DE102022002202A1

DE102022002202A1 - Versiegelter Behälter für Lebensmittelprodukte, sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Versiegeln der Öffnung eines Behälters für Lebensmittelprodukte

Info

Publication number: DE102022002202A1
Application number: DE102022002202.8A
Authority: DE
Inventors: Stephan Hopf
Original assignee: Gebr Hopf Rennsteig Feinkost GmbH
Current assignee: Gebr Hopf Rennsteig Feinkost GmbH
Priority date: 2022-06-17
Filing date: 2022-06-17
Publication date: 2023-12-28

Abstract

2.1. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen versiegelten Behälter für Lebensmittelprodukte zu entwickeln, der mit minimalem Werkzeug- und Fertigungsaufwand, in kurzen Fertigungszeiten/Taktzeiten einfach, schnell und kostengünstig eine zuverlässige mediendichte Versiegelung der Öffnung eines Behälters gewährleisten soll, die so ausgebildet ist, dass der Deckel sehr stabil ist, und selbst nach dem Abziehen, dem Öffnen des Behälters, sogar mehrfach wiederverwendet werden kann.2.2. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass die den Deckel (5) ausbildende Papierfolie aus einem behälterseitig mit Siegelfolie beschichteten, heißumformbaren Prägepapier, einem Siegelprägepapier (9), besteht, welches in Form einer ausgestanzten Platine (20) den Deckelrohling bildet und der mittels eines Siegelprägekopfes (21) mit einer Anpresskraft (F) im Bereich von 1.000 N bis 2.800 N, bei einer Prozesstemperatur (T) im Bereich von 170 °C bis 340 °C, in einer Wirkzeit (tS) von 0,4 s bis 1,2 s den Deckel (5) in einem einzigen Arbeitsschritt ausformt/prägt und dabei den Behälter (1) gleichzeitig entlang zweier Dichtflächen versiegelt.2.3. Die Erfindung betrifft einen versiegelten Behälter für Lebensmittelprodukte, sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Versiegeln der Öffnung des Behälters.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen versiegelten Behälter für Lebensmittelprodukte, sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Versiegeln einer von einer umlaufenden Oberkante gebildeten Öffnung eines Behälters für Lebensmittelprodukte mit einer behälterseitig mit Siegelfolie beschichteten Papierfolie, beispielsweise einem mit Polyethylen beschichteten Siegelpapier.
Im Stand der Technik ist aus der DE-PS 12 29 277 eine Wärmekontakt-Schweißvorrichtung zum Verschweißen von aufeinanderliegenden Schichten aus thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere zum Aufschweißen von Kunststoffdeckeln auf den Flanschrand von Kunststoffdosen bekannt, mittels der ein vorgeformter, nach innen abwärts gekröpfter Behälterdeckel aus thermoplastischem Material (tiefgezogener Kunststoffdeckel) mit einem thermoplastischen Behälter (tiefgezogenen Kunststoffbecher) am oberen Rand des thermoplastischen Behälters dadurch verbunden wird, dass der Behälterdeckel zum Plastifizieren mittels eines heizbaren Siegelkopfes erwärmt wird, welcher mittels eines nachfolgend zusätzlich auf den Siegelkopf aufgesetzten, hohlen, ringförmigen, mit Kühlwasserzu- und ableitungen versehenen Kühlkopfes, sowohl den Siegelkopf wie auch den Behälterdeckel an den Behälterrand des Kunststoffbehälters so stark und so lange anpresst, dass sich der Siegelkopf und die hergestellte Schweißnaht unter Druck abkühlt, wodurch am Behälterrand eine Verschweißung bzw. Versiegelung des Behälterdeckels stattfindet.
Der beheizbare Siegelkopf ist nach innen hin und nach oben konisch eingezogen, um dadurch den Abstand zwischen dem Heizaggregat und dem flachen Behälterdeckel zu vergrößern, damit die radial innerhalb des Behälterrandes befindlichen Teile des thermoplastischen Behälterdeckels vom beheizbaren Siegelkopf nicht so stark erhitzt werden, da ansonsten die Gefahr des Deformierens dieser Deckelteile besteht.
Nachteil dieser Bauform besteht darin, dass thermoplastische Behälter und thermoplastische Deckel schwer zu entsogen sind, d.h. einen hohen Recyclingaufwand erfordern.
Aus der WO2010002247A1 ist ein weiteres Verfahren zum Verschließen eines Behälters und eine so hergestellte Verpackung bekannt, die sich dadurch auszeichnet, dass die flexible Folienschicht, die die Abdeckung der Öffnung des Behälters ausbildet, die Öffnung nicht nur bedeckt, sondern auch entlang des Umfanges des Behälters nach unten hängt.
Ein solcher dekorativer Überstand wird auch als „Rock“ bezeichnet und verleiht den Behältern, die beispielsweise aus Kunststoff, Glas, beschichetem Papier oder aus Aluminium bestehen können ein traditionelles Aussehen.
Die Öffnung kann zusätzlich zum Verschließen mit der flexiblen Folienschicht mit einem zusätzlichen Verschluss, wie einem Klemm- oder Schraubdeckel, verschlossen werden.
Die mediumdicht mit dem Behälter verbundene flexible Folienschicht ist flächig, d.h. ist flach am oberen Rand der Öffnung, und/oder der plissierte Teil der Folienanlage ist an der Außenseite des Behälters aufgeschmolzen oder aufgeklebt. Die Folienschicht kann dabei mit einer Papier- oder Textilstruktur versehen sein.
Der Nachteil dieser Bauform besteht darin, dass nach dem Abziehen der mediendicht mit dem Behälter verschweißten Folie diese als Deckel nicht mehr wiederverwendet werden kann, so dass der Behälter nur mit einem zweiten, einem zusätzlichen, Deckel wieder verschlossen werden kann.
Zudem ist aus der WO 2016005800A1 ein weiterer versiegelter Behälter und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschließen eines Behälters bekannt, gemäß dem die Öffnung mittels einer primären Dichtung an der umlaufenden Oberkante der Öffnung des Behälters mit einer behälterseitig mit Siegelfolie beschichteten, heißversiegelten Membran verschlossen wird, wobei die heißversiegelte Membran, einen peripheren Schürzenbereich aufweist, der sich eng anliegend, um die an der Oberkante der Öffnung angrenzende äußere Oberfläche der Seitenwand erstreckt, und gemäß der, in der WO 2016005800 A1 , offenbarten Lehre mit der äußeren Oberfläche der Seitenwand des Behälters heißversiegelt ist, und dadurch eine weitere, eine sekundäre Dichtung ausbildet. Zusätzlich kann auf dem, mit der heißversiegelten Membran abgedichteten Behälter, d.h. über die heißversiegelte Membran mit ihrem peripheren Schürzenbereich, ein zusätzlicher Steckdeckel angeordnet werden, der nach dem Abziehen der Membran vom Behälter ein Widerverschließen des „angebrochenen“ Behälterinhalts ermöglicht.
Auch diese Bauform hat den Nachteil, dass, nach dem Abziehen der mediendicht mit dem Behälter verschweißten Folie, diese als Deckel nicht mehr wiederverwendet werden kann, so dass auch dieser Behälter nur mit einem weiteren, einem zweiten Deckel wieder verschlossen werden kann.
Aus der WO2021221503A1 ist ein weiteres Verfahren zum Versiegeln einer Öffnung einer Verpackung bekannt, bei dem die flexible Film-/oder Folienschicht wiederum über die umlaufende Oberkante der Verpackungsöffnung hinausragt, und bei dem, nach dem Heißsiegeln der Folienschicht am oberen Umfangsrand der Verpackung, dann in einem weiteren Arbeitsschritt der über die Öffnung der Verpackung hinausragende Teil der Folienschicht zur Umfangswand hin gefaltet, d.h. als „Rock“ plissiert, und nachfolgend die umgefaltete Folienschicht, der „Rock“, von der umlaufenden Oberkante beabstandet mit der Umfangswand des Behälters heißversiegelt wird.
Der Nachteil dieser Bauform besteht darin, dass dieses Verfahren neben einem hohen Vorrichtungsaufwand auch eine hohe Fertigungszeit, eine hohe Taktzeit infolge der mit dem Verfahren verbundenen, nacheinander erfolgenden Mehrfachversiegelung erfordert.
Zudem hat auch diese Bauform wiederum den Nachteil, dass, nach dem Abziehen der mehrfach mediendicht mit dem Behälter verschweißten Folie, diese als Deckel nicht mehr wiederverwendet werden kann, so dass auch bei dieser Lösung der Behälter nur mit einem weiteren, einem zweiten Deckel wieder verschlossen werden kann.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung einen versiegelten Behälter für Lebensmittelprodukte, sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Versiegeln der Öffnung des versiegelten Behälters für Lebensmittelprodukte zu entwickeln, der mit minimalem Werkzeug- und Fertigungsaufwand, in kurzen Fertigungszeiten/Taktzeiten einfach, schnell und kostengünstig eine zuverlässigen mediendichte Versiegelung der Öffnung eines Behälters gewährleisten soll, wobei dieser mediendicht mit dem Behälter verbunden Deckel so gestaltet/ausgebildet und zudem mit dem Behälter so verbunden sein soll, dass die versiegelten Behälter zudem gleichzeitig zuverlässig stapelbar werden, dass der Deckel zudem sehr stabil ist, und dass der Deckel selbst nach dem Abziehen, dem Öffnen des Behälters, sogar mehrfach als (zwar nicht mehr mediendichte) Abdeckung wiederverwendet werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen versiegelten Behälter (1) für Lebensmittelprodukte nach den Merkmalen des Anspruches 1 der Erfindung gelöst. Der Anspruch 5 offenbart die Vorrichtung zum Versiegeln des Behälter (1) für Lebensmittelprodukte nach Anspruch 1, und der Anspruch 8 offenbart das Verfahren zum Versiegeln eines Behälters (1) für Lebensmittelprodukte nach Anspruch 1 mit der Vorrichtung nach Anspruch 5.
Vorteilhafte Ausführungen, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von erfindungsgemäßen Ausführungsformen, in Verbindung mit zehn zur erfindungsgemäßen Lösung gehörenden Darstellungen.
Die Darstellungen zeigen dabei in :

1 : den erfindungsgemäßen versiegelten Behälter 1 für Lebensmittelprodukte in der Seitenansicht;
2 : den erfindungsgemäßen versiegelten Behälter 1 für Lebensmittelprodukte in der Draufsicht;
3 : die Einzelheit „X“ aus 1 in einer Schnittdarstellung;
4 : den Deckel 5 des erfindungsgemäßen Behälters 1 nach dem Öffnen des erfindungsgemäß versiegelten Behälters 1;
5 : den Becher 2 des erfindungsgemäßen Behälters 1 nach dem Öffnen des erfindungsgemäß versiegelten Behälters, im Halbschnitt;
6 : den beheizbaren und in der Arbeitstemperatur regelbaren, senkrecht verfahrbaren Werkzeugträger 19, mit dem an diesem angeordneten, erfindungsgemäßen Siegelprägekopf 21 in einer räumlichen Darstellung;
7 : eine Schnittdarstellung durch den erfindungsgemäßen Werkzeugsatz der Siegel- Prägewerkzeuge, bestehend aus der Becherrandträgerleiste 18 und dem Siegelprägekopf 21, in der Seitenansicht;
8 : den Deckelrohling, die Platine 20 bestehend aus Siegelprägepapier 9, in der Seitenansicht im Schnitt;
9 : den „Rohling“ des Bechers 2 vor der Versiegelung mit einem eingerollten Umfangsrand 3 in der Seitenansicht, im Halbschnitt;
10 : den erfindungsgemäßen Werkzeugsatz mit den in der 7 dargestellten Siegel- Prägewerkzeugen, nun jedoch mit dem Becher 2 und der bereits zum Deckel 5 umgeformten Platine 20 nach dem erfindungsgemäßen Siegel-Prägevorganges, in der Seitenansicht im Schnitt;
11 : die Einzelheit „Y“ aus der 10.

Der in den 1 bis 5 dargestellte, erfindungsgemäße, versiegelte Behälter 1 für Lebensmittelprodukte bestehend aus einem innen mit 18g/qm Polyethylen beschichteten Becher 2 aus Frischfaserkarton, mit einer Wanddicke des Bechers 2 im Bereich von 0,3 mm bis 0,5 mm, vorzugsweise 0, 330 mm, mit einer von einem oben am Becher 2 angeordneten umlaufenden Umfangsrand 3, einer Mundrolle, gebildeten, Öffnung 4, die in den vorliegenden Ausführungsbeispielen kreisrund ausgebildet ist, und deren Durchmesser im Bereich von ca. 80 mm bis ca. 170 mm liegt, und die mit einem, von einer behälterseitig mit Siegelfolie beschichteten Papierfolie gebildeten, Deckel 5 mediendicht verschlossen ist, wobei ein Teil der den Deckel 5 ausbildenden Papierfolie über den oberen Umfangsrand 3 der Öffnung 4 des Bechers 2 als Überstand hinausragt, und als zur Außenumfangswand 7 des Bechers 2 hin nach unten gefalteter Überstand am versiegelten Behälter 1 einen plissierten Rock 8 ausbildet.
Erfindungswesentlich ist, dass die den Deckel 5 ausbildende Papierfolie aus einem behälterseitig mit Siegelfolie beschichteten, heißumformbaren Prägepapier, einem Siegelprägepapier 9 besteht, welches in Form einer ausgestanzten Platine 20 den Deckelrohling bildet. Die Materialdicke dieser ebenflächigen Platine liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 mm bis 0,5 mm. Im/in den vorliegenden Ausführungsbeispiel/en beträgt diese Materialddicke der Platine / des Deckels 5 ca. 0,350 mm.
Kennzeichnend ist auch, dass der obere, beispielsweise ursprünglich als Mundrolle ausgebildete, Umfangsrand 3 der Öffnung 4 des Bechers 2, am versiegelten Behälter 1 zu einem, von den beiden Wandungen des ringförmigen Umfangsrandes 3, z.B. der Mundrolle, gebildeten, umlaufenden Umfangssteg 17 mit einer ebenen Oberfläche umgeformt ist.
Wesentlich ist auch, dass am Deckel 5 ein, diesem am Becher 2 angeordneten, vom Umfangsrand 3 nach dessen Verformung ausgebildeten, umlaufenden Umfangssteg 17 zugeordneter/benachbarter, Stabilisierungssiegelsteg 14 angeordnet ist.
Erfindungsgemäß ist in diesem Zusammenhang, dass der Becher 2 in seinem Inneren eine Innenumfangswand 12 aufweist, die oben, von einem am umlaufenden Umfangssteg 17 angeordneten Innenrand 10 begrenzt ist.
Ein sehr wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass der Deckel 5 in seinem Innenbereich/Zentrum entlang dieses Innenrandes 10 des Bechers 2 gegenüber dem umlaufenden Stabilisierungssiegelsteg 14 ebenflächig als Senkboden 11 abgesenkt ist.
Kennzeichnend ist in diesem Zusammenhang, dass der Deckel 5 zwischen dem Stabilisierungssiegelsteg 14 und dem Senkboden 11 einen Ringsteg 13 ausbildet, der entlang seines gesamten Umfanges ebenflächig/vollflächig (d.h. nicht gefaltet) unmittelbar an der Innenumfangswand 12 des Bechers 2 und am Innenrand 10 des umlaufenden Umfangssteg 17 anliegt.
Wesentlich ist weiterhin, dass der über den Außenrand 6 des Umfangssteges 17 hinausragende Teil der Papierfolie des am umlaufenden Umfangssteg 17 mit seinem Stabilisierungssiegelsteg 14 anliegenden Deckels 5, nach unten gefaltet, einen von der Außenumfangswand 7 des versiegelten Behälters 1 frei beabstandeten, plissierten Rock 8 ausbildet.
Erfindungsgemäß ist weiterhin, dass der Behälter 1 mittels zweier durch Heißversiegeln ausgebildeter und einander unmittelbar benachbarter, d.h. ineinander übergehender Dichtungen, einer Primärdichtung 15, welche im Verbindungsbereich zwischen dem am Becher 2 angeordneten umlaufenden Umfangssteg 17 und dem im Deckel 5 angeordneten Stabilisierungssiegelsteg 14, in horizontaler Richtung verlaufend, angeordnet ist, und einer Sekundärdichtung 16, welche zwischen dem Ringsteg 13 des Deckels 5 und der dem Ringsteg 13 benachbarten Innenumfangswand 12 des Bechers 2, in vertikaler Richtung verlaufendend, angeordnet ist, zuverlässig mediendicht, d.h. gas- und flüssigkeitsdicht, verschlossen ist.
Zudem gewährleistet der ebenflächig um eine Senkbodentiefe H_S im Bereich von 1,5 mm bis 4,0 mm abgesenkte Senkboden 11 im Zusammenwirken mit dem Ringsteg 13, dem Umlaufsteg 17 und dem Rock eine hohe Deckelstabilität und gewährleistet zudem eine zuverlässige Stapelfähigkeit der Behälter 1.
Vorteilhaft ist dabei zudem, wenn sich der Becher 2 entlang seiner Becherhöhe nach unten hin verjüngt.
Vorteilhaft ist aber auch, dass an der Platine 20 und damit auch am Deckel 5 randseitig eine oder mehrere Öffnungslaschen 30 angeordnet sind.
Diese ermöglichen ein einfaches Öffnen des Behälters 1, wobei dann auch der vom Behälter 1 abgezogene Deckel 5, infolge des an diesem angeordneten Senkbodens 11 im Zusammenwirken mit dem Ringsteg 13, dem Umlaufsteg 17 und dem Rock, ebenfalls auch eine hohe Deckelstabilität aufweist, so dass die geöffneten Behälter 1 nach ggf. nicht vollständigem Verzehr des Becherinhalts wieder zuverlässig verschlossen werden können, und sogar nach dem Öffnen mit dem aufgesetztem Deckel 5 wieder so verschlossen werden können, dass auch diese geöffneten Behälter 1 mittels der Deckel 5 wieder stapelfähig sind. Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist auch, dass die Öffnung 4 des Bechers 3 einen mehreckig abgerundeten, ovalen, oder runden Querschnitt aufweist. Vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang, wenn die Öffnung 4 des Bechers 2 einem kreisrunden Durchmesser aufweist, der vorteilhafter Weise im Bereich von ca. 80 mm bis ca. 170 mm liegt, und dass diese Becher 2 unterschiedliche, vom jeweils erwünschten Fassungsvermögen abhängige Becherhöhen aufweisen.
Die 6 bis 11 zeigen nun die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Versiegeln des erfindungsgemäßen Behälters 1 für Lebensmittelprodukte mit einer den Becher 2 für Lebensmittelprodukte, an seinem die Öffnung 4 des Bechers 2 ausbildenden umlaufenden Umfangsrand 3, aufnehmenden/tragenden Becherrandträgerleiste 18 eines Becherrandträgers 32, und einem der Becherrandträgerleiste 18 zugeordneten Siegelwerkzeug, welches an einem beheizbaren und in der Arbeitstemperatur regelbaren, senkrecht verfahrbaren Werkzeugträger 19 so angeordnet ist, dass ein mittig über der Öffnung 4 des Bechers 2 angeordneter Rohling des Deckels 5, eine sogenannte Platine 20, beim Versiegeln mittels des Siegelwerkzeuges den auf der Stirnwand 29 der Becherrandträgerleiste 18 aufliegenden Umfangsrand 3 des Bechers 2 am umlaufenden Umfangsrand 3 der Öffnung 4 des Bechers 2 heiß mit dem Becher 2 gas- und flüssigkeitsdicht verbunden wird, so dass der aus Becher 2 und Deckel 5 gebildete Behälter 1 mediendicht verschlossen ist.
Erfindungswesentlich ist dabei, dass das Siegelwerkzeug ein Siegelprägekopf 21 ist, der in einem Arbeitsschritt die erfindungsgemäße Deckelform aus der ebenen Platine 20 ausprägt und auf Grund dieser erfindungsgemäßen im Becherinneren ringförmig nach unten abgesetzten Deckelform an zwei Dichtflächen gleichzeitig jeweils eine, d.h. eine zweifache Versiegelung, eine horizontale Primärversiegelung und eine vertikale Sekundärversiegelung gewährleistet.
Kennzeichnend ist dabei, dass der Siegelprägekopf 21 eine Nut mit einem Siegelboden 22 aufweist, und der Siegelprägekopf 21 zur Werkzeugmitte hin von einem Siegelprägering 23 und nach außen hin von einem Rockprägering 24 begrenzt wird, wobei sich zur Werkzeugmitte hin an den Siegelprägering 23 ein, in seiner Oberflächenebene vom Siegelboden 22 der Nut um die Senkbodentiefe H_S beabstandeter Senkbodenprägering 25 angeordnet ist. Die Senkbodentiefe H_S liegt vorteilhafter Weise im Bereich von 1,5 mm bis 4 mm. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt die Senkbodentiefe H_S im Bereich von 1,8 mm bis 2 mm.
Wesentlich ist auch, dass im Innern des Senkbodenprägering 25 im/am Siegelprägekopf 21 eine oder mehrere, die Ebene des Senkbodenprägeringes 25 ausgleichende, Wärmedämmscheibe/n 26 angeordnet ist/sind.
Dadurch wird gewährleistet, dass sich des Senkboden 11 des Deckels 5 nicht „wellt“ oder verzieht.
Erfindungsgemäß ist weiterhin dass der Siegelprägering 23 von der Innenwandung 27 der Becherrandträgerleiste 18 um einen Siegelprägespalt S_SP der zwischen 105 % und 250 % der Summe aus der Materialstärke der Wandung des Bechers 2 und der Materialstärke des Deckels 5 entspricht, wobei der Siegelprägespalt S_SP im/in den vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel/en ca. 1,25 mm bis ca. 1,5 mm beträgt, und dass der Rockprägering 24 von der Außenwandung 28 der Becherrandträgerleiste 18 um einem Rockprägespalt S_R beabstandet ist, der der im Bereich von 140 % bis 160 % der 2-fachen der Materialstärke des Deckels 5 liegt, und der Rockprägespalt S_R in den/den vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel/en, bei einer Materialstärke des Deckels 5 von ca. 0,35 mm, im Bereich von 1,0 mm bis 1,1 mm liegt.
Erfindungswesentlich ist auch, dass die Becherrandträgerleiste 18 des Becherrandträgers 32 eine an die Bechergeometrie angepasste Geometrie mit einer Wandstärke W aufweist. Im/in den vorliegenden Ausführungsbeispielen mit oben am Becher 2 kreisrund ausgebildeten Öffnungen 4, deren Durchmesser im Bereich von ca. 80 mm bis ca. 170 mm liegt, liegt diese den Becher (2) am Umfangsrand (3) mit ihrer Stirnwand (29) aufnehmende Wandstärke W im Bereich von 1,8 mm bis 3,5 mm.
Kennzeichnend ist auch, dass am Rockprägering 24 ein Rockformgebungskonus 31 angeordnet ist, der eine zuverlässige Ausbildung der Form des Rockes 8 gewährleistet.
Erfindungsgemäß zeichnet sich das Verfahren zum Versiegeln eines Behälters 1 für Lebensmittelprodukte dadurch aus, dass vom Werkzeugträger 19 der Siegelprägekopf 21 auf die zwischen dem Siegelprägekopf 21 und der Becherrandträgerleiste 18 angeordnete Platine 20 und den auf der Stirnwand 29 der Becherrandträgerleiste 18 des Becherrandträgers 32 aufliegenden Umfangsrand 3 des Bechers 2 mit einer Anpresskraft F im Bereich von ca. 1.000 N bis ca. 2.800 N, bei einer Prozesstemperatur T im Bereich von 170 °C bis 340 °C, in einer Wirkzeit t_S von 0,4 s bis 1,2 s aufgepresst wird, und so in einem einzigen Arbeitsschritt den Deckel 5 in seiner Form ausprägt / prägt, und dabei den Behälter 1 entlang einer horizontal verlaufenden Primärdichtung 15 wie auch gleichzeitig entlang einer, sich unmittelbar an diese Primärdichtung anschließenden, in vertikaler Richtung verlaufenden Sekundärdichtung versiegelt.
Wesentlich ist weiterhin, dass diese durch Versiegeln ausgebildeten beiden Dichtungen, die Primärdichtung und auch die Sekundärdichtung, nach dem Präge-Siegelprozess unter Raumtemperatur abkühlen.
Im vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel beträgt die im Verfahren zum Versiegeln eines Behälters 1 für Lebensmittelprodukte angewendete Anpresskraft F = 2.356 N, die Einsatz findende Prozesstemperatur T = 300 °C, und die Wirkzeit t_S = 0,6 s.
Mittels der vorliegenden Erfindung ist es gelungen einen versiegelten Behälter für Lebensmittelprodukte, sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Versiegeln der Öffnung des versiegelten Behälters für Lebensmittelprodukte zu entwickeln, der mit minimalem Werkzeug- und Fertigungsaufwand, in kurzen Fertigungszeiten/Taktzeiten einfach, schnell und kostengünstig eine zuverlässigen mediendichte Versiegelung der Öffnung eines Behälters gewährleistet, wobei dieser mediendicht mit dem Behälter verbundene Deckel so ausgebildet und mit dem Behälter so verbunden ist, dass die versiegelten Behälter zuverlässig stapelbar sind, wobei der Deckel selbst auch sehr stabil ist, so dass der Deckel selbst nach dem Abziehen, dem Öffnen des Behälters, sogar mehrfach als Abdeckung, dann zwar nicht mehr mediendicht, wiederverwendet werden kann.
Bezugszeichenzusammenstellung

1: Behälter
2: Becher
3: Umfangsrand
4: Öffnung
5: Deckel
6: Außenrand
7: Außenumfangswand
8: Rock
9: Siegelprägepapier
10: Innenrand
11: Senkboden
12: Innenumfangswand
13: Ringsteg
14: Stabilisierungssiegelsteg
15: Primärdichtung
16: Sekundärdichtung
17: Umfangssteg
18: Becherrandträgerleiste
19: Werkzeugträger
20: Platine
21: Siegelprägekopf
22: Siegelboden
23: Siegelprägering
24: Rockprägering
25: Senkbodenprägering
26: Wärmedämmscheibe
27: Innenwandung
28: Außenwandung
29: Stirnwand
30: Öffnungslasche
31: Rockformgebungskonus
32: Becherrandträger
HS: Senkbodentiefe
SSP: Siegelprägespalt
SR: Rockprägespalt
W: Wandstärke
F: Anpresskraft
T: Prozesstemperatur
tS: Wirkzeit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 1229277 [0002]
WO 2010002247 A1 [0005]
WO 2016005800 A1 [0010]
WO 2021221503 A1 [0012]

Claims

Versiegelter Behälter (1) für Lebensmittelprodukte bestehend aus einem innenbeschichteten aus Karton bestehenden Becher (2) mit einer, von einem oben am Becher (2) angeordneten umlaufenden, beispielsweise als Mundrolle ausgebildeten Umfangsrand (3) gebildeten, Öffnung (4), die mit einem, von einer behälterseitig mit Siegelfolie beschichteten Papierfolie gebildeten, Deckel (5) mediendicht verschlossen ist, wobei ein Teil der den Deckel (5) ausbildenden Papierfolie über den oberen Umfangsrand (3) der Öffnung (4) des Bechers (2) als Überstand hinausragt, und als zur Außenumfangswand (7) des Bechers (2) hin nach unten gefalteter Überstand am versiegelten Behälter (1) einen plissierten Rock (8) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, - dass die den Deckel (5) ausbildende Papierfolie aus einem behälterseitig mit Siegelfolie beschichteten, heißumformbaren Prägepapier einem Siegelprägepapier (9) besteht, welches in Form einer ausgestanzten Platine (20) den Deckelrohling bildet, und - dass der obere, beispielsweise ursprünglich als Mundrolle ausgebildete, Umfangsrand (3) der Öffnung (4) des Bechers (2), am versiegelten Behälter (1), zu einem von den beiden Wandungen des ringförmigen Umfangsrandes (3) gebildeten, umlaufenden Umfangssteg (17) mit einer ebenen Oberfläche umgeformt ist, und - dass am Deckel (5) ein, dem am Becher (2) angeordneten, umlaufenden Umfangssteg (17) zugeordneter/benachbarter, Stabilisierungssiegelsteg (14) angeordnet ist, und - dass der Becher (2) in seinem Inneren eine Innenumfangswand (12) aufweist, die oben, von einem am umlaufenden Umfangssteg (17) angeordneten Innenrand (10) begrenzt ist, und - dass der Deckel (5) in seinem Innenbereich/Zentrum entlang dieses Innenrandes (10) des Bechers (2) gegenüber dem umlaufenden Stabilisierungssiegelsteg (14) ebenflächig als Senkboden (11) abgesenkt ist, und - dass der Deckel (5) zwischen dem Stabilisierungssiegelsteg (14) und dem Senkboden (11) einen Ringsteg (13) ausbildet, der entlang seines gesamten Umfanges unmittelbar an der Innenumfangswand (12) des Bechers (2) und am Innenrand (10) des umlaufenden Umfangssteg (17) anliegt, und - dass der über den Außenrand (6) des Umfangssteges (17) hinausragende Teil der Papierfolie des am umlaufenden Umfangssteg (17) mit seinem Stabilisierungssiegelsteg (14) anliegenden Deckels (5), nach unten gefaltet, einen von der Außenumfangswand (7) des versiegelten Behälters (1) frei beabstandeten, plissierten Rock (8) ausbildet, und - dass der Behälter (1) mittels zweier durch Heißversiegeln ausgebildeter und einander unmittelbar benachbarter, d.h. ineinander übergehender Dichtungen, einer Primärdichtung (15), welche im Verbindungsbereich zwischen dem am Becher (2) angeordneten umlaufenden Umfangssteg (17) und dem im Deckel (5) angeordneten Stabilisierungssiegelsteg (14), in horizontaler Richtung verlaufend, angeordnet ist, und einer Sekundärdichtung (16), welche zwischen dem Ringsteg (13) des Deckels (5) und der dem Ringsteg (13) benachbarten Innenumfangswand (12) des Bechers (2), in vertikaler Richtung verlaufendend, angeordnet ist, zuverlässig mediendicht, d.h. gas- und flüssigkeitsdicht, verschlossen ist.
Versiegelter Behälter (1) für Lebensmittelprodukte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - dass die Platine (20) randseitig eine oder mehrere Öffnungslaschen (30) aufweist.
Versiegelter Behälter (1) für Lebensmittelprodukte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, - dass der Becher (2) sich entlang seiner Becherhöhe nach unten hin verjüngt, und - dass die Öffnung (4) des Bechers (3) einen mehreckig abgerundeten, ovalen oder runden Querschnitt aufweist.
Versiegelter Behälter (1) für Lebensmittelprodukte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, - dass die Öffnung (4) des Bechers (2) einem kreisrunden Durchmesser aufweist, der im Bereich von 80 mm bis 170 mm liegt, und - dass der Becher (2) unterschiedliche, vom erwünschten Fassungsvermögen abhängige Becherhöhen aufweist.
Vorrichtung zum Versiegeln eines Behälters (1) für Lebensmittelprodukte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer, den Becher (2) für Lebensmittelprodukte, an seinem die Öffnung (4) des Bechers (2) ausbildenden, umlaufenden Umfangsrand (3) aufnehmenden/tragenden, an einem Becherrandträger (32) angeordneten, Becherrandträgerleiste (18) und einem der Becherrandträgerleiste (18) zugeordneten Siegelwerkzeug, welches an einem beheizbaren und in der Arbeitstemperatur regelbaren, senkrecht verfahrbaren Werkzeugträger (19) so angeordnet ist, dass ein mittig über der Öffnung (4) des Bechers (2) angeordneter Rohling des Deckels (5), eine sogenannte Platine (20), beim Versiegeln mittels des Siegelwerkzeuges den auf der Stirnwand (29) der Becherrandträgerleiste (18) aufliegenden Umfangsrand (3) des Bechers (2) am umlaufenden Umfangsrand (3) der Öffnung (4) des Bechers (2) heiß mit dem Becher (2) gas- und flüssigkeitsdicht verbunden wird, so dass der aus Becher (2) und Deckel (5) gebildete Behälter (1) mediendicht verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, - dass das Siegelwerkzeug ein Siegelprägekopf (21) ist, und - dass der Siegelprägekopf (21) eine Nut mit einem Siegelboden (22) aufweist, und der Siegelprägekopf (21) zur Werkzeugmitte hin von einem Siegelprägering (23) und nach außen hin von einem Rockprägering (24) begrenzt wird, wobei sich zur Werkzeugmitte hin an den Siegelprägering (23) ein, in seiner Oberflächenebene vom Siegelboden (22) der Nut um die Senkbodentiefe (H_S) beabstandeter Senkbodenprägering (25) angeordnet ist, und - dass im Innern des Senkbodenprägerings (25) im/am Siegelprägekopf (21) eine oder mehrere, die Ebene des Senkbodenprägeringes (25) ausgleichende, Wärmedämmscheibe/n (26) angeordnet ist/sind, und - dass der Siegelprägering (23) von der Innenwandung (27) der Becherrandträgerleiste (18) um einen Siegelprägespalt (S_SP), und der Rockprägering (24) von der Außenwandung (28) der Becherrandträgerleiste (18) um einem Rockprägespalt (S_R) beabstandet ist, und - dass die am Becherrandträger (32) angeordnete Becherrandträgerleiste (18) eine den Becher (2) am Umfangsrand (3) aufnehmende Wandstärke (W), und eine an die Bechergeometrie des in den Umfangssteg (17) umzuformenden Umfangsrand (3) angepasste Umfangsgeometrie aufweist.
Vorrichtung zum Versiegeln eines Behälters (1) für Lebensmittelprodukte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, - dass der Siegelprägering (23) von der Innenwandung (27) der Becherrandträgerleiste (18) um einen Siegelprägespalt (S_SP), der zwischen 105 % und 250 % der Summe aus der Materialstärke der Wandung des Bechers (2) und der Materialstärke des Deckels (5) entspricht/beträgt, und der Rockprägering (24) von der Außenwandung (28) der Becherrandträgerleiste (18) um einem Rockprägespalt (S_R), der im Bereich von 140 % bis 160 % der 2-fachen der Materialstärke des Deckels (5) liegt/entspricht, beabstandet ist, und - die Senkbodentiefe (H_S) im Bereich von 1,5 mm bis 4,0 mm liegt/beträgt, und - dass die am Becherrandträger (32) angeordnete Becherrandträgerleiste (18) eine an die Bechergeometrie angepasste Geometrie mit einer Wandstärke (W) im Bereich von 1,8 mm bis 3,5 mm aufweist.
Vorrichtung zum Versiegeln eines Behälters (1) für Lebensmittelprodukte nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, - dass am Rockprägering (24) ein Rockformgebungskonus (31) angeordnet ist.
Verfahren zum Versiegeln eines Behälters (1) für Lebensmittelprodukte nach Anspruch 1 bis 4 mit einer Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, - dass vom Werkzeugträger (19) der Siegelprägekopf (21) auf die zwischen dem Siegelprägekopf (21) und der Becherrandträgerleiste (18) eines Becherrandträgers (32) angeordnete Platine (20) und den auf der Stirnwand (29) der Becherrandträgerleiste (18) aufliegenden Umfangsrand (3) des Bechers (2) mit einer Anpresskraft (F) im Bereich von 1.000 N bis 2.800 N, bei einer Prozesstemperatur (T) im Bereich von 170 °C bis 340 °C, in einer Wirkzeit (t_S) von 0,4 s bis 1,2 s aufgepresst wird, und so in einem einzigen Arbeitsschritt den Deckel (5) in seiner Form ausprägt / prägt und dabei gleichzeitig den Behälter (1) versiegelt, - dass die durch Versiegeln ausgebildeten Dichtungen nach dem Präge-Siegelprozess unter Raumtemperatur abkühlen.
Verfahren zum Versiegeln eines Behälters (1) für Lebensmittelprodukte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, - dass die Anpresskraft (F) 2.356 N, die Prozesstemperatur (T) 300 °C, und die Prozesszeit, die Wirkzeit (t_S) 0,6 s beträgt.