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Die
Erfindung betrifft eine Maschine zum Formen, Befüllen und
Verschließen (FFS-Maschine) einer Verpackung des Typs,
der aus einer einlagigen oder mehrlagigen Materialschicht hergestellt
ist, sowie eine Verpackung, die durch eine solche FFS-Maschine hergestellt
worden ist.
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FFS-Maschinen
werden auf dem betreffenden Gebiet in Verbindung mit der Verpackung
einer großen Vielzahl von Gütern, insbesondere
von Lebensmitteln, Süßigkeiten und vieler anderer
Gegenstände in großem Umfang verwendet. Grundsätzlich arbeitet
eine FFS-Maschine, indem ihr eine Materialschicht zugeführt
wird, die durch einen Former in der Maschine zu einem Rohr geformt
wird, indem die beiden Seitenkanten der Lage ununterbrochen aneinander
befestigt werden, wenn die Schicht der Maschine zugeführt
wird. Weiter stromabwärts in der Maschine sind Mittel zum
Erzeugen von Stirnverschlüssen vorgesehen, die im Rahmen
dieser Anmeldung auch als Querverschlüsse bezeichnet werden,
so dass das Rohr quer zu der Längsrichtung des Rohrs begrenzt ist.
Das so begrenzte Rohr kann mit dem zu verpackenden Gegenstand gefüllt
werden. Das befüllte Rohr kann mit einem Stirnverschluss
versehen werden, der quer zu der Längsrichtung des Rohrs
orientiert ist. Auf diese Weise wird eine sehr kostengünstige,
zweckmäßige und zuverlässige Verpackung
bei minimalen Kosten geschaffen. Die Materialschichten sind gewöhnlich
Schichten auf Polymerbasis und können bedruckt werden,
so dass dem Benutzer Informationen über den in der Verpackung
enthaltenen Gegenstand vermittelt werden.
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Diese
Verpackungstypen sind auf dem betreffenden Gebiet wohl bekannt und
werden im Alltag von vielen Verbrauchern verwendet. Beispiele für verschiedene
Ausführungsformen und von Maschinen, die in dem Herstellungsprozess
verwendet werden, sind in
WO
03045816 ,
US 2007-269146 ,
EP 176 908 ,
EP 1 746 043 ,
EP 1 026 077 ,
WO 2007/106916 ,
JP 10305806 ,
WO 2004/002835 und in zahlreichen anderen
Anmeldungen offenbart.
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Ein
Problem, das bei dieser wohl bekannten Verpackung besteht, ergibt
sich aus der Situation, in der sich der Verbraucher oder Benutzer
befindet, wenn er die Verpackung öffnen möchte.
Gewöhnlich ist die longitudinale Verbindung zwischen den
zwei Seitenkanten der Materiallage verschweißt, wobei eine
Seitenklappe erzeugt wird, wobei die Stelle, an der die Seitenklappe
mit den Stirnverschlüssen zur Deckung kommt, einen natürlichen
Punkt bildet, an dem ein Verbraucher versuchen wird, die Verpackung
zu öffnen, um Zugang zu ihrem Inneren zu erhalten. Die
Verschlüsse werden gewöhnlich durch Verschweißen
der Polymermaterialien miteinander erzeugt, so dass eine verhältnismäßig
starke Verbindung sowohl in dem Stirnverschluss als auch in der Seitenklappe
erzeugt wird, die bei dem Versuch, die Verpackung zu öffnen,
eine erhebliche Kraft erfordert, so dass die Gefahr besteht, dass
der Benutzer während des Öffnens die Verpackung
daneben zerreißt und die Inhalte verschüttet.
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In
diesem Zusammenhang sind Versuche unternommen worden, um die Verschweißungen
in der Weise zu entwerfen, dass eine gewünschte Öffnungskraft
erforderlich ist. Dies erfordert wiederum, dass die miteinander
zu verschweißenden Oberflächen bestimmte Eigenschaften
haben, die ein Verschweißen/Verschmelzen zulassen. Beispielsweise haben
Folien für die Verwendung beim Einwickeln/Verpacken von
Elementen wie etwa Süßigkeiten gewöhnlich
mehrere Lagen. Typischerweise ist eine Lage, auf die Bilder, Text
und dergleichen gedruckt sind, durch eine dünne Schutzlage
abgedeckt. Die Lagendicken liegen typischerweise im Bereich von
5 bis 60 μm, so dass die Gesamtdicke der Folie durch die
Summe der verschiedenen Lagendicken gegeben ist. Andere Lagen wie
etwa Lagen, die ein Zerreißen in nur einer Richtung ermöglichen, und/oder
Barrierenlagen und dergleichen können hinzugefügt
sein. Diese Lagen zeigen alle unterschiedliche Eigenschaften und
verschaffen der Folie gemeinsam die gewünschten Eigenschaften,
selbst dann, wenn diese dem Verschweißen/Verschmelzen zugeführt
wird. Wenn diese Typen mehrlagiger Folien in FFS-Maschinen (sowohl
horizontal als auch vertikal) verwendet werden, muss oftmals die
Außenseite mit der Innenseite vereinigt werden. Diese Aspekte sind
in
US 5 826 985 offenbart.
Daher sol len die Folien zusätzlich zu den gewünschten
Qualitäten (Barriere, Druck und dergleichen) auch miteinander
verschweißbar/verschmelzbar sein.
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Um
dies zu vermeiden, sind verschiedene Lösungen vorgeschlagen
worden. Eine solche Lösung besteht darin, in dem Stirnverschluss
in Längsrichtung einen kleinen Schnitt vorzusehen, der
jedoch auf wenige Millimeter in dem Stirnverschluss begrenzt ist,
so dass ein Reißanfang erzeugt wird, wodurch beispielsweise
eine Ecke der Verpackung verhältnismäßig
einfach abgerissen werden kann. Siehe verschiedene Beispiele in
JP 10250764 ,
JP 2003 191965 ,
WO 9216431 und
JP 2004 182267 . In einigen dieser
Beispiele wird die Reißwirkung ferner durch Vorsehen einer
Reißlinie in Form eines Schnitts, der teilweise dort durch
die Folienlage geht, wo die Öffnung vorgenommen werden
soll, vorgesehen ist, oder durch Vorsehen eines Bandes, so dass dann,
wenn an dem Band gezogen wird, die Folie zerreißt, erreicht.
Dies erzeugt wiederum in den meisten Fällen eine verhältnismäßig
begrenzte Öffnung, in einigen Fällen kann jedoch
in Abhängigkeit von der Weise, in der die Ecke abgerissen
wird, und von dem Material, aus dem die Verpackung hergestellt ist,
die Situation entstehen, dass die Verpackung in der gleichen Weise
wie bereits beschrieben beschädigt wird, siehe beispielsweise
US 5 826 985 .
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Diesen
zwei Typen von Öffnungsvorgängen ist außerdem
die Tatsache gemeinsam, dass, sobald die Verpackung aufgerissen
worden ist, sie nicht mehr verschlossen werden kann, falls nicht
der gesamte Inhalt verwendet werden soll.
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Hierzu
sind zahlreiche Lösungen vorgeschlagen worden, beispielsweise
durch Einbauen wiederverschließbarer Reißverschlüsse
in das Material in der Nähe des Stirnverschlusses. Dies
ist jedoch ein verhältnismäßig teurer
Vorgang und erfordert außerdem, dass die Größe
der Verpackung verhältnismäßig konstant
bleibt, selbst wenn ein Teil des Inhalts entnommen worden ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum
Herstellen einer Verpackung sowie eine damit hergestellte Verpackung
zu schaffen, bei denen die oben erwähnten Nachteile nicht
bestehen und die ferner insbesondere hinsichtlich einer kostengünstigen
und zuverlässigen Weise des Bildens einer Öffnung
in einer Verpackung des oben erwähnten Typs Vorteile schaffen,
indem die Verpackung ohne hohen Kraftaufwand geöffnet werden
kann und daher nicht die Gefahr besteht, dass der Benutzer die gesamte
Verpackung zerstört.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Formungs-, Befüllungs- und Verschließmaschine
nach Anspruch 1 bzw. durch eine durch eine solche Maschine hergestellte
Verpackung nach Anspruch 7. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die
erfindungsgemäße Maschine zum Herstellen einer
Verpackung des Typs, der aus einer einlagigen oder mehrlagigen Materialschicht
hergestellt ist und das Merkmal besitzt, dass die Verpackung einfach
geöffnet werden kann, wobei die fertig gestellte Verpackung
eine Innenseite besitzt, die mit dem zu verpackenden Material in
Kontakt gelangen kann, und eine Außenseite besitzt, umfasst
die folgenden Mittel:
- – Mittel zum
Formen der Schicht zu einem Rohr, bei dem die beiden Seitenkanten
der Schicht in Längsrichtung miteinander verbunden sind,
wobei durch das Verbinden eine Seitenklappe an der Außenseite
des Rohrs oder dort, wo das Rohr über einen Former mit
einer vorstehenden Rippe geführt worden ist, erzeugt wird,
so dass die Seitenklappe an der Außenseite des Rohrs gebildet ist;
- – Mittel, um an dem Rohr Querverschlüsse auszubilden,
wodurch jede Verpackung zwischen den beiden Querverschlüssen
begrenzt ist;
- – Mittel zum Herstellen von Perforationslinien in oder
zwischen den Querverschlüssen, um zwei benachbarte Verpackungen
voneinander lösen/trennen zu können;
- – Mittel zum Herstellen einer Perforation in einer Schicht
oder in einer oder in mehreren Lagen, die die Schicht bilden, in
der Nähe der Seitenklappe oder der Rippe, die sich von
der Perforationslinie und parallel oder unter einem Winkel von bis
zu 60° zu der Seitenklappe oder der Rippe erstreckt und
sich zu dem oder in dem Querverschluss erstreckt.
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Es
sei angemerkt, dass Mittel zum Befüllen der Verpackung
nicht zum Umfang der Erfindung gehören.
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Die
Verpackung kann leicht geöffnet werden, weil in einer Materiallage
in der Nähe der Seitenklappe die Perforation vorgesehen
ist. Die Perforation erstreckt sich von der Kante der Perforationslinie über eine
geringe Strecke zu der oder in die Querabdichtung parallel zu der
Seitenklappe, so dass ein Benutzer die Verpackung mit einer Hand
halten kann und die Seitenklappe an der Kante mit der anderen Hand wegzieht,
wobei die Perforation einen schwachen Punkt schafft, bei dem das
Einreißen des Materials beginnt, so dass das Material sehr
einfach aufgerissen werden kann und Zugang zum Inneren der Verpackung
erlangt werden kann, ohne die Verpackung zu zerstören.
Wiederholte Tests haben deutlich gezeigt, dass ein sehr einfaches Öffnen möglich
ist und dass das öffnen wohl definiert ist und auf den
gewünschten Abschnitt der Verpackung eingeschränkt ist.
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Die
Perforation nur einer Materiallage ist von den aus dem Stand der
Technik bekannten Lösungen vollkommen verschieden, weil
bei den bekannten Lösungen ein Schnitt durch alle Materiallagen
im Querverschluss geht, wobei das Verpackungsmaterial auf beiden
Seiten der Verpackung gleichzeitig eingerissen wird und die Gefahr
besteht, dass die Verpackung damit zerstört wird. Durch
Begrenzen der Perforation darauf, dass sie nur eine Materiallage
durchdringt, erzeugt das Einreißen durch einen Benutzer an
der Seitenklappe eine verhältnismäßig
saubere Reißöffnung in der Verpackung, ohne die
gesamte Verpackung zu zerstören.
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Auf
dem Gebiet wird zwischen verschiedenen Verpackungsmaschinen unterschieden.
Falls die Inhalte in die Verpackung eingeführt werden,
während sie in einer vertikalen Stellung geformt wird,
ist die Maschine als eine vertikale Formungs-, Befüllungs-
und Verschließmaschine bekannt. Wenn hingegen die Inhalte
horizontal eingeführt werden, handelt es sich um eine horizontale
Formungs-, Befüllungs- und Verschließmaschine.
Im Rahmen der Erfindung können beide Maschinentypen mit
gleichem Erfolg zum Einsatz kommen.
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Ferner
werden bei den Verschlüssen, die bei der Bildung des Schichtmaterials
zu einer Verpackung erzeugt werden, zwei Haupttypen unterschieden: Überlappungsverschlüsse
und Rippenverschlüsse. Überlappungsverschlüsse
sind durch einfaches Überlagern einer Schicht über
der anderen und durch Verschweißen, Verkleben oder Herstellen einer
Verbindung zwischen den zwei Schichten auf andere Weise gebildet.
Dadurch sind zwei verschiedene Seiten der Schicht miteinander verbunden, nämlich
die Innenseite der Verpackung mit der Außenseite der Verpackung.
Bei Rippenverschlüssen sind die Seiten der Schichten miteinander
verbunden, Innenseite mit Innenseite, wodurch eine Klappe oder Rippe
gebildet ist.
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Innerhalb
des Umfangs der Erfindung hat der Verschlusstyp keine Auswirkung
auf die Erfindung, solange eine Rippe oder Klappe vorgesehen ist.
Daher sind in Situationen, in denen Überlappungsverschlüsse
verwendet werden oder in denen der Rippenverschluss eine Rippe/Klappe
an einer Position erzeugt, an der die Verpackung nicht geöffnet
werden soll, entsprechende Mittel vorgesehen. Die Klappe kann entweder
im Voraus durch ein Formungswerkzeug erzeugt worden sein oder als
ein getrenntes Teil aus Schichtmaterial vorgesehen sein, das auf
die Außenseite des Rohrs geklebt oder geschweißt
ist.
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In
diesem Zusammenhang ist es auch wichtig, sich die Formulierung ”einlagige
oder mehrlagige Materialschichten” zu verdeutlichen. Auf
dem entsprechenden Gebiet, siehe beispielsweise
US 5 826 985 , ist es üblich,
Schichten zu verwenden, die aus zahlreichen verschiedenen Lagen
hergestellt sind, wobei jede Lage eindeutige Eigenschaften hat,
so dass die fertig gestellte Schicht bestimmte Merkmale für
den entworfenen Zweck besitzt. Als Beispiele für Schichten
seien erwähnt: Schichten, die nur in einer Richtung eingerissen
werden können, Schichten mit einer speziellen Beschichtung,
beispielsweise aus Metall, um die Lage dampfdicht zu machen, UV-Schutzlagen,
Barrieren und dergleichen. Was die Erfindung betrifft, ist die Zusammensetzung
der Schicht nicht wichtig, in einigen Ausführungsformen kann
es jedoch genügen, dass sich die Perforation durch einige
der Materiallagen, die das Schichtmaterial bilden, erstreckt, um
die gewünschte Wirkung zu erzielen.
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Wenn
in der Maschine in Kombination mit Materiallagen, die PE, CPP oder
PP enthalten, Laser verwendet werden, müssen nur einige
Lagen perforiert sein. Der Grund hierfür besteht darin,
dass zum Schneiden dieser Materialien Laser mit verhältnismäßig
hoher Energie erforderlich sind, während andere Schichtmaterialien
Laser mit wesentlich geringerer Energie erfordern. Um die gleiche
Einreißwirkung zu erzielen, müssen vorteilhaft
nur Schichten perforiert werden, die keine Laser mit hoher Energie
erfordern, wodurch die Kosten der Maschine ebenso wie ihr Energieverbrauch
gesenkt werden, ferner wird die Produktionsgeschwindigkeit der Maschine
aufgrund der geringeren erforderlichen Energiezufuhr erhöht.
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Die
Orientierung der Perforation, die in einem Bereich von 0° (parallel)
bis einschließlich 60° liegt, begünstigt
in Abhängigkeit von der Schichtkonstruktion den gewünschten
Effekt. Der Grund hierfür besteht darin, dass die Perforation,
wenn sie durch Ziehen an der Klappe einrissen wird, die Rissbildung zu
der Klappe führt, die angeschweißt ist und daher einen
stärkeren Aufbau als das Schichtmaterial hat. Wenn der
Riss auf die Klappe trifft, selbst unter einem Winkel von 60°,
folgt der Riss der Klappe und schafft daher den gewünschten
erfindungsgemäßen Effekt.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die
Maschine Mittel, um die Perforation der einen Schichtmateriallage
in einem der folgenden Bereiche auszubilden:
- – in
einem nicht geschlossenen Bereich eines Schichtmaterials, der zwischen
dem Querverschluss und der Perforationslinie, die zwei benachbarte
Verpackungen trennt, vorsteht;
- – in dem nicht geschlossenen Abschnitt und in einem
Abschnitt des Querverschlusses;
- – oder wenn der Querverschluss unmittelbar an die Perforationslinie
zwischen zwei benachbarten Verpackungen angrenzt, lediglich in dem
Querverschluss.
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Durch
Einschränken des Ortes der Perforation auf einen Querverschluss,
auf die freien Schichtenden oder auf eine Kombination hiervon bleibt
das Volumen, in dem die Güter innerhalb der Verpackung enthalten
sind, noch immer abgedichtet, so dass sie nicht zur Umgebung freiliegen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Materialschicht
eine Materialschicht aus Polymer, wobei Verschlüsse und
Verbindungen durch Warmverschmelzen oder durch Verschweißen gebildet
sind. Dies ist der üblichste Typ von Materialien, die für
die große Mehrzahl von Verpackungen verwendet werden, die
aus Schichtmaterialien hergestellt sind. Das Warmverschmelzen oder
das Verschweißen schaffen zuverlässige und starke
Verschlüsse, so dass eine gute, feste Verpackung, selbstverständlich
in Abhängigkeit von der Wahl des Schichtmaterials, geschaffen
wird, gewöhnlich sind jedoch die verschweißten
Abschnitte stärker als das Schichtmaterial als solches.
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In
weiteren vorteilhaften Ausführungsformen kommen alternative
Schichtmaterialien zur Anwendung, wobei das Material ein nicht verschweißbares oder
nicht warmverschmelzbares Material ist und die Verschlüsse
und Verbindungen durch Aufbringen von Klebstoffen zwischen die zu
verbindenden Materialoberflächen gebildet sind, um die
Verschlüsse zu erzeugen. Das Material ist aus einem oder
mehreren der folgenden Materialien gewählt: beschichtete
oder unbeschichtete Materialien auf Zellulosebasis, Polymerfilme,
Schichten auf Aluminiumbasis. In diesem Zusammenhang ist es bekannt,
beispielsweise Papierblattmaterial zu verwenden, das auf einer Seite, nämlich
auf der Seite, die mit den zu verpackenden Produkten in Kontakt
gelangen soll, mit einer Polymerbeschichtung versehen ist, so dass
theoretisch durch Verschweißen ein Verschluss geschaffen
werden kann, aufgrund der Art des gesamten Schichtmaterials, nämlich
Papier, muss jedoch ein Klebstoff vorgesehen sein, um die Verschlüsse
zu bilden.
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Wenn
diese Verpackungen in so genannten vertikalen FFS-Maschinen hergestellt
werden, ist das Schichtmaterial um einen Former zu einem Rohr geformt,
in das das zu verpackende Material gefüllt werden kann.
Die Kantenabschnitte der Materialschicht liegen übereinander
und sind in Abhängigkeit vom Typ des Schichtmaterials miteinander
verschweißt oder verklebt. Das Befüllungsrohr
dient als Steg, d. h. als Gegenstütze für ein
Schweißrad. Hierbei ist eine Seitenklappe separat vorgesehen,
um wie oben erwähnt die Perforation erfindungsgemäß zu
führen. In einer vorteilhaften Ausführungsform
sind in der Maschine beiderseits der Seitenklappe, die durch Bewegen über
die Rippe gebildet worden ist, zwei Rollen vorgesehen und zur Seitenklappe
vorbelastet, um die Seitenklappe mit Wärme und/oder Druck
beaufschlagen.
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Die
erfindungsgemäße Maschine umfasst ferner ein Perforationswerkzeug,
das aus einem oder mehreren der folgenden Werkzeuge ausgewählt
ist:
- – eine Schneideinrichtung oder
einen rotierenden Schneidkopf, der in Bezug auf die Produktionsgeschwindigkeit
gesteuert wird, wobei der Schneidkopf mehrere voneinander beabstandete Schneidkanten
besitzt, die mit einem Steg zusammenwirken, wobei der Steg so angeordnet
ist, dass sich das Material zwischen der Schneideinrichtung und
dem Steg bewegt, wobei eine Betätigung der Schneideinrichtung
die Perforation in dem Material herstellt, wobei das Material während
des Schneidens mit dem Steg in Kontakt ist;
- – eine Laservorrichtung;
- – wobei die Perforation relativ zu Markierungen positioniert
ist, die auf dem Schichtmaterial vorgesehen sind und der gewünschten
Verpackungsgröße entsprechen, wobei Mittel vorgesehen
sind, um die Markierungen zu detektieren und die Detektierungsinformationen
als Eingang für die Betätigung des Perforationswerkzeugs
verwendet werden.
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Wie
bereits erwähnt worden ist, ist es wichtig, dass in der
Maschine nur eine Materiallage eingeschnitten oder perforiert wird,
um eine einfache und zuverlässige Reißöffnung
der Verpackung zu erzielen, ohne die Verpackung zu zerstören,
weshalb die Maschine mit dem Steg und mit der Schneideinrichtung,
die damit zusammenwirkt, versehen ist, derart, dass sich der Steg
auf einer Seite des Materials befindet und die Schneideinrichtung
sich auf der gegenüberliegenden Seite befindet, wenn die
Schneideinrichtung betrieben wird. Der Steg verhindert, dass die Schneideinrichtung
die Materialien weiter als gewünscht durchdringt.
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Die
erfindungsgemäße Maschine umfasst eine Laservorrichtung,
deren Strahl nur über eine bestimmte sehr kleine Strecke
in das Material eindringt. Ferner sind in der Maschine Mittel vorgesehen,
um die Innenseite der Materialien zu beschichten, so dass die Laservorrichtung
unterschiedliche Materialeigenschaften detektiert und dadurch die
Eindringtiefen des Lasers auf die besondere Materiallage begrenzt,
so dass mit der Maschine sehr effizient nur eine Lage des Verpackungsmaterials
an den Querverschlüssen perforiert werden kann.
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Das
Verpackungsmaterial ist gewöhnlich mit Angaben versehen,
die auf jeder Verpackung vorhanden sein sollen, z. B. Strichcodes,
Aufdrucke, Druckmarkierungen oder dergleichen, die die Maschine
nutzen kann, um in den Querverschlüssen Perforationen mit
verhältnismäßig hoher Produktionsgeschwindigkeit
anzuordnen. Diese Markierungen bilden Detektionspunkte beispielsweise
für eine Photozelle, so dass das Perforationswerkzeug,
das sich stromabseitig von der Photozelle befinden kann, die Erkennung
der Markierung, die sich in der Maschine an der Photozelle vorbeibewegt,
als Eingangssignal verwenden kann und in Reaktion darauf aktiviert
werden kann. Als Mittel für die Erzeugung von Eingangssignalen
für das Perforationswerkzeug kann eine sehr ausgereifte
Technik verwendet werden, um die Perforation an den exakten korrekten
Positionen relativ zu den Trennlinien auszubilden.
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Die
erfindungsgemäße Formungs-, Befüllungs-
und Verschließmaschine zum Formen von Verpackungen umfasst
Mittel zum Transportieren eines ununterbrochenen Schichtmaterials
durch die Maschine, Mittel zum Erzeugen wenigstens einer Seitenklappe
an der Verpackung, Mittel zum Herstellen verschlossener Querzonen,
die sich im Wesentlichen quer zu der Seitenklappe erstrecken, und
Mittel zum Herstellen von Trennlinien, die in den Querzonen ausgebildet
sind, wobei die verschlossenen Querzonen eine aus wenigstens zwei
Materiallagen gebildete Dicke besitzen. Die Maschine umfasst ferner
ein Perforationswerkzeug, das eine der zwei Materiallagen in der
Nähe und parallel zu der Seitenklappe perforiert, wobei
sich die Perforation in die verschlossene Querzone hinein erstreckt
und wobei die Perforation sich mindestens zu den Trennlinien erstreckt.
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Die
erfindungsgemäße Maschine ist auch für stapelweise
Produktionen geeignet.
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Weitere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich anhand
der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen,
die auf die Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:
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1–5 verschiedene
Ausführungsformen einer Verpackung gemäß der
Erfindung;
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6 das
Perforationswerkzeug in der Nähe eines Seitenklappenformers;
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7 eine
Ansicht mehrerer Verpackungen in der Maschine gemäß der
Erfindung;
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8, 9 erläuternde
Darstellungen einer Rippe bzw. einer Seitenklappe;
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10 eine
Reihe fertig gestellter Verpackungen gemäß der
Erfindung;
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11,
die im Wesentlichen mit 7 übereinstimmt, mehrere
Verpackungen gemäß einer weiteren Ausführungsform
in der Maschine gemäß der Erfindung; und
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12 eine
Ausführungsform der Verpackung, bei der die Klappe ein
separates Element bildet.
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Die 1 bis 5 zeigen
verschiedene Beispiele einer Verpackung, die mit einer Perforation versehen
ist und das Merkmal des einfachen Öffnens gemäß der
Erfindung besitzt.
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In 1 hat
die Verpackung, die allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet
ist, ihre grundlegendste Konfiguration. Die Materialschicht 2 ist
zu einer Verpackung geformt, die an jedem Ende durch Querverschlüsse 3, 4 begrenzt
ist. In den 7 und 10 sind
die Definition der Querverschlüsse und die Gesamtrichtung
der Verpackung entsprechend der Produktionsweise der Verpackung
bestimmt.
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Wie
aus den 7 und 10 hervorgeht, sind
die Verpackungen theoretisch aus einer endlosen Materiallage 1 hergestellt,
die durch einen Former in eine Rohrform gebracht ist. Das Rohr ist
durch Verschweißen des Schichtmaterials in der Nähe
von zwei Kanten 5, 6 des Schichtmaterials gebildet,
außerdem ist eine Seitenklappe 10 vorgesehen,
wie in 1 gezeigt ist.
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Das
Rohr ist durch die Querverschlüsse 3, 4 verschlossen,
wodurch ein Raum gebildet ist, der durch das Rohr und die Querverschlüsse 3, 4 begrenzt
ist.
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Zum
einfachen Öffnen der Verpackung sind Perforationen oder
Ausschnitte 7 vorgesehen. In der in 1 gezeigten
Ausführungsform sind an beiden Enden der Seitenklappe 10 Perforationen 7 vorgesehen,
die gleichen Vorteile können jedoch auch mit nur einer
Perforation 7, die an irgendeinem Ende der Seitenklappe
vorgesehen ist, erreicht werden.
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Die
Perforationen 7 sind parallel zu und in der Nähe
der Seitenklappe 10 vorgesehen und erstrecken sich in Längsrichtung
der Verpackung in der durch den Pfeil 50 angegebenen Richtung,
so dass sich die gesamte Perforation innerhalb der Grenzen des Querverschlusses 3 befindet
und von innerhalb der Verpackung 1 in die äußere
Umgebung keine Öffnung vorhanden ist.
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In 4 ist
eine Situation gezeigt, in der die Ecke 11 der Seitenklappe 10 relativ
zu der Verpackung angehoben ist, wobei ein Riss 8, der
bei der Perforation 7 beginnt, die Erzeugung einer einfachen und
im Wesentlichen geradlinigen Öffnung in der Verpackung
ermöglicht.
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Das
untere Material, das mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet
ist, bleibt intakt, zerstört wird nur die Materialschicht 13 der
oberen Oberfläche.
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In
der in 1 gezeigten Ausführungsform sind diese
Typen von Verpackungen typischerweise durch eine so genannte horizontale
Formungs-, Befüllungs- und Verschließmaschine
(FFS-Maschine) hergestellt, während die Verpackung 9,
die in 2 gezeigt ist, typischerweise durch eine vertikale FFS-Maschine
hergestellt ist, wobei die Kanten 5', 6' gegenseitig überlappen
und einen Verbindungsverschluss 20 bilden, wobei die Seitenklappe
in diesem Fall separat installiert ist, wie in den 8 und 9 gezeigt
ist.
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In 8 ist
ein Formungs-/Befüllungsrohr 14 gezeigt. Die Materialschicht
(nicht gezeigt) umgibt an diesem Punkt das Formerrohr und ist mit
einem Verbindungsverschluss 20 (siehe 2)
versehen, so dass die Materialschicht auf dieser Stufe die Form
eines Rohrs hat. Das Rohr ist außerhalb des Formungs-/Befüllungsrohrs 14 vorgesehen,
wobei das Rohr, wenn es sich in 8 nach unten
bewegt, mit der Rippe 15 in Eingriff gelangt, so dass eine
Faltung im Schichtmaterial erzeugt wird. Wenn sich das Material
weiter vorwärts bewegt, wird die Faltung zwischen den beiden
Rollen 16, 17, die zueinander vorbelastet sind,
gequetscht. In Abhängigkeit vom Materialtyp, der für
die Bildung der Verpackung verwendet wird, kann die Faltung entweder
durch Vorsehen einer Klebstoffdüse direkt stromabseitig
von der Rippe 15 und vor den Rollen 16, 17 verschlossen
werden, so dass die Rollen die Faltung zusammenquetschen und dadurch
die mit Klebstoff beschichteten inneren Abschnitte der Materialschicht
(die hier zu einem Rohr geformt ist) quetschen, wodurch die Seitenklappe 10 gebildet
wird. Alternativ können in dem Fall, in dem das Schichtmaterial
verschweißt werden kann, die Rollen 16, 17 Schweißrollen
sein, so dass durch Erhitzen der Rollen die Faltung in einem Schweißprozess
geschmolzen wird, wodurch die Seitenklappe 10 erzeugt wird.
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In 2 sind
die Seitenklappe 10 und die Perforationen 7 genau
dort vorgesehen, wo sie in der in 1 gezeigten
Ausführungsform vorhanden sind.
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In 3 ist
eine Ausführungsform gezeigt, die eine Kombination verschiedener
Verpackungstypen bildet. Die Querverschlüsse 3, 4 sind
ebenso wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen
beschaffen, was später mit Bezug auf 6 beschrieben
wird, ferner ist ein longitudinaler Verschluss 18 vorgesehen,
um die Kanten 5'', 6'' so zu verbinden, dass eine
geschlossene Verpackung 2 gebildet ist. Soweit entspricht
die in 3 gezeigte Ausführungsform vollständig
der in 1 gezeigten Ausführungsform.
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Unter
gewissen Umständen ist es jedoch wünschenswert,
dass die Position des longitudinalen Verschlusses 18 von
der Position, an der die Verpackung geöffnet werden soll,
unabhängig ist, weshalb eine Seitenklappe 10 an
einem anderen Ort vorgesehen ist, wo sich die Seitenklappe 10 in
der Nähe der Perforationen 7 befindet, wodurch
das neue und erfinderische Merkmal eines einfachen Öffnens
durch Einreißen bei diesem Verpackungstyp geschaffen wird.
Für praktische Zwecke kann der Verschluss 18 ferner
an der Oberfläche des Verpackungsmaterials und an den Querverschlüssen 3, 4 befestigt
sein, so dass verhindert wird, dass ein Benutzer fehlerhaft versucht,
die Verpackung durch Ziehen an dem Kantenverschluss 18 zu öffnen.
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In 5 ist
eine weitere Ausführungsform in einem Zustand gezeigt,
in dem die Verpackung durch Reißen an der Seitenklappe 10 geöffnet
worden ist, um Zugang zum Innenraum der Verpackung zu erlangen.
Die Perforation 7 ist unterteilt, so dass die Hälfte der
Perforation an der Seitenklappe 10 vorhanden ist und die
andere Hälfte der Perforation 7 an der Verpackung
selbst vorhanden ist. Diese Verpackung besitzt ferner einen Wiederverschließstreifen 20,
der dort angeordnet ist, wo sich nun die Unterseite der Seitenklappe
befindet, und zu der Längsrichtung 50 parallel
ist (siehe 1). Durch Überlappen
der Seitenklappe 10 mit der Vorderseite der Verpackung 19 kann
der wiederverschließbare Verschluss gegen die Oberfläche 19 gedrückt
werden, um die Verpackung wieder zu verschließen und um
den Rest des Inhalts der Verpackung in der Verpackung zu halten.
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Der
Typ des für den wiederverschließbaren Verschluss 20 verwendeten
Materials kann entsprechend den Umständen in Abhängigkeit
von dem Schichtmaterial und von der Qualität der Wiederverschließungseigenschaften,
die erzielt werden sollen, gewählt sein. Der Verschluss 20 kann
aus so genannten abziehbaren Materialien gewählt sein oder einfach
ein doppelseitiges Klebeband oder dergleichen sein, so lange die
Anforderung erfüllt wird, dass die Seitenklappe 10 in
Bezug auf die Oberfläche 19 der Verpackung niedergehalten
werden kann. Die Verpackungen gemäß diesen Ausführungsformen sind
stärker und robuster als jene, die gemäß einer Abziehtechnik
hergestellt sind. Durch Vorsehen der Abziehstreifen an der Materialschicht
dort, wo das Abziehmaterial eine geringere Abziehfähigkeit
besitzt, erleichtert die Perforation (Merkmal des einfachen Öffnens)
das Öffnen der Verpackung. Dadurch kann die schwache Abziehverbindung
stärker sein, da die Perforation das Öffnen der
Verpackung unterstützt, so dass ohne Preisgabe der Abziehfähigkeit stärkere
und robustere Verpackungen geschaffen werden.
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In 6 ist
schematisch gezeigt, wie die Perforation 7 in der Maschine
hergestellt wird. Das Verpackungsmaterial 2 ist um den
Former angeordnet worden, um ein Rohr zu erzeugen. Das Rohr besitzt
einen Innenraum 21, der durch das Verpackungsmaterial 2 begrenzt
ist. Ferner sind die beiden Kanten des Verpackungsmaterials 5, 6 so
angeordnet, dass sie zwischen zwei Rollen 22, 23 eingeführt werden
können. Die Rollen können erhitzt werden, so dass
sie das Verpackungsmaterial 2 zusammenschweißen,
wodurch die Seitenklappe 10 gebildet wird, wie oben bereits
beschrieben worden ist. Alternativ kann eine Düse, die
Klebstoffmaterial für die Innenseite der Kanten 5, 6 bereitstellt,
direkt stromaufseitig von den Rollen 22, 23 vorgesehen
sein, so dass die Rollen 22, 23, die gegeneinander
vorbelastet sind, die beiden Kantenabschnitte zusammenpressen, um
die Seitenklappe 10 zu erzeugen. Das Verpackungsmaterial
bewegt sich in der durch den Pfeil 51 angegebenen Richtung,
wobei die Richtungen ”stromaufseitig” und ”stromabseitig” relativ
zu dieser Bewegungsrichtung des Verpackungsmaterials 2 definiert
sind.
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Auf
der Oberfläche des Verpackungsmaterials 2 können
Markierungen (nicht gezeigt) vorgesehen sein, so dass eine Detektionseinheit
eine Markierung detektiert/registriert. Diese Registrierung wird als
Eingangssignal für das Perforationswerkzeug verwendet,
von dem lediglich die Schneidklinge 24 tatsächlich
das Schneiden der Perforation ausführt. Diese Markierungen
sind gewöhnlich auf bedruckten Schichtmaterialien vorhanden,
um den Druck korrekt in Bezug auf die Schneidzone, die zwei Verpackungen
trennt, anzuordnen. Das Eingangssignal von den Markierungsregistrierungsmitteln
wird verwendet, um das Perforationswerkzeug zu aktivieren, so dass
die Schneidklinge 24 wiederholt aufwärts und abwärts bewegt
werden kann, wie durch den Pfeil 52 angegeben ist, wodurch
die Schneidklinge eine Perforation 7 an vorgegebenen Positionen
schneidet. Diese vorgegebenen Positionen werden relativ zu der Markierung
festgelegt, so dass die Perforation an der Unterseite der Seitenklappe 10 die
Trennlinie 25 quert. Die Trennlinien sind als Scherlinien
vorgesehen, wo in der Maschine verschiedene Verpackungen in einzelne
Verpackungen getrennt werden können, so dass, wenn zwei
Verpackungen 1', 1'' getrennt werden, die Perforation 7 parallel
zu der Seitenklappe 10 vorhanden ist und sich von der Kante
der Verpackung, die durch die Trennlinie 25 erzeugt wird,
und in den Querverschluss (nicht gezeigt) erstreckt. In 6 sind
die Querverschlüsse nicht dargestellt, um die Position
der Perforationen in Bezug auf die Trennlinien zu verdeutlichen.
Die Verpackungen, die durch die erfindungsgemäße
Maschine wie in 6 gezeigt erzeugt werden, haben
ein allgemeines Erscheinungsbild, das in den 1 bis 5 gezeigt
und oben beschrieben worden ist.
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Die
Perforation kann auch nur einseitig sein, d. h., dass eine Perforation 7' in 6 nur
auf einer Seite der Trennlinie und daher nur an einer Stelle der Verpackung
vorhanden ist.
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In
der erfindungsgemäßen Maschine trifft das wie
oben beschrieben gebildete Rohr auf eine Verschließvorrichtung 30.
Die Verschließvorrichtung wird nur sehr allgemein beschrieben,
da jeder beliebige Vorrichtungstyp, der die Querverschlüsse 3, 4 erzeugen
kann, in der Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet werden kann. Ferner umfassen in der in 7 gezeigten
Ausführungsform die Mittel 30 zum Verschließen
ferner Mittel zum Trennen der Verpackungen, so dass durch den Betrieb
der erfindungsgemäßen Maschine getrennte Verpackungen 1', 1'' geschaffen
werden, die mit Querverschlüssen 3, 4 einer
Seitenklappe 10 und Perforationen versehen sind. Der Betrieb
der Verschließmittel erfolgt in Reaktion auf das Vorhandensein
der Trennlinien 25, so dass die Verschließmittel 30 in
der durch den Pfeil 53 angegebenen Rich tung aktiviert werden,
so dass die Querverschlüsse 3, 4 und
die Trennung der Verpackungen 1', 1'' an korrekten
Positionen in Bezug auf die Perforation 7 und die gesamte
Verpackungsgröße gebildet werden.
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Die
Verschließmittel 30 können auch ohne Mittel
zum Trennen der Verpackungen vorgesehen sein, wobei eine Reihe von
Verpackungen wie in 10 gezeigt das Ergebnis bildet,
so dass eine ununterbrochene Anordnung von Verpackungen 1', 1'', die
durch Querverschlüsse getrennt sind, geschaffen wird. Die
Trennlinien 25, die zwischen den Querverschlüssen 3, 4 angegeben
sind, können beispielsweise Perforationen sein, so dass
es für einen Benutzer leicht ist, eine Verpackung von einer
benachbarten Verpackung zu lösen, alternativ kann ein Teilschnitt vorhanden
sein, so dass es einfach ist, eine Verpackung von der nächsten
zu lösen.
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In 11 ist
eine weitere Ausführungsform der Verpackung gezeigt, in
der mehrere Perforationen 60, 60', 60'' angegeben
sind. In der gezeigten Ausführungsform sind drei im Wesentlichen
parallele Perforationen gezeigt, in Abhängigkeit von der
Größe der Verpackung, von den Materialien und
dergleichen kann jedoch jede beliebige Anzahl von Perforationen
vorgesehen sein. Die Perforationen sind mit den oben beschriebenen
Perforationen identisch. Die Perforationen sind so dargestellt,
dass sie zu der longitudinalen Klappe 10 im Wesentlichen
parallel sind, sie können jedoch zu der Längsrichtung
der Klappe auch einen von Null verschiedenen Winkel bilden. Es hat
sich gezeigt, dass mit Winkeln bis zu etwa 60° die erfinderische
Wirkung erzielt werden kann. Wenn die Verpackung, beispielsweise
jene, die mit 1'' oder mit 1' bezeichnet ist,
geöffnet werden soll, kann die Klappe 10 von der
Ebene der Verpackung weggezogen werden, indem beispielsweise die
Klappe in dem mit 56 bezeichneten Bereich ergriffen wird
und in der durch den Pfeil 62 angegebenen Richtung gezogen wird.
Das Material, aus dem die Verpackung 1'', 1' hergestellt
ist, kann einfach zerreißen, um ein Einreißen
bei einer der Perforationen 60, 60' oder 60'' zu beginnen.
Ein solcher Riss würde sich dann zu der Verschweißung
in der Klappe 10 ausbreiten und anschließend dem
Schnitt zwischen der Klappe 10 und der Fläche 54 der
Verpackung folgen.
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In 12 ist
eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Verpackung gezeigt, bei der die Klappe 10 auf das Schichtmaterial 2 durch
die Verschweißung 26 geschweißt ist.
Die Klappe 10 ist in der Nähe der Perforation 60 angeordnet.
Alternativ könnte die Klappe auch mittels eines Klebstoffs
befestigt sein. Die Verbindung zwischen der Klappe 10 und
der Schicht 2 ist derart, dass durch Ziehen an der Klappe 10 die
Perforation 60 einzureißen beginnt, ohne dass
die Klappe 10 weggezogen werden muss.
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Die
Erfindung ist oben anhand von Ausführungsformen beschrieben
worden, bei denen die Verschlüsse durch verschweißte
oder verschmolzene oder aber aneinander geklebte Materiallagen gebildet
sind. Insbesondere wird der letzte Fall für zahlreiche
Zwecke verwendet, von besonderem Interesse sind jedoch Anwendungen,
bei denen die Objekte oder Materialien, die verpackt werden sollen,
nicht für eine Erwärmung geeignet sind oder bei
denen die Gefahr besteht, dass ein Klebstoffsprühstrahl
eine nachteilige Wirkung auf die Eigenschaften der Gegenstände/Materialien
hat.
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Ein
solches Beispiel ist durch Schokolade gegeben. Für diese
Anwendungen sind die zu verbindenden Kanten mit Klebstoff aneinander
befestigt. Die Oberfläche des Klebstoffs ist trocken und
nicht haftend. Die Klebung ist durch Druck gebildet.
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Diese
Verschlussweise kann im Rahmen der Erfindung auch für die
Verschlüsse gelten.
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Obwohl
die Erfindung mit Bezug auf besondere Ausführungsformen
beschrieben worden ist, ist der Schutzumfang nur durch die beigefügten
Ansprüche begrenzt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 2007-269146 [0003]
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