DE3824924A1

DE3824924A1 - Verfahren und einrichtung zum einschlagen von packungen

Info

Publication number: DE3824924A1
Application number: DE3824924A
Authority: DE
Inventors: Holger Brohan; Walter Finnern; Peter Hanke; Rolf Kramp; Norbert Schulte
Original assignee: BAT Cigarettenfabriken GmbH
Current assignee: British American Tobacco Germany GmbH
Priority date: 1988-07-22
Filing date: 1988-07-22
Publication date: 1990-01-25

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einschlagen von Packun gen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Einrich tung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens nach An spruch 6.

Cigarettenpackungen, insbesondere sogenannte Hinge-lid- Packungen, werden heute fast ausnahmslos bei der Herstellung mit einer Polypropylen-Umhüllung versehen, die einerseits ein ansprechendes äußeres Erscheinungsbild ermöglicht, an dererseits der Erhaltung des Aromas und sonstiger Eigenschaf ten der verpackten Cigaretten dient.

Zu diesem Zweck verwendete Einschlagfolien sind in der Regel dreischichtig aufgebaut, indem eine Polyolefin-, insbesondere koextrudierte, biaxial gereckte Polypropylen-Folie beid seitig mit einer Außenbeschichtung auf Co-Polymerbasis ver sehen ist, die eine Heißsiegelung übereinandergelegter Folien ermöglicht. Das Einschlagen der Packungen erfolgt in der Regel in sogenannten Cellophaniermaschinen, in denen übereinander gelegte Kanten der Einschlagfolie durch Wärme miteinander versiegelt werden. Die Eigenschaften der Siegelschicht sind dabei so gewählt, daß zur Siegelung bereits eine Temperatur ausreicht, die die Dimensionsstabilität der Polypropylen-Folie nur sehr wenig beeinflußt, da diese Temperatur unter der soge nannten Schrumpftemperatur der Folie liegt. Oberhalb der Schrumpftemperatur setzt meßbares Schrumpfen ein, da damit der Bereich der quasi thermischen Fixierung des Materials verlas sen wird.

Da das Einschlagen der Packungen mit der Umhüllung nicht unter Spannung erfolgen kann, ist die fertige Packung von der Ein schlagfolie relativ locker umhüllt. Da bei der Siegelung fer ner ein geringer Prozentsatz an Schrumpfung der Polypropylen- Folie auftritt, treten insbesondere an Kanten häufig Auffal tungen auf, die das äußere Erscheinungsbild der Packung stö rend beeinflussen. Zur Vermeidung der Falten werden in der Regel sehr schmale Siegelwerkzeuge verwendet, deren Breite etwa der Überlappungszone der Einschlagfolie entspricht. Gleichwohl sind auf diese Weise gewisse Restfaltungen nicht zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Einschlagen von Packungen, insbesondere Cigarettenpackungen, anzugeben, mit dem bzw. mit der eine Packung mit einer unter Spannung stehenden Umhüllung ver sehen werden kann und bei der die Gefahr der Bildung von Falten der Umhüllung verringert ist.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 6 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird entgegen dem Stand der Technik die Behandlungstemperatur bei der Versiegelung weit über die Versiegelungstemperatur angehoben, so daß die Temperatur noch oberhalb der Schrumpftemperatur der Um hüllung liegt. Dadurch kann erreicht werden, daß neben der Versiegelung übereinanderliegender Kanten gleichzeitig eine Schrumpfung der Gesamtfolie auftritt, durch die eine Zug spannung über die Packungskanten erzeugt werden kann, die ein festes Anlegen der Umhüllung an die Packung bewirkt. Wenn dieses Verfahren auf wenigstens zwei Seitenkanten einer Packung angewendet wird, entsteht eine Zugspannung in zwei Richtungen über die Packung, die, ohne daß Falten entstehen, ein besseres Erscheinungsbild der Packung ermöglicht. Wenn in einem ergänzenden Verfahrensschritt auch noch eine Hitze behandlung der weiteren Packungsseiten vorgenommen wird, die keine überlappenden Kantenbereiche der Folie aufweisen, können noch möglicherweise vorhandene Restfalten wirksam ausge glichen werden.

Vorzugsweise liegt die Heizbackentemperatur zur Versie gelung und Schrumpfung zwischen 160 und 190°, insbesondere 175°Celsius, während die Siegeltemperatur der verwendeten Umhüllung etwa 120° und die Schrumpftemperatur etwa 140°C beträgt.

Damit die Versiegelung und Schrumpfung auch bei hohen Pro duktionsgeschwindigkeiten durchgeführt werden kann, werden vorzugsweise zwei Schritte vorgesehen, wobei im ersten Schritt eine erste Aufheizung und Siegelung der Packung erfolgen kann und im zweiten Schritt an einer anderen Heiz backe auf die vorgesehene Temperatur die gewünschte Schrumpfung der Umhüllung bewirkt.

Zur Ableitung von zwischen Heizbacken und Folie vorhande ner Luftpolster sind die Heizbacken vorzugsweise aufge rauht, wobei die Heizbacken der ersten Stufe eine gleiche oder größere Rauhigkeit aufweisen können als die Heizbacken der zweiten Stufe.

Eine bevorzugte Ausgestaltung einer Heizbacke sieht vor, daß die Heizfläche der Heizbacke in Abkehr vom Stand der Technik im wesentlichen der Größe einer Kantenseite der Packung entspricht. Vorzugsweise ist die Fläche der Heizbacke jedoch geringfügig kleiner als die Fläche der Packung, um eine bessere Andruckkraft auf die Packung aufbringen zu können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs beispieles näher erläutert.

Die Figuren zeigt

Fig. 1 ein wesentliches Element einer Cellophanier maschine,

Fig. 2 eine Ansicht einer Heizbacke mit darunterliegen der Packung,

Fig. 3 eine Ansicht zweier nebeneinanderliegender Packun gen, an deren Stirnkanten Heizbacken anliegen,

Fig. 4 eine Aufsicht auf Heizbacken, die für die Stirn seiten einer Packung verwendet sind,

Fig. 5 eine Folgedarstellung verschiedener Zustände bei einer bevorzugten weiteren Hitzebehandlung einzu schlagender Packungen.

Fig. 1 zeigt den Kern einer üblichen Cellophaniermaschine mit einer Einschlagvorrichtung 1. Es ist ein über eine Achse 5 drehbares Sternrad vorgesehen, das einzelne Taschen 3 trägt, in die aus einer Zuführstation taktweise Cigarettenpackungen eingeschoben werden können. Während des schrittweisen Umlaufs der Packungen 4 entlang der Außenwand 2 gelangen diese unter die Heizbacken 6 und 7, so daß die bereits eingeschlagenen Packungen dort durch die Heizbacken 6 bzw. 7 an den Seiten kanten versiegelt werden können. Vorzugsweise erfolgt die Siegelung in zwei Stufen, nämlich zunächst durch eine Auf heizung an der Heizbacke 6 und anschließend durch eine wei tere ergänzende Aufheizung an der Heizbacke 7.

Anschließend verlassen die Packungen 4 das Sternrad und werden mit dem Schieber 9 durch die Faltstation 8 gescho ben; anschließend werden Zweier-Stapel gebildet und erfolgt die Kopf- und Boden-Schweißung (Stirnseiten der Packung). Durch einen Schieber 9 wird die gewünschte Abfolge in der Faltstation 8 hervorgerufen.

Fig. 2 zeigt eine Heizbacke und eine darunter angeordnete Packung in stirnseitiger Ansicht. Die Fläche der Heizbacke entspricht im wesentlichen der aufzuheizenden Fläche der entsprechenden Packungsseite, vorzugsweise ist die Fläche der Heizbacke jedoch geringfügig kleiner, damit ein er höhter Flächenpreßdruck auf die Packungsseite ausgeübt werden kann, ohne daß der Druck auf die Packungskanten übertragen wird. Die vollflächige Ausbildung der Heiz backe 10 dient in erster Linie dazu, neben der Versiege lung der überlappenden Kanten der Hülle der Packung 12 eine gleichmäßige Schrumpfung der zu beheizenden Fläche hervorzurufen. Durch einen Anschluß 13 wird die Heizbacke elektrisch auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt.

Fig. 3 zeigt zwei nebeneinanderliegende Packungen in der Siegelstation. Hier erfolgt die stirnseitige Versiegelung und Schrumpfung über die Heizbacken 14 und 15. Da im stirn seitigen Bereich einer Packung bis zu 5 Lagen der Umhüllung übereinander liegen können, ist die Gefahr der Faltenbil dung hier besonders groß. Daher erfolgt auch hier eine vollflächige Aufheizung der Stirnseiten, vorzugsweise eben falls in zwei Schritten, wobei die Schrittfolge durch den Taktbetrieb der Cellophaniermaschine bestimmt wird.

In Fig. 4 ist eine Aufsicht auf Heizflächen zur stirn seitigen Versiegelung dargestellt. Die Heizflächen sind im wesentlichen vollflächig der entsprechenden Fläche einer Packung angepaßt, der eigentliche Aufheizungsbereich kann jedoch dem Überlappungsbereich der Umhüllung angepaßt wer den, so daß durch die taillenartige Einschnürung der Heiz flächen eine gleichmäßige Behandlungstemperatur für die zu behandelnde Stirnseite der Packung möglich wird. Da in einer ausgeführten Anordnung zwei Reihen von Packungen übereinander durch die Siegelstation bewegt werden, sind zwei übereinander angeordnete Heizbacken vorgesehen, wo bei durch die Ausbildung des Verfahrens in zwei Schritten insgesamt vier Heizflächen an jeder Seite vorgesehen sind.

Die Fig. 5 zeigt eine Möglichkeit zur ergänzenden Behand lung der Packungsober- und -unterseiten, die keine Über lappungsbereiche der Umhüllung aufweisen und daher im Prin zip keiner Siegelung bedürfen. Hier wird der Effekt der geringen Schrumpfung für Temperaturen unterhalb der Schrumpf temperatur ausgenutzt. In den Fig. 5a-5c sind Schnitte dargestellt.

Gemäß Fig. 5 laufen die Packungen durch einen Kanal mit den Seitenwänden 20 und 21, die Leitschienen 22, 23 und 24 aufweisen. Gemäß Fig. 5a sind zwei Packungen 26 und 32 nach rechts durch die Leitschienen 22 und 24 orientiert. In der Stellung Fig. 5b ist eine Packung 25 entlang der Auslaufschräge 33 der Leitschiene 22 und der Auflauf schräge 34 nach links verschoben worden, während die dar unterliegende Packung 27 weiter entlang der Leitschiene 24 läuft. Dadurch kann in der nächstfolgenden Stellung 5 c eine Trennlasche 31, ausgebildet als Heizplatte, mit dem Vorderteil unter die Packung 25 greifen und diese über die Trennlasche 31 führen. Die Packungen 28 und 29 können daher durch eine oberhalb des Förderbandes angeordnete Heizplatte 30, eine in der Trennlasche 31 angeordnete Heizung sowie eine den Boden des Heizständers bildende Heizplatte unter- und ober seitig durch Aufheizung auf 110-130°C behandelt werden, so daß eine Schrumpfung der Einhüllung auch auf den Seiten erfolgen kann. An diese Heizung anschließend, wird die Packung 28 wieder in die gleiche Orientierung der darunterliegenden Packung 29 nach links verschoben.

Anstelle einer Plattenaufheizung können die Packungen auch durch einen Heißluftkanal, durch eine Infrarot-Aufheizung oder andere Heizmittel hindurchgeführt werden, die eine geringe, zusätzliche Schrumpfung der verwendeten Einschlag folie erlauben.

Die Temperatur der Heizbacken bei der Heißsiegelung oberhalb der Schrumpftemperatur beträgt vorzugsweise 175°C oder noch darüber, wobei jedoch bei höheren Temperaturen für den Fall, daß die Fertigungseinrichtung zum Stillstand kommt, eine Kühleinrichtung vorgesehen sein muß, um nicht die volle Heizleistung im Stillstand auf die Packungs seiten aufzubringen. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Erfindung ein festes Einschlagen von Packungen in einer üblichen Cellophaniermaschine mit einer Geschwindigkeit von 360 bis 400 Packungen pro Minute ermöglicht.

Bezugszeichenliste:

1  Einschlagvorrichtung
2  Außenwand
3  Taschen
4  Packung
5  Achse
6  Heizbacke
7  Heizbacke
8  Faltstation
9  Schieber
10  Heizbacke
11  Heizfläche
12  Packung
13  Anschluß
14  Heizbacke
15  Heizbacke
16  Packung
17  Packung
18  Heizfläche
19  Verengung
20  Seitenwand
21  Seitenwand
22  Leitschiene
23  Leitschiene
24  Leitschiene
25  Packung
26  Packung
27  Packung
28  Packung
29  Packung
30  Heizplatte
31  Trennlasche
32  Packung
33  Auslaufschräge
34  Auflaufschräge

Claims

1. Verfahren zum Einschlagen von Packungen mit einer wärme schrumpfbaren und heißsiegelbaren Umhüllung, insbeson dere zur Kunststoffolien-Umhüllung von Cigaretten packungen, bei der die Verbindungskanten der Umhüllung nach dem Einschlagen der Packung über eine Heißsiegelung miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiztemperatur der zur Siegelung verwendeten Heiz backen während der Versiegelung höher als die Schrumpf temperatur der Umhüllung ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Heizbacken bei Verwendung einer Um hüllung mit einer Siegeltemperatur von 110 bis 130°C und einer Schrumpftemperatur von 130 bis 150°C auf 160 bis 190°C eingestellt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung aus koextrudiertem, biaxial gereck ten Polypropylen mit außenliegender Heißsiegelschicht besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufheizung einer Packungsseite in wenigstens zwei Schritten erfolgt, wobei die erste Aufheizung mit einer Heizbacke einer ersten Temperatur und die weitere Aufheizung mit einer Heizbacke mit einer zwei ten, gleichen oder höheren Temperatur erfolgt.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätz liche Aufheizung der nicht zu siegelnden Flächen der Packung erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Aufheizung bei einer Temperatur von 110-130°C erfolgt.

7. Einrichtung zum Einschlagen von Packungen mit einer wärmeschrumpfbaren und heißsiegelbaren Umhüllung, deren Siegeltemperatur unterhalb der Schrumpftempe ratur liegt, insbesondere zur Cellophanumhüllung von Cigarettenpackungen, in einer taktgebundenen Ver packungsmaschine, bei der die Packungen zunächst um hüllt und dann die übereinanderliegenden Kanten der Umhüllung durch Heizbacken (10, 14, 15) bis über die Heißsiegeltemperatur der Umhüllung erhitzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Heizfläche (11) der Heizbacken (10, 14, 15) im wesentlichen der Größe der zu beheizenden Packungsseiten entspricht und daß die Heiztemperatur oberhalb der Schrumpftemperatur der verwendeten Umhüllung liegt.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Heizflächen (11) der Heizbacken (10, 14, 15) geringfügig kleiner als die Fläche der zu be heizenden Packungsseite ist und daß die Aufheizung der Packungsseiten im wesentlichen vollflächig erfolgt.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Heizbacken aufgerauht ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die im Fertigungsverlauf erste Heizbacke eine gleiche oder größere Rauhigkeit als die folgende zweite Heizbacke aufweist.

11. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Heizeinrichtung (30) zur kurzzeitigen Auf heizung der nicht durch Siegelung verbundenen Flächen der Packung vorgesehen ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Heizeinrichtung durch einen mit seit lichen Heizungen versehenen Kanal gebildet ist, durch den die Packung beim Durchlaufen auf eine Temperatur von 110-130°C erhitzt wird.