DE2249584A1 - Kunststoffbeutel und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Kunststoffbeutel und verfahren zu ihrer herstellung

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Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. "Weickmann,
Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr.K.Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
eingegöogen am....£:IuZ5ZL-. 2249584
8 MÜNCHEN 86, DEN ? $,,'■:*■ -"^
POSTFACH 860 820
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22
St/th
I1MC CORPORATION, 1105 Coleman Avenue, San Jose, California/USA
Kunststoffbeutel sowie Verfahren und Vorrichtung zu ihrer Herstellung
Die Erfindung betrifft Beutel aus wärmeverschweißbarem, thermo-= plastischem Bahnmaterial sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu ihrer Herstellung.
In jüngerer Zeit haben billige Kunststoffolien-Beutel zu einem begrenzten oder einmaligen Gebrauch in vielfacher 3?orm Verwendung als Gebrauchsgegenstände für Haushalts- und andere Zwecke gefunden. Unter diesen Beuteln befinden sich gegenwärtig große Abfallbeutel oder Mülltonnen-Auskleidungsbeutel, die im allgemeinen mit losen Einrichtungen zum Zusammenbinden der offenen Seite, wie papier- oder kunststoffüberzogenen Drahtsehlingen zum Verschließen nach dem Killen abgepackt werden* Diese Verschlußeinrichtungen oder Verschlußschnüre müssen getrennt hergestellt, behandelt und gezählt werden isnd können sich leicht von den verpachten Beuteln lösen und verloren gehen, so daß sie weder für den Hersteller noch für den Verbraucher zufriedenstellend sind. Darüber hinaus erhöhen die Schnüre die Kosten für
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den Verbraucher, da sie getrennt hergestellt und gehandhabt werden müssen. Ein weiterer Nachteil der getrennten Schnüre liegt darin,daß sich die Schnur nach dem Anbringen an dem Beutel leicht lösen kann, so daß sich der Beutel öffnet und der Inhalt herausfallen kann.
Die Erfindung ist auf die Überwindung dieser Nachteile gerichtet.
Die Erfindung liegt im wesentlichen darin, daß der Rand eines Beutels entlang dem offenen Ende während der Herstellung perforiert wird, und daß ein getrennter Zugstreifen, der aus dem Beutelmaterial gebildet worden ist, später leicht zum Gebrauch als Verschlußschnur gelöst werden kann. Auf diese Weise werden die Schnur und der Beutel als Einheit hergestellt, gehandhabt und verpackt, so daß die Nachteile der getrennten Beutel und Verschlußschnüre überwunden werden, und sie können in Produktionszeiten hergestellt werden, die denjenigen der bisherigen üblichen Beutel entsprechen, die getrennte Schnüre erforderlich machen. Die Zugstreifen-Schnur kann entweder vollständig oder teilweise trennbar hergestellt werden und entweder aus einer Schicht, mehreren Schichten oder einer verstärkten Form beider bestehen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.
Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Beutelherstellungsmaschine, die dafür vorgesehen ist, das Beutelherstellungsverfahren zur Herstellung des erfiMungsgemäßen Beutels durchzuführen;
Fig. 2 ist eine vergrößerte, schematische Ansicht eines Verschluß- und Perforierungsmechanismus auf der Eingangsseite der in Fig. 1 gezeigten Beutelherstellungsmaschine;
Fig. 3 ist eine vergrößerte schematische Ansicht eines getrennt arbeitenden Perforierungsmechanismue, der in Fig. 1 gezeigt ist;
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Fig. 4 ist eine sehematische, perspektivische Darstellung des Perforierungsmechanismus der Fig. 2;
Fig. 5 ist eine schematische, perspektivische Ansicht der Schweiß- und Schneidstation der Beutelmaschine;
Fig. 6 ist eine perspektivische, isometrische Darstellung einer Ausführungsform eines vollständigen Beutels;
^ Fig. 7 zeigt in schematischer, perspektivischer Darstellung den Beutel der Fig. 6 nach dem Füllen und Zusammenbinden^
Fig. 8 Ms 15 sind"schematische, perspektivische Darstellungen weiterer Ausführungsformen der Erfindung.
Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen Typ einer Beutelherstellungsmaschine 20, die im vorliegenden Falle dafür vorgesehen ist, eine vorgefaltete Folienbahn W, die von einer Rolle R zugeführt wird, wärmezuverschweißen und abzuschneiden. Die Bahn W wird in Längsrichtung gefaltet zugeführt, wobei ein Rand einen gewissen Abstand von dem anderen Rand aufweist. Eine derartig gefaltete Bahn kann als J-Bahn (j-stock) aufgrund dieser Faltung bezeichnet werden. Wenn die gefaltete Bahn über ihre Breite verschweißt und abgetrennt wird, entsteht durch zwei aufeinanderfolgende Schweiß- und Trennvorgänge ein seitengeschweißter Beutel, da sich die geschweißten und abgetrennten Bereiche entlang der Seitenränder des fertigen Beutels erstrecken.
Die angetriebenen Zugwalzen 22 ziehen die Bahn V/ kontinuierlich von der Rolle R ab und über eine Faltstation 24, in der ein schmaler Randbereich- der Bahn zur Bildung von zwei Schichten, oder in einigen Fällen von mehreren Schichten umgefaltet wird. Hinter diesen Zugwalzen wird die Bahn um eine Stützwalze 26 einer wahlweise betätigten Schweiß- und Perforierungsstation 28 gezogen, in der die doppelten Schichten miteinander verschweißt und die angrenzende Einzelschicht perforiert wird, so daß der verdoppelte Randbereich später von der übrigen Bahn in einem fertiggestellten Beutel abgezogen werden kann.
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Da der Bahnvorschub hinter der Schweiß- und Perforierungsstation intermittierend erfolgt, wird die Bahn durch eine herkömmliche Schleppwalzenanordnung 30 gezogen, die automatisch die Bahn entsprechend den Anforderungen hinter der Schleppwalzenanordnung aufnimmt und abgibt. Die nächste Station ist eine selektiv und intermittierend arbeitende Perforierungsstation 32, die nur eingesetzt wird, wenn der Perforierungsmechanismus der Schweiß- und Perforierungsstation 28 außer Betrieb ist.
Die intermittierend arbeitende Perforierungsstation 32 stellt unterbrochene Beutelperforationen her, während die Station 28 kontinuierliche Perforationen bildet. Wie zuvor angegeben wurde, bilden die kontinuierlichen Perforationen einen entfernbaren Zugstreifen, während die unterbrochenen Perforationen den Zug-
streifen an dem eigentlichen Beutel festhalten. In einigen Fällen, in denen der Zugstreifen mehr als eine Schicht umfaßt, können ausgewählte Bereiche des Zugstreifens durch Punktschweißen in der Schweißstation 34 miteinander verbunden werden. Anschliessend läuft die Bahn durch intermittierend arbeitende Vorschubwalzen 36 und eine Schweiß- und Schneidstation 38, in der die Seitenränder des Beutels zugleich geschweißt und von der Bahn abgetrennt werden. Eine Förderstation 40 übertragt die fertigen Beutel sodann auf einen Stapeltisch 42, wo sie zu Stapeln zusammengefaßt und anschließend zum Verpacken oder weiterer Behandlung entnommen werden. Diejenigen Stationen der Beutelherstellungsmaschine 20, die sich von einer herkömmlichen Beutelherstellungsmaschine unterscheiden, sind die Stationen 24, 28, 32 und 34, wie im einzelnen beschrieben werden soll.
Zur Erläuterung der Form eines Beispiels des Beutels und der Vorrichtung zur Herstellung des Beutels soll nun auf die Fig. 4 bis 7 Bezug genommen werden. Die vorgefaltete Bahn W umfaßt angrenzend an die Zugwalzen 22 eine untere Lage 44 und eine schmalere obere Lage 46. In der Faltstation 24 wird der freie Rand 48 der unteren Lage 46 durch einen feststehenden Faltschuh 50 geleitet (Fig. 2), der bewirkt, daß ein schmaler Randstreifen 52 umgefaltet wird, der am Ende zu einem Rand des offenen Endes des Beutels W ausgebildet wird, wie aus Fig. 6 hervorgeht. Der
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Paltschuh 50 entspricht der Säumungseinrichtung einer herkömmlichen Haushaltsnähmaschine und wirkt auf übliche Weise, wobei entsprechend der Breite des Materialdurchlaufs durch die Einrichtung entweder ein einfach gefalteter, U-förmiger Abschnitt oder eine Doppelfalte gebildet wird, bei der der Rand des Materials innerhalb der TJ-förmigen Faltung liegt.
Wie Fig. 4 zeigt, läuft der Randstreifen 52 des umgefalteten Randes um die Stützwalze 26 herum und unter einem Perforationsrad 54 hindurch, so daß eine geradlinige Reihe von im Abstand liegenden Perforationen 56 zwischen dem erwähnten Rand 48 der Bahn-Lage 46 und einem Rand 58 der Bahn-Lage 44 gebildet wird, die den Randstreifen 52 und die Lage 46 durchdringt· Zur gleichen Zeit, zu der die Perforationen hergestellt werden, schweißt eine elektrisch gespeiste Schweißstange 60 kontinuierlich den Randstreifen 52 an die Lage 46. Ein Luftzylinder 62 trägt die Schweißstange 60, so daß die Schweißstange von der Bahn zurückgezogen werden kann, wenn die Maschine außer Betrieb ist, oder wenn ein später beschriebener wahlweise verwendbarer Vorgang durchgeführt wird und keine Längssehweißung erforderlich ist. Auf diese Weise gefaltet, verschweißt und von der übrigen Bahn abtrennbar gemacht bildet der Randstreifen 52 nunmehr einen entfernbaren Zugstreifen TS, wenn die Bahn später in Querrichtung geschweißt und geschnitten wird.
Bei der Herstellung des in Fig. 6 und 7 gezeigten Beutels ist es lediglich noch erforderlich, die Bahn W (Fig. 5) durch eine herkömmliche, erwärmte Schweißstange 64 zu verschweißen und abzutrennen, die jedesmal betätigt wird, wenn die Vorschubwalzen 36 die Bahn um eine Beutellänge vorschieben und. die Bahn stillsteht. Keiner der beschriebenen FaIt-, Schweiß- und Perforierungsvorgänge unterbricht die Vorwärtsbewegung der Bahn, da es sich um kontinuierliche Arbeitsgänge handelt. Aus diesem Grunde ist der Produktionsausstoß der Beutelherstellungsmaschine 20 etwa so groß wie bei herkömmlichen Maschinen. Darüber hinaus ist der Zugstreifen TS ein Teil des Beutels mit denselben Handhabungseigenschaften wie der eigentliche Beutel, und die Beutel B können daher auf die gleiche Art behandelt, gestapelt und verpackt
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werden, wie es bisher üblich war. Im Gegensatz zu herkömmlichen Beuteln weist der Beutel B jedoch nunmehr einen leicht abtennbaren Verschluß - nämlich den Zugstreifen TS - auf, der nicht unbeabsichtigt getrennt, verloren oder verlegt werden kann und der im Bedarfsfalle zu sofortigem Gebrauch zur Verfügung steht.
Pig. 8 bis 15 zeigen einige der zahlreichen möglichen Abwandlungsformen des Beutels und des Beutelherstellungsverfahrens der vorliegenden Erfindung. Es sind im wesentlichen dieselben Merkmale zur Erreichung des erfindungsgemäßen Zwecks vorgesehen, wie sie bereits zuvor beschrieben wurden. Hinzu kommt jedoch eine Punktschweißeinrichtung 66 (Fig. 1) innerhalb der Schweißstation 34 und eine mit gesteuerten Unterbrechungen arbeitende Perforationseinrichtung 68 (Fig. 3) in der Perforationsstation 32, die anstelle des Mechanismus in der Schweiß- und Perforationsstation 28 verwendet wird.
Fig. 8 zeigt einen Beutel B1, der weitgehend mit dem Beutel B übereinstimmt, jedoch nur eine einzelne Schicht in dem Zugstreifen TS aufweist und daher ohne Verwendung eines Faltschuhes 50 hergestellt ist. Es handelt sich daher um eine geeignete Konstruktion für leichtere Verwendungszwecke oder aus stärkerem Folienmaterial. Es versteht sich, daß in Fig. 8 und in den Fig. 9 bis 15 die Seitenränder des Beutels nur zur besseren Darstellung der Schichten offen gezeigt sind, und daß diese Ränder durch eine Schweißstange 64 in der Station 38 verschweißt werden, wenn jeder Beutel von dem stromaufwärtigen Bahnbereich abgenommen wird.
Fig. 9 veranschaulicht eine Beutelkonstruktion eines Beutels B2, bei der der Zugstreifen TS einen einmal umgefalteten Bahnbereich umfaßt, wie bei dem Beutel B, wobei jedoch die bogenförmige Schweißstange 60 (Fig. 4) durch den Luftzylinder 62 zurückgezogen.ist, so daß der Zugstreifen nicht längsverschweißt ist· Anstelle dieser Schweißung stellt die Punktschweißeinrichtung 66 zwei im Abstand liegende Schweißflächen her, die unter der Bezugsziffer 70 schattiert dargestellt sind und die beiden Lagen an den Enden des Zugstreifens miteinander verbinden und so
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die Doppellage zusammenhalten· Da die tatsächliche länge eines Zugstreifens in einem Mülltonnen-Auskleidungsbeutel sechzig oder mehr Zentimeter betragen kann, liegt es auf der Hand, daß der Mittellereich des Zugstreifens leicht auseinandergezogen werden kann, so daß ein breites Band um den Rand des Beutels herum gebildet werden kann.
Die Beutel B4 bis B6 (Pig. 11 bis 13) weisen jeweils einschichtige Zugstreifen TS auf und werden unter Ausschaltung des PaItschuhes 50 (Pig. 4), des Perforationsrades 54, der Schweißstange 60 und der Punktschweißeinrichtung 66 (Pig. 1) und unter Verwendung der Perforationseinrichtung 68 (Pig/ 1 bis 3) hergestellt. Wie sich am besten aus Pig. 3 ersehen läßt, umfaßt die Perforationseinrichtung 68 Walzen 72, 74 zum Pühren der Bahn W um eine Stützwalze 76 herum. Ein Perforationsrad 78 wird durch einen Schwenkarm 80 getragen, der das Perforationsrad selektiv mit der Bahn mit Hilfe eines Druckzylinders 82 in Verbindung bringt. Durch automatische, programmierte Betätigung des Perforationsrades kann eine vorbestimmte Perforationsform auf verschiedene Arten hergestellt werden. Ein vorteilhafter, nicht gezeigter Weg liegt in einer ITocken-betätigten, Ventil—gesteuerten Betriebsweise der Beutelherstellungsmaschine 20 zum Ein- und Ausschalten des Druckzylinders 82.
Ein gemeinsames Merkmal der Beutel B4 bis B6 besteht darin, daß die Perforationen 56 des Zugstreifens TS in jedem Palle unterbrochen sind, so daß der Zugstreifen einen Hauptbereich auf~ v/eist, der von dem Beutel getrennt werden kann, jedoch mit dem Beutel an einem oder mehreren Punkten verbunden bleibt. Auf diese Art behält der Zugstreifen seine gewünschte Verschlußfunktion, kann jedoch nicht von dem Beutel abrutschen, wenn er um die Endseite des Beutels herumgeschlungen und gebunden wird. So ist gemäß Pig. 11 der Beutel B4 mit einem Zugstreifen TS versehen, der gegenüberliegende freie Endbereiche 84 aufweist, die in der Mitte unterbrochen sind und mit der Beutel-Lage 46 in Verbindung stehen. Gemäß Pig. 12 weist der Beutel B5 einen anhängenden Zuges treif en TS mit nur einem freien Endbereich 86 auf, während der Zugstreifen des Beutels B6 (Pig. 13) keine freien Endbereiche
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aufweist. Der Beutel B7 (Pig. 14) ist mit einem zweilagigen Zugstreifen TS versehen, der keine freien Enden aufweist und unter Verwendung des Faltschuhes 50 (Pig. 4) zur Bildung einer Doppelschicht, und ferner unter Verwendung der Punktschweißeinrichtung 66 (Pig. 1) zum Verbinden der beiden Schichten im Bereich der Schweißflächen 88 hergestellt ist. Mit Hilfe der Schweißflächen 90 (Pig. 15) und der nicht-unterbrochenen Perforationen 56 ist der Zugstreifen TS des Beutels B8 insbesondere als Handgriff und für eine Verwendung als Verschlußschnur geeignet. Während die Perforationen 56, die sich nur durch die Beutel-Lage 46 erstrecken, kurz, vor den Seitenrändern des Beutels unterbrochen sein könnten, liegt ein Vorteil der Form der Fig. 15 darin, daß sie den komplizierteren Mechanismus der gesteuerten Perforation unnötig macht.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Beutel und das Beutelherstellungsverfahren einen wesentlichen Portschritt gegenüber herkömmlichen Beuteln mit getrennten Verschlußschnüren darstellen, und daß die Schnüre, die aus einem Stück mit den Beuteln hergestellt sind, nicht verloren gehen können und zugleich mit niedrigeren Kosten, als die getrennten Schnüre, hergestellt werden können· Weiterhin sind die herkömmlichen Handhabungsvorgänge aufgrund der einteiligen Bauweise nicht erforderlich, so daß es keiner gesonderten Handhabung der Schnüre bedarf.
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Claims (16)

  1. Patentansprüche
    1· Beutel aus wärmeverschweißbarem, thermoplastischem Bahnmaterial mit einem Aufnahmeteil und einem offenen Ende zum Pullen, gekennzeichnet durch einen länglichen Zugstreifen (TS) entlang eines Randes der offenen Seite der thermoplastischen Bahn, wobei der Zugstreifen Bereiche aufweist, die von dem Beutel zur Bildung einer Verschlußschnur abtrennbar sind.
  2. 2. Beutel nach Anspruch 1, dadurch geken'nzeichn e t, daß der Zugstreifen (TS) vollständig von dem Hauptteil des Beutels abtrennbar ist.
  3. 3. Beutel nach Anspruch 1, dadurch ge~kennzeichn e t, daß der Zugstreifen (TS) zwei einzelne, von dem Hauptteil des Beutels abtrennbare Bereiche umfaßt, die je einen nicht von dem Hauptteil des Beutels abtrennbaren Endbereich aufweisen.
  4. 4. Beutel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn am offenen Ende des Beutels mehrfach gefaltet und verschweißt wird und so einen Mehrlagen-
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    Zugstreifen bildet.
    eingegangen nm 8.1.737z
  5. 5. Verfahren zur Herstellung von Beuteln gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem eine gefaltete Bahn in Längsrichtung entlang eines vorbestimmten Weges bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Lage der Bahn in der Nähe ihres Längsrandes perforiert wird, daß die Bahn in Querrichtung zur Bildung eines Beutels in zwei aufeinanderfolgenden Schneid- und Schweißschritten abgetrennt und geschweißt wird und daß der Bandbereich der perforierten Lage als zumindest teilweise von dem Beutel abtrennbarer Zugstreifeh ausgebildet wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn in J-förmig gefalteter Form zugeführt wird und daß die Perforation in der breiteren Lage. ausgeführt wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationen ununterbrochen ausgeführt werden, wobei ein Teil des Zugstreifens ohne Perforationen in Verbindung mit dem Beutel bleibt.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandbereich der Lage, die den Zugstreifen bildet, zu einer Doppellage umgefaltet wird und daß die Lagen der Doppellage miteinander verschweißt werden.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißung die Zugstreifen in Längsrichtung miteinander verbindet.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Endbereiche der Lagen der Doppellage miteinander verschweißt werden.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lage in der Nähe ihres Bandes umge-
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    -ι- eingegangen
    faltet wird, daß die umgefaltete, nicht perforierte lage über die perforierte Lage gelegt wird und daß die Endbereiche der nicht perforierten Lage mit der perforierten Lage verschweißt werden, wobei die Schweißfläche an beiden Seiten über der Perforation liegt.
  12. 12. Beutelherstellungsmaschine zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 5 bis 11 mit Einrichtungen zum Fördern einer gefalteten Bahn entlang eines vorbestimmten Weges, gekennzeichnet durch Einrichtungen (28, 32, 54» 68, 78) zum Perforieren wenigstens einer Lage (46) in der Nähe von deren Längskante und Einrichtungen (38) zum Schneiden und Schweißen der Bahn (W) in Abständen zur Bildung eines Beutels (B) in zwei aufeinanderfolgenden Schneid- und Schweißvorgängen, wobei der Bandbereieh der perforierten Lage einen zumindest teilweise von dem auf diese Weise hergestellten Beutel abtrennbaren Zugstreifen (ES) bildet.
  13. 13. Beutelherstellungsmaschine nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Palteinrichtungen (24, 50) zum Umfalten des Randbereiches der den Zugstreifen (TS) bildenden Lage zur Bildung einer doppelten Lage und Einrichtungen (28) zum Verschweißen der beiden Lagen zur Bildung eines Zugstreifens doppelter Festigkeit.
  14. 14. Beutelherstellungsmaschine nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Palteinrichtungen (24, 50) zum Umfalten des Bandbereiches der den Zugstreifen (SS) bildenden Lage zur Bildung einer doppelten Lage und Einrichtungen (34, 66) zum Verschweißen der Endbereiche der doppelten Lage.
  15. 15. Beutelherstellungsmaschine nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Palteinrichtungen (24, 50) zum Umfalten des Eandbereiches der den Zugstreifen (TS) bildenden Lage zur Bildung einer doppelten Lage und Einrichtungen zum Verschweißen der doppelten Lagen miteinander.
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    "eingegangen m„JJ__J972
  16. 16. Beutelherstellungsmaschine nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Einrichtungen (28, 32, 54f 68, 78) zum Perforieren einer Lage in der Nähe ihres Bandes, Falteinrichtungen (24, 50) zum Umfalten der Lage zur Bildung einer nicht perforierten Lage, die über der perforierten Lage liegt und Einrichtungen (66) zum Schweißen jedes Endbereiches der nicht perforierten Lage gegen die perforierte Lage, wobei die Schweißfläche über beiden Selten der Perforationen liegt.
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