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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft den Bereich der Weichverpackungen, typischerweise
Beutel. Diese Beutel sind aus ein- oder mehrschichtigen Bandmaterialien gebildet,
die ganz oder teilweise aus Kunststofffilmen bestehen.
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Sie
betrifft insbesondere das Öffnen
der Beutel, falls dabei das Bandmaterial, aus dem der Beutel besteht,
zerrissen wird, wobei das Bandmaterial des Beutels unter den von
Hand zerreißbaren
Werkstoffen gewählt
wird.
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STAND DER TECHNIK
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Im
Handel erhältliche
Beutel, die aus Kunststofffilmen gebildet sind, welche beim erstmaligen Öffnen von
Hand zerrissen werden können,
sind bereits bekannt.
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Im
Allgemeinen weisen solche Beutel typischerweise an ihrem oberen
Teil eine Öffnungszone mit
einem typischerweise V-förmigen
Aufreißschnitt oder
einer ebensolchen Aufreißkerbe
auf, um die Aufreißenergie
in einem örtlich
begrenzten Punkt zu konzentrieren und dadurch das Zerreißen des
Beutelwerkstoffs zu bewirken, und zwar mit minimaler manueller Kraft.
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Zum Öffnen des
Beutels ist nämlich
in der Praxis ein Aufreißschnitt
notwendig, da es zumeist, wenn nicht unmöglich, so doch wenigstens sehr schwierig
ist, solche Beutel zu öffnen,
wenn eine manuelle Kraft außerhalb
des Aufreißschnittes
ausgeübt wird,
was eine Garantie für
die Integrität
des Beutels während
seiner gesamten Lebensdauer ist.
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Im
Zusammenhang mit leicht zerreißbaren Materialien
ist auch ein gemeinhin mit dem Namen "Tircell"® bezeichnetes Öffnungsmittel
bekannt, das typischerweise aus einem Bändchen mit höheren Festigkeitseigenschaften
als das zu zerreißende
Material besteht, welches Bändchen
am zu zerreißenden Material
befestigt ist und ein freies Ende aufweist, über welches an dem Bändchen gezogen
und dadurch das Material zerrissen werden kann. Bekannt sind auch
die Vorritztechniken zur örtlichen Schwächung eines
Materials, zum Beispiel mittels Laser, um das Öffnen oder Zerreißen eines
Plastikfilms zu erleichtern.
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WO-A-0
132 521 beschreibt einen Beutel mit zwei Seitenwänden, einem Boden und einer
nach Abpacken des Produktes in die Verpackung verschließbaren Einfüllöffnung,
wobei der Beutel aus einem von Hand zerreißbaren Bandmaterial gebildet ist,
jede Seitenwand ein Führungsmittel
für den
Riss beim erstmaligen Öffnen
aufweist, diese Führungsmittel
entweder mit einem in Rissrichtung orientierten Bandmaterial oder
mit der Vorritztechnik zur örtlichen Schwächung des
Bandmaterials hergestellt werden, oder auch indem ein Bändchen mit
höheren
Festigkeitseigenschaften als das Bandmaterial an der Innen- oder
Außenfläche des
Bandmaterials, aus dem der Beutel gebildet ist, befestigt wird.
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AUFGABENSTELLUNG
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Zum
einen wird bei Beuteln mit einer von einem Aufreißschnitt
ausgehenden Aufreißöffnung beobachtet,
dass der Riss einen zumeist unsicheren Charakter aufweist.
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Zudem
kann sich der Riss auf einer der Seiten oder Wände des Beutels in eine gewisse
Richtung ausbreiten, während
er sich auf der anderen, gegenüberliegenden
Seite oder Wand in eine ganz andere Richtung ausbreitet. Dies alles
ist insofern sehr störend,
als eine unsichere Ausbreitung des Risses so zu einer reinen Zerstörung des
Beutels führen kann.
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Außerdem ist
bei Beutelanwendungen kein zerreißbares Material bekannt, das
wirtschaftlich wäre
und bei dem sich der Riss in einer vorbestimmten Weise oder entlang
einer geraden Linie ausbreitet.
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Da
andererseits die Werkstoffe der Beutel immer größere Festigkeitseigenschaften
aufweisen, würde
sich ein Öffnungsmittel
vom Typ Tircell® als
ungeeignet erweisen, zumal seine Produktionskosten relativ hoch
sind. Da zudem bestimmte derzeitige Beutel sterilisierfähig sind,
wäre dieses
außen
am zu zerreißenden
Film positionierte Öffnungsmittel
für Wärmebehandlungen
wie Sterilisation nicht geeignet.
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Außerdem besteht
bei einem freien Ende einerseits die Gefahr eines ungewollten Öffnens,
die weitaus größer ist
als bei einem Aufreißschnitt,
und andererseits sind dadurch spezifische und damit teure Fabrikationsmittel
erforderlich.
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Was
die Ausbildung von vorgeritzten Linien betrifft, so weiß man, dass
sie zum einen teure Gerätschaften
erfordern und zum anderen insofern nur schwer auszuführen sind,
als eine große
Präzision und
Regelmäßigkeit
der Einritztiefe notwendig ist, und dass sie schließlich das
Material eventuell auf einer großen Breite schwächen können, was
für die Aufrechterhaltung
der Integrität
der Verpackung während
ihrer gesamten Lebensdauer von Nachteil sein kann.
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Die
Anmelderin hat deshalb nach einem effizienteren, sicheren Mittel
von hoher industrieller Produktivität gesucht, um die durch den
Stand der Technik und insbesondere durch die Laserverwendung gestellten
Aufgaben zu lösen.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine in Anspruch 1 definierte Verpackung
in Form eines Beutels für
ein Produkt.
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Verschiedene
Ausführungsarten
der Verpackung sind durch die abhängigen Ansprüche definiert.
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BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die 1a, 1c, 1d, 2a, 2c, 3a, 4a, 6, 9, 10 und 12 sind
schematische Ansichten von Rechteckbeuteln (1) mit Seitenansicht
einer Wand (2), um die relative Lage des Versteifungselements
(5), des Aufreißschnittes
(4) und das vorgesehene Führungsmittel (6) zu
veranschaulichen.
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Die 1a, 1d, 2a, 3a, 4a und 5 beziehen
sich auf Beutel (1) mit ungesiegelter Einfüllöffnung (13),
also befüllfertige
Beutel, während
sich die 1c, 2c, 5 und 6 auf
verschlossene Beutel nach erfolgtem Befüllen beziehen, die einen Siegelrand
(14) aufweisen.
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Die 1b, 2b, 3b und 3c sind Schnitte
durch Seitenwände
(2, 2')
der Beutel (1) im Bereich des ersten Versteifungselements
(5) und eventuell des Führungsmittels
(6).
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Die 1a bis 1c beziehen
sich auf eine erste Ausführungsart
der Erfindung, bei der das Versteifungselement (5) ein
Faden (50) ist und bei der das Führungsmittel (6) aus
orientiertem Material (60) – symbolisiert durch "O=>" – und
dem Siegelrand (14) besteht.
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1a stellt
dabei den Beutel (1) vor dem Befüllen dar.
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1b ist
ein Schnitt gemäß der Linie
A-A von 1a.
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1c stellt
den Beutel (1) nach Befüllen und
Verschließen
des Beutels dar.
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1d,
analog zu 1a, zeigt den Beutel, bei dem
die Einfüllöffnung (13)
quer zur Seite (15) für das
erstmalige Öffnen
des Beutels verläuft.
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Die 2a bis 2c beziehen
sich auf eine andere Ausführungsart
der Erfindung, bei der das Versteifungselement (5) ein
Faden (50) ist und bei der das Führungsmittel (6) aus
einem Faden besteht, der das zweite Versteifungselement (61)
bildet.
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2a stellt
dabei den Beutel (1) vor dem Befüllen dar.
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2b ist
ein Schnitt gemäß der Linie
A-A von 1a.
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2c stellt
den Beutel (1) nach Befüllen und
Verschließen
des Beutels dar.
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3a stellt
einen Beutel (1) dar, bei dem die Einfüllöffnung (13) dem gesamten
Querschnitt des Beutels entspricht, während der obere Teil (11), der dem
aufgerissenen Teil des Beutels bei seinem erstmaligen Öffnen entspricht,
nur die rechte Ecke des Beutels darstellt.
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Gemäß 3b sind
das Versteifungselement (5) und das zweite Versteifungselement
(61) durch örtlich
begrenzte Abscheidungen (53) gebildet. Gemäß 3c sind
das Versteifungselement (5) und das zweite Versteifungselement
(61) durch Überdicken
(54) des Materials der Wände (2, 2') gebildet.
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4a ist
analog zu 3a, allerdings sind das Versteifungselement
(5) und das zweite Versteifungselement (61) durch
ein einziges Bändchen
(52) gebildet, das an der Fläche jeder Wand (2, 2') befestigt
ist und eine mittige Schwächungslinie
(520) aufweist.
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5 stellt
einen Beutel (1) dar, bei dem das Versteifungselement (5)
durch einen Faden (50) gebildet ist und bei dem das zweite
Versteifungselement (61) durch den typischerweise durch
Plissieren "verstärkten" Siegelrand (14)
gebildet ist.
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6 ist
analog zu 1c, allerdings ist der Faden
(50) mit einem Winkel α > 0 in Bezug auf die Orientierung
O=> des Materials
der Wände
(2, 2'') orientiert.
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Die 7a bis 8 veranschaulichen schematisch
zwei Herstellungsarten des Bandmaterials (7) in Form einer
Rolle (72) zur Bildung der Beutel (1) mit Einlagerung
des Versteifungselements (5) und des aus einem Faden (50)
bestehenden Führungsmittels
(6).
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Bei
den 7a bis 7c wird
das Band (7) durch Extrusion oder Verbindung zweier Schichten (70)
hergestellt.
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7a ist
eine perspektivische Ansicht des Bandmaterials (7), wobei
die Fäden
(50) parallel zur Maschinenrichtung MD des Materials verlaufen.
Als einfaches Beispiel wird durch gestrichelte Linien (71) schematisch
das Schneiden der Wände
(2, 2')
zur Bildung der Beutel (1) dargestellt.
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7b ist
eine Querschnittsansicht vor Vereinigung der beiden Schichten (70),
zwischen denen die Fäden
(50) angeordnet sind, zur Herstellung von Bandmaterial
(7), wie schematisch durch die Schnittansicht von 7c angedeutet.
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8 ist
analog zu 7a, allerdings verläuft der
Faden nicht geradlinig aufgrund einer vorlaufenden Querverschiebung
des Fadens (50), die mit der Längsverschiebung in die Richtung
MD synchronisiert ist.
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9 ist
analog zu 1c, allerdings wird der Beutel
(1) durch Faltung entlang einer dem Boden (17)
des Beutels entsprechenden Faltlinie (16) gebildet.
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10 ist
analog zu 1c, allerdings besteht das Versteifungselement
(5) aus einem Etikett (51), das eventuell bedruckt
und/oder metallisch sein kann.
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11 zeigt
perspektivisch den Beutel (1) von 10 nach Öffnen und
Abtrennen des oberen Teils (11) und manuellem Druck auf
die Ränder
(19), um die beiden Etiketten (51) elastisch voneinander zu
entfernen und dadurch die Erstöffnungszone
(15) freizugeben.
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12a stellt einen Beutel (1) dar, bei
dem das Versteifungselement (5) und das zweite Versteifungselement
(61) durch ein Etikett (55) gebildet sind, das
eventuell bedruckt und/oder metallisch sein kann und eine Schwächungslinie
(550) besitzt, welche die Teilungslinie bildet und an ihren
Enden die Aufreißschnitte
(4) aufweist.
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12b stellt einen senkrechten Querschnitt durch
den Beutel von 12a dar, nach Öffnen und
Abtrennen des oberen Teils (11) und Wiederverschließen mittels
eines faltbaren, typischerweise metallischen und bedruckten Etiketts
(55), das zum Beispiel aus Aluminium besteht oder Aluminium
enthält.
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Im
Unterschied zu den 7a bis 8 sind die 12 bis 14 Längsschnittansichten
in Richtung MD der Herstellung von Mehrschichtmaterial (7) auf
Rollen (72) durch Bildung eines Verbundes verschiedenartiger
Filmarten zwischen Walzen, wobei die Richtung MD im Allgemeinen
auch die Orientierungsrichtung O=> des
Materials ist, falls letzteres orientiert ist, mit Einlagerung eines
Fadens (50) als Versteifungselement (5) und als
zweites Versteifungselement (61) zwischen den Schichten.
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12 betrifft
dabei die Herstellung des Bandmaterials (7) PET/AI//PP,
zwischen dessen PET/AI- und PP-Schichten PA-6/6-Fäden eingelagert werden. 13 ist
analog zu 12, bezieht sich jedoch auf
die Herstellung des Materials PET//AI/OPP/PP, wobei ein Nylonfaden
zwischen die PET- und AI/OPP/PP-Schichten eingefügt wird.
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14 ist
analog zu 13, allerdings wird der Faden
mit Leim (73) überzogen,
bevor er zwischen die PET- und AI/OPP/PP-Schichten eingefügt wird.
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Die 15a bis 15c stellen
die Herstellung eines Bandmaterials (7) dar, bei dem das
Versteifungselement (5) ein in Querrichtung TD quer zur Maschinenrichtung
MD angeordneter Faden (50) ist.
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Dabei
ist 15a eine schematische Ansicht
im Längsschnitt
quer zum herzustellenden Bandmaterial (7) einer Vorrichtung
zum Kaschieren zweier Filme (70) mit Hilfe eines Klebstoffs
(73), wobei ein Faden (50) in regelmäßigen Abständen auf die
gesamte Breite des Bandes aufgebracht wird, so dass sich ein Material
gemäß 15b (Draufsicht) und nach Entfernung der Fadenteile
außen
am Bandmaterial ein Material gemäß 15c, analog zu 15b,
ergibt.
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16 zeigt
im Schnitt zwei gegenüberliegend
dargestellte Seitenwände
(2) und (2')
vor dem Zusammenschweißen
zwecks Bildung eines Beutels, wobei zwei obere Bändchen (51) das Führungsmittel (6, 61),
zwei untere Bändchen
das Versteifungselement (5) bilden.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nach
einer ersten Ausführungsart
der Erfindung ist das Führungsmittel
(6) gebildet durch:
- a) ein gewähltes Bandmaterial
(7, 60), welches in eine symbolisch bezeichnete
Richtung "O=>" orientiert ist, wobei die Ausbreitungsenergie
des Risses in diese Richtung mindestens 1,5 mal geringer ist als
in eine Querrichtung,
- b) eine relative Orientierung der Richtung "O=>" zur Orientierung
der vom ersten Versteifungselement gebildeten Teilungslinie, so
dass sich der Riss längs
dieser Teilungslinie der Verpackung ausbreitet,
dadurch gekennzeichnet,
dass:
- 1) das Bandmaterial (7) ein Mehrschichtmaterial ist,
wobei das Versteifungselement (5, 50, 51)
zwischen zwei Schichten (70) des Mehrschichtmaterials eingefügt ist,
- 2) die Verpackung entweder aus zwei Bandmaterialien hergestellt
ist, durch Schneiden der beiden Bandmaterialien, von denen jedes
eine Seitenwand (2, 2') der Verpackung bildet, und Siegelung der
Kanten zur Ausbildung eines Randes (3), oder aus nur einem
Bandmaterial hergestellt ist, durch Faltung, Siegelung und Schneiden,
wobei eine Seite der Verpackung eine Falte (15) bildet,
- 3) die Siegelung eine Heißsiegelung
ist, die ein Zusammenpressen der Kanten umfasst.
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Diese
Ausführungsart
wurde in den 1a bis 1d, 6, 9 und 10 dargestellt.
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Nach
einer zweiten Ausführungsart
der Erfindung kann das Führungsmittel
(6) an jeder Seitenwand (2, 2') und typischerweise
parallel verlaufend ein eine Sekundärbarriere für den Riss bildendes zweites
Versteifungselement (61) aufweisen, das typischerweise
parallel zu dem die Hauptbarriere bildenden ersten Versteifungselement
verläuft,
wobei der Aufreißschnitt
zwischen der Haupt- und Sekundärbarriere
lokalisiert ist, um den Riss beim erstmaligen Öffnen zwischen dem ersten Versteifungselement
und dem zweiten Versteifungselement zu halten.
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Dabei
sind das die Haupt- und Sekundärbarriere
bildende erste und zweite Versteifungselement vorzugsweise identisch,
durchgehend, parallel und in einem Abstand von typischerweise 1
bis 20 mm und vorzugsweise 2 bis 10 mm voneinander entfernt; sie können eventuell
einen Faden (50), ein Bändchen (52)
oder Etikett (55) bilden, welcher bzw. welches an der Seite
befestigt ist und eine typischerweise durch mechanisches Vorschneiden
oder mit dem Laser erzeugte Schwächungslinie
(520, 550) aufweist, wobei das Bändchen oder
Etikett der einen Seite (2) dem Bändchen der anderen Seite (2') gegenüberliegt.
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Diese
Ausführungsart
wurde in den 2a bis 2c und 5 dargestellt.
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Es
ist außerdem
zu beachten, dass die beiden Führungsmittelarten,
wie in 12a dargestellt, zusammengefasst
werden können,
so dass der Riss der Verpackung beim erstmaligen Öffnen einer
gänzlich
vorbestimmten Linie folgt.
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Wie
in sämtlichen
Figuren dargestellt, kann die Teilungslinie, die im Allgemeinen
an der vom ersten Versteifungselement (5) gebildeten Linie
entlang läuft
oder in diese übergeht,
eine Linie sein, die eine komplette Trennung von oberem (11)
und unterem Teil (12) gewährleistet. Es erweist sich
in der Tat generell praktischer oder ästhetischer, wenn dies so ist, aber
es ist an sich keinesfalls obligatorisch.
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Es
ist oftmals von Vorteil, wenn diese Teilungslinie eine Querlinie
ist, um die vollständige Öffnung des
Beutels zu gewährleisten,
wie zum Beispiel in den 1a bis 2c dargestellt.
Es kann aber auch eine teilweise Öffnung vorgesehen sein, wie
in den 3a bis 4a veranschaulicht.
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Das
die Barriere bildende erste Versteifungselement (5, 50, 51, 52, 53, 54, 55)
sollte aufgrund seiner Art, seiner Festigkeitseigenschaften oder
seiner Dicke so gewählt
sein, dass die Ausbreitungsenergie des Risses beim Überschreiten
der Hauptbarriere (5')
mindestens 20% höher
ist als im Bandmaterial (7) ohne Versteifungselement. Aber
insbesondere dann, wenn das erste Versteifungselement (5)
oder das zweite Versteifungselement (61) durch Einlagerung eines
hinzugefügten
Elements (Faden, Bändchen, usw.)
gebildet sind, kann die Ausbreitungsenergie des Risses beim Überschreiten
der das erste Versteifungselement (5) aufweisenden Hauptbarriere
(5') oder
der das zweite Versteifungselement (61) aufweisenden Sekundärbarriere
weitaus höher
sein – mindestens
zweimal, ja sogar fünfmal
so hoch und in bestimmten Fällen
sogar mehr – als
die Ausbreitungsenergie des Risses im Bandmaterial selbst, so dass
es quasi unmöglich
wird, dass der Riss beim erstmaligen Öffnen von der "Spur" abkommt, die ihm
bei der Konzeption der Verpackung zugeteilt wurde.
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Alle
Figuren – abgesehen
von 3c – erläutern den
Fall, dass das erste Versteifungselement aus einem hinzugefügten Element,
typischerweise einem Faden (50) oder einem Bändchen (51)
besteht, die an den Seitenwänden
(2, 2')
festgelegt sind.
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Dabei
kann der Faden (50) ein Textilfaden aus Natur-, Kunst-
oder Synthetikstoff oder ein Metallfaden sein, wobei der Faden eine
Bruchfestigkeit von mindestens 0,5 N aufweist.
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Genauso
kann das Bändchen
(51) ein Bändchen
aus Papier oder aus Metall oder aus ein- oder mehrschichtigem Kunststoff
sein und eventuell bedruckt sein.
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Wie
in 3b dargestellt, kann das die Barriere bildende
erste Versteifungselement (5) aus einem reliefartigen Motiv
(53) bestehen, das typischerweise durch örtlich begrenzte
Materialabscheidung, zum Beispiel durch Bedrucken so erzeugt wird,
dass ein Relief von typischerweise 20 bis 200 μm Dicke entsteht und dadurch
die Dicke des Bandmaterials örtlich
um mindestens 20% erhöht
wird. So kann es von Vorteil sein, wenn die Bildung des ersten Versteifungselements
(5) sowie des zweiten Versteifungselements (61)
und das Bedrucken des Bandmaterials (7) zur Bildung des
Behälters
(1) gleichzeitig erfolgen.
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Aber
wie in 3c dargestellt, kann das erste
Versteifungselement auch aus einer Überdicke (54) des
Materials der Seitenwand (2, 2') bestehen, die durch Stanzen oder
Extrudieren des typischerweise plastischen Materials erzeugt wird.
In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, wenn zwei Materialwulste
(54) als erstes Versteifungselement (5) und zweites
Versteifungselement (61) mit einer Verjüngung in der Mitte ausgebildet
werden, und zwar typischerweise bei der Ausbildung der Siegelränder (3)
mit einem Werkzeug, das heiß genug
ist, um den Kunststoff zum Fließen
zu bringen, aber wiederum nicht zu heiß ist, um eine Siegelung der
beiden Seiten (2, 2')
zu verhindern.
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Das
Bandmaterial (7) kann mindestens eine extrudierte Schicht
(70) aus Thermoplast oder mindestens zwei koextrudierte
Schichten (70) aus Thermoplast oder mindestens zwei einen
Verbund bildende Schichten (70) Bandmaterial aufweisen,
wobei das Versteifungselement typischerweise in die "Maschinenrichtung" MD des Bandmaterials
(70) orientiert ist, wie in den 7a bis 8 und 12 bis 14 dargestellt,
wo das Versteifungselement ein Faden ist, oder aber eventuell in
die "Querrichtung" TD orientiert ist,
wie in 15c dargestellt. Erfindungsgemäß wäre es jedoch
möglich,
zwischen die Schichten ein Bändchen
einzubringen, oder sogar diskontinuierliche Elemente, die auf einem
durchgehenden, fadenartigen Träger
angeordnet sind (d.h. ein typischerweise eindimensionales Produkt
sehr großer
Länge L
(L >> 0) oder ein bändchenartiges Produkt,
d.h. ein zweidimensionales Produkt sehr geringer relativer Breite
I (L >> I > 0) und geringer Dicke.
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Die
Siegelung ist eine Heißsiegelung,
die ein Zusammenpressen der Kanten umfasst, insbesondere derart,
dass jedes Ende des Versteifungselements (5, 50, 51)
von dem Bandmaterial (7) durch örtlich begrenztes Fließen des
Bandmaterials umhüllt
wird, um die Dichtheit der Verpackung nicht zu beeinträchtigen.
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Das
Bandmaterial (7) kann verständlicherweise unter einem oder
mehreren der folgenden Werkstoffe gewählt werden: Papier, Metallfolie,
typischerweise aus Aluminium, Film oder eine Schicht aus orientiertem
oder biorientiertem, eventuell metallisierten PET, PA, PP, PE, wobei
der Werkstoff eine Dicke von 20 bis 200 μm aufweist, das Bandmaterial ein
Material bestehend aus 1 bis 5 Schichten (70) ist.
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Wird
PE genommen, so sollte es vorzugsweise reißbares PE in einer Dicke von
mindestens 60 μm
sein.
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Gemäß einer
Variante der Erfindung kann die Verpackung, wie in 12b dargestellt, einen angefügten Boden (18) haben,
um eine Standbeutelverpackung zu erhalten.
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Wie
ebenfalls in den 12a und 12b dargestellt,
kann das erste Versteifungselement (5) Eigenschaften aufweisen,
die aufgrund seiner Um- bzw.
Aufbiegbarkeit gewählt
werden, um ein Wiederverschließen
der Verpackung nach dem erstmaligen Öffnen zu ermöglichen.
Man kann dafür
ein Metallbändchen
nehmen, typischerweise aus Aluminium, das zudem bedruckt sein kann.
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Eine
besondere Variante der Erfindung besteht aus einem Beutel mit typischerweise
rechteckigen Seiten (2, 2') aus Mehrschichtmaterial mit typischerweise
2 bis 4 Schichten hat, wobei das erste Versteifungselement auf jeder
Seite (2, 2')
gegenüberliegend
angeordnet ist und aus einem Textilfaden, typischerweise aus PET
oder PA besteht, der parallel zur Öffnung (13) und typischerweise
in einem Abstand von 5 bis 30 mm zu diesem Rand verläuft, so dass
der obere Teil (11) im Vergleich zum unteren Teil eine
kleine Relativfläche
aufweist, die typischerweise kleiner ist als das 0,2-fache der Fläche des
unteren Teils.
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Je
nach Fall kann ein solcher Beutel seine Einfüllöffnung (13) im oberen
Teil haben, wie bei den meisten in den Figuren gezeigten Beuteln
dargestellt, oder im unteren Teil (12) wie in 5 dargestellt, oder
auch auf der Seite wie in 1d dargestellt,
wo die Einfüllöffnung quer
zu der von der Hauptbarriere gebildeten Teilungslinie angeordnet
ist.
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Das
erste Versteifungselement (5), wie auch das zweite Versteifungselement
(61), kann auch an der Innen- und/oder Außenseite
der Wand (2, 2')
lokalisiert sein. So lassen sich mit der Erfindung auch alle möglichen
Kombinationen erzielen, je nachdem, ob man die eine oder die andere
Seite, das erste Versteifungselement (5) oder das zweite
Versteifungselement (61) betrachtet. Außerdem können bei Bedarf mehrere Ausführungsarten
für das
erste Versteifungselement (5) und das Führungsmittel zusammengefasst
werden, je nach den technischen, ästhetischen, produktionstechnischen
oder verwendungstechnischen Anforderungen.
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Das
erste Versteifungselement (5) und eventuell das Führungsmittel
können
aus einem Bändchen
(51, 52) bestehen oder ein solches aufweisen, zum
Beispiel in Form eines typischerweise extrudierten Profils, wie
in den 10, 11, 16 dargestellt.
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In
diesem Fall kann es von Vorteil sein, wenn das Bändchen (51, 52)
außerdem
ein Verschließmittel
aufweist, wobei das Bändchen
der einen Seite typischerweise ein Verschließmittel aufweist, das mit einem
gegenüberliegenden,
komplementären
Verschließmittel
der anderen Seite zusammenwirkt, welches Verschließmittel
typischerweise ein Zip-Verschluss ist und unterhalb des ersten Versteifungselements
im unteren Teil (12) lokalisiert ist.
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Aber
ansonsten, und unabhängig
vom Versteifungselement, kann die erfindungsgemäße Verpackung ein Verschließmittel
aufweisen, wobei eine Seite (2) typischerweise ein Verschließmittel
aufweist, das mit einem gegenüberliegenden,
komplementären
Verschließmittel
der anderen Seite (2')
zusammenwirkt, welches Verschließmittel typischerweise ein
Zip-Verschluss ist und unterhalb des ersten Versteifungselements
im unteren Teil (12) lokalisiert ist.
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Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung besteht aus einem Verfahren zur
Herstellung einer erfindungsgemäßen Verpackung,
bei dem:
- a) durch Extrusion oder Koextrusion,
Verbundbildung oder Kaschierung das ganze oder ein Teil des Bandmaterials
(7) hergestellt wird und an diesem Material während der
Extrusion oder Koextrusion, Verbundbildung oder Kaschierung das erste
Versteifungselement (5, 50, 51) und gegebenenfalls
das zweite Versteifungselement (61) festgelegt werden,
wobei das erste Versteifungselement und eventuell das zweite Versteifungselement
bereitgestellt, in Maschinenrichtung MD des Bandmaterials (7)
abgewickelt und durch Vorschub des extrudierten oder koextrudierten,
einen Verbund bildenden oder kaschierten Bandmaterials (7)
mitgeführt
werden,
- b) der Behälter
(1) hergestellt wird, indem ein Siegelrand (3)
aus den aus zwei Materialbändern
(7) oder aus einem Materialband durch Faltung gebildeten
Seiten (2, 2')
gebildet wird, der Aufreißschnitt
(4) ausgebildet wird und der Behälter ausgeschnitten wird.
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Gemäß einer
weiteren Verfahrensvariante zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verpackung:
- a) werden das Bandmaterial (7) und
das erste Versteifungselement (5) und gegebenenfalls das zweite
Versteifungselement (6) bereitgestellt,
- b) wird danach der Behälter
(1) hergestellt, indem ein Siegelrand (3) aus
den aus zwei Materialbändern
(7) oder aus einem Materialband durch Faltung gebildeten
Seiten (2, 2')
gebildet wird, der Aufreißschnitt
(4) ausgebildet und der Behälter ausgeschnitten, wobei
das erste Versteifungselement und eventuell das zweite Versteifungselement
an dem Behälter
typischerweise durch Schweißen
oder Kleben an der Innen- oder Außenseite der Verpackung während der
Herstellung des Behälters
festgelegt werden.
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Bei
der einen oder anderen Verfahrensvariante der Erfindung kann man
das erste Versteifungsmittel (5) und gegebenenfalls das
zweite Versteifungsmittel (61) typischerweise mit Leim
oder Klebstoff bestreichen oder überziehen,
damit sie vollständig
mit dem Bandmaterial (7) verbunden bleiben und die Gefahr
einer Schichtspaltung und die Gefahr eines Dichtheitsverlusts der
Verpackung oder einer Erhöhung
der Permeabilität
der Verpackung verhindert werden.
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Zumeist
sind die Werkstoffe des ersten Versteifungselements (5)
und des zweiten Versteifungselements (61) mit den Werkstoffen
des Bandmaterials (7) kompatibel, man kann jedoch durch
eine geeignete Wahl von Leim oder Klebstoff virtuell dafür sorgen,
dass jedes beliebige erste Versteifungselement (5) und
zweite Versteifungselement (61) an dem Bandmaterial (7)
haftet.
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Je
nach Fall und insbesondere dann, wenn das erste Versteifungselement
(5) und das zweite Versteifungselement (61) zwischen
den Schichten des Bandmaterials (7) eingelagert sind, wird
für das erste
(5) und/oder zweite Versteifungselement (61) eine
typischerweise geringe Dicke ER im Vergleich zur
Dicke des Bandmaterials (7) EB gewählt, zum
Beispiel mindestens viermal geringer oder sogar achtmal geringer
(10 μm vs
80 μm).
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Wird
dagegen zum Beispiel ein Bändchen (51, 52)
oder ein Etikett (55) verwendet, kann dessen Dicke falls
nötig in
etwa der Dicke des Bandmaterials entsprechen.
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Mit
Vorteil können
das erste Versteifungsmittel (5) und das zweite Versteifungsmittel
(61) identisch sein und gleichzeitig gebildet werden, wobei
das Bandmaterial (7) zudem orientiert sein kann oder nicht.
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Zumeist
kann das Bandmaterial (7) unter den folgenden Mehrschichtmaterialien
gewählt
wird: PET/PP, PET/AI/PP, PET/AI/OPA/PP, PET/AI/PE, PET/AI/OPA/PE,
PET/OPA/AI/PP, PET/OPA/AI/PE, PET/PE, OPP/PE, OPP/OPP, OPA/PP, OPA/PE,
wobei "AI" (auch mit "alu" oder "ALU" in den Figuren bezeichnet)
Aluminiumfolie geringer Dicke typischerweise unterhalb 20 μm bezeichnet,
OPP und OPA orientiertes PP bzw. PA bezeichnen und "/" symbolisch die Trennung zwischen einzelnen
Schichten bezeichnet.
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Man
kann das Bandmaterial auch bereitstellen und das Produkt (8)
nach Herstellung des Behälters
in den Behälter
abpacken und die Verpackung verschließen, typischerweise bevor eventuell
der Aufreißschnitt
(4) ausgebildet und der Behälter ausgeschnitten wird, so
dass das sog. FFS- od. Form-Fill-Seal-Verfahren
durchgeführt
wird.
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In
diesem Fall kann das bereitgestellte Bandmaterial das in TD-Richtung
quer zur MD-Abwickelrichtung des Bandmaterials orientierte, erste
Versteifungselement (5) umfassen. Die 15a bis 15c veranschaulichen
eine Verfahrensweise zur großtechnischen
Herstellung eines Bandmaterials mit einem nicht in Maschinenrichtung
wie in 7a, sondern in Querrichtung
orientierten Faden. In den 15b und 15c wurde dabei gestrichelt die Möglichkeit
eines zweiten Fadens angedeutet, der das zweite Versteifungselements
(61) bildet.
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Gemäß einer
Verfahrensvariante, bei der das bereitgestellte Bandmaterial das
erste Versteifungselement (5) nicht aufweist, wird das
erste Versteifungselement (5) und, wenn nötig, eventuell
das Führungsmittel
(6) während
der Durchführung
des FFS-Verfahrens an den Seitenwänden (2) und (2') ausgebildet
oder angebracht.
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Das
erste Versteifungselement (5) – und, wenn nötig, eventuell
das Führungsmittel
(6) – kann ein
Bändchen
sein, das an der Innenseite des Behälters angebracht ist, damit
von außen
nichts zu sehen ist bzw. damit die Beutelaußenseite glatt ist. 16 stellt
diese Möglichkeit
für einen
Beutel dar, wo die Seitenwände
(2) und (2')
vor dem Schweißen
gegenüberliegend
dargestellt sind, wobei die beiden oberen Bändchen (51) das Führungsmittel
(6, 61), die beiden unteren Bändchen das Versteifungselement (5)
bilden. All diese Bändchen
können
entweder bei der Herstellung des Bandmaterials oder bei der Herstellung
des Behälters
an den Seitenwänden
befestigt werden.
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Eine
weitere Variante der Erfindung besteht aus dem Bandmaterial oder
Film (7) zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Dieses Bandmaterial oder dieser Film zur Verwendung in automatischen
Abfüllmaschinen
vom Typ FFS weist das erste Versteifungselement (5) und
eventuell das Führungsmittel
auf, wobei das erste Versteifungsmittel (5) und eventuell
das Führungsmittel
in Maschinenrichtung MD oder in Querrichtung TD orientiert sind.
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Dieser
Film kann wie bereits erwähnt
mit verschiedenen Techniken gewonnen werden, zu denen die Verbundbildung
gehört.
Das Versteifungselement (5) und das Führungsmittel (6) werden
dabei typischerweise beim Walzen vorzugsweise zwischen die beiden
die Schichten (70) bildenden Filme eingebracht. Gemäß einer
Ausführungsart
ist ihre Positionierung in der Breite des Bandmaterials einstellbar, wobei
die Funktionalität
in Längs-
oder Maschinenrichtung MD erzielt wird. Selbstverständlich können genauso
viele Versteifungselemente oder Führungsmittel eingebracht werden,
wie dies auf der Gesamtbreite des Bandmaterials erforderlich ist,
um:
- – den
Riss zu führen,
- – und/oder
dem Bedarf an mehreren Verlegungen nachzukommen, die anschließend ausgeschnitten
werden,
- – und/oder
die gewünschte
Funktionalität
auf der Vorderseite und/oder Rückseite
zu integrieren.
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Es
ist lediglich als Prinzipschema zu verstehen, dass das Bandmaterial
(7) in 7a nur zwei Fäden (50)
aufweist.
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Die
Erfindung findet Anwendung beim Abpacken aller Arten von Produkten,
seien es Lebensmittel, Kosmetikprodukte oder Reinigungsmittel.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Alle
Figuren stellen Ausführungsbeispiele
für Beutel
(1) dar.
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Für die Herstellungsversuche
wurden als Bandmaterialien (7) verwendet: PET/AI/PP von 12μm/9μm/90μm Dicke und
PET/AI/OPA/PP, die in den 12 bis 14 dargestellt
sind, sowie PET/PE und PELD von 80 μm.
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Als
erstes Versteifungselement (50) und als zweites Versteifungselement
(61) wurde ein PA 6/6-Nylonfaden aus 13 Fasern von jeweils
10 μm Durchmesser
eingesetzt.
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Bei
einer Verbundbildung von Schichten (70) nach den 7a und 12 bis 14 wurden – ohne dabei
die Standardgeschwindigkeit der Verbundbildung ändern zu müssen – zwei 7 mm voneinander entfernte
Fäden (50, 61)
zur gleichzeitigen Ausbildung des Versteifungselements (50)
und des zweiten Versteifungselements (51) integriert.
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Es
wurden auch sterilisierfähige
Beutel hergestellt.
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Es
wurden zudem Versuche durchgeführt, bei
denen als erstes Versteifungselement (50) ein Metallfaden
oder Bändchen
als Diebstahlsicherung verwendet wurde, um in Geschäften bei
Passieren der Kassenkontrollschleusen in betrügerischer Absicht Alarm zu
geben, typischerweise eine Alarmklingel auszulösen.
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Es
wurden auch wiederverschließbare
Beutel hergestellt, wobei als erstes Versteifungselement (5)
auf jeder Seite ein 40 μm
dickes und 20 mm breites Aluminiumbändchen eingesetzt oder ein
ZIP-Verschluss integriert wurde.
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Alle
hergestellten Beutel wurden von einem für "Durchschnittskonsumenten" repräsentativen Personenpanel
getestet, wobei das Öffnen
der Beutel ohne besondere Aufmerksamkeit wie im täglichen Leben
durchgeführt
werden sollte. Die Ergebnisse zeigten, dass sich der Riss dank der
erfinderischen Mittel in kontrollierter und kanalisierter Weise
ausbreitete.
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VORTEILE DER ERFINDUNG
-
Die
Erfindung weist sehr zahlreiche Vorteile auf.
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Zum
einen offenbart sie eine neue Art von Verpackung, die deren Integrität beim erstmaligen Öffnen sichert.
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Sie
offenbart auch sehr zahlreiche Methoden zur Durchführung der
Erfindung. Sie offenbart zudem Möglichkeiten,
um gleichzeitig weitere Funktionen (Wiederverschließen, Detektion,
etc.) in die Verpackung zu integrieren. Schließlich kann sie je nach Ausführungsart
eventuell ohne erhebliche Mehrkosten durchgeführt werden.
-
- 1
- Beutel – Behälter
- 10
- Teilungslinie
- 11
- Oberer
Teil
- 12
- Unterer
Teil
- 13
- Einfüllöffnung des
Beutels
- 14
- Einfüll-Siegelrand
- 15
- Erstöffnungszone
od. -seite
- 150
- Erstöffnungsloch
- 16
- Falte
- 17
- Beutelboden
- 18
- Angefügter Standbeutelboden
- 19
- Seitliche Öffnungskante
- 2,
2'
- Seitenwände
- 3
- Beutelrand
mit Schweißnaht
von 2 und 2'
- 4
- Aufreißschnitt
- 5
- Versteifungselement
- 5'
- Hauptbarriere
= 5 + 2/2'
- 50
- Faden
- 51
- Bändchen,
Streifen, Etikett
- 52
- Bändchen mit
Schwächungslinie
- 520
- Schwächungslinie
- 53
- Reliefartiges
Motiv – lokale
Materialabscheidung
- 54
- Materialüberdicke
- 55,
55'
- Drucketikett
(metallisch)
- 550
- Schwächungslinie
- 6
- Führungsmittel
- 60
- Orientiertes
Material (O=>)
- 61
- Zweites
Versteifungselement Typ 5
- 62
- Siegelrand 14 "verstärkt"
- 7
- Bandmaterial
zur Bildung von 2, 2' und 1
- 70
- Schichten
des Mehrschichtmaterials
- 71
- Schnittlinien
- 72
- Rolle
- 73
- Leim – Klebstoff
- 8
- Im
Beutel enthaltenes Produkt