DE3446403A1

DE3446403A1 - Kaffee- oder tee-filterbeutel und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE3446403A1
Application number: DE19843446403
Authority: DE
Inventors: Dieter 2870 Delmenhorst Büker
Original assignee: Hag Gf AG
Current assignee: Hag Gf AG
Priority date: 1984-12-19
Filing date: 1984-12-19
Publication date: 1986-07-17
Also published as: DK589685D0; ES296178Y; DK589685A; ES550102A0; ES296178U; EP0186867A2; ES8704838A1; EP0186867A3; JPS61178864A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Kaffee- oder Tee-Filterbeutel zur Herstelludng von Filterkaffee bzw. Tee durch Aufbrühen von Kaffeepulver bzw. Teeblättern mit kochendem Wasser. Der Filterbeutel weist zwei Lagen eines wasserdurchlässigen Filtermaterials auf, die zur Bildung einer das Kaffeepulver bzw. die Teeblätter aufnehmenden Packung an den Rändern verbunden sind. Die kreisabschnittförmige Form des Filterbeutels macht ihn besonders geeignet zum Einsehen in die handelsüblichen konischen Filteraufsätze an Kaffeemaschinen oder Kaffeekannen. Ferner ist er besonders zur Herstellung von Kaffeemengen für mehrere Tassen geeignet. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des Kaffee-Filterbeutels in einem kontinuierlichen Herstellungsprozeß.

Aus der DE-Al-22 18 081 und 27 38 969 sind Kaffee-Filterbeutel aus zwei Lagen von Papier oder sonstigem wasserdurchlässigen Filtermaterial bekannt. Die Lagen sind an einigen Rändern durch mechanischen Druck, durch Kleben oder Schweißen verbunden. Die anderen Ränder sind gefaltet. Der Kaffeebeutel nach der DE-Al 27 38 wird ähnlich einem Teebeutel zur Herstellung einzelner Kaffeeportionen verwendet und dazu in die Tasse eingehängt. Nachteilig ist hierbei, daß das aufgegossene

Wasser in der Tasse rasch abkühlt und dadurch dem Kaffeepulver nicht alle Aromastoffe entzogen werden, so daß diese Art der Herstellung einzelner Kaffeeportionen geschmacklich nicht zufriedenstellend ist und die Tassen nach Herausnehmen des Filterbeutels halbleer sind. Die Kaffee-Filterbeutel nach der DE-Al 22 18 081 werden ähnlich wie Filtertüten zur Herstellung von Filterkaffee verwendet, sie sind jedoch in der Herstellung schwierig, da sie aus ineinandergesteckten Tüten gefertigt werden. Es wird in dieser Druckschrift zwar auch ein Verfahren zur Herstellung des Filterbeutels aus einem endlosen Papierschlauch beschrieben. Dieser Filterbeutel besitzt dann jedoch eine rechteckige Form die nicht zum Einsetzen in die handelsüblichen konischen Filteraufsätze von Kaffeemaschinen und Kaffekannen geeignet ist. Außerdem ergibt sich eine Trennung der Quellkammer und eine ungleichmäßige Anhäufung des Kaffeepulvers, wodurch ein wesentlicher Teil des aufgegossenen Wassers durch den Filter strömt, ohne das Kaffeepulver ausreichend zu durchdringen.

Aus der üS-A-3,971,305 ist ein Kaffee-Filterbeutel bekannt, der aus einer kegelstumpfförmigen Filterpapiertüte besteht, in der das Kaffeepulver eingeschlossen ist. Diese Filtertüte ist in einem aus steifem Material bestehenden kegelstumpfförmigen Halter als Tassenaufsatz befestigt. Die Herstellung derartiger Filtertüten ist äußerst aufwendig und steht in keinem Verhältnis zu dem Preis des Kaffeepulvers, wenn eine Kaffeemenge von einer der wenigen Tassen hergestellt werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kaffee-Filterbeutel zu schaffen, der die Herstellung eines geschmacklich einwandfreien Filterkaffees oder Teegetränks für mehrere Tassen ermöglicht und dessen Herstellungs-

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kosten gering sind, sowie ein entsprechendes Verfahren zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Filtermaterial nur einseitig heißsiegelbar ist und sich Siegelungsnähte über alle Ränder des Filterbeutels erstrecken.

Dadurch wird es ermöglicht, den Filterbeutel in einem kontinuierlichen Verfahren herzustellen, d.h. zu formen, zu siegeln, zu füllen und zu verschließen und auszustanzen, bei dem daher alle Heißsiegelungsnähte und Formstanzungen in einem einzigen oder zwei integrierten Verfahrensschritten, aber in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden können. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden dabei z.B. zwei Bahnen in dem Spalt eines Paares von Heißsiegelungszylindern zusammengeführt, wird in den Walzenspalt gleichzeitig ein abgemessenes Volumen von Kaffeepulver zugegeben und wird der so gebildete Filterbeutel dann aus den Bahnen ausgeschnitten oder ausgestanzt.

Eine Schwierigkeit bei der Herstellung gefüllter Filterbeutel besteht darin, daß die Lagen des Filtermaterials aufgrund der Füllung, d.h. des Kaffeepulvers, nicht mehr plan aufeinanderliegen, sondern mehr oder weniger gewölbt sind. Beim Heißsiegeln derartiger Bahnen können störende Falten entstehen. Erfindungsgemäß wird daher ein Teil der Siegelungsnähte bereits vor oder spätestens während des Zugebens des Kaffeepulvers hergestellt. Aus dem gleichen Grund wird auch ein Teil der Formstanzungen vor dem Zugeben des Kaffeepulvers vorgenommen, damit gleichmäßig breite Siegelungsränder am fertigen Filterbeutel gewährleistet sind.

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Während üblicherweise die Beutel für Lebensmittel und andere Bedarfsgegenstände nur horizontale und vertikale, rechtwinklig zueinander stehende Heißsiegelungsnähte aufweisen, kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Form- und Konturensiegelung stattfinden. Dadurch wird ermöglicht, daß der erfindungsgemäße Filterbeutel Hexßsiegelungsnahte aufweist, die nicht rechtwinklig zueinander verlaufen, wodurch z.B. die konische Form des Filterbeutels erreicht wird. Eine weitere Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die einzelnen Heißsiegelungsnähte nicht in einem Arbeitsgang durchgeführt werden müssen. Insbesondere die Herstellung der oberen Heißsiegelungsnaht kann getrennt erfolgen, um den oberen Rand des Filterbeutels aufziehbar auszugestalten.

Damit der Filterbeutel in der gleichen Weise wie ein herkömmlicher Kaffeefilter, mit dem einzigen Unterschied, daß das Kaffeepulver bereits in dem Filterbeutel vorverpackt ist, verwendet werden kann, ist der Filterbeutel vorzugsweise so ausgebildet, daß die beiden Lagen des Filterpapiers entlang des oberen Randes getrennt werden können, d.h. der Filterbeutel an dieser Stelle geöffnet werden kann. Hierzu ist die Heißsiegelungsnaht entlang des oberen Randes schwächer ausgebildet, so daß sie zwar dicht und fest genug ist, um das Herausrieseln von Kaffeepulver zu vermeiden, aber aufziehbar oder aufreißbar bleibt. Zweckmäßig findet sich ferner entlang des oberen Randes eine überstehende Grifflasche, die das Aufziehen oder Aufreißen des Filterbeutels erleichtern. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die beiden Lagen des Filtermaterials entlang des oberen Randes nicht miteinander, sondern mit einer gefalteten Einlage des Filtermaterials zu verbinden, die ausgehend vom oberen Rand auch einen Teil der seitlichen Ränder mit den beiden

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Lagen des Filtermaterials verbindet. Die beiden Lagen können dabei entlang dieses oberen Teils der seitlichen Ränder nur mit der Einlage heißgesiegelt sein. Vorzugsweise ist die Einlage etwas schmäler als die beiden Lagen des Filtermaterials ausgebildet, so daß die beiden Lagen entlang dieses oberen Teils der seitlichen Ränder sowohl miteinander als auch mit der Einlage heißgesiegelt sind. Die beiden Lagen sind entlang des äußeren Bereichs der seitlichen Ränder miteinander heißgesiegelt, während sie an dem sich daran anschließenden inneren Bereich der seitlichen Ränder nicht miteinander, sondern mit den nach außen gewandten Flächen der Einlage heißgesiegelt sind. Zusätzlich kann die Heißsiegelungsnaht in diesem Bereich jedoch etwas breiter ausgebildet sein. Beim Auffalten des Filterbeutels überspannt dann die Einlage die obere öffnung des Filterbeutels, so daß auch bei ungeschickter Handhabung nicht die Gefahr besteht, daß Kaffeepulver aus dem Filterbeutel herausfällt.

Derartige Kaffee-Filterbeutel werden bevorzugt in der Weise hergestellt, daß eine einzige Filtermaterialbahn durch Formkeile in Längsrichtung W-förmig gefaltet wird und dann die Siegelungsnähte so hergestellt werden, daß der Filterbeutel mit dem unteren Rand nach oben zeigt. Dabei werden zunächst die Siegelungsnähte entlang des nach unten zeigenden oberen Randes und des sich daran anschließenden Teils der seitlichen Ränder hergestellt. Dann wird durch den Boden des späteren Filterbeutels eine vorgegebene Menge des Kaffeepulvers eingegeben und wird anschließend der untere Rand und der sich daran anschließende restliche Teil der seitlichen Ränder heißgesiegelt. Der Filterbeutel ist dann fertig und kann aus der Bahn herausgeschnitten oder herausgestanzt werden.

Obwohl das Filtermaterial nur einseitig heißsiegelbar

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ist, ist es möglich, im unteren Bereich der W-förmigen Paltung alle vier Lagen miteinander heißzusiegeln, wobei die beiden inneren Lagen dann die Einlage darstellen. Entlang der Mittellinie der Filtermaterialbahn werden dazu rautenförmige Ausschnitte vorgesehen, deren eine Diagonale mit der Mittellinie der Bahn zusammenfällt. Der Abstand zwischen den Spitzen der rautenförmigen Ausschnitte entspricht der unteren Breite der Einlage.

Damit der Filterbeutel in herkömmliche kegelstumpfförmige Kaffeefilterträger eingesetzt werden kann, schließen die seitlichen Ränder einen Winkel zwischen 60° und 90° ein, und hat der Filterbeutel insgesamt die Form etwa eines Kreissektors mit abgeschnittener Spitze. Andere ebenfalls erfindungsgemäße Beutelformen sind in den Figuren 5-8 dargestellt.

Ausführungsbeispxele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Kaffee-Filterbeutel mit aufziehbarer Heißsiegelungsnaht entlang des oberen Randes;

Fig. 2 einen Kaffee-Filterbeutel mit Einlage;

Fig. 3 den Kaffee-Filterbeutel von Fig. 2 im Schnitt nach 3-3 im zusammengelegten Zustand;

Fig. 4 den Kaffee-Filterbeutel nach Fig. 2 im Schnitt nach 3-3 im geöffneten Zustand;

Fig. 5 bis 8 weitere geometrische Formen des Kaffee-Filterbeutels;

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Fig. 9 bis 12 vereinfachte, schematische Darstellungen des Verfahrensablaufes zur Herstellung eines Kaffee-Filterbeutels nach Fig. 1 und

Fig. 13 eine vereinfachte/ schematische Darstellung des Verfahrensablaufes zur Herstellung eines Kaffee-Filterbeutels nach Fig. 2.

Fig. 1 zeigt in einer Ansicht von vorne einen Kaffee-Filterbeutel 1, der zwei Lagen 2, 3 von Filtermaterial aufweist, die entlang der seitlichen Ränder 4, 5, dem unteren Rand 6 und dem oberen Rand 7 durch Heißsiegelungsnähte miteinander verbunden sind. Die Heißsiegelungsnähte sind in der Zeichnung schraffiert dargestellt. Die Heißsiegelungsnaht entlang des oberen Randes 7 ist mit geringerer Temperatur und/oder geringerem Druck hergestellt/ so daß sie aufziehbar oder aufreißbar ist. Um das Aufziehen oder Aufreißen zu erleichtern, stehen über den oberen Rand 7 Laschen 8 jeder Lage 2, 3 vor. An diesen Laschen können die Lagen 2, 3 ergriffen und auseinandergezogen werden. Diese Laschen können vorzugsweise auch unterschiedlich hoch mit z.B. 2-3 mm Abstand überstehen, wodurch eine Anfaßlippe 8a gebildet wird, die das öffnen noch weiter erleichtert. Der Kaffee-Filterbeutel 1 entspricht dann funktional einer mit Kaffeepulver versehenen herkömmlichen Filtertüte und wird in der gleichen Weise gehandhabt, d.h. in einen kegelstumpfförmigen Filtertütenhalter eingesetzt, in den kochendes Wasser zum Aufbrühen des Kaffees gegossen wird. Dies erfolgt entweder von Hand, wenn der Halter auf Kaffeekannen aufgesetzt ist, oder automatisch in allen Ausführungsformen handelsüblicher Filter-Kaffeemaschinen.

Der Kaffee-Filterbeutel dient als Umhüllung für eine exakt abgemessene, gleichbleibende Menge von Kaffeepulver

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9 oder Teeblätter, so daß ein Getränk gleichbleibender Qualität hergestellt werden kann. Dabei werden bevorzugt Kaffee- oder Teepulvermengen und Filterbeutelgrößen für 2, 4 und 6 bis 10 Tassenportionen hergestellt.

Fig. 2 bis 4 zeigen einen Kaffee-Filterbeutel 1 mit einer Einlage 10. Die beiden Lagen 2, 3 des Filterpapiers sind entlang der seitlichen Ränder 4, 5 und des unteren Randes 6 durch eine Heißsiegelungsnaht miteinander verbunden.

Im oberen Bereich des Kaffee-Filterbeutels 1 befindet sich die Einlage 10, die aus entlang der Linie 11 gefaltetem kochwasserdurchlässigem Filtermaterial besteht. Die Einlage 10 ist nach Art eines Zwickels in den oberen Bereich des Kaffee-Filterbeutels 1 eingesetzt und soll das Auffalten des Kaffee-Filterbeutels 1 ermöglichen, ohne daß eine Heißsiegelungsnaht aufgezogen werden muß.

Die gefaltete Einlage 10 besteht aus zwei Flächen 12, 13, die entlang der Linie 11 zusammenhängen. Jede der Flächen 12, 13 ist entlang des oberen Randes 7 mit einer der Lagen 2, 3 durch eine Heißsiegelungsnaht verbunden. Sie ist mit dieser Lage 2 bzw. 3 auch bis herab zur Linie 11 entlang der seitlichen Ränder 4, 5 durch eine Heißsiegelungsnaht verbunden. Die Einlage

10 ist dabei in Querrichtung einige Millimeter schmäler als die Lagen 2, 3, so daß sich die Heißsiegelungsnaht zwischen den Flächen 12, 13 und den Lagen 2, 3 nur über etwa die halbe Breite der Heißsiegelungsnaht erstreckt, d.h. den inneren Bereich 14. Längs des äußeren Bereichs 15 sind die Lagen 2, 3 miteinander verbunden. Längs des oberen Teils der seitlichen Ränder 4, 5 besteht daher eine Verbindung der beiden Flächen 12, 13 der

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Einlage mit den beiden Lagen 2, 3 des Filtermaterials. Die Einlage ist entweder aus dem gleichen Filtermaterial wie die Lagen 2, 3 aus einer einzigen Materialbahn hergestellt - evtl. in der Wasserdurchlässigkeit durch zusätzliche feinste Nadelperforation unterstützt - oder wird aus einer zweiten Materialbahn gleichen oder verschiedenen Filtermaterials gebildet.

Zur Verwendung wird der Kaffee-Filterbeutel 1 nach den Figuren 2 bis 4 in einen herkömmlichen Filtertütenhalter gesteckt, wobei sich die beiden Lagen 2,3 entlang der oberen Ränder 7 im allgemeinen von alleine trennen, oder sie werden von Hand auseinandergedrückt. Das in dem Kaffee-Filterbeutel eingeschlossene Kaffeepulver 9 wird dann in der üblichen Weise mit kochendem Wasser aufgebrüht, wobei das Aufgießwasser zunächst durch das Filtermaterial der Einlage dringt, bevor es das Kaffeepulver benetzt und extrahiert.

Die Figuren 5 bis 8 zeigen weitere Formen des Kaffee-Filterbeutels. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist der obere Rand 7 nicht kreislinienförmig ausgebildet, sondern gerade mit rechtwinklig dazu verlaufenden Endbereichen, die in die seitlichen Ränder 4, 5 übergehen. Die Heißsiegelungsnaht des oberen Randes 7 kann dabei die gleiche Stärke wie die übrigen Siegelungsnähte aufweisen und im Gebrauch wird der Kaffee-Filterbeutel am Rand 7 aufgeschnitten. Bei Kaffeemaschinen mit Filterabdeckung zur Aromaerhaltung erfolgt das Aufschneiden gemäß der strichpunktiert gezeichneten Kreisbogenlinie, die die beiden oberen Enden der seitlichen Ränder 4, 5 verbindet, wodurch vermieden wird, daß der Filterbeutel über den Rand des Filterhalters übersteht.

Bei der Ausführungsform gemäß den Figuren 6 und 7 sind

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die überstehenden Bereiche 16 stehengelassen. Die Hersteilung des Kaffee-Filterbeutels wird dadurch vereinfacht. Beim Einsetzen der Kaffee-Filterbeutel nach den Fig. 6 und 7 in einen Filtertütenhalter werden die
überstehenden Bereiche 16 um die seitlichen Ränder 4, umgeklappt, so daß sie einen Teil der Lagen 2, 3 abdecken. In diesen Teilen ist dann der Strömungswiderstand beim Durchtritt des Brühwassers durch das Filtermaterial
erhöht, so daß der frühzeitige Durchtritt des Brühwassers durch die oberen Bereiche der Lagen 2, 3 etwas behindert und das Brühwasser durch die volle Schichtdicke des
Kaffeepulvers 9 geleitet wird. Bei den Ausführungsformen der Figuren 6 und 7 ist die Einlage 10 vorhanden. Die
überstehenden Bereiche 16 können jedoch auch bei der
Ausführungsform gemäß Fig. 1, bei der die Heißsiegelungsnaht längs des oberen Randes 7 aufreißbar oder aufziehbar ist, stehenbleiben.

Fig. 8 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform gemäß Fig. 2, wobei die Heißsiegelungsnaht an den seitlichen Rändern 4, 5 im oberen Bereich vertikal verläuft und
aufgrund der Faltung der Einlage das Heißsiegeln des
Randes 7 entfalten kann. Für das Kaffeeaufgießen von
Hand oder in Kaffeemaschinen ohne Filterabdeckung kann diese Ausführungsform wie beim Filterbeutel nach Fig. verwendet werden.

In Fig. 9 ist ein Herstellungsverfahren für den Kaffee-Filterbeutel nach Fig. 1 dargestellt. Zwei Bahnen 18, werden von Vorratsrollen 20, 21 abgewickelt und laufen ansteigend über zwei erste Heißsiegelungswalzen 22
und durch den von ihnen gebildeten Walzenspalt. Die
ersten Heißsiegelungswalzen 22 bilden die Heißsiegelsnähte für den unteren Rand 6 und die beiden seitlichen Ränder 4, 5. Zugleich wird über einen Fülltrichter 23

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die abgemessene Menge des Kaffeepulvers 9 in den Walzenspalt gegeben. Die Zugabe des Kaffeepulvers 9 ist zeitlich mit dem Drehwinkel der Heißsiegelungswalzen gekoppelt, damit das Kaffeepulver 9 zu einem Zeitpunkt

zugegeben wird, unmittelbar hachdem die Heißsiegelungsnaht des unteren Randes 6 ausgeführt worden ist.

In der Filtermaterialbahn 18 sind kleine rechteckige Ausschnitte 50 enthalten, die der Bildung der Anfaßlippen 8a dienen. Die Steuerungen der verschiedenen Heißsiegelungswalzen und der! Schneid- oder Stanzwalzen erfolgt so, daß die Ausschnitte 50 am oberen Ende der Laschen 8 zu liegen kommen, jso daß die Lasche 8 der anderen Filtermaterialbahn 19, die nicht derartige Ausschnitte aufweist, etwas langer ist und dadurch die Anfaßlippe 8a bildet.

Die Filtermaterialbahnen 18,^;19 durchlaufen dann ein Paar von zweiten Heißsiegeluhgswalzen 24, die die aufreißbare oder aufziehbare Heißsiegelungsnaht längs des oberen Randes 7 herstellen. £ie Trennung der Heißsiegelwalzenpaare in 22 und 24 empfiehlt sich, um den oberen Rand 7 durch unterschiedliche Siegelungsbedingungen zu den Rändern 4, 5 und 6 leichjt aufziehbar zu gestalten. Unter Umständen - z.B. durch unterschiedliche Nahtbreiten und Nahtprägungen - können aber auch alle Ränder mit dem Heißsiegelwalzenpaar 22 gebildet werden, wodurch das Walzenpaar 24 entfällt. Der Kaffee-Filterbeutel ist dann fertig versiegelt und muß nur noch aus den Bahnen 18, 19 geschnitten werden. Dies erfolgt durch Schneidoder Stanzwalzen 25. Nach dem Durchgang durch die beiden Schneid- oder Stanzwalzen 25 fällt der Kaffee-Filterbeutel 1 auf eine Rutsche oder ein Förderband 26, das ihn zu eventuellen weiteren Verpackungsstationen führt. Der Rest der Bahnen 18, 19 kann auf eine Abfallwalze 27 aufge-

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wickelt werden.

Das in Fig. 10 schematisch dargestellte Verfahren ist ähnlich dem von Fig. 9, die verschiedenen Walzenpaare sind jedoch nicht vertikal übereinander, sondern in einer horizontalen Ebene angeordnet. Die untere Bahn 18 wird horizontal zugeführt, und auf ihr werden bereits die abgemessenen Kaffeepulverportionen aufgebracht, bevor die obere Bahn 19 von oben in den Walzenspalt der ersten Heißsiegelungswalzen 22 zugeführt wird.

Eei dem Verfahren gemäß den Figuren 9 und 10 sind die Heißsiegelungsbereiche 28 der Heißsiegelungswalzen so angeordnet, daß die Heißsiegelungsnähte mit dem unteren Rand 6 in Förderrichtung der Bahnen 18, 19 zeigen. In Fig. 11 ist in einer Darstellung von oben eine materialsparendere Anordnung der Heißsiegelungsnähte auf den Bahnen 18, 19 dargestellt. Die seitlichen Ränder 4, 5 aufeinanderfolgender Kaffee-Filterbeutel berühren sich dabei und die unteren Ränder 6 zeigen abwechselnd nach der einen und der anderen Seite.

Während bei den Verfahren gemäß den Figuren 9, 10 und 11 zwei Materialbahnen 18, 19 zugeführt werden, wird bei dem in Fig. 12 gezeigten Verfahrensschema nur eine einzige Bahn 30 zugeführt, die durch einen Faltungskeil 29 längs der Mittellinie gefaltet wird. Die gefaltete Bahn 30 läuft dann zwischen zwei Leitwalzen 31 hindurch, wobei sich die Falte unten befindet und die beiden Bahnränder oben. Durch quer zur Bahn bewegbare Heißsiegelungsbacken 32 werden die Heißsiegelungsnähte am unteren Rand 6 und an den seitlichen Ränder 4 und 5 des Kaffee-Filterbeutels hergestellt. Die Heißsiegelung des unteren Randes 6 kann bei diesem Herstellungsverfahren aufgrund der Faltung auch ent-

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fallen. Durch ebenfalls quer zur Bahn 30 bewegliche konische Schneidbacken 3 3 werden dann die Teile der Bahn unterhalb der seitlichen Ränder 4, 5 herausgeschnitten, über einen Fülltrichter 34, dessen Auslauföffnung sich zwischen den beiden oberen Rändern der Bahn 30 befindet, wird die abgemessene Menge des Kaffeepulvers 9 anschließend eingefüllt. Weitere Heißsiegelungsbacken 35 verbinden dann die beiden oberen Ränder der Bahn zur Herstellung der Heißsiegelungsnaht entlang des oberen Randes 7 des Filterbeutels und schließlich werden durch weitere Schneidbacken 36 die über die Grifflaschen 8 hinausstehenden Teile der Bahn 30 abgetrennt. Die einzelnen Kaffee-Filterbeutel 1 fallen dann auf eine Rutsche 26 und werden gegebenenfalls einzeln oder in Gruppen verpackt.

Fig. 13 zeigt schematisch den Ablauf eines Verfahrens zur Herstellung eines Kaffee-Filterbeutels 1 gemäß Fig. 2 mit der Einlage 10. Eine einzige Bahn 40 läuft von einer Vorratsrolle zwischen einem Paar von Schneidzylindern 41 hindurch, wobei längs der Mittellinie der Bahn rautenförmige Ausschnitte 42 hergestellt werden, deren Bedeutung sich aus dem weiteren Ablauf des Verfahrens ergibt. Durch einen Faltungskeil 43 wird die Bahn 40 dann W-förmig gefaltet und läuft dann zwischen Lieferwalzen 44. Durch ein erstes Paar von seitlich bewegbaren Siegelungsbacken 45 werden die Siegelungsnähte längs des oberen Randes 7 und der größtenteils sich daran anschließenden seitlichen Ränder 4,5 des Filterbeutels hergestellt. Während der Herstellung steht der Filterbeutel dabei auf dem Kopf, d.h., der obere Rand 7 befindet sich am unteren Ende der gefalteten Bahn 40. Der Abstand (d) der zueinanderzeigenden Spitzen zweier aufeinanderfolgender rautenförmiger Ausschnitte 42 entspricht der Breite der Einlage 10 entlang der

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Linie 11 in Fig. 2. Die rautenförmigen Ausschnitte 42 dienen dazu, sicherzustellen, daß die Einlage 10 nur längs der inneren Bereiche 14 von Fig. 2 mit den Lagen 2, 3 heißgesiegelt sind, während entlang der äußeren Bereiche 15 die Lagen 2 und 3 miteinander heißgesiegelt sind. Durch erste Schneidbacken 46 werden die über den oberen Rand 7 hinausstehenden Teile der gefalteten Bahn 40 herausgeschnitten. Durch einen Fülltrichter 47, dessen Auslauföffnung zwischen die oberen Ränder der gefalteten Bahn 40 eintaucht, werden die halbfertigen Filterbeutel von ihrer Unterseite her gefüllt. Danach wird die Unterseite durch Herstellung der den unteren Rand 6 bildenden Heißsiegelungsnaht verschlossen. Dies erfolgt durch zweite Siegelungsbacken 48. Durch zweite Schneidbacken 49 werden dann die zwischen den seitlichen Rändern 4 und 5 zweier aufeinanderfolgender Filterbeutel stehenbleibenden Teile der gefalteten Bahn 40 herausgeschnitten. Der fertige Filterbeutel wird dann gestapelt, weiterverpackt oder dergleichen.

Die Reihenfolge mancher der in den Figuren 12 und 13 gezeigten Verfahrensschritten kann gegebenenfalls verändert werden, so kann z.B. der Fülltrichter 34 bzw. 47 vor den ersten Schneidbacken 33 bzw. 46 angeordnet sein. Das Herausschneiden des Filterbeutels kann auch in einem einzigen Verfahrensschritt durch ein einziges Paar von Schneidbacken erfolgen, wenn dadurch ausreichend breite und sichere Siegelränder am fertigen Filterbeutel gewährleistet werden können.

Als Filtermaterial 2, 3 dient in Rollenform als endloses Bahnenmaterial geliefertes, heißsiegelungsfähiges, wasserdurchlässiges Filterpapier. Dieses besteht

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außenseitig aus ca. 15-25 g/m2 reinster geschmacksneutralen Cellulose~/Manilafasern als Faservlies, die innenseitig mit ca. 3-6 g/m2 kochwasserbeständigen thermoplastischen Polyolefinfasern zur Erreichung der Heißsiegelfähigkeit belegt sind. Andere Materialien wie reine Kunststoffaservliese oder nadelperforierte, ggf. heißsiegelfähigbeschichtete Kunststoffolien sind ebenfalls verwendbar. Je nach Materialdicke, Materialart und Fertigungsgeschwindigkeit etc. betragen die Siegeltemperaturen etwa 120-190^eC. Abhängig von der benötigten Produktionsleistung und je nachdem, welches der beschriebenen Herstellungsverfahren (Fig. 9-13) zur Anwendung gelangt, können die Filterbeutel mit Leistungen von typisch 30-90 Beutel/Min, in intermittierender Arbeitsweise nach Fig. 12 und 13 oder in rotierender Arbeitsweise nach Fig. 9-11 hergestellt werden. Für höhere Leistungen können die rotierenden Verfahren nach Fig. 9-11 auch mehrbahnig ausgelegt werden, wodurch sich die Leistung entsprechend multipliziert. Verfahren nach Fig. 12 und 13 in rotierender Verfahrensweise erlauben je nach Bautyp ebenfalls mehrfach höhere Herstellgeschwindigkeiten. Schließlich können die Verfahren nach den Fig. 9-11 ebenfalls intermittierend ausgelegt werden, beobei statt Siegelwalzen mit Siegelbacken ähnlich Fig. 12 und 13 gearbeitet wird. Eine typische Filterbeutelgröße nach Fig. 2 für eine 4-Tassenzubereitung enthält ca. 25 g Kaffeepulver 9. Die Abmessungen in der Höhe betragen ca. 130 mm bei einem Schließwinkel von ca. 77°, und bei einer unteren Siegelrandlänge 6 von ca. 50 mm ergibt sich eine obere Breite von ca. 200 mm als Abschnittlänge. Der Radius des abschließenden oberen Kreisbogens 7 beträgt dabei ca. 160 mm, die Ränder 4, 5 sind etwa 120 mm lang. Die Siegelränder sind 3-8 mm breit, wobei größere Siegelrandbreiten besonders im Bereich der Verschweißung der Einlage 10 mit den Rändern

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4, 5 im Bereich 14, 15 angewandt wird. Die Mindesttiefe der Einlage 10 beträgt 67 mm, ist vorzugsweise jedoch 75-95 mm tief, um einen ausreichend großen Wassereingießraum zu schaffen, der für die manuelle Herstellung von 4 Tassen Kaffee in einem Aufguß ausreicht. Bei einer Fertigungsgeschwindigkeit von ca. 60 Beutel/Min, nach dem Verfahren von Fig. 13 betragen die Siegeltemperaturen ca. 160⁰C. Bei Herstellung der Aufzieh-Filterbeutel nach Fig. 1 in den Verfahren von Fig. 9-11 und einer Fertigungs geschwindigkeit von ca. 40 - 50 Beutel/Min, betragen die Siegeltemperaturen im Walzenpaar 22 ca. 170⁰C und im Walzenpaar 24 ca. 150"C. Die jeweiligen Siegeldrucke sind empirisch einzustellen, da sie üblicherweise an solchen Fertigungsmaschinen nicht ohne Sonderaufwand laufend gemessen und nachgeregelt werden können.

Sämtliche im Beispiel genannten Maße für andere Filterbeutelgrößen, z.B. für 2, 6, 8 und 10 Tassen, sind bis auf den Schließwinkel und die Randlänge 6 völlig verschieden. Auch der Schließwinkel und die Randlänge 6 können je nach Konizität des Filterhaltersystems variieren.

Die Figurenbeschreibung bezieht sich zwar nur auf Kaffee-Filterbeutel, gilt jedoch in gleicher Weise auch für Tee-Filterbeutel.

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Claims

Patentanwälte · European Patent Attorneys^ Abitz. Morf. Gntsehneder. von Wittgenstein. Postfach Xfi (Il (N. S(KKI München Kh W. Abitz Dr.-Ing. D.F. Morf Dr. Dipl.-Chem. M. Gritschneder Dipl.-Phys. A. Frhr. von Wittgenstein Dr. Dipl.-lItem. Postanschrift / Postal Address Postfach 86 01 09 D - 8(KM) München 86 19. Dezember 1984 FiI.Pouch. HAG GF AKTIENGESELLSCHAFT Hagstrasse 3 D-2800 Bremen 1 Bundesrepublik Deutschland Kaffee- oder Tee-Filterbeutel und Verfahren zu dessen Herstellung Patentansprüche

1. Kaffee- oder Tee-Filterbeutel zur Herstellung von Filterkaffee bzw. Tee mit zwei Lagen eines wasserdurchlässigen Filtermaterials, die zur Bildung einer Kaffeepulver bzw. Teeblätter enthaltenden Packung an den Rändern verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermaterial einseitig

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3U6403

heißsiegelbar ist und daß die beiden Lagen (2, 3) des Filtermaterials durch eine Heißsiegelungsnaht an den Rändern (4, 5, 6, 7) verbunden sind.

2. Filterbeutel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Filterbeutel (1) nach unten verjüngt und flachliegend eine Form ähnlich einem Kreissektor mit abgeschnittener Spitze hat oder trapezförmig mit kreisausschnittförmiger größerer Oberkante gestaltet ist.

3. Filterbeutel nach Anspruch 2, dadurch gekennze ichnet, daß die Heißsiegelungsnaht entlang des oberen Randes (7) aufziehbar oder aufreißbar ist und daß der obere Rand (7) der Heißsiegelungsnaht am Kreisumfangsabschnitt liegt oder beliebig darunter liegend die Ränder (4/ 5) abschließend verbindet.

4. Filterbeutel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lagen (2, 3) am oberen Rand (7) nicht miteinander verbunden sind und daß der Filterbeutel (1) eine Einlage (10) aus einer gefalteten Lage des einseitig heißsiegelbaren Filtermaterials aufweist, die mit der Faltkante nach unten zeigend und mit der heißsiegelbaren Seite nach außen gerichtet in den oberen Bereich des Filterbeutels (1) eingelegt ist und daß die Einlage (10) am oberen Rand (7) und im Bereich der Seitenränder (4, 5) mit den beiden Lagen (2, 3) des Filtermaterials heißgesiegelt ist.

5. Filterbeutel nach Anspruch 4, dadurch gekennze ichnet, daß die Einlage (10)

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so viel schmäler ist als die beiden Lagen (2, 3), daß die beiden Lagen (2, 3) seitlich um jeweils etwa die halbe Breite der Heißsiegelungsnaht überstehen und daß sie sowohl mit der Einlage als auch miteinander heißgesiegelt sind.

6. Verfahren zur Herstellung eines Kaffee- oder Tee-Filterbeutels nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß zwei Bahnen (18, 19) des Filtermaterials zusammengeführt werden;

daß am oder vor dem Zusammenführungspunkt zwischen die Bahnen (18, 19) in Abständen ein abgemessenes Volumen Kaffeepulver (9) zugegeben wird;

daß die beiden Bahnen (18, 19) um die Zugabestellen des Kaffeepulvers bzw. der Teeblätter herum entsprechend der Form des Filterbeutels (1) an den Rändern (4, 5, 6) heißgesiegelt werden (22) und

daß der obere,aufziehbare Beutelrand (7) in einer separaten Siegelstation (24) konturförmig heißgesiegelt wird,

daß der Filterbeutel (1) dann um die Heißsiegelungsnähte herum aus den Bahnen (18, 19) ausgeschnitten oder ausgestanzt wird (25).

7. Verfahren zur Herstellung eines Kaffee- oder Tee-Filterbeutels nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß eine einzige Bahn (30) des heißsiegelbaren Filter-

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materials zugeführt und in der Mitte in Längsrichtung gefaltet wird;

daß die Heißsiegelungsnähte für den unteren Rand (6) und die seitlichen Ränder (4, 5) hergestellt werden;

daß ein Ausstanzen oder Ausschneiden der konischen Seitenteile (16) erfolgt;

daß ein abgemessenes Volumen von Kaffeepulver (9) bzw. Teeblättern zwischen den oberen Rändern der Bahn (30) eingefüllt wird und

daß die Heißsiegelungsnaht für den oberen Rand (7) des Filterbeutels hergestellt wird, gefolgt von der kreisabschnittförmigen Ausstanzung der Filterbeuteloberkante (7), wodurch der Filterbeutel auch von der Bahn getrennt wird.

8. Verfahren zur Herstellung eines Kaffee- oder Tee-Filterbeutels nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

daß in der zugeführten Bahn (40) längs der Mittellinie rautenförmige Ausschnitte (42) hergestellt werden, deren Abstand gleich der unteren Breite der Einlage (10) ist;

daß die Bahn (40) W-förmig gefaltet wird, wodurch sich die Einlage (10) bildet;

daß die Heißsiegelungsnähte für den oberen Rand (7) und zumindest einen Teil der seitlichen Ränder (4, 5) des Filterbeutels (1) hergestellt werden, wobei der Filterbeutel (1) während der Herstellung mit dem oberen

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Rand (7) nach unten zeigt;

daß die kreisabschnittförmige Ausstanzung des oberen Randes (7) erfolgt;

daß durch den noch offenen unteren Rand (6) des Filterbeutels (1) ein abgemessenes Volumen des Kaffeepulvers (9) bzw. der Teeblätter eingefüllt wird;

daß die Heißsiegelungsnähte für den unteren Rand (6) und den verbleibenden Teil der seitlichen Ränder (4, 5) des Filterbeutels hergestellt werden und

daß der Filterbeutel (10) durch Wegschneiden der konischen Seitenteile aus der Bahn (40) geschnitten oder gestanzt wird.

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