DE2200280B2 - Bahnförmiges Verpackungsmaterial und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein bahnförmiges Verpackungsmaterial zur Herstellung von Wegwerfpackungen od. dgl. in einer Abfüll- und Versiegelungsmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Gattung sowie auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Ein derartiges Material ist bereits bekannt (US-PS 52 631 und CH-PS 4 37 108). Dort wird das von einer Vorratsrolle abgewickelte Verpackungsmaterial in der Verpackungsmaschine selbst durch Anwendung einer Lochstanze mit fluchtend hintereinander angeordneten Öffnungen versehen, die anschließend — jedoch vor dem Formen der Packungen — mit fluchtend hintereinander verlaufenden Abdeckstreifen wieder abgedeckt werden. Selbst wenn das Stanzen und Abdecken der gestanzten Löcher außerhalb der Abfüllmaschine erfolgt, wird die Arbeitsgeschwindigkeit derselben jedoch von der Arbeitsgeschwindigkeit der Stanz- und Aufsiegelvorrichtung bestimmt, die beispielsweise nur etwa 4000 Abdeckstreifen pro Stunde auf dem Verpackungsmaterial anbringen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verpackungsmaterial dahingehend zu verbessern, daß es eine schnellere Herstellung von Packungen zuläßt, ohne daß die Handhabung des Verpackungsmaterials Schwierigkeiten bereitet.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 und Verbesserungen sowie weitere Ausbildung derselben sind in Unteransprüchen beansprucht.

Dadurch, daß erfindungsgemäß das Anbringen der öffnungen und Abdeckstreifen zeitlich vor das Abzie-

lü hen der Bahn von der Rolle des Verpackungsmaterials und sogar vor dem Aufrollen zu einer solchen Rolle durchgeführt wird, kann die Arbeitsgeschwindigkeit der Verpackungsvorrichtung selbst voll ausgenutzt werden, die beispielsweise 10 000 Packungen pro Stunde beträgt.

I^ Da^1-1Ci ergeben sich keine Schwierigkeiten, genügend Verpackungsmaterial in Form von Vorratsrollen auf Vorrat herzustellen; notfalls können drei Maschinen, die das Herstellen der Öffnungen und Aufbringen der Abdeckstreifen vornehmen, gleichzeitig betrieben wer-

den. Da die Öffnungen und Abdeckstreifen quer zur Bahn!ängsrichtung gestaffelt bzw. versetzt angeordnet sind, ergeben sich auch keine Schwierigkeiten beim Aufwickeln des mit den Abdeckstreifen schon versehenen Materials, was dann der Fall wäre, wenn die Abdeckstreifen immer nur strikt in einer Reihe hintereinander fluchten. In diesem Fall würde nämlich beim Aufwickeln der Vorratsrolle das Material schief laufen oder ergäben sich andere Schwierigkeiten.

Es ist zwar bereits bekannt, aufzuwickelnde bahnförmige Packstoffe mit mehreren nebeneinander verlaufenden Reihen von Beschichtungen zu versehen, um Dickenunterschiede in der Rolle auszugleichen; dabei handelt es sich jedoch um Packstoffe mit nur partiell siegelfähigen Beschichtungen (DE-AS 14 86 640).

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt. Dabei zeigt

F i g. I eine Vorderansicht einer Maschine zum Anbringen von Aufreißzungen an einer Materialbahn;

■to F i g. 2 einen Streifen bzw. eine Bahn des Verpakkungsmaterials mit über den darin gebildeten Öffnungen angeschweißten Abdeckstreifen und

Fig.3 eine perspektivische Darstellung einer Rolle des Verpackungsmaterials vor der Weiterverarbeitung

v> zu gefüllten und versiegelten Packungen.

Wie bereits kurz angedeutet, kann das Verpackungsmaterial gemäß der Erfindung zu Behältern weiterverarbeitet werden; es besteht daher vorzugsweise aus beschichtetem Material, dessen eine Schicht ein gegenüber dem Inhalt eines daraus hergestellten Behälters undurchlässiger und inerter Thermoplast ist. Der zur Herstellung dieser Behälter verwendete Schichtstoff besteht gewöhnlich aus einer oder mehreren Lagen Papier, die derart mit Polyäthylen- oder

μ Polypropylen-Schichten beschichtet sind, daß die Fläche des Laminates, die die Innenfläche des Behälters bildet, dem Füllgut eine flüssigkeitsundurchlässige Schicht darbietet. Die äußerste Schicht ist gewöhnlich feuchtigkeitsfest, indem sie entweder aus einer Schicht aus

fco naßfestem Papier oder einer Laminatschicht aus thermoplastischen Materialien, wie Wachs und/oder Polyäthylen gebildet ist. Es besteht auch die Möglichkeit, die Papierschicht oder -schichten durch eine stranggepreßte Schaumstoffschicht, beispielsweise aus

ö5 Polystyrol, zu ersetzen, die vorzugsweise an einer oder beiden Seiten mit einer Schicht aus homogenem plastischem Material, beispielsweise Polystyrol, beschichtet ist. Es ist auch mitunter erwünscht, in die

Laminatbahn eine Schicht einer Metallfolie, vorzugsweise Aluminiumfolie, einzuführen. Der Behälter kann die herkömmlichen Quer- und Längsschweißnähte aufweisen, in denen die innenflächen miteinander verschweißt oder die Ränder überlappt geschweißt sind. An dem Scheitel, der im obersten Teil derjenigen Wand liegt,die nach oben gewendet ist, wenn der Behälter z. B. nach der US-PS 35 52 631 auf der gegenüberliegenden Wand ruht, ist ^:n der Wand eine Zugangs- oder Entnahmeöffnung gebildet. Diese wird normalerweise ein kleines rundes Loch sein, das im Fall eines Behälters mit 0,5 oder 0,25 I Inhalt etwa groß genug ist, um einen Trinkhalm aufzunehmen. Die Öffnung ist mittels einer Zunge, d. h. dem Abdeckstreifen, zugeschweißt, die die öffnung verdeckt und an der Außenfläche des die öffnung umgebenden Wandteils haftend befestigt ist Dazu ist der Abschnitt des mindestens die eine Fläche des Bandes bildenden Thermoplastes mit der äußersten Laminatschicht des Behälters zur Bildung eines flüssigkeitsdichten Verschlusses verschweißt Das Band ist normalerweise aus mit Polyäthylen laminiertem Papier oder aus mit Polyäthylen, Polypropyltn oder Wachs imprägniertem Papier hergestellt An der Seite der Bahn, die der mit dem Band zu versehenden Seite abgewandt ist empfiehlt es sich in manchen Fällen, einen Kunststoffstreifen über den öffnungen anzubringen, um eine Berührung zwischen dem Füllgut und den Schnittkanten der öffnungen zu verhindern.

Gemäß F i g. 1 ist das bahnförmige Verpackungsmaterial 10 in aufgerolltem Zustand und gemäß F i g. 2 im abgewickelten Zustand dargestellt. Wie oben beschrieben, ist das Material 10 ein Laminat, in dem sich gemäß der Erfindung mehrere gestaffelte Öffnungen 12 mit darüber angeschweißten Zungen bzw. Abdeckstreifen 14 befinden, die einen dichten Verschluß der Öffnungen 12 bilden, bis das Füllgut eines aus diesem Bahnmaterial gebildeten Behälters durch die öffnung 12 hindurch zugänglich gemacht werden soll. Jede öffnung 12 und der ihr zugeordnete Abdeckstreifen 14, der als Aufreißzunge dient, ist gegenüber der nächsten benachbarten öffnung 12 bzw. Aufreißzunge gestaffelt bzw. versetzt angeordnet Hierdurch wird das gleichmäßige Aufwickeln einer großen Rolle dieses Materials erleichtert und wird dennoch die Stabilität und die angemessene Wickeldichte aufrechterhalten. Die Abdeckstreifen i4 gleichen einander derar t aus, daß ein aus dem Material 10 gebildeter Wickel bzw. Rolle an beiden Seiten im wesentlichen den gleichen Durchmesser hat. Wenn die Abdeckstreifen 14 bzw. Aufreißzungen nicht gestaffelt wären, hätte dtr Wickel im Bereich der Aufreißzungen einen größeren Durchmesser als in den übrigen Bereichen; das Material 10 würde schieflaufen oder sich axial verschieben, was die Verarbeitung auf Verpackungsmaschinen äußerst schwierig gestalten würde. Auch wäre ein Wickel des Materials 10, bei dem die Abdeckstreifen 14 nicht gestaffelt angeordnet sind, schwer zu verladen, zu transportieren und zu handhaben.

Gemäß Fig. 1 wird eine Rolle 16 aus laminiertem Verpackungsmaterial 10 unter Verwendung von Papier an einer Welle 18 montiert, die zur Steuerung der Zugspannung im bahnförmigen Material 10 beim Abziehen derselben von der Rolle 16 mittels Antriebswalzen 22, 24 im Gegenuhrzeigersinn angetrieben ist. Wie in der Technik bekannt, wird die Drehung der Rolle 16 zur Aufrechterhaltung der gewünschten Spannung des Materials 10 durch die Wirbelstromkupplung eines Antriebsmotors abgebremst.

Das Material 10 durchwandert nacheinander die Papierzulieferungskammer 30, die Spannungsregelung 32, die Zwischenspeicherstation 34, die Stanzstation 316, die Abdeckstreifen-Anschweißkammer bzw. Anbringstation 38, den Abtriebswalzenabschnitt 40, die Papiersammelkammer 42 und die Meßwalzen 44 und 45, und gelangt schließlich zur motorbetriebenen Aufnahmerolle 46. Die Meßwalzen 44 und 45 sind mittels eines Motors angetrieben.

ίο Der Betrieb der Maschine wird durch eine Fotozelle 50 sowie Nocken derart gesteuert, daß in der Zwischenspeicherkammer 34 eine genau bemessene Materialmenge für das nächste Arbeitsspiel aufgespeichert wird, während der vorangehende Abschnitt gleichzeitig in der Stanzkammer 36 gestanzt wird und in der Schweißkammer 38 über den in einem vorangegangenen Arbeitsspiel hergestellten öffnungen 12 Abdeckstreifen 14 angeschweißt werden.

Da die Aniriebswaizen 22, 24 und 44, 45 konlinuierlieh laufen, während das Stanzen ;ad Schweißen intermittierend erfolgt, ist es erwünscht, sowohl in der Papierzulieferungskammer 30 als auch in der Papiersammelkammer 42 eine Schleife des Bahnmaterials 10 bereitzuhalten. Zur Steuerung der Schleifenlänge in diesen Kammern 30, 42 sind im oberen Teil derselben eine Fotozelle 60 und eine Lichtquelle 62 und in der Nähe des Bodens jeder Kammer 30, 42 eine zweite Fotozelle 64 und eine zweite Lichtquelle 66 angeordnet Wenn die Schleifenlänge so weit zugenommen hat, daß die herunterhängende Schleife den Lichtstrahl von der Lichtquelle 66 bzw. der Lichtquelle 60 unterbricht, wird die Drehzahl des einen Motors vermindert, und die Drehzahl der Walzen 22, 24 nimmt ab, während die Drehzahl des anderen Motors zunimmt bzw. die Drehzahl der Walzen 44, 45 steigt Wenn andererseits die Schleife soweit verkürzt wird, daß sie nur bis oberhalb der Lichtquelle 60 herabhängt und beide Fotozellen 62 und 66 Licht empfangen, wird die Drehzahl des einen Motors erhöht und die Drehzahl des

■to anderen Motors vermindert, so daß sich nun das Bahn) -.aterial 10 in den Kammern 30 bzw. *-2 ansammeln kann und der Durchhang der Schleife des Bahnmaterials 10 in diesen Kammern 30,42 zunimmt.

Eine v/eitere Steuerung der Drehzahl der Waizen 44, 45 erfolgt durch die Verwendung sowohl einer Wirbelstromkupplung als auch einer Wirbelstrombremse am anderen Motor. Wenn die Drehzahl der Walzen 44, 45 von einem eingestellten Wert abweicht, tritt entweder die Wirbelstrombremse oder die Wirbel-Stromkupplung in Tätigkeit und hält die Spannung je nach Richtung der Abweichung der Drehzahl von dem eingestellten Wert aufrecht

An der Ausgangsseite der Walzen 44, 45 sind eine weitere Lichtquelle -♦ Fotozelle 68 und eine Lichtquelle 70 zum Abtasten des mit öffnungen 12 und Abreißzungen 14 versehenen Bahnmaterials 10 vorgesehen, die etwaige öffnungen 12 feststellen, die nicht mit Abreißzungen 14 verschlossen worden sind. Wenn ein in dem Bahnmaterial VJ gebildetes und nicht mit. eimer Aufreißzunge bzw. einem Abdeckstreifen 14 versehenes Loch zwischen der Fotozelle 68 und der Lichtquelle 70 hindurchtritt, stellt die Fotozelle 68 von der Lichtquelle 70 her einfallendes Licht fest; es wird ein Signal erzeujjt, das dazu dienen kann, entweder die Maschine stillzusetzen oder eine Warnvorrichtung in Tätigkeit r.u jetzen, die die Bedienungsperson auf den Mangel aufmerksam macht

Die Spannung des dem Zwischenspeicher 34 zugclie-

22 OO 280

ferten Bahnmaterials 10 ist wichtig, denn im Zwischenspeicher 34 soll ja eine genaue Materialmenge angesammelt werden, so daß die Abdeckstreifen 14 in einwandfreier Stellung angebracht werden können; hierzu dient ein Zugspannungsregler 32, der ein schlaffes Durchhängen des Bahnmaterials 10 in dem Speicher 34 vermindern soll. Der Zugspannungsregler 32 ist von handelsüblichem Typ mit einer federbelasteten Platte 71 zur Ausübung einer Kraft auf das Bahrrmaterial 10 unter rechtem Winkel zu diesem, während dieses dem Zwischenspeicher 34 zugeliefert wird.

Der Zwischenspeicher 34 ist (in Laufrichtung der Bahn) hinter dem Zugspannungsregler 32 angeordnet, und der Materialdurchtritt durch diesen ist mittels der Fotozelle. 50, einer eintrittsseitigen Klemmvorrichtung 72 und einer nockengesteuerten, austrittsseitigen Klemnivi>ri ii-hlmiij 74 gesteuert. Wir bereits hesnrnchen, besteht der Sinn des Zwischenspeichers 34 darin, eine gewünschte Länge des Bahnmaterials 10 für den nächsten Stan/.vorgang anzusammeln.

Die eintrittsseitige Klemmvorrichtung 72 wird mittels den Kolben-Zylinder-Aggregaten betätigt, während die aüsiritissciiige Klemmvorrichtung 74 von einem Nokken gesteuert ist. Wenn sich die austrittsseitige Klemmvorrichtung 74 schließt, so klemmt sie das Material 10 gegen den ortsfesten Klemmbacken 90.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sollen gemäß F i g. 2 jeweils acht öffnungen 12 mit Abreißzungen bzw. Abdeckstreifen 14 gestanzt und verschweißt werden, obwohl auch eine andere vernünftige Anzahl gewählt werden kann. Jede öffnung 12 im ßiihnmaterial 10 soll in bezug auf die nächstbenachbarte Öffnung 12 gestaffelt angeordnet sein. Um das Bahnmaterial 10 zu stanzen, sind in der Stanzkammer 36 acht Stanzglieder 128 montiert, die von der Unterseite des Bahnmaterials 10 her in diesem acht Sianzlöcher gleichzeitig herstellen. Die Stanzenhalter 146 werden unter Überwindung der Kraft der Federn 148 nach oben gedrückt und die Stanzglieder 128 ciurciistanzen das Papier bzw. das Material 10. Bei der weiteren Drehung von Taktsteuer-Nocken werden die Stanzglieder 128 durch die Rückführfedern 148 in ihre untere Stellung zurückgeführt.

Aus der Stanzstation 36 wird das Bahnmaterial 10 schrittweise in die Zungenanschweißkammer bzw. Anbringstation 38 transportiert, in der über jeder Öffnung 12 ein Abdeckstreifen 14 an dem Bahnmaterial 10 angeschweißt wird. Zwischen den Stationen 36 und 38 ist am Maschinenrahmen eine Platte 150 montiert,die des Bahnmaterial 10 daran hindert, Falten oder Wellen zu bilden, so daß die einzelnen, im vorangegangenen Stanzvorgang hergestellten Löcher sich jeweils in der richtigen Stellung unter den Heizbacken 152 befinden.

Zur gegebenen Zeit werden vom Abdeckstreifenmaterial acht Abdeckstreifen 14 abgetrennt und von den Heizbacken 152 über den Öffnungen 12 angeschweißt.

Der Transport des Bahnmaterials 10 aus der Zwischenspeicherstation 34 in die Papiersammelkammer 42 wird mittels der Walze 245 gesteuert, die entweder von der Walze 240 oder von der Walze 260 angetrieben ist, die ihrerseits von einem Motor kontinuierlich angetrieben werden. Die Walze 245 ist in einem Schwenkarm 247 drehbar montiert, der mittels eines Kolben-Zylinder-Aggregates 246 verschwenkbar ist. Wenn sirh Hie Rolle 24S unten hefinrlrl wirrl Material 10 abgezogen, und in ihrer oberen Stellung berührt die Walze 245 die Walze 240 und hält sie für die nächste Abwärtsbewegung /um Vorziehen des Materials 10 auf Drehzahl. Zwischen der Schweißkammer bzw. Anbringstation 38 und der Antriebswalzenkammcr 40 befinden sich Rück/ugssperren 248 und 250, die ein Rückziehen des Materials 10 verhindern und dieses in einer im wesentlichen ebenen Stellung halten.

Das Bahnr*aterial 10 wandert dann in die Papiersammeikammer 42 und wird mittels Meßwalzen 44, 45 der Aufnahmcrolle 46 zugeführt. Mit der Aufnahmerolle 46 ist ein Drehmomentfühler 249 betrieblich verbunden, der den Durchmesser der Rolle 46 mißt, um festzustellen, welches Drehmoment auf die Rolle 46 ausgeübt werden muß, damit das Bahnmaterial 10 unter konstantem Zug aufgewickelt werden kann.

Die Fotozelle 50 kann auch zum Abtasten eines auf dem Material 10 befindlichen Merkzeichens dienen. Sobald dieses erfaßt wird, schließt die Klemmvorrichtung 72. Da auch die Klemmvorrichtung 74 geschlossen ist. befindet sich eine genügende Materialmenge in der betreffenden Station.

Die Maschine kann also drei Tätigkeiten gleichzeitig ausführen. Diese drei Grundtätigkeiten sind das Ansammeln von Bahnmaterial 10 in einem Teil der Maschine, während in einem anderen Teil der Maschine das Bahnmaterial 10 gestanzt wird und in einem dritten Teil der Maschine Abdeckstreifen 14 angeschweißt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Bahnförmiges Verpackungsmaterial zur Herstellung von Wegwerfpackungen od. dgl. in einer Abfüll- und Versiegelungsmaschine, das in Bahnlängsrichtung in Abständen voneinander Öffnungen aufweist, die jeweils mit einem mit dem Verpakkungsmaterial verbundenen, zum Öffnen der Pakkung ab- bzw. aufreißbaren Abdeckstreifen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (10) des Verpackungsmaterials zu einer Materialrolle (46) aufgewickelt ist, bei der die Öffnungen (12) und Abdeckstreifen (14) quer zur Bahnlängsrichtung gestaffelt bzw. versetzt angeordnet sind.

2. Verpackungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (12) bzw. Abdeckstreifen (14) jeweils in gleichem Abstand beidseitig von der Mittellinie des Bandes (10) der Materialrolle^46) versetzt angeordnet sind.

3. Verfahren zum Herstellen eines Verpackungsmaterials nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Bandbearbeitungsmaschine, die eine Stanzstation zum Stanzen der Öffnungen in das Band und eine Anbringstation zum Anbringen der Abdeckungen fluchtend mit den Öffnungen auf dem Band aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (12) in der Stanzstation (36) fortlaufend versetzt in das Material (10) gestanzt und die Abdeckstreifen (14) in der Anbringstation (38) ebenfalls jeweils fortlaufend versetzt mit den Band (10) verbunden werden und daß das bandförmige Material (10) in einer Aufwickelstation zu einer Rolle (46) mit an jeder Stirnseite etwa gleichem Durchmesser aufgewickelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Anzahl von Öffnungen (12) gleichzeitig gestanzt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine vor der Stanzstation (36) angeordnete Speicherstation (34) vorübergehend bandförmiges Material (10) speichert bzw. sammelt.