DE2244743A1 - Verfahren und vorrichtung zur verpackung von fliessfaehigen materialien - Google Patents

Description

PATFNTAN (WALTb;

PROF. DR. DR. J. RE! TSTOTTER

DR.-ING. WOLFRAM BUNTE 2244743

DR. KARL GEOFiG LOSCH

D - 8OOO MDNUHEN 13, BAUERSTRASSE ϊ'2 FERNRUF C⁰⁰¹O S' <5S .n3

CHUBU KIKAI CO., LTD. 12. September 1972

THE NISSEKI PLASTIC CHEMICAL CO., LTD. tf/12270

Verfahren und Vorrichtung zur Verpackung von fließfähigen Materialien

Die Erfindung betrifft ein Verpackungsverfahren zur vollkommenen Versiegelung fließfähiger Materialien wie Flüssigkeiten und dergleichen sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von Verpackungsbeuteln zur Durchführung des Verfahrens.

Bisher wird zur Verpackung fließfähiger Materialien, d. h. von Flüssigkeiten oder pastenförmigen Massen, eine Schlauchfolie aus einem thermoplastischen Material flach gefaltet, und zwar werden die beiden Seiten nach innen gefaltet (Fig. 1). Die flach gefaltete Folie wird auf eine vorbestimmte Länge geschnitten und ein Ende des Schlauchfolienstücks wird mittels Wärme versiegelt bzw. verschweißt. Der versiegelte Teil wird flach gelegt, so daß sich ein. Boden ergibt und von dem gegenüberliegenden offenen Ende, d. h. von der Oberseite des sich ergebenden Beutels wird ein fließfähiges Material, beispielsweise eine Flüssigkeit, eingefüllt. Schließlich wird das offene Ende verschweißt.

Nach diesem Verpackungsverfahren wird vor der Einführung der Flüssigkeit ein flacher Boden gebildet und die Öffnung wird nach dem Einführen des zu verpackenden Materials verschweißt.

309815/0237

224A7A3

Wenn in einen Beutel eine Flüssigkeit eingeführt wird, der in der oben beschriebenen Weise hergestellt wurde, so benetzt die "Flüssigkeit unvermeidlich die Innenseite der Öffnung oder haftet an dieser an. Da die beiden Seiten der Schlauchfolie nach innen gefaltet sind, weist die öffnung im gefalteten Zustand zwei Teile (X) auf, in denen vier Schichten übereinander liegen sowj.e einen Teil (Y), in dem zwei Schichten übereinander liegen. Bei einer derart gefalteten Öffnung ist es nahezu unmöglich, dieselbe in vollkommener V/eise zu versiegeln. Da nämlich die an der Innenseite der Öffnung anhaftende Flüssigkeit augenblicklich aufkocht und an den Stufenpunkten zwischen aera die vier Schichten und dem die zwei Schichten enthaltenden Teil Dampf ausgeblasen v/ird, bleiben an diesen Stellen !deine Öffnungen zurück. Eine eine Flüssigkeit wie Mich enthaltende Fakkung muß jedoch absolut vollkommen versiegelt v/erden. Das oben beschriebene bekannte Verfahren eignet sich daher für diesen Zweck nicht. Selbstverständlich ist eine vollkommene Versiegelung nicht ausgeschlossen, wenn ohne Rücksicht auf die Produktivität hierfür lange Zeiten aufgewendet warden. Eine solche unwirtschaftliche Verfahrensweise ist jedoch in der Praxis nicht anwendbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur vollkommenen Versiegelung bzw. Verschweißung einer Verpackung für fließfähige Materialien wie Flüssigkeiten (Milch, fermentierte Mich, Fruchsaft, Öle, Suppen usw.) und .pasteuse Materialien (z.B. Yoghurt) anzugeben. ■

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren -.-ird ein gefaltetes Verpackungsmaterial geformt, in dem eine flachgelegte Schlauchfolie aus thermoplastischem Material so gefaltet wird, daß ihre beiden Seiten nach innen gefaltet sind. Das gefaltete Verpackungs-

309815/0237

material wird an der Stelle versiegelt, die nach der Fertigstellung der Packung deren Oberseite darstellen soll. Die in einem vorherbestimmten Abstand vom versiegelten Teil liegende Öffnung wird aufgefaltet, so daß.die nach innen gefalteten Teile nach außen gedreht sind und die Öffnung aus zwei Schichten besteht. Darauf wird durch diese Öffnung das- fließfähige Material einge-' bracht;-. Die die zwei Schichten aufweisende Öffnung wird versiegelt und das zweischichtige versiegelte Ende wird flachgepreßt, so daß sich ein flacher Boden ergibt.

Nach dem erfindungsgemäßen' Verfahren wird also ein Verpackungsmaterial in Form einer Schlauchfolie an der Stelle versiegelt, die bei der fertigen Packung vor dem Einführen des fließfähigen Materials deren Oberseite werden soll. Die bei der fertigen Packung am Boden liegende Öffnung wird aufgefaltet, d. h. die nach innen gefalteten Seiten werden nach außen gewendet. Das fließfähige Material wird in den so geformten Beutel eingeführt und die doppelschichtige Öffnung wird versiegelt.

Dabei wird, auch wenn die Innenseite der Öffnung mit dem fließfähigen Material benetzt ist, dieselbe vollständig versiegelt, ohne daß Löcher zurückbleiben. Da die Öffnung über ihre gesamte Breite zweischichtig ist und zwischen den Schichten keine Falten liegen, bleiben keine Stufen zurück, an denen der Dampf des fließfähigen Materials'austreten könnte. Das heißt, die Fackungen für fließfähiges Material v/erden erfindungsgemäß vollkommen versiegelt und abgedichtet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung

näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten gefalteten, thermoplastischen Verpackungsraterials;

3098 15/0237

224A7A3

Fig. 2 in einer perspektivischen Darstellung den Verfahrensschritt, währenddessen unter Versiegelung des Materials der in Fig. 1 gezeigte Verpackungsbeutel gebildet wird;

Fig. 3 in einer perspektivischen Darstellung einen in einen Formbehälter eingesetzten Verpackungsbeutel, der an seiner Öffnung aufgefaltet wird; '<·

Fig. 4/in einer perspektivischen Darstellung den Verfahrensschritt, währenddessen in den Verpackungsbeutel Luft eingeblasen wird;

Fig. 5 in einer perspektivischen Darstellung den Verfahrensschritt, währenddessen das fließfähige Material in den Verpackungsbeutel eingeführt wird;

Fig. 6 in einer perspektivischen Darstellung den Arbeitsschritt, währenddessen die Öffnung'des Verpackungsbeutels versiegelt wird;

Fig. 7 in einer perspektivischen Darstellung den Verfahrensschritt, währenddessen das eine versiegelte Ende des Beutels flachgepreßt wird;

Fig. 8 in einer perspektivischen Darstellung den Verfahrensschritt, währenddessen die im vorhergehenden Verfahrensschritt gebildeten dreieckigen Lasohen nach oben geschlagen werden;

Fig. 9 in einer perspektivischen Darstellung den Arbeitsschritt, währenddessen die dreieckigen Laschen auf den flachen Boden gefaltet werden;

Fig.10 eine perspektivische Ansicht der fertigen, das fließfähige Material enthaltenden Verpackung;

Fig.11 die schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Verpackungsbeuteln aus thermoplastischer Folie zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und

Fig.12, 13, 14, 15, 16 und 17 Querschnitte längs den Linien 12-12, 13-13, 14-14, 15-15, 16-16 bzw. 17-17 in Fig. 11.

30981 5/0237

-'5 - ■

Gemäß Fig. 1 wird ein gefaltetes Verpackungsmaterial 1 hergestellt, indem eine Schlauchfolie aus thermoplastischem Material, z. B. Polyäthylen, so gefaltet wird, daß "beide Seiten zu gefalteten Teilen A'und B nach innen eingedrückt sind. Das

1
so gefaltete Verpackungsmaterial enthält zwei vierschichtige Teile X, die aus äußeren Filmen "bzw. Folien C" und D und aus 'den nach innen gefalteten Teilen A bzw. B bestehen, sowie aus einem zweischichtigen Teil Y, der aus den beiden äußeren Folien C und D besteht.

Gemäß, Fig. 2 wird das so gebildete gefaltete Verpackungsmaterial 1 beispielsweise durch Verschweißen mittels Heißpreßbacken 2 und 3 an einer Stelle versiegele, die die Oberseite der fertigen Packung bilden soll, und unmittelbar unterhalb der Versiegelung abgeschnitten. Auf diese Weise bildet sich ein X^rerpackungsbeutel, in den ein fließfähiges Material eingebracht werden soll. Die Verpackungsbeutel können auch derart hergestellt werden, daß zunächst eine endlose gefaltete Schlauchfolie an einer Stelle zerschnitten wird, die die Oberseite der fertigen Packung bilden soll, und daß darauf das abgeschnittene Ende versiegelt wird. Gemäß den Figuren v/eist der erfindungsgemäße Verpackungsbeutel ein Loch 4 auf, durch das der Inhalt aus dem Beutel herausgesaugt werden kann, sowie eine Verschlußfolie 5, die das Loch 4 verschließt.

Der Verpackungsbeutel wird dann gemäß· Fig. 3 in einen keilförmigen Behälter 6 (Form) eingesetzt, und zwar mit dem versiegelten Ende 7 nach unten, so daß das offene Ende 8 von der Oberkante 22 des Behälters 6 nach oben ragt. An die Oberfläche der äußeren Folien C und D werden Saugrohre 9 und 10 herangeführt, so daß die Folien auseinandergezogen werden. Zwei Stangen 11 und 12 werden in die Öffnung eingeführt und auseinanderbev.^regt, so daß die nach innen gefalteten Teile C und D nach außen gedreht werden.

303815/0237

Während des nächsten Verfahrensschrittes. (Fig. 4) wird ein Rohr 13 zum Einblasen von Luft in die Öffnung eingeführt. Gleichzeitig werden zwei Preßbacken 14 und 15 herangeführt, zwischen denen die Folien an der Öffnung gehalten v/erden, so daß die Öffnung zweischichtig bleibt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Preßbacken 14 und 15 C)^{e m}^ einer halbkreisförmigen Ausnehmung 16 bzw. 17 versehen, die zur Aufnahme des Blasrohrs 13 dienen. Wenn in den Verpackungsbeutel Luft eingeblasen wird, so dehnt sich dieser und legt sich an den Behälter 6 an, da die Öffnung durch die Preßbacken 14 und 15 verschlossen ist.Darauf werden die Preßbacken 14 und 15 und das Blasrohr 13 entfernt. In den Beutel wird ein Zuführrohr 18 eingeführt und es wird eine vorherbestimmte Menge an fließfähigem Material wie Milch oder Fruchtsaft in den Beutel eingeleitet (Fig. 5). Der Beutel kann anstatt durch Einblasen von Luft auch auf andere V/eise geöffnet werden. Nach der Einleitung des fließfähigen Materials wird das Zuführrohr 18 entfernt und die Öffnung versiegelt, beispielsweise mittels zweier Heii:- preßbacken 19 und 20 (Fig. 6), die wie dia Heiß~rebbacken 2 und 3 vorzugsweise elektrisch beheizt sind. Wie anhand Fig. 3 erläutert wurde, bleibt die Öffnung zweischichtig, so da:; also _: auch die zweischichtige öffnung versiegeln i/ird. Wenn d^her die beiden Heißpreßbacken 19 und 20 an der Öffnung zusam^en^t?führt' werden, verbleiben zv/ischen den äußeren Folien keine Falcon und damit keine Stufen. Daher werden auch dann keine Blaslb'ch^r gebildet, wann die Innenseite der öffnung mit dem fließfähigen Material benetzt ist. Auf diese V/eise ergibt sich erfinduri~sgemäß eine sehr vollkommene Versiegelung.

Die in der vorstehend beschriebenen Weise versiegelte obere Öffnung des Verpackungsbeutels wird dann gemäß Fig. 7 mittels eines Flachpreßteils (Kolben;21 xlachgepreßt, der den aus dem oberen Ende 22 des Behälters ο ht-rausstehenden versiegelten Teil niederdrückt. Wie- oben erwähnt, wird die Off nur. 3

309815/0237

BAD ORIGINAL

22U743

dann verschweißt, wenn die nach innen gefalteten Teile nach außen gedreht sind. Wenn daher der versiegelte Teil flachgepreßt wird, so ergeben sich an beiden Seiten dreieckige Laschen 23 und 24, die von den Seitenwänden des Behälters 6 na.cn außen ragen. YiTenn der Flachpreßteil 21 nach oben weggezogen wird, so werden Seitenführungsplatten 29 "und 30, die mit angelenkten Flügeln oder Klappen 25' und 26 sowie Gelenken bzw. Scharnieren 27 und 26 versehen sind, längs der Seiten des Behälters 6 nach oben geführt, so daß die nach außen ragenden dreieckigen Laschen 23 und 24 nach oben gebogen werden (Fig. 8). Die Führungsplatten 29 und 30 werden angehoben, bis die Gelenke 27 und 28 das obere Ende 22 des Behälters 6 erreichen. Die Flügel 25 und 26 werden dann mittels zweier Kolben 31 und 32 nach innen geklappt, so daß sich die nun nach oben ragenden dreieckigen Laschen 23 und 24 nach innen biegen (Fig. 9). Die Laschen können noch wirkungsvoller umgeklappt werden, wenn die Flügel im nach innen geklappten Zustand beheizt werden. Die Laschen können an dem flachen Boden mittels Punktoder Flächenschweißung oder mit Hilfe eines Klebstoffes befestigt werden. Man kann die dreieckigen Laschen auch nach außen ragen lassen, wenn dies bei Lagerung und Transport nicht hinderlich ist.

Die auf diese Weise fertiggestellte Packung wird aus dem Behälter 6 entnommen und mit der Unterseite nach oben gedreht, d. h. auf den flachen Boden gestellt (Fig. 10). Das fließfähige Material ist in dieser Packung vollständig verschlossen.

Als thermoplastische Materialien für die erfindungsgemäße Faltpackung kennen Polyolefin"wie Polyäthylen, Polypropylen usv/., Polyvinylchlorid und auf "bsi de η Se it t η mit Polyäthylen beschichtetes Papier U3W. verwendet werden.

309815/0237 ORIGINAL

Bei der erfindungsgemäßen Verpackung wird die dachförmige Oberseite derselben vor der Einleitung des fließfähigen Materials versiegelt. Die Oberseite kann daher vollkommen versiegelt werden, .obwohl' sich dort zwischen den äußeren Folien innen Falten befinden, weil bei der Versiegelung der Obersseite kein fließfähiges Material an der Innenseite der Öffnung anhaftet'. Ebenso kann aber auch der Boden der Packung in der oben beschriebenen Weise vollständig versiegelt werden.

Da die erfindungsgemäße Packung einen flachen Boden aufweist, steht sie von selbst und eignet sich daher sehr gut für Lagerung und Transport.

Anhand der Fig. 11 bis 17 soll nunmehr eine Vorrichtung zur Herstellung von Verpackungsbeuteln nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben werden.

Gemäß Fig. 11 enthält die Vorrichtung eine Vorratsrolle 34 mit endloser, flach gelegter Schlauchfolie 33 &us einem thermoplastischen Material, zum Beispiel Polyäthylen. Die Schlauchfolie wird mittels zweier Rollen 35 und 3& abgezogen und auf eine Führung 37 geleitet, die vor der Vorratsrolle 34 senkrecht angeordnet ist. Die Führung 37 besteht au.s einer langen Schiene mit I-förmigem Querschnitt (Fig. 13 bis 16), deren Stärke und Breite sich am oberenund unteren Ende 33 bzw. 39 allmählich verringern. Das heißt, die Führung weist auf beiden Seiten Nuten auf. An der Vorderfläche, gegenüber der Vorratsrolle 34 ist unterhalb der Mitte der Führung eine Ausnehmung 40 vorgesehen.

Die von der Vorratsrolle 34 abgezogene, flachgelegte Schlauchfolie 33 v/ird so ^eiührt, daß sie die Führung 37 während ihrer Aufwärtsbewegung umschließt. Die Führung wird in der unteren Stellung mittels zweier Rollen 41 und 42, in

309815/0237

BAD ORIGINAL

der Mitte mittels zweier Rollen 43 und 44 und in einer oberen Stellung mittels zwei Rollen 45 und 46 gehalten, die jeweils vor bzw. hinter" der Führung angeordnet sind. Die Rollen tragen die die Führung umschließende Folie und pressen sie auf die Führung.

'An der der Ausnehmung 40 der Führung 37 entsprechenden Stellung ist eine Schnittkante 47 vorgesehen, die intermittierend vorgeschoben wird und in cfer vorbaHäufenden Schlauchfolie einen Schnitt ausführt. Dieser Schnitt wird bei der fertigen Packung das Saugloch 4 (Fig. 10).

Oberhalb der Schnittkante 47 ist eine Vorratsrolle 4-S für eine Verschlußfolie vorgesehen. Die Verschlußfolie besteht beispielsweise aus Aluminiumfolie, die auf der Rückseite mit einem Polyäthylenfilm beschichtet ist. Mittels einer Rolle 49 wird die Verschlußfolie 5 um eine Länge abgezogen, die notwendig ist, um das Saugloch 4 der Schlauchfolie 33 zu !'■erschließen. Darauf wird das Loch verschlosen, wenn es in eine vorherbestimmte Stellung gelangt. Zu diesem Zweck ist in dieser Stellung eine Heißpreßbacke 50 vorgesehen. Der Heißpreßbacke 50 gegenüberliegend ist eine Stützrolle 62 angebracht, die als Auflager für die Heißpreßbacke 50 dient. Die Verschlußfolie 5 wird auf den Loch- ' einschnitt der Schlauchfolie gepreßt und in einer geeigneten Stellung mittels eines Messers 51 abgeschnitten..

. Im oberen Bereich der Führung 37 sind zwei Führungsplatten 54 und 55 /vorgesehen, die die Seitenflächen der nach oben laufenden Schlauchfolie nach innen in die Nuten 52 und 53 drükken, die an den beiden Seiten der Führung 37 vorgesehen sind. Danach verläßt die Schlauchfolie 33 die Führung 37 und wird mittels zweier Rollen 56 und 57 flachgepreßt. Auf diese Vfeise entsteht aus der Schlauchfolie eine flache gefaltete' Schlauchfolie Ϊ mit nach innen gefalteten Teilen (Fig. 1).

309815/0237

22ΑΑ7Λ3

- ίο --

Die so geformte, gefaltete Schlauchfolie wird mittels zweier Heißpreßbacken 2 und 3 durch Wärme versiegelt, die die Schlauchfolie intermittierend einklemmen. Die versiegelte oder verschweißte Schlauchfolie wird darauf mittels zweier Rollen 58 und 59 einem Messer 60 zugeführt und unmittelbar unterhalb der Versiegelung mit Hilfe dieses Messers 60 abgeschnitten, das intermittierend arbeitet.

Die so gebildeten Verpackungsbeutel werden mittels eines Trichters 61 entnommen und in der anhand der Fig. 5 bis 10 beschriebenen Weise zur Verpackung verwendet.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß die Verpackungsbeutel nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und mittels der erfindungsgenäßen Vorrichtung einfach und wirtschaftlich herzustellen sind.

Patentansprüche

309815/0237

Claims (7)

1. -11 -

   Μ/12270 t

   PATENTANSPRÜCHE

   Verfahren zur Verpackung fließfähigen Materials, dadurch gekennzeichnet , daß durch Falten einer flachen Schlauchfolie aus thermoplastischem Material ein gefaltetes Verpackungsmaterial gebildet wird,' dessen beide Seiten nach innen gefaltet sind, daß das Verpackungsmaterial an der Stelle versiegelt wird, die nach der Fertigstellung der Packung deren Oberseite werden soll, daß die in einem bestimmten Abstand von dein versiegelten Teil liegende Öffnung aufgefaltet wird, so daß die nach innen gefalteten Teile nach außen gewendet werden und die Öffnung zwei Schichten umfaßt, daß das fließfähige Material durch diese Öffnung eingeleitet wird, daß die an der Öffnung aneinander liegenden Schichten miteinander versiegelt werden, und daß das zweischichtige versiegelte Ende flachgepreßt wird, so daß sich ein flacher Boden ergibt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das fließfähige Material eine Flüssigkeit ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ i c Ii net, daß das fließfähige Material pastenförmig ist.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, .daß das thermoplastische Material ein Polyolefin aus der Gruppe bestehend aus Polyäthylen und Polypropylen ist.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material ein Polyvinylchlorid ist.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material aus einem Papier besteht, dessen beide Oberflaichen mit Polyäthylenfolie beschich· tet sind.

   309815/0237

   BAD

   -12- 22AA7A3
7. 7. Vorrichtung zur Herstellung von Verpackungsbeuteln, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Vorratsrolle (34) für eine endlose flachgelegte Schlauchfolie (33) aus thermoplastischem Material, durch eine lange Führung (37) zur Führung der Schlauchfolie, deren Stärke und Breite in Richtung zu den Spitzen am oberen (38) und unteren Ende (39) allmählich verringert sind, und die an beiden Seiten mit einer Nut (52, 53) und in der Vorderfläche mit einer Ausnehmung (40) versehen ist, durch Halterollen (41, 42, 43, 44, 45, 46), die die Führung (37) in einer aufrechten Stellung halten, durch eine Schnittkante (47), die sich in die Ausnehmung der Führung (37) in einem vorherbestimmten Zyklus vorwärtsbewegt, durch eine Heiß"preßbacke (51), die in einem vorherbestimmten Abstand von der Schnittkante (47) angeordnet ist und sich in einem vorherbestimmten Zyklus auf die Führung (37) zubewegt, durch eine Einrichtung (48) zur Zufuhr einer Folie (5) zum Verschließen zwischen der Heißpreßbacke und der Führung, durch zwei Führungsplatten (54, 55), die am oberen Ende der Führung (37) an deren beiden Seiten angeordnet sind, und die die Seiten der Schlauchfolie in die in den Seiten der Führung angeordneten Nuten drücken, durch zwei Preßrollen (56, 57), die die Schlauchfolie mit den nach innen gerichteten Falten flachdrücken, durch eine Wärmeversiegelungseinrichtung (2, 3), die die flachgefaltete Schlauchfolie in vorherbestimmten Intervallen versiegelt, und durch eine Einrichtung (60) zum Abschneiden der Schlauchfolie unmittelbar unterhalb der Versiegelung.

   309815/0237

   4%

   Leerseite