DE3801854C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von insbesondere zur Verpackung von Lebensmitteln dienenden Schalen aus zwei aus Kunststoff bestehen­ den Folienbahnen gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge­ stellten Kunststofformlinge bestehen aus zwei Lagen einer Kunststoffolie, z. B. Polystyrol. Zwischen den beiden Kunststoffolienlagen ist eine weitere Lage aus einem saugfähigen Material, z. B. Zellu­ lose angeordnet. Die Zelluloseschicht besitzt hy­ groskopische Eigenschaften. Dadurch wird z. B. Saft oder das Blut von verpacktem Fleisch, welches durch die Löcher des Lochmusters in einer der beiden Kunststoffolien abfließt, aufgesaugt, wodurch das Erscheinungsbild der Ware wesentlich verbessert wird.

Die Erfindung geht von einem Verfahren aus, wie es in der GB-PS 11 68 925 beschrieben ist. Dieser Druckschrift entnimmt der Fachmann ein Verfahren zur Herstellung von Kunststofformlingen, bei dem die saugfähige Schicht einerseits eine Breite auf­ weisen soll, die gleich ist der Breite des Bodenbe­ reichs, wobei in Längsrichtung des Formlings die saugfähige Schicht jedoch in den sich gegenüberlie­ genden Wandbereichen bis in die Nähe der Formlings­ kanten aufsteigt. Die direkt aufeinanderliegenden Flächen der die saugfähige Schicht einschließenden Kunststoffolien werden dann miteinander verklebt. Ein Problem bei diesem Verfahren liegt jedoch darin, daß die saugfähige Schicht genau eingepaßt werden muß, damit die Kantenbereiche der die Saug­ schicht einschließenden Kunststoffolien freiblei­ ben. Ist das aus irgendwelchen Gründen nicht der Fall, springen diese Kantenbereiche wieder auf und es ergeben sich entscheidende Nachteile. Dadurch, daß die Zelluloseschicht auf der gesamten Länge des Formlings zwischen den beiden Kunststoffolien­ schichten angeordnet ist, ist ein sicherer Verbund der beiden Kunststoffolien im Kantenbereich des Formlings nicht gewährleistet. Bei der weiteren Verwendung der Formlinge, z.B. beim Entstapeln und beim Verpacken der Fleischwaren kann die Verbin­ dungsnaht zwischen den beiden Kunststoffolien auf­ springen. Die Formlinge werden somit unansehnlich bzw. unbrauchbar. Daraus ergibt sich ein weiterer Nachteil. Aus den aufgesprungenen Kantenbereichen tritt das von der Zelluloseschicht aufgesaugte Blut bzw. der Fleischsaft aus, was die Verpackung zum einen unansehnlich macht und zum anderen unhy­ gienisch ist. Da auch der zwischen den Formlingen stehenbleibende Verschnitt den schichtweisen Aufbau Kunststoffolie, Zelluloseschicht, Kunststoffolie aufweist, ist eine Wiederverwendung des Abfalls nicht möglich. Aber auch wenn die saugfähige Schicht genau eingepaßt ist und die Folienbahnen in den Kantenbereichen des Formlings aufeinander haf­ ten, kann bei der weiteren Verwendung der Form­ linge, die Verbindungsnaht zwischen den beiden Kunststoffolien wieder aufspringen. Auf jeden Fall ist man bei dem vorbekannten Verfahren auf mög­ lichst dünne saugfähige Schichten angewiesen, da eine Verdickung der saugfähigen Schicht zur Folge hat, daß die Nachteile beim Abdichten im Kantenbe­ reich des Formlings noch vergrößert werden. Obwohl die Druckschrift dies nicht explizit ausführt, entnimmt ihr der Fachmann, daß die Formlinge ein­ zeln nacheinander hergestellt werden. Das ergibt sich indirekt aus der Tatsache, daß die zwischen die Kunststoffolien eingebrachte saugfähige Schicht die gleiche Breite haben soll wie der Bodenbereich des ausgeformten Formlings. Daraus entnimmt der Fachmann, daß nacheinander jeweils ein Ausschnitt des saugfähigen Materials zwischen die den späteren Formling bildenden Kunststoffbahnen geleitet wird, wie er es z. B. aus der US-PS 46 78 527 kennt. Da es sich bei den Formlingen um Massenprodukte handelt, ist ein derartiges Verfahren unrationell.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu führen, daß bei den so gewonnenen Formlingen die Kunststoffolien im Kantenbereich unabhängig von der Dicke der saugfähigen Schicht fest miteinander verbunden sind und ein hoher Rationalisierungsgrad gewährleistet ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit Hilfe der Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegen­ stand der Unteransprüche.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird in einem er­ sten Schritt eine der Kunststoffolienbahnen auf ih­ rer zur anderen Kunststoffolienbahn hinweisenden Oberfläche mit Zelluloseausschnitten versehen. Da­ durch, daß die Abschnitte auf der Folienbahn befe­ stigt werden, ist ein späteres Verrutschen dersel­ ben ausgeschlossen. Die Anordnung der Abschnitte auf der Kunststoffolie entspricht dabei der späte­ ren Anordnung der Formlinge in der Matrix. Die Ab­ messungen der Abschnitte entsprechen in etwa den Abmessungen der Bodenflächen der späteren Form­ linge, wobei seitliche Toleranzen zwischen den Um­ rissen der Ausschnitte und den Umrissen des Boden­ bereichs vorgesehen sind. Das hat den Vorteil, daß auch bei leicht ungenauer Anordnung der Abschnitte auf der Folienbahn der Großteil der Randbereiche des Formlings von dem saugfähigen Material frei­ bleibt. Bei der Ausformung und der späteren Tren­ nung der Formlinge aus dem Matrixverband werden die Kunststoffolien direkt miteinander verbunden und im Kantenbereich zusätzlich miteinander verschweißt. Sollten sich im Randbereich der Formlinge trotz al­ lem die Folienbahnen teilweise wieder voneinander lösen, so verhindert die Verschweißung bzw. Versie­ gelung der Formlinge im Kantenbereich, daß Fleisch­ saft aus dem Kantenbereich austreten kann. Es ent­ steht somit ein Formling, der lediglich im Bodenbe­ reich dreilagig ausgebildet ist, so daß die Kunst­ stoffolien im Randbereich innig miteinander verbun­ den werden können.

Ferner ergibt sich der Vorteil, daß die Lage aus saugfähigem Material zur Verbesserung ihres Wir­ kungsgrades dicker ausgeführt werden kann als bei dem vorbekannten Verfahren, da eine derartige Ver­ dickung den Randbereich nicht beeinflußt. Unabhän­ gig von der Dicke der Zwischenschicht ist weiterhin eine innige Verbindung der Kunststoffolien im Rand­ bereich gewährleistet.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfah­ rens ist darin zu sehen, daß der Verschnitt, der keinerlei Zellstoffmaterial aufweist, einer Wieder­ verwendung zugeführt werden kann.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gemäß Anspruch 3 eine Vorrichtung vorgesehen, bei der die Folienbahnen von einer Abgabestation einer kombinierten Form- und Trennvorrichtung zuge­ führt werden und bei der zwischen den aufeinander zulaufenden Folienbahnen eine Etikettiervorrichtung vorgesehen ist. Der Anspruch 3 geht damit von einer vorbekannten Vorrichtung aus, wie sie in der US-PS 46 78 527 beschrieben ist.

Es ist jedoch zu sagen, daß mit dieser vorbekannten Vorrichtung keine Kunststoffschalen im Sinne der Erfindung hergestellt werden, sondern Formkörper in Form von Slipeinlagen oder dergleichen. Wie aus der Fig. 4 der Druckschrift hervorgeht, besteht die Etikettiereinrichtung aus einem Bandförderer, der an seinem Ende die Ausschnitte aus saugfähigem Ma­ terial kontinuierlich zwischen die aufeinander zu­ laufenden Folienbahnen abgibt. Dabei ist es nicht ausgeschlossen, daß die Abschnitte bei der Zufüh­ rung zwischen die Folien unkontrolliert verschoben werden, so daß der auf der Etikettiervorrichtung fest eingestellte Abstand der Abschnitte zueinander zwischen den Folienbahnen verloren gehen kann. Das führt dazu, daß im anschließenden Form- und Trenn­ vorgang die Ränder der Ausschnitte über die Form­ lingskanten vorstehen. Dann ist aber ein sicheres Verkleben der Folienbahnen im Randbereich der Form­ linge nicht mehr gewährleistet. Diese Gefahr ist deshalb so groß, weil die Abmessungen der aus saugfähigem Material bestehenden Abschnitte in etwa in der gleichen Größenordnung liegen wie die Abmessungen der einhüllenden Folien. Hierdurch stehen zur Verbindung der Folien an den Rändern nur kleine Bereiche zur Verfügung. Aus diesem Grunde schlägt die Erfindung gemäß Anspruch 3 vor, die Vorrichtung so auszugestalten, daß zwischen der Abgabestation und der Form- und Trennvorrichtung eine Erwärmungsstation und zwischen den Folienbahnen eine Etikettiervorrichtung angeordnet ist, daß eine Vielzahl der der Form der Schalen entsprechenden Prägungen und Formtassen in einer Matrix angeordnet sind und daß die Form - und Trennvorrichtung entlang der Schalenumrisse angeordnete Bandstahlschneiden für das Heraustrennen der Schalen aufweist.

Durch die bereichsweise Parallelführung der Kunst­ stoffolienbahnen ist es möglich, mit Hilfe der Eti­ kettiervorrichtung die Abschnitte exakt an einer Folienbahn zu befestigen, wodurch der vorgesehene Abstand der Ausschnitte zueinander während der ge­ samten Bearbeitungsdauer erhalten bleibt. Durch die getaktete Arbeitsweise der Vorrichtung gelangen die Folienbahnen mit den dazwischen in einer Matrix fest angeordneten Abschnitten aus saugfähigem Mate­ rial in die kombinierte Form- und Trennvorrichtung. Die zwischen den Prägewerkzeugen ruhenden Matten werden dann durch lineares Aufeinanderzubewegen der Formwerkzeuge zu den Formlingen geformt, wobei gleichzeitig und vor allen Dingen gleichmäßig die Formlinge an den vorgesehenen Rändern aus dem Ma­ trixverband herausgetrennt werden. Bei der vorbe­ kannten Vorrichtung trifft zunächst ein Schneidrand der Prägewerkzeuge auf die zu verbindenden Folien. Im weiteren Verlauf rollen die Formwerkzeuge auf­ einander ab, wobei die zwischen den Folienbahnen liegende saugfähige Schicht eventuell entgegen der Bearbeitungsrichtung verschoben werden kann. Dann legen sich die Schneidränder der Formwerkzeuge auf den noch zu schließenden Rand des Formlings, wobei es geschehen kann, daß das saugfähige Material über die Ränder vorsteht, so daß eine Vereinigung der Folien nicht möglich ist. Diese Nachteile ergeben sich aus der kontinuierlichen Arbeitsweise der Vor­ richtung.

Diese Nachteile werden bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vermieden, da die Ausschnitte während eines Taktes genau senkrecht auf der angehaltenen Folienbahn befestigt werden. Auch beim Form- und Trennvorgang wird die Vorrichtung kurzzeitig still­ gesetzt und die Ausformung und die Trennung der Formlinge geschieht gleichzeitig und vor allen Din­ gen gleichmäßig.

Durch die beim Trennvorgang verwendeten Bandstahl­ schneiden werden die Ränder des Formlings durch den Bandstahl zwischen diesem und der Stanzplatte ein­ geklemmt und in dieser Position verschweißt. Bei der Herstellung der Polystyrolfolien bilden sich glatte Oberflächen, die eine Schaumschicht ein­ schließen. Beim Trennvorgang mit Hilfe der Band­ stahlschneiden ziehen diese eine glatte Außenhaut um die Schaumstrukturen der beiden aufeinanderhaf­ tenden Kunststoffolien sowie den Berührungsbereich der beiden Kunststoffolien herum und verschweißen diese Außenhaut mit der entsprechenden Außenhaut der anderen Kunststoffolie. Somit ist der Formling im Kantenbereich durch die jeweiligen Außenhäute der Kunststoffolien sicher versiegelt.

Das Lochmuster in der einen Folie wird durch Loch­ rollen in dieselbe eingebracht, derart, daß sich die Lochmuster genau an den Stellen in der Folie befinden, die dem Bodenbereich der Formlinge bzw. der Lage der Abschnitte auf der Folie entsprechen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeich­ nungen dargestellt und näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung zum Herstellen von Schalen;

Fig. 2 eine Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Draufsicht, wobei aus Übersichtlichkeitsgründen die obere Kunststoffbahn und die oberhalb der oberen Kunststoffbahn angeordneten Vorrichtungs­ stationen weggelassen wurden.

In der Fig. 1 sind mit den Bezugszeichen (1 und 2) zwei im vertikalen Abstand zueinander angeordnete Wickel für eine obere (3) und eine untere (4) Kunststoffolienbahn bezeichnet. Die Kunststoffolienbahnen (3 und 4) werden von den Wickeln (1 und 2) abgewickelt und um Rollen (5 und 6) herumgeführt, so daß die Folienbahnen (3 und 4) in parallelem Abstand zueinander verlaufen. Im weiteren Verlauf der Kunststoffolienbahnen werden diese um Rollen (7 und 8) herumgeführt, wodurch sie schräg aufeinander zuverlaufend weitertransportiert werden. In Verarbei­ tungsrichtung hinter den Rollen (7 und 8) ist eine Er­ wärmungsstation (9) angeordnet, an die sich eine kombi­ nierte Form- und Trennstation (10) anschließt. Der Form­ und Trennstation (10) ist eine Stapelstation (11) nach­ geschaltet. Zwischen den Rollen (5, 6; 7, 8) ist im Zwischenraum zwischen den dort parallel verlaufenden Kunststoffbahnen (3 und 4) eine Etikettiervorrichtung (12) angeordnet. Die Etikettiervorrichtung (12) weist einen Ausleger (13) auf, der auf seiner zur Folienbahn (3) hinweisenden Seite Werkzeuge (14) trägt, die aus einem in der Fig. 2 dargestellten Magazin (15) Aus­ schnitte (17) eines saugfähigen Materials z. B. einer Zellstoffschicht entnehmen. Hierzu ist der Ausleger (13) um die Achse (16) aus der Verarbeitungslinie, d. h. aus dem Zwischenraum zwischen den Kunststoffolien (3 und 4) unter die Abgabeöffnungen des Magazins (15) heraus­ schwenkbar. Gleichzeitig ist der Ausleger (13) gemäß dem Doppelpfeil (27) heb- und senkbar ausgeführt.

Die Kunststoffolien (3 und 4) werden taktweise durch die gesamte Vorrichtung transportiert. Bei jedem Takt, d. h. bei jedem Stillstand der Transportvorrichtung ist der Ausleger (13) unter die Kunststoffolie (3) ge­ schwenkt. In dieser Stellung wird er angehoben und gibt die auf der Oberseite seiner Werkzeuge (14) be­ findlichen Ausschnitte (17) beim Hubvorgang an die Unterseite der Kunststoffolie (3) ab. Dort werden sie befestigt. Dann wird der Ausleger (13) wieder abgesenkt und schwenkt erneut unter die Ausgabeschächte des Magazins (15), wo er wieder angehoben wird und eine weitere Anzahl von Ausschnitten (17) des Zellstoffmaterials auf­ nimmt. Wenn der Ausleger (13) wieder in seiner Arbeitsposi­ tion zurückschwenkt, bewegen sich die Kunststoffolien (3 und 4) in Richtung auf die Erwärmstation (9) weiter. In der Station (9) werden die Kunststoffolien (3 und 4) erwärmt und in diesem erwärmten Zustand der Form- und Trennstation (10) zugeführt. Die Form- und Trennstation (10) besteht aus zwei Hubtischen (18 und 19), wobei der obere Hubtisch (18) an seiner Unterseite in einem Matrixverband angeordnete Formtassen und der untere Hubtisch (19) auf seiner Oberseite in einer entsprechen­ den Matrixanordnung Prägungen trägt.

Somit können während eines einzigen Taktes eine Vielzahl von als Schalen ausgebildete Formlingen hergestellt werden. Die Anordnung der Werk­ zeuge (14) auf dem Ausleger (13) korrespondiert dabei mit der Anordnung der Formtassen bzw. Prägungen in der Form- und Trennstation (10). Somit ist gewährleistet, daß die mit Hilfe der Werkzeuge (14) an der oberen Kunststoffolie (3) angebrachten Zelluloseausschnitte (17) jeweils genau in dem Bereich der Kunststoffolie (3) angeordnet werden, der den Bodenbereich des späteren Formlings bildet. Dabei weisen die Abmessungen der Ausschnitte und die Abmessungen des Bodens gewisse Differenzen auf. Diese Toleranzen sind notwendig, damit in jedem Fall eine innige Verbindung der Kunststoff­ folien (3 und 4) im Randbereich des Formlings gewähr­ leistet ist.

Die erwärmten Kunststoffolien (3 und 4) mit den dazwi­ schen angeordneten Zellstoffausschnitten werden in den Formtassen und Prägungen zu Formlingen verformt. Bei noch geschlossener Form werden die Formlinge aus der Matrix herausgetrennt. Das geschieht mit Hilfe von Bandstahlschneiden, die in Form der Formlingsum­ risse angeordnet sind. Die Bandstahlschneiden ver­ schweißen dabei die aufeinandergepreßten Kunststoff­ folien (3 und 4) im Kantenbereich des Formlings mitein­ ander. Im folgenden Takt werden die Formlinge in der Stapelstation aus dem Folienlaminat herausgehoben und seitlich aufgestapelt. Der Folienlaminatverschnitt kann dann einer Wiederverwendung zugeführt werden.

Bei jedem Takt, d. h. immer wenn der Vortrieb der Folienbahnen (3 und 4) unterbrochen ist, wird die Folienbahn gleichzeitig mit Zellstoffausschnitten ver­ sehen, werden die Formlinge ausgeformt und aus dem Matrix­ verband herausgetrennt und werden die bereits fertigen Formlinge mit Hilfe der Stapelstation gestapelt.

Damit der Saft bzw. das Blut aus dem später zu ver­ packenden Fleisch von dem Zellstoffausschnitt aufge­ nommen werden kann, sind im Bereich der aufgebrachten Zellstoffausschnitte auf der oberen Kunststoffolie (3) in dieser in einem regelmäßigen oder unregelmäßigen Muster Löcher angeordnet. Das Lochmuster wird durch die Lochrollen (28) in die Folie (3) eingebracht.

Claims (4)

1. Verfahren zum Herstellen von insbesondere zur Verpackung von Lebensmitteln dienenden Schalen aus zwei aus Kunststoff bestehenden Folienbahnen, von denen die eine in dem dem Bodenbereich der Schalen zugeordneten Bereich gelocht ist, und mit zwischen den Folienbahnen angeordneten Zwischenlage­ abschnitten aus einem saugfähigen Material, z.B. aus Zellstoff, wobei die Fläche jedes der Zwischenlageabschnitte annähernd mit der Fläche des Bodenbereichs jeder der Schalen übereinstimmt, bei dem das Folienmaterial erwärmt und taktweise zu den Schalen ausgeformt wird, wobei die Folienbahnen im Randbereich der Schalen miteinander verbunden werden, und bei dem die Schalen aus dem Folienmaterial herausgetrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausformen der Schalen zu mehreren gleichzeitig in einer Matrix erfolgt, wobei vor dem Erwärmen und vor dem Verbinden des Folienmaterials auf der zur anderen Folienbahn hin angeordneten Oberfläche einer der Folienbahnen mittels einer Etikettier­ vorrichtung die Zwischenlageabschnitte entsprechend der Matrix der auszuformenden Schalen befestigt werden, daß das Verbinden der beiden Folienbahnen beim Ausformen der Schalen erfolgt und daß beim Heraustrennen der Schalen die Folienbahnen entlang der Schalenkanten verschweißt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlageabschnitte von der Etikettiervorrichtung im periodischen Wechsel aus einem seitlich neben den Folienbahnen angeordneten Magazin entnommen und nach dem Einfahren zwischen die Folienbahnen gegen die Folienbahn gedrückt werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, mit einer Abgabestation für die beiden Folienbahnen, der eine kombinierte, Prägungen und zu diesen komplementäre Formtassen aufweisende Form- und Trennvorrichtung nachgeordnet ist, der die beide Folienbahnen mittels Rollen in parallelem Abstand voneinander zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abgabestation (1, 2) und der Form- und Trennvorrichtung (10) eine Erwärmungsstation (9) und zwischen den Folienbahnen (3, 4) eine Etikettiervorrichtung (12) angeordnet ist, daß eine Vielzahl der der Form der Schalen entsprechenden Prägungen und Formtassen in einer Matrix angeordnet sind und daß die Form- und Trennvorrichtung (10) entlang der Schalenumrisse angeordnete Bandstahlschneiden für das Heraustrennen der Schalen aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Etikettiervorrichtung (12) einen Ausleger (13) aufweist, der heb­ und senkbar ist und in horizontaler Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung der Folienbahnen (3, 4) aus dem Bereich zwischen den beiden Folienbahnen (3, 4) unter die Abgabeöffnung eines neben den Folienbahnen (3, 4) angeordneten Magazins (15) für die Zwischenlageabschnitte (17) schwenkbar ist.