer of isotactic PP and a layer of syndiotactic PP, advantageously with the layer of syndiotactic PP facing the other layer of packaging material as this has a lower melting point than isotactic PP. Thereby, a joint seam can be created between the inner syndiotactic PP layer by heating the sheet of packaging material only up to the temperature at which the syndiotactic PP layer melts but the isotactic PP layer does not. In this way, the stability of the layers of packaging material can be maintained particularly advantageously in a connection area, since the outer layer essentially remains solid. The same applies, for example, to layers made of PE-UHMV and PE-LD (crystallinity of about 60-80% or about 40-50%), with the PE-LD layer having a lower melting point.
Weiter bevorzugt umfasst die Verbindungseinrichtung eine Klammereinrichtung zum temporären Fixieren des Verpackungsmaterials während dem Erzeugen der Verbindungsnaht. Dadurch können die auf das Verpackungsmaterial wirkende Kraft während dem Verbinden weiter verhindert oder reduziert werden, um eine Verbindungsnaht mit höhere Präzision und/oder Güte zu erzeugen. Eine solche Klammereinrichtung ist insbesondere beim Herstellen einer Verschlussnaht, d.h. einer Verbindungsnaht quer zur Beförderungsrichtung des Verpackungsmaterials, in einer VFFS-Verpackungsmaschine vorteilhaft, da ein bereits gefüllter Verpackungsbeutel zu einer erhöhten Krafteinwirkung auf das Verpackungsmaterial führt.More preferably, the connecting device comprises a clamping device for temporarily fixing the packaging material in place while the connecting seam is being produced. As a result, the force acting on the packaging material during the joining can be further prevented or reduced in order to produce a joining seam with greater precision and/or quality. Such a clamping device is particularly advantageous when producing a closure seam, i.e. a connecting seam transverse to the conveying direction of the packaging material, in a VFFS packaging machine, since an already filled packaging bag leads to an increased force acting on the packaging material.
Ein weiterer Aspekt betrifft eine Verpackungsmaschine zum Herstellen eines Verpackungsbeutels und/oder zum Verschließen eines befüllten Verpackungsbeutels, umfassend: eine Zuführeinrichtung zum Zuführen eines Verpackungsmaterials; und zumindest eine Verbindungseinrichtung wie in der vorliegenden Anmeldung beschrieben zum Erzeugen zumindest einer Verbindungsnaht durch Verbinden von wenigstens zwei Lagen des Verpackungsmaterials.A further aspect relates to a packaging machine for producing a packaging bag and/or for closing a filled packaging bag, comprising: a feed device for feeding a packaging material; and at least one connecting device as described in the present application for producing at least one connecting seam by connecting at least two layers of the packaging material.
Die Verpackungsmaschine kann dabei eine sogenannte Horizontale Form-, Füll- und Versiegelungsmaschine (HFFS - horizontal form fill and seal machine) sein, wie in
Ferner kann die Verpackungsmaschine zumindest eine Verschlusseinrichtung zum Verschließen einer Öffnung eines hergestellten und befüllten Verpackungsbeutels umfassen.Furthermore, the packaging machine can comprise at least one closure device for closing an opening of a packaging bag that has been produced and filled.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Verbinden von wenigstens zwei Lagen eines Verpackungsmaterials zum Herstellen und/oder Verschließen eines Verpackungsbeutels, umfassend die Schritte: Temperieren eines ersten Siegelwerkzeugs auf eine erste Temperatur und Temperieren eines zweiten Siegelwerkzeugs auf eine zweite Temperatur und Ausüben von Druck auf einen Bereich der ersten Lage Verpackungsmaterial und auf einen Bereich der zweiten Lage Verpackungsmaterial durch Zusammenführen des ersten Siegelwerkzeugs und des zweiten Siegelwerkzeugs derart, dass: eine Schicht des Bereichs der ersten Lage Verpackungsmaterial schmilzt; und eine Schicht des Bereichs der zweiten Lage Verpackungsmaterial einen geschmolzenen Teil und einen nichtgeschmolzenen Teil aufweist, wobei der geschmolzene Teil in Kontakt mit der Schicht der ersten Lage Verpackungsmaterial steht.A further aspect relates to a method for connecting at least two layers of a packaging material for producing and/or closing a packaging bag, comprising the steps of: tempering a first sealing tool to a first temperature and tempering a second sealing tool to a second temperature and exerting pressure on one portion of the first layer of packaging material and onto a portion of the second layer of packaging material by bringing the first sealing tool and the second sealing tool together such that: a layer of the portion of the first layer of packaging material melts; and a layer of said portion of said second sheet of packaging material has a fused portion and a non-fused portion, said fused portion being in contact with said layer of said first sheet of packaging material.
Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren ferner: ein Zuführen von thermischer Energie zu dem ersten Siegelwerkzeug derart, dass das erste Siegelwerkzeug im Wesentlichen konstant bei etwa der ersten Temperatur gehalten wird; und bevorzugt, ein Abführen von thermischer Energie von dem zweiten Siegelwerkzeug, , d.h. ein Kühlen des zweiten Siegelwerkzeugs, derart, dass das zweite Siegelwerkzeug unter einer Schwellentemperatur gehalten wird, wobei die Schwellentemperatur niedriger als die erste Temperatur und höher als die zweite Temperatur ist, und, weiter bevorzugt, dass das zweite Siegelwerkzeug im Wesentlichen konstant bei etwa der zweiten Temperatur gehalten wird. Dadurch können mit kurzem Takt wiederholbar Verbindungsnähte mit im Wesentlichen identischen Eigenschaften erzeugt werden, sodass insbesondere eine Standzeit zum Temperieren der Siegelwerkzeuge vor dem Erzeugen einer Verbindungsnaht entfällt oder erheblich reduziert wird.Advantageously, the method further comprises: supplying thermal energy to the first sealing tool such that the first sealing tool is maintained substantially constant at about the first temperature; and preferably, removing thermal energy from the second sealing tool, i.e. cooling the second sealing tool such that the second sealing tool is maintained below a threshold temperature, the threshold temperature being lower than the first temperature and higher than the second temperature, and , further preferred that the second sealing tool is kept substantially constant at about the second temperature. As a result, connecting seams with essentially identical properties can be produced repeatedly in a short cycle, so that in particular a downtime for tempering the sealing tools before the production of a connecting seam is eliminated or significantly reduced.
Ein Herstellen eines Verpackungsbeutels im Sinne der vorliegenden Anmeldung beschreibt insbesondere ein Erzeugen eines bevorzugt hohlen, dünnwandigen Gegenstands, welcher zur Aufnahme von einem oder mehreren anderen Gegenständen geeignet ist, wobei ein hergestellter Verpackungsbeutel zumindest eine Öffnung aufweist, durch die ein oder mehrere Gegenstände in den Verpackungsbeutel hineingegeben und/oder aus diesem entfernt bzw. herausgenommen werden können. Die Öffnung des hergestellten Verpackungsbeutels kann bevorzugt nach einem Befüllen des Verpackungsbeutels mittels der in dieser Anmeldung beschriebenen Verbindungseinrichtung verschlossen werden.Producing a packaging bag within the meaning of the present application describes in particular producing a preferably hollow, thin-walled object which is suitable for receiving one or more other objects, with a packaging bag produced having at least one opening through which one or more objects can be placed in the packaging bag can be put in and/or removed or taken out of this. The opening of the packaging bag produced can preferably be closed after the packaging bag has been filled by means of the connecting device described in this application.
Insbesondere kann mit dem Verfahren und/oder der Verbindungseinrichtung ein oder mehrere Verbindungsnähte mit gewünschten Eigenschaften erzeugt werden, insbesondere Verbindungsnähte, welche im Wesentlichen nicht lösbar und/oder im Wesentlichen nicht zerstörungsfrei lösbar sind und/oder eine gewünschte Lösbarkeit aufweisen. Eine Verbindungsnaht mit gewünschter Lösbarkeit zeichnet sich beispielsweise dadurch aus, dass eine bestimmte Krafteinwirkung (Höhe und/oder Richtung) zu einem zumindest teilweisen Lösen der Verbindungsnaht führt, sodass beispielsweise ein Öffnen eines Verpackungsbeutels durch Lösen einer solchen Verbindungsnaht erfolgen kann.In particular, the method and/or the connecting device can be used to produce one or more connecting seams with desired properties, in particular connecting seams which are essentially non-detachable and/or essentially non-destructively detachable and/or have a desired detachability. A connecting seam with the desired detachability is characterized, for example, in that a specific force (level and/or direction) leads to at least partial detachment of the connecting seam, so that a packaging bag can be opened by detaching such a connecting seam, for example.
Bevorzugt liegt bei dem Verfahren die erste Temperatur zwischen etwa 105°C und etwa 225°C. Die erste Temperatur wird bevorzugt entsprechend dem Schmelzpunkt des Verpackungsmaterials gewählt, sodass dieses in dem Bereich, an dem das erste Siegelwerkzeug anliegt, im Wesentlichen vollständig schmilzt, zumindest aber erweicht.Preferably, in the method, the first temperature is between about 105°C and about 225°C. The first temperature is preferably selected according to the melting point of the packaging material, so that it essentially completely melts, or at least softens, in the area against which the first sealing tool rests.
Um ein vollständiges Schmelzen und/oder Erweichen der zweiten Lage Verpackungsmaterial zu verhindern, liegt die zweite Temperatur bevorzugt im Wesentlichen etwa gleich oder niedriger als Raumtemperatur und/oder etwa 60 °C bis etwa 170°C geringer ist als die erste Temperatur des ersten Siegelwerkzeugs. So kann ein Teil der Dicke bzw. Stärke der zweiten Lage Verpackungsmaterial in einem im Wesentlichen festen Zustand gehalten werden, um eine mechanische Festigkeit im Wesentlichen zu erhalten.To prevent complete melting and/or softening of the second layer of packaging material, the second temperature is preferably substantially equal to or lower than room temperature and/or about 60°C to about 170°C lower than the first temperature of the first sealing tool. Thus, part of the thickness of the second layer of packaging material can be maintained in a substantially solid state to substantially maintain mechanical strength.
Durch das beschriebene Verfahren entsteht nach Abkühlen der Bereiche der Lagen Verpackungsmaterial eine Verbindungsnaht, welche zwei oder mehr Lagen des Verpackungsmaterials im Wesentlichen stoffschlüssig verbindet. Bevorzugt ist die Verbindungsnaht im Wesentlichen dicht, sodass Feststoffe, Flüssigkeiten und/oder Gase diese nicht, oder nur geringfügig durchdringen können.After the regions of the layers of packaging material have cooled, the method described produces a connecting seam which essentially connects two or more layers of the packaging material in a materially bonded manner. The connecting seam is preferably essentially tight, so that solids, liquids and/or gases cannot, or only slightly, penetrate it.
Weiter bevorzugt werden ein oder mehrere Verbindungsnähte erzeugt durch Anliegen der Siegelwerkzeuge an dem Verpackungsmaterial und Ausüben von Druck auf die Lagen Verpackungsmaterial für unter etwa 1 s, insbesondere unter etwa 0,4 s, insbesondere zwischen etwa 0,2 s und 0,6 s. Diese kurze Kontaktzeit ermöglicht ein zielgerichtetes und/oder kontrolliertes Verbinden der Lagen Verpackungsmaterial ohne, dass die mechanische Festigkeit der zweiten Lage Verpackungsmaterial im Bereich der Verbindungsnaht Wesentlich verringert wird. Damit eine solche kurze Kontaktzeit zum zuverlässigen Erzeugen einer Verbindungsnaht ausreicht, ist insbesondere eine im Wesentlichen konstante Temperierung der Siegelwerkzeuge, insbesondere des ersten Siegelwerkzeugs, vorteilhaft, um eine ausreichende Wärmeeinwirkung auf das Verpackungsmaterial zu gewähren.More preferably, one or more connecting seams are produced by the sealing tools resting against the packaging material and exerting pressure on the layers of packaging material for less than approximately 1 s, in particular less than approximately 0.4 s, in particular between approximately 0.2 s and 0.6 s. This short contact time enables the layers of packaging material to be connected in a targeted and/or controlled manner without the mechanical strength of the second layer of packaging material being significantly reduced in the area of the connecting seam. In order for such a short contact time to be sufficient for reliably producing a connecting seam, a substantially constant temperature control of the sealing tools, in particular of the first sealing tool, is advantageous in order to ensure that the packaging material is exposed to sufficient heat.
Weiter bevorzugt kann das Verfahren ein oder mehrere der folgenden Schritte umfassen:
- Formen und/oder Falten eines Verpackungsmaterials, insbesondere Falten bzw. Falzen des Verpackungsmaterials; und/oder
- Bereitstellen von zumindest einer ersten Lage und einer zweiten Lage Verpackungsmaterial zwischen dem ersten Siegelwerkzeug und dem zweiten Siegelwerkzeug; und/oder
- Auseinanderführen des ersten Siegelwerkzeugs und des zweiten Siegelwerkzeugs, insbesondere nach Verbinden der Lagen Verpackungsmaterial; und/oder
- Füllen des hergestellten Verpackungsbeutels, insbesondere Füllen des Verpackungsbeutels mit Schüttgut; und/oder
- Vereinzeln eines Teils des Verpackungsmaterials; und/oder
- Erzeugen von zumindest einer Verbindungsnaht im Wesentlichen orthogonal zu einer Beförderungsrichtung des Verpackungsmaterials ; und/oder
- Erzeugen von zumindest einer Verbindungsnaht im Wesentlichen parallel zu einer Beförderungsrichtung des Verpackungsmaterials.
- Shaping and/or folding packaging material, in particular folding or creasing the packaging material; and or
- providing at least a first layer and a second layer of packaging material between the first sealing tool and the second sealing tool; and or
- separating the first sealing tool and the second sealing tool, in particular after the layers of packaging material have been connected; and or
- Filling the packaging bag produced, in particular filling the packaging bag with bulk material; and or
- separating part of the packaging material; and or
- producing at least one connecting seam essentially orthogonal to a conveying direction of the packaging material; and or
- Generating at least one connecting seam essentially parallel to a conveying direction of the packaging material.
Ein weiterer Aspekt betrifft einen geschlossenen Verpackungsbeutel umfassend zumindest eine Verbindungsnaht, welche zumindest zwei Lagen eines Verpackungsmaterials des Verpackungsbeutels verbindet; wobei die zumindest eine Verbindungsnaht mit dem in dieser Anmeldung beschriebenen Verfahren und/oder durch die in dieser Anmeldung beschrieben Verbindungseinrichtung erzeugt wurde. Die zumindest ein Verbindungsnaht kann eine Bodennaht und/oder eine Seitennaht und/oder eine Verschlussnaht zum Verschließen eines hergestellten und befüllten Verpackungsbeutels sein.A further aspect relates to a closed packaging bag comprising at least one connecting seam which connects at least two layers of a packaging material of the packaging bag; wherein the at least one connecting seam was produced using the method described in this application and/or by the connecting device described in this application. The at least one connecting seam can be a bottom seam and/or a side seam and/or a closure seam for closure of a manufactured and filled packaging bag.
Optional umfasst eine Lage des Verpackungsmaterials des Verpackungsbeutels mehrere Schichten. Diese Schichten können ferner Materialien mit unterschiedlichen Schmelzpunkten sein. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn eine innenliegende Schicht einer Lage Verpackungsmaterial einen geringeren Schmelzpunkt, als eine äußere Schicht aufweist, sodass nur die innenliegende Schicht zum Herstellen einer Verbindung zwischen den Lagen geschmolzen wird. Auf diese Weise kann eine mechanische Festigkeit der äußeren Schicht(en) beim Erzeugen der Verbindungsnaht erhalten werden.Optionally, one layer of the packaging material of the packaging bag comprises several layers. These layers can also be materials with different melting points. This is particularly advantageous when an inner layer of a ply of packaging material has a lower melting point than an outer layer, so that only the inner layer is melted to create a bond between the plies. In this way, a mechanical strength of the outer layer(s) can be maintained when creating the connecting seam.
In der vorliegenden Anmeldung wird insbesondere Bezug genommen auf Verpackungsbeutel, welche geeignet sind, im Wesentlichen pulvriges, körniges, granulares, flüssiges, gasförmiges und/oder stückiges Gut aufzunehmen, insbesondere im Wesentlichen dichte Verpackungsbeutel und/oder Verpackungsbeutel im Wesentlichen undurchlässig für Fluide und/oder mikrobiologische Kontaminationen sowie Sauerstoff und Wasserdampf, die bekanntlich großen Schädiger und Verderber von Lebensmitteln.In the present application, reference is made in particular to packaging bags which are suitable for accommodating essentially powdery, grainy, granular, liquid, gaseous and/or lumpy goods, in particular essentially tight packaging bags and/or packaging bags essentially impermeable to fluids and/or microbiological contaminants; and oxygen and water vapor, which are known to be major food spoilers and spoilage agents.
Im Folgenden werden einzelne Ausführungsformen zur Lösung der Aufgabe anhand der Figuren beispielhaft beschrieben. Dabei weisen die einzelnen beschriebenen Ausführungsformen zum Teil Merkmale auf, die nicht zwingend erforderlich sind, um den beanspruchten Gegenstand auszuführen, die aber in bestimmten Anwendungsfällen gewünschte Eigenschaften bereitstellen. So sollen auch Ausführungsformen als unter die beschriebene technische Lehre fallend offenbart angesehen werden, die nicht alle Merkmale der im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen aufweisen. Ferner werden, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, bestimmte Merkmale nur in Bezug auf einzelne der im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen erwähnt. Es wird darauf hingewiesen, dass die einzelnen Ausführungsformen daher nicht nur für sich genommen, sondern auch in einer Zusammenschau betrachtet werden sollen. Anhand dieser Zusammenschau wird der Fachmann erkennen, dass einzelne Ausführungsformen auch durch Einbeziehung von einzelnen oder mehreren Merkmalen anderer Ausführungsformen modifiziert werden können. Es wird darauf hingewiesen, dass eine systematische Kombination der einzelnen Ausführungsformen mit einzelnen oder mehreren Merkmalen, die in Bezug auf andere Ausführungsformen beschrieben werden, wünschenswert und sinnvoll sein kann und daher in Erwägung gezogen und auch als von der Beschreibung umfasst angesehen werden soll.In the following, individual embodiments for solving the problem are described by way of example with reference to the figures. Some of the individual embodiments described have features that are not absolutely necessary to implement the claimed subject matter, but which provide desired properties in certain applications. Thus, embodiments that do not have all the features of the embodiments described below are also to be regarded as being disclosed as falling under the technical teaching described. Furthermore, in order to avoid unnecessary repetition, certain features are only mentioned in relation to individual embodiments described below. It is pointed out that the individual embodiments should therefore not only be considered individually, but should also be viewed as a whole. Based on this synopsis, the person skilled in the art will recognize that individual embodiments can also be modified by incorporating individual or multiple features of other embodiments. It is pointed out that a systematic combination of the individual embodiments with individual or multiple features that are described in relation to other embodiments can be desirable and useful and should therefore be considered and should also be regarded as covered by the description.
Figurenlistecharacter list
-
1 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Verbindungseinrichtung zum stoffschlüssigen Verbinden von wenigstens zwei Lagen eines Verpackungsmaterials;1 shows a schematic representation of an exemplary connecting device for the material-locking connection of at least two layers of a packaging material; -
2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Verbindungseinrichtung zum Herstellen eines Verpackungsbeutels;2 shows an exemplary embodiment of a connecting device for producing a packaging bag; -
3 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Verbindungseinrichtung und zwei Lagen Verpackungsmaterial jeweils umfassend zwei Schichten;3 shows an exemplary embodiment of a connecting device and two layers of packaging material each comprising two layers; -
4 zeigt eine beispielhafte Verpackungsmaschine zum Herstellen, Befüllen und Verschließen eines Verpackungsbeutels;4 shows an exemplary packaging machine for making, filling and sealing a packaging bag; -
5 zeigt eine weitere, beispielhafte Verpackungsmaschine zum Herstellen, Befüllen und Verschließen eines Verpackungsbeutels.5 shows another exemplary packaging machine for producing, filling and sealing a packaging bag.
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
In der Verpackungsindustrie sind insbesondere zwei Arten von Verpackungsmaschinen verbreitet: Horizontale Form-, Füll- und Versiegelungsmaschine (HFFS - horizontal form fill and seal machine) und Vertikale Form-, Füll- und Versiegelungsmaschine (VFFS - vertical form fill and seal machine). Diese Verpackungsmaschinen bzw. Verpackungsverfahren unterscheiden sich insbesondere im Hinblick auf eine Wesentliche Beförderungsrichtung des Verpackungsmaterials bzw. der Verpackungsbeutel. Bei einem HFFS-Verfahren (wie in
Ferner umfasst das erste Siegelwerkzeug 12 eine erste Temperiereinrichtung 14 zum Temperieren, insbesondere Erwärmen und/oder Erhitzen, des ersten Siegelwerkzeugs 12 und einer mit dieser in Kontakt stehenden Lage Verpackungsmaterial 22a. Die Temperiereinrichtung 14 umfasst beispielsweise ein oder mehrere elektrothermische Wandler, wie beispielsweise einen oder mehrere PTC-Widerstände, ein oder mehrere Peltierelemente, ein oder mehrere Heizpatronen und/oder ein oder mehrere Heiz-Widerstandsdrähte, zum Erwärmen und/oder Erhitzen des ersten Siegelwerkzeugs 12 durch Zuführen von elektrischer Energie zu den ein oder mehreren elektrothermischen Wandlern. Wie in
Bevorzugt weist das erste Siegelwerkzeug 12 einen Hauptkörper aus einem Material mit einer geringen Wärmespeicher- und/oder hohen Wärmeleitfähigkeit auf, wie beispielsweise Keramik, insbesondere Silikatkeramik, Oxidkeramik und/oder Nichtoxidkeramik. Ein Siegelwerkzeug mit einem Hauptkörper aus Keramik hat eine geringe thermische Trägheit und weist ein schnelles Ansprechen auf Temperaturveränderungen auf. Auf diese Weise wird ein im Wesentlichen Konstanthalten der Temperatur des Siegelwerkzeugs erleichtert. Weiter bevorzugt sind ein oder mehrere elektrothermische Wandler in den Hauptkörper eingebettet und/oder an diesem angeordnet, um den Hauptkörper zu temperieren, insbesondere zu heizen. Elektrothermische Wandler ermöglichen insbesondere ein schnelles, einfaches und/oder präzises Steuern- und/oder Regeln des Temperierens. Dies ist besonders vorteilhaft, da der Schmelzprozess zum Verbinden von zwei oder mehr Lagen Verpackungsmaterial 22a, 22b eine hohe Präzision des Erhitzens des Verpackungsmaterials 22 erfordert, um ein Zerstören des Verpackungsmaterials zu verhindern und zugleich eine zuverlässige Verbindungsnaht zu erzeugen.The
Bevorzugt ist die erste Temperiereinrichtung 14 eingerichtet, das erste Siegelwerkzeug 12 auf eine erste Temperatur zu temperieren, wobei die erste Temperatur beispielsweise zwischen etwa 105°C und etwa 225°C liegt. Die Höhe der ersten Temperatur ist insbesondere abhängig von der Schmelztemperatur des Verpackungsmaterials 22, welches verbunden werden soll. Beispielsweise liegt der Schmelzpunkt von Polypropylen bei etwa 160°C bis etwa 220°C. Die erste Temperatur des ersten Siegelwerkzeugs zum Verbinden von Lagen und/oder Schichten bestehend aus und/oder umfassend Polypropylen liegt vorzugsweise bei etwa 160°C oder höher, beispielsweise bei etwa 225°C. Der Schmelzpunkt von Polyvinylchlorid (PVC) liegt bei etwa 160°C bis etwa 180°C. Die erste Temperatur des ersten Siegelwerkzeugs zum Verbinden von Lagen und/oder Schichten bestehend aus und/oder umfassend Polypropylen liegt vorzugsweise bei etwa 160°C oder höher, beispielsweise bei etwa 185°C. Der Schmelzpunkt von Polyethylen (PE) liegt bei etwa 130°C bis etwa 135°C. Die erste Temperatur des ersten Siegelwerkzeugs zum Verbinden von Lagen und/oder Schichten bestehend aus und/oder umfassend Polypropylen liegt vorzugsweise bei etwa 130°C oder höher, beispielsweise bei etwa 140°C.The
Das zweite Siegelwerkzeug 16 umfasst eine zweite Temperiereinrichtung 18 zum Temperieren des zweiten Siegelwerkzeugs 16 und eine an diese anliegende Lage Verpackungsmaterial 22b. Beispielsweise umfasst die zweite Temperiereinrichtung 18 ein oder mehrere Fluidkanäle in einem Hauptkörper des zweiten Siegelwerkzeugs 16 zum Leiten eines Fluids, insbesondere einer Flüssigkeit, zum Temperieren des zweiten Siegelwerkzeugs 16. Insbesondere umfasst oder ist die zweite Temperiereinrichtung 18 eine Fluidkühlung, insbesondere eine Wasserkühlung oder eine Kühlung mittels Kühlflüssigkeit, wie z.B. Kühlöl. Alternativ und/oder zusätzlich ist die zweite Temperiereinrichtung eingerichtet, die Ist-Temperatur des zweiten Siegelwerkzeugs 16 zu erhöhen, beispielsweise durch Einleiten eines beheizten Fluids. Die zweite Temperiereinrichtung 18 ist eingerichtet, das zweite Siegelwerkzeug 16 auf eine zweite Temperatur zu temperieren, wobei die zweite Temperatur niedriger ist als die erste Temperatur. Bevorzugt ist die zweite Temperatur etwa gleich oder niedriger als Raumtemperatur, d.h. eine Temperatur in der Umgebung einer Verpackungsmaschine 1 und/oder einer Verbindungseinrichtung 10 und/oder einer üblichen Temperatur in einer Produktionsstätte für Verpackungsbeutel, beispielsweise zwischen etwa 10°C und 60°C, bevorzugt zwischen etwa 15°C und etwa 40°C, weiter bevorzugt zwischen etwa 20°C und etwa 30°C.The
Dafür wird bevorzugt temperiertes Fluid und/oder Kühlmittel, beispielsweise Wasser, durch ein oder mehrere Fluidkanäle geleitet. Alternativ und/oder zusätzlich kann eine Luftkühlung, beispielsweise mittels Ventilator(en) und/oder Kühlrippen, vorgesehen sein. Die Wasserkühlung umfassend Fluid und Fluidkanal ermöglicht insbesondere ein konstantes Temperieren des zweiten Siegelwerkzeugs 16. Eine Luftkühlung ist insbesondere als bedarfsangepasste, zusätzliche Kühlung vorteilhaft, da deren Steuerung- und/oder Regelung verhältnismäßig schnell und einfach erfolgen kann.For this purpose, preferably temperature-controlled fluid and/or coolant, for example water, is conducted through one or more fluid channels. Alternatively and/or additionally, air cooling can be provided, for example by means of fan(s) and/or cooling fins. The water cooling comprising fluid and fluid channel enables in particular a constant temperature control of the
Die zweite Temperiereinrichtung 18 ist bevorzugt eingerichtet, zumindest eine an dem zweiten Siegelwerkzeug 16 anliegende Lage Verpackungsmaterial 22b zu kühlen, sodass zumindest ein Teil der Dicke und/oder Stärke der Lage Verpackungsmaterial 22b im Wesentlichen nicht schmilzt, während dem Verbinden mit einer ersten Lage Verpackungsmaterial 22a.The second
Auf diese Weise kann das Verpackungsmaterial 22 ausreichend erwärmt und/oder erhitzt werden, um eine Verbindungsnaht zu erzeugen. Insbesondere kann eine die ein oder mehr zu verbindenden und/oder versiegelnden und/oder verschweißenden Lagen Verpackungsmaterial 22a, 22b erforderliche (erste) Temperatur eingebracht werden, während die zweite Lage 22b auf der Außenseite gekühlt wird um dort die mechanische Festigkeit während dem Verbinden zu erhalten. Je höher die erste Temperatur des ersten Siegelwerkzeugs 12, desto schneller wird an dem anliegenden Bereich des Verpackungsmaterials 22 die zum Verbinden benötigte Temperatur erreicht, wodurch die Kontaktzeit zwischen Siegelwerkzeug 12, 16 und Verpackungsmaterial 22 kurz gehalten werden kann. Eine Kontaktzeit liegt bevorzugt unter etwa 1s, weiter bevorzugt unter etwa 0,5s.In this way, the
Bei herkömmlichen Verbindungsverfahren, bei denen beide Siegelwerkzeuge beheizt werden, weisen die Lagen Verpackungsmaterial unmittelbar nach dem Verbinden durch den Siegelprozess eine deutlich verminderte mechanische Festigkeit aufgrund der Temperatureinwirkung auf. Die vorliegende Verbindungseinrichtung umfassend zwei temperierte Siegelwerkzeuge 12, 16, wobei das zweite Siegelwerkzeug 16 im Wesentlichen Raumtemperatur aufweist, ist eingerichtet, die mechanische Festigkeit zumindest der zweiten Lage Verpackungsmaterial 22b während dem Verbinden im Wesentlichen zu erhalten.With conventional joining methods, in which both sealing tools are heated, the layers of packaging material have a significantly reduced mechanical strength immediately after joining through the sealing process due to the effect of temperature. The present connection device comprising two temperature-controlled
Weiter bevorzugt umfasst das erste Siegelwerkzeug 12 und/oder das zweite Siegelwerkzeug 16 ein oder mehrere Temperatursensoren 30 zum Erfassen und/oder Messen der Temperatur des ersten Siegelwerkzeugs 12 und/oder des zweiten Siegelwerkzeus 16. Diese sind vorzugsweise in der Nähe der Kontaktfläche zwischen Siegelwerkzeug und Verpackungsmaterial 22 angeordnet, um eine genaue Messung zu ermöglichen. Bevorzugt sind ein oder mehrere Temperatursensoren 30 in einem Fluidkanal der zweiten Temperiereinrichtung 18 angeordnet. Als Temperatursensor können beispielsweise Heißleiter (NTC), Kaltleiter (PTC) und/oder Festkörperschaltkreise eingesetzt werden. Alternativ und/oder zusätzlich können mehrere Temperatursensoren 30 in und/oder an einem Siegelwerkzeug 12, 16 vorgesehen sein, wobei die Temperatursensoren 30 derart angeordnet sind, dass jeder Temperatursensor 30 die Temperatur eines entsprechenden Segments und/oder Moduls des Siegelwerkzeugs überwacht. Beispielsweise ist das erste Siegelwerkzeug 12, insbesondere dessen Hauptkörper, in 48 Segmente unterteilt. Das beispielhafte erste Siegelwerkzeug 12 umfasst ferner 48 Temperatursensoren 30, wobei jedes der 48 Segmente jeweils einen Temperatursensor 30 aufweist. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da so lokale Temperaturveränderungen erkannt werden können und die Steuerung und/oder Regelung der Temperierung der entsprechenden Segmente und/oder Module angepasst werden kann. Je größer die Anzahl der Segmente und/oder je kleiner die Größe der Segmente und/oder je größer die Anzahl der Temperatursensoren, desto genauer können lokale Temperaturveränderungen erfasst und bevorzugt durch lokales Temperieren verringert und/oder korrigiert werden.More preferably, the
Die ein oder mehreren Temperatursensoren 30 und/oder die erste Temperiereinrichtung 14 und/oder die zweite Temperiereinrichtung 18 ist bzw. sind bevorzugt mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit elektrisch/elektronisch verbunden, sodass die Temperierung der Siegelwerkzeuge 12, 14 entsprechend den Messungen durch die ein oder mehreren Temperatursensoren 30 gesteuert und/oder geregelt werden kann. Insbesondere wenn die Ist-Temperatur des ersten Siegelwerkzeugs 12, beispielsweise um 1% oder 5%, unter die erste Temperatur (Soll-Temperatur) fällt, kann durch Ansteuern der ersten Temperiereinrichtung 14 ein Anstieg der Ist-Temperatur bis zu der ersten Temperatur erreicht werden. Selbiges gilt für einen Anstieg der Ist-Temperatur über die erste Temperatur. Vorteilhaft ist eine Steuerung und/oder Regelung, welche eingerichtet ist, eine Temperaturerhöhung und/oder einen Temperaturabfall des ersten Siegelwerkzeugs 12 über etwa 1°C nicht zuzulassen. Ähnliches gilt bei Anstieg der Ist-Temperatur des zweiten Siegelwerkzeugs 16 über die vorgegebene, zweite Temperatur, beispielsweise auf 105% oder 125% der zweiten Temperatur. Bevorzugt ist eine Steuerung und/oder Regelung, welche eingerichtet ist, eine Temperaturerhöhung des zweiten Siegelwerkzeugs 16 über etwa 20°C nicht zuzulassen. Die Steuer- und/oder Regeleinheit kann Bestandteil der Verbindungseinrichtung 10 oder einer Verpackungsmaschine 1 oder aber extern bereitgestellt sein.The one or
Wie in der
In diesem Beispiel umfasst sowohl die erste Lage Verpackungsmaterial 22a als auch die zweite Lage Verpackungsmaterial 22b jeweils eine Schicht 22aa bzw. 22ba. Alternativ können die erste Lage und/oder die zweite Lage Verpackungsmaterial 22a, 22b zwei Schichten 22aa, 22ab bzw. 22ba, 22bb (wie beispielsweise in
Wie gezeigt ist zumindest eine der Siegelwerkzeuge 12, 16 derart in der jeweiligen Verlagerungsrichtung 44 verlagert worden, dass die Lagen Verpackungsmaterials 22a, 22b zwischen den Siegelwerkzeugen 12, 16 geklemmt sind, d.h. dass Druck auf jeweils einen Bereich der Lagen Verpackungsmaterial 22a, 22b ausgeübt wird. As shown, at least one of the
Ferner wird das Verpackungsmaterial 22 durch das auf eine erste Temperatur temperierte erste Siegelwerkzeug 12 erwärmt und/oder erhitzt, bevorzugt bis zu dem Punkt, an dem die erste Lage bzw. Verpackungsmaterials 22a bzw. Schicht 22aa und ein an die erste Lage 22a bzw. Schicht 22aa anliegender Teil der zweiten Lage Verpackungsmaterial 22b bzw. Schicht 22ba im Wesentlichen schmilzt, zumindest aber erweicht. So wird eine Verbindungsnaht zwischen den Lagen Verpackungsmaterial 22a, 22b bzw. Schichten 22aa, 22ba erzeugt und diese miteinander verbunden - während und/oder nach Abkühlen des geschmolzenen Verpackungsmaterials. Vorteilhafterweise wird zusätzlich Druck durch die Siegelwerkzeuge 12, 16 auf die Lagen Verpackungsmaterial 22a, 22b aufgebracht, wodurch eine verbesserte Verbindungsnaht erzeugt werden kann.Furthermore, the
Wie abgebildet wird beim Verbinden bevorzugt lediglich ein Teil der gesamten Stärke und/oder Dicke der zweiten Lage Verpackungsmaterial 22b geschmolzen. Der andere Teil der gesamten Stärke und/oder Dicke der zweiten Lage Verpackungsmaterial 22b bleibt im Wesentlichen fest bzw. wird nicht geschmolzen. Dies wird insbesondere durch Temperieren, insbesondere Kühlen, des zweiten Siegelwerkzeugs 16 erreicht, was ein Erwärmen und/oder Erhitzen eines an das zweite Siegelwerkzeug 16 über den Schmelzpunkt des Materials der zweiten Lage Verpackungsmaterial 22b bzw. Schicht 22ba verhindert. Die Lage Verpackungsmaterial 22a, 22b unterteilt sich somit entlang ihrer Dickenrichtung 32 in einen im Wesentlichen geschmolzenen Teil 24a und einen im Wesentlichen nichtgeschmolzenen Teil 24b.As shown, preferably only a portion of the total caliper and/or caliper of the second layer of
Dabei ist die in der
Das Verhältnis zwischen dem im Wesentlichen geschmolzenen Teil 24a und dem im Wesentlichen nichtgeschmolzenen Teil 24b liegt bevorzugt im Bereich von etwa 1:9 bis etwa 9:1. Je größer der Anteil des im Wesentlichen geschmolzenen Teils 24a ist, desto stabiler ist die hergestellte Verbindungsnaht zwischen den Lagen nach Abkühlen des Verpackungsmaterials. Allerdings sinkt die mechanische Festigkeit des Verpackungsmaterials 22 während dem Verbinden, da ein geringerer Teil der zweiten Lage 22a in einem im Wesentlichen festen Zustand verbleibt. Andersherum wird eine gesteigerte mechanische Festigkeit während dem Verbinden erreicht, je größer der Anteil des im Wesentlichen nichtgeschmolzenen Teils 24b ist. Allerdings sinkt die Haltbarkeit und/oder Stabilität der erzeugten Verbindungsnaht.The ratio of the substantially fused
Das Verhältnis lässt sich insbesondere durch die Kontaktdauer zwischen den Siegelwerkzeugen 12, 16 und dem Verpackungsmaterial 22 beeinflussen. Je kürzer die Einwirkzeit der Wärme des ersten Siegelwerkzeugs 12, desto geringer ist der im Wesentlichen geschmolzene Teil 24a und vice versa. Alternativ und/oder zusätzlich führt eine Erhöhung der ersten Temperatur des ersten Siegelwerkzeugs 12 zu einer Erhöhung des Anteils des im Wesentlichen geschmolzenen Teils 24a und vice versa. Alternativ und/oder zusätzlich führt eine geringere zweite Temperatur des zweiten Siegelwerkzeugs 16 zu einer Erhöhung des Anteils des im Wesentlichen nichtgeschmolzenen Teils 24b und vice versa.The ratio can be influenced in particular by the contact time between the sealing
Ferner können diese Parameter an die Dicke und/oder Stärke und/oder das Material der ein oder mehreren Schichten des Verpackungsmaterials 22 angepasst werden. Eine geringer Dicke und/oder Stärke und/oder ein geringerer Schmelzpunkt des Materials bedarf beispielsweise einer kürzeren Kontaktzeit und/oder einer geringeren ersten Temperatur und/oder erlaubt eine höhere zweite Temperatur und vice versa.Furthermore, these parameters can be adjusted to the thickness and/or caliper and/or material of the one or more layers of the
Ebenso wie zu
Alternativ kann die erste Schicht 22ba der zweiten Lage 22b im Wesentlichen vollständig schmelzen und die außenliegende, zweite Schicht 22bb einen im Wesentlichen geschmolzenen Teil 24a und einen im Wesentlichen nichtgeschmolzenen Teil 24b aufweisen. Dies ist beispielsweise durch die Wahl des Materials der ersten und zweiten Schicht 22ba, 22bb mit etwa identischem Schmelzpunkt zu erreichen und/oder durch eine ausreichend niedrige zweite Temperatur des zweiten Siegelwerkzeugs 16, sodass ein Schmelzen des an das zweite Siegelwerkzeug 16 anliegenden Teils der zweiten Schicht 22bb verhindert wird. Dadurch wird eine stärkere Verbindungsnaht erreicht, jedoch bei einer reduzierten mechanischen Festigkeit während des Verbindens durch teilweises Schmelzen der zweiten Schicht 22bb.Alternatively, the first layer 22ba of the
Bei Vorliegen einer mehrschichtigen ersten Lage 22a kann die außenliegende, zweite Schicht 22ab der ersten Lage 22a während dem Verbinden vollständig, teilweise oder im Wesentlichen nicht geschmolzen sein. Dies ist insbesondere von dem Schmelzpunkt des Materials der zweiten Schicht 22ab abhängig: Liegt dieser etwa gleich oder unter der ersten Temperatur, schmilzt auch die zweite Schicht 22ab. Liegt der Schmelzpunkt jedoch über der ersten Temperatur, schmilzt die zweite Schicht 22ab nicht. Somit kann ein Erzeugen einer Verbindungsnaht durch Schmelzen lediglich der innenliegenden, ersten Schicht 22aa erfolgen, wobei die äußere, zweite Schicht 22ab nicht schmilzt. Dadurch kann eine weiter erhöhte mechanische Festigkeit während dem Verbinden erreicht werden, da nicht nur die zweite Lage 22b einen nichtgeschmolzenen Teil aufweist, sondern auch die erste Lage 22a.In the presence of a multi-layered
Auch bei einer Lage Verpackungsmaterial, welche drei oder mehr Schichten aufweist, ist es lediglich notwendig, dass zumindest jeweils ein Teil der innenliegenden, ersten Schichten 22aa, 22ba schmilzt, sodass eine stoffschlüssige Verbindung ausgebildet werden kann. Ob, wie viele und in welchem Umfang ein oder mehrere, weitere Schichten schmelzen, beeinflusst die mechanische Festigkeit während dem Verbinden und/oder die Belastbarkeit der entstehenden Verbindungsnaht wie im Vorgang beschrieben.Even in the case of a layer of packaging material which has three or more layers, it is only necessary for at least part of the inner, first layers 22aa, 22ba to melt so that a material connection can be formed. Whether, how many and to what extent one or more additional layers melt affects the mechanical strength during the connection and/or the resilience of the resulting connection seam, as described in the process.
Alternativen zu dem gezeigten Beispiel kann das Verpackungsmaterial 22 in der Form von einzelnen Stücken bzw. Bögen bevorratet sein. In einem solchen Beispiel sind die Zuführeinrichtung 2 und/oder die Form- bzw. Falteinrichtung 4 bevorzugt derart ausgestaltet, dass zwei oder mehr, insbesondere drei oder vier, Stücke bzw. Bögen des Verpackungsmaterials 22 zumindest teilweise überlappend bzw. aufeinanderliegend angeordnet und/oder befördert werden.As an alternative to the example shown, the
Die in
Bevorzugt sind die ein oder mehreren Verbindungseinrichtungen 10 in Beförderungsrichtung 36 des Verpackungsmaterials 22 nach einer Form- bzw. Falteinrichtung 4 angeordnet. Alternativ und/oder zusätzlich kann zumindest eine Verbindungseinrichtung 10 vor einer Form- bzw. Falteinrichtung 4 angeordnet sein. Eine Verbindungseinrichtung 10 kann insbesondere eingerichtet sein, eine Verbindungsnaht 26 im Wesentlichen orthogonal bzw. quer zu der Beförderungsrichtung 36 des Verpackungsmaterials 22 zu erzeugen. Alternativ und/oder zusätzlich kann eine Verbindungseinrichtung eingerichtet sein, eine Verbindungsnaht 26 im Wesentlichen parallel bzw. längs zu der Beförderungsrichtung 36 des Verpackungsmaterials 22 zu erzeugen.The one or more connecting
In der in
Die Verpackungsmaschine 1 der
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann eine Verpackungsmaschine 1 eine Mehrzahl, z.B. zwei, Vereinzelungseinrichtungen 6 aufweisen, welche bevorzugt nicht direkt benachbart in der Verpackungsmaschine 1 angeordnet sind. Beispielsweise kann eine erste Vereinzelungseinrichtung 6 das Verpackungsmaterial 20 derart vereinzeln, dass der vereinzelte Abschnitt zwei oder mehr zusammenhängende Verpackungsbeutel 20 aufweist. Der vereinzelte Abschnitt kann zu Einrichtungen zum Befüllen und/oder Verschließen befördert werden und, optional, im Anschluss einer zweiten Vereinzelungseinrichtung 6 zugeführt werden, welche zumindest einen Verpackungsbeutel 20 von dem zuvor vereinzelten Abschnitt abtrennt. eine Vereinzelungseinrichtung 6 kann alternativ und/oder zusätzlich vor einer Form- bzw. Falteinrichtung 4 angeordnet sein.According to an alternative embodiment, a
In der vorliegenden, beispielhaften Ausführungsform umfasst die Verpackungsmaschine 1 einen Rundläufer 42 zum Aufnehmen und/oder Transportieren bzw. Befördern eines oder mehrerer Verpackungsbeutel 20 und/oder vereinzelter Abschnitte des Verpackungsmaterials 22. Der Rundläufer 42 ist bevorzugt eingerichtet, ein oder mehrere Verpackungsbeutel 20 und/oder vereinzelte Abschnitte des Verpackungsmaterials 22 im Wesentlichen kontinuierlich oder intermittierend ein oder mehreren Stationen bzw. Einrichtungen der Verpackungsmaschine 1 zuführen, insbesondere einer Fülleinrichtung 8 der Verpackungsmaschine 1 zum Füllen der Verpackungsbeutel 20, bevorzugt mit Schüttgut und/oder Flüssigkeiten. Vorteilhafterweise weist die Fülleinrichtung 8 eine Öffnungsvorrichtung und/oder Taschenformvorrichtung zum Öffnen der Öffnung des Verpackungsbeutels 20 und/oder Formen des Verpackungsbeutels 20, insbesondere durch Formen einer im Wesentlichen bauchigen Tasche, auf - in Vorbereitung des Befüllens des Verpackungsbeutels 20. Ein oder mehrere, z.B. zwei, drei oder vier, Einleitvorrichtungen sind eingerichtet, die Verpackungsbeutel 20 zu befüllen.In the present exemplary embodiment, the
Wie in
Die Verpackungsmaschine 1 weist ein oder mehrere, insbesondere 2 oder 3, weitere Verbindungseinrichtungen 10 zum Verschließen eines oder mehrerer, z.B. zwei, Verpackungsbeutel 20 auf. Im vorliegenden Beispiel werden zwei befüllte Verpackungsbeutel 20 einer Verbindungseinrichtung 10 zugeführt und von dieser verschlossen. Bevorzugt ist eine Verbindungseinrichtung 10 eingerichtet, die Öffnung eines Verpackungsbeutels 20 zu verschließen, insbesondere durch Verbinden eines die Öffnung ausbildenden Bereichs des Verpackungsmaterials 22. Bevorzugt umfasst die Verbindungseinrichtung 10 ein oder mehrere Siegelwerkzeuge 12, 16 zum Erzeugen zumindest einer Verbindungsnaht 26 zum Verschließen der Öffnung des Verpackungsbeutels 20. Die Verbindungseinrichtung 10 kann im Wesentlichen ortsfest oder gegenüber den ein oder mehreren Verpackungsbeuteln verlagerbar ausgebildet sein. Insbesondere vorteilhaft ist eine Verbindungseinrichtung 10, welche im Wesentlichen parallel zu bzw. entlang derjenigen Seite des Verpackungsbeutels 20 verlagerbar ist, welche die Öffnung umfasst. Beispielhafte Ausführungen einer Verbindungseinrichtung 10 sind in den
Der hergestellte, befüllte und verschlossene Verpackungsbeutel 20 wird im Anschluss aus der Verpackungsmaschine 1 geleitet. Ferner weist die Verpackungsmaschine 1 optional ein oder mehrere Kontrolleinrichtungen 38 zum Kontrollieren bzw. Inspizieren, insbesondere des Verpackungsmaterials 22 und/oder einer Verbindungsnaht, auf. Das Befördern bzw. Zuführen des Verpackungsmaterials 22 und/oder der Verpackungsbeutel 20 kann insbesondere im Wesentlichen intermittierend oder kontinuierlich erfolgen. Insbesondere kann das Befördern in den einzelnen Stationen bzw. Abschnitten der Verpackungsmaschine 1 variieren. Bevorzugt wird das Verpackungsmaterial 22 im Wesentlichen intermittierend, d.h. mit wechselnder Geschwindigkeit, transportiert bzw. befördert.The
Alternativ kann das Verpackungsmaterial 22 im Wesentlichen kontinuierlich zugeführt werden. Optional sind ein oder mehrere Vorschubvorrichtungen, beispielsweise umfassend Reibriemen, zum Befördern des Verpackungsmaterials 22 vorgesehen. Die Verpackungsmaschine 1 weist eine im Wesentlichen trichterförmige Fülleinrichtung 8 auf. Das Verpackungsmaterial 22 wird durch eine Form- bzw. Falteinrichtung 4 der Verpackungsmaschine 1 geformt. Im vorliegenden Beispiel umfasst die Form- bzw. Falteinrichtung 4 ein Rohr, welches im Anschluss an die Fülleinrichtung 8 angeordnet ist. Das Verpackungsmaterial 22 wird bevorzugt derart um das Rohr geformt bzw. geführt, sodass sich zumindest ein Teil der Ränder des Verpackungsmaterials 22 einander gegenüberstehen und/oder aneinander anliegen bzw. überlappen. Das derart geformte Verpackungsmaterial 22 wird in Richtung zumindest einer Verbindungseinrichtung 10 befördert bzw. transportiert. Die zumindest eine Verbindungseinrichtung 10 ist bevorzugt eingerichtet und angeordnet, um den überlappenden Bereich des Verpackungsmaterials 22 zu verbinden.Alternatively, the
Bevorzugt ist die zumindest eine Verbindungseinrichtung 10 gemäß der in
Das Verpackungsmaterial 22 wird bevorzugt weiter zu einer Vorrichtung befördert, welche bevorzugt eine Verbindungseinrichtung 10 und eine Vereinzelungseinrichtung 6 umfasst. Auf diese Weise kann vorteilhafterweise in einem kombinierten Prozessschritt ein Herstellen eines ersten offenen bzw. zumindest eine Öffnung aufweisenden Verpackungsbeutels und ein Verschließen und Vereinzeln eines zweiten, bereits befüllten, Verpackungsbeutels erfolgen. Alternativ umfasst die Vorrichtung nur eine Verbindungseinrichtung 10 bzw. eine als Verschlusseinrichtung 40 angeordnete Verbindungseinrichtung wie im Vorgang beschrieben. Auch können ein oder mehrere der Verbindungseinrichtung 10, Verschlusseinrichtung 40 und/oder Vereinzelungseinrichtung 6 beabstandet zueinander angeordnet sein. Insbesondere kann eine Vereinzelungseinrichtung 6 separat, bevorzugt an einem in Beförderungsrichtung 36 entfernten Ende der VFFS-Maschine, angeordnet sein.The
Insbesondere ist eine Verbindungseinrichtung 10 eingerichtet, eine Verbindungsnaht 26 im Wesentlichen in Querrichtung bzw. orthogonal zu der Beförderungsrichtung 36 des Verpackungsmaterials 22 zu erzeugen, um einen ersten Verpackungsbeutel 20 herzustellen. Außerdem wird bevorzugt ein zweiter, bereits befüllter Verpackungsbeutel 20 verschlossen durch Erzeugen einer Verbindungsnaht 26 im Wesentlichen in Querrichtung bzw. orthogonal zu der Beförderungsrichtung 36 des Verpackungsmaterials 22 durch eine Verbindungseinrichtung 10 und/oder eine Verschlusseinrichtung 40. Des Weiteren wird bevorzugt das Verpackungsmaterial 22 durch eine Vereinzelungseinrichtung 6 entlang einer Trennlinie, im Wesentlichen in Querrichtung bzw. orthogonal zu der Beförderungsrichtung 36 des Verpackungsmaterials 22, getrennt, sodass der zweite Verpackungsbeutel 20 vereinzelt bzw. von dem Verpackungsmaterial 22 abgetrennt wird.In particular, a connecting
Bevorzugt ist die Verbindungseinrichtung 10 und/oder die Verschlusseinrichtung 40 entsprechend der in den
In dem gezeigten Beispiel der Verpackungsmaschine 1 ist zumindest ein Teil der Verbindungseinrichtung 10, insbesondere Siegelwerkzeuge verlagerbar ausgestaltet, um ein Füllen der Verpackungsbeutel 20 zu ermöglichen. Auf diese Weise wird eine Verbindung zwischen der Fülleinrichtung 8 und dem hergestellten Verpackungsbeutel 20 geschaffen, sodass der Verpackungsbeutel 20 befüllt werden kann und ein Temperieren des Verpackungsmaterials durch die Siegelwerkzeuge der Verbindungseinrichtung 10 beendet.In the example shown of the
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Verpackungsmaschinepackaging machine
- 22
- Zuführeinrichtungfeeding device
- 44
- Form- bzw. FalteinrichtungForming or folding device
- 66
- Vereinzelungseinrichtungseparation device
- 88th
- Fülleinrichtungfilling device
- 1010
- Verbindungseinrichtungconnecting device
- 1212
- erstes Siegelwerkzeugfirst sealing tool
- 1414
- erste Temperiereinrichtungfirst temperature control device
- 1616
- zweites Siegelwerkzeugsecond sealing tool
- 1818
- zweite Temperiereinrichtungsecond temperature control device
- 2020
- Verpackungsbeutelpackaging bag
- 2222
- Verpackungsmaterialpacking material
- 22a22a
- erste Lage Verpackungsmaterialfirst layer of packaging material
- 22b22b
- zweite Lage Verpackungsmaterialsecond layer of packaging material
- 22aa22aa
- erste Schicht der ersten Lage Verpackungsmaterialfirst layer of the first layer of packaging material
- 22ab22ab
- zweite Schicht der ersten Lage Verpackungsmaterialsecond layer of the first layer of packaging material
- 22ba22ba
- erste Schicht der zweiten Lage Verpackungsmaterialfirst layer of the second layer of packaging material
- 22bb22bb
- zweite Schicht der zweiten Lage Verpackungsmaterialsecond layer of the second layer of packaging material
- 24a24a
- geschmolzener Teilmelted part
- 24b24b
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- 2626
- Verbindungsnahtconnecting seam
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- 3030
- Temperatursensortemperature sensor
- 3232
- Dickenrichtung einer Lage VerpackungsmaterialThickness direction of a layer of packaging material
- 3434
- AnschlussConnection
- 3636
- Beförderungsrichtungdirection of transport
- 3838
- Kontrolleinrichtungcontrol device
- 4040
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- Verlagerungsrichtungshift direction
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Citations (3)
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---|---|---|---|---|
CA914048A (en) | 1970-12-29 | 1972-11-07 | M. Groundwater Fergus | Process and apparatus for heat sealing thermoplastic films |
US4630429A (en) | 1985-02-01 | 1986-12-23 | Baxter Travenol Laboratories, Inc. | Apparatus and method for sealing a web of film in a form, fill, and seal packaging system |
DE102009047151B3 (en) | 2009-11-25 | 2011-07-28 | Uhlmann Pac-Systeme GmbH & Co KG, 88471 | sealing station |
-
2021
- 2021-11-05 DE DE102021212468.2A patent/DE102021212468A1/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CA914048A (en) | 1970-12-29 | 1972-11-07 | M. Groundwater Fergus | Process and apparatus for heat sealing thermoplastic films |
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