DE69023653T2 - Verfahren zur Herstellung von Behältern aus biegsamem Material mit mehrlagigen Wänden und praktisch aseptischer Innenoberfläche sowie ein daraus erhaltenes durchlaufendes Band von Behältern. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbgeriff des Anspruches 1. Ein solches Verfahren ist aus US-A-4 231 932 bekannt.
• Auf dem Gebiet des Abpackens von Lebensmittel- und Diätprodukten genauso wie von flüssigen und pulverförmigen medizinischen Produkten, die aufgrund ihrer besonderen Charakteristiken in Behältern mit einer bestimmten Kapazität z.B. in Form von Beuteln abgepackt werden müssen, ist es aus hygienischen Gründen und für Konservierungserfordernisse wichtig, daß die Innenflächen solcher Behälter steril gehalten werden.
• Die gegenwärtig nach dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Herstellung solcher Behälter umfassen im allgemeinen einen ersten Schritt des Herstellens der Behälter unter normalen Umgebungsbedingungen, worauf ein Sterilisationsschritt und nachfolgende Schritte des Handhabens und Füllens der Behälter in einem sterilen Bereich stattfinden. Die letzteren Arbeitsvorgänge erfordern die Anwendung komplizierter Anlagen, die hohe Verfahrenskosten verursachen.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftliches und hochproduktives Verfahren zu schaffen, das in einer normalen Umgebung eine schnelle Bildung von Behältern erlaubt, die im Inneren bereits keimfrei und so geformt sind, daß sie auf einfache Weise für die nachfolgende Befüllung und Versiegelung zusammengefaßt werden können, wobei eine Anlage mit reduzierten Abmessungen verwendet werden kann, die in einer sterilisierten Kammer von sehr begrenzter Größe untergebracht ist.
• Erfindungsgemäß ist das Verfahren durch die Merkmale des Anspruches 1 gekennzeichnet. Es wird ein Band erhalten, das durch eine Reihe von gegenüberliegenden Paaren von Behältern gebildet wird, die in ihrem Inneren praktisch keimfrei, durch einen Verbindungsstreifen miteinander verbunden und in der Lage sind, entweder in der Form einer Spule gesammelt oder in Dämmschachteln eingefaltet zu werden. Jeder Behälter kann geöffnet, befüllt und versiegelt werden, indem eine einfache Vorrichtung mit reduzierten Abmessungen verwendet wird, die in einer sterilisierten Kammer von begrenztem Volumen untergebracht ist.
• Die Herstellung dieser durchgehenden und praktisch keimfreien Einkapselungsbeutel wird dadurch bewirkt, daß in einer ersten Stufe in einer normalen Arbeitsumgebung ein halbfertiges Band als röhrenförmiges Element aus Kunststoftmaterial geformt wird. Dieses röhrenförmige Element ist aufgrund der Extrusionstemperatur in seinem Inneren praktisch keimfrei und kann sogar mit beträchtlicher Länge in abgeplatteter Spulenform aufgewickelt werden.
• Im zweiten Produktionsschritt, der ähnlich in einer normalen Umgebung durchgeführt werden kann, wird das platte röhrenförmige Band, das eine transversale Breite gleich dem Zweifachen der Höhe des Behälters zuzüglich der Breite eines zentralen, ebenfalls doppelwandig ausgeführten Verbindungsstreifens aufweist, veranlaßt, auf einer Heißsiegelvorrichtung vorwärts zu laufen, auf der das röhrenförmige Element teilweise im allgemeinen mit einer weiteren Lage aus unterschiedlichem Material, z.B. Aluminiumfolie, kaschiert wird, die als äußere Verstärkung und Barriere gegen atmosphärische Reaktionsmittel für den Beutel wirkt, um in jedem Falle eine Oberfläche zu bilden, auf der Markierungen und/oder Instruktionen für Anwender aufgedruckt werden können, und weiterhin um als Stütze zu wirken, um jeden einzelnen Beutel in einer stehenden Stellung zu halten. Dieser zweite Schritt, der on-line oder in Reihe mit der ersten Phase durchgeführt werden kann, räumt mit der Notwendigkeit auf, die halbfertige abgeplattete Röhre zwischenzeitlich aufzuwickeln, umfaßt die Anbringung von transversalen Heißsiegelungen, die in vorbestimmten Längsabständen gleich der Breite der herzustellenden Behälter selbst gemacht werden, wobei die transversalen Siegelungen dazu bestimmt sind, die seitlichen Verschlußrippen für die einzelnen Behälter zu bilden. Die Länge der transversalen Versiegelungen erstreckt sich in Richtung der längsverlaufenden Mittenlinie des Bandes über eine Strecke, die gleich ist der Höhe der herzustellenden Behälter.
• Auf diese Weise wird auch die Kaschierlage dazu gebracht, an der abgeplatteten Röhre anzuhaften und es werden als letzter Schritt der Herstellungsphase Schnitte, vorzugsweise in perforierter, punktierter Form auf der Mittenlinie der transversalen Siegelungen angebracht ohne den mittleren Verbindungsstreifen in Mitleidenschaft zu ziehen, um die Trennung der Paare von seitlich gegenüberliegenden Beuteln zu erlauben und ihren praktisch keimfreien Innenzustand aufrechtzuerhalten, wobei die Beutel Dank des zentralen Verbindungsstreifens miteinander verbunden bleiben.
• Derart hergestellte Behälter werden in der Form von Spulen aufgewickelt oder in ziehharmonikaähnlicher Weise gefaltet in Schachteln eingefüllt, um einer Befüllanlage mit reduzierten Abmessungen zugeführt zu werden, die nicht notwendigerweise Teil dieses Herstellungsverfahrens ist, und die auch bei anderen Anwenderfabriken aufgestellt sein kann, die es vornehmen, die Behälter zu befüllen und zu versiegeln.
• Beispielsweise ist eine Anlage diesen Typs mit einer Halteführung ausgerüstet, die fortschreitend enger wird, um an dem Punkt bei der Befüllstation eine Breite anzunehmen die der des Verbindungsstreifens der gegenüberliegenden Paare von Behältern entspricht, die sich selbst vertikal hängend rittlings auf die Führung setzen. Das Band von Behältern, das durch ein Antriebsritzel, das mit dem Verbindungsstreifen in Eingriff steht, gezwungen wird, voranzulaufen, läuft unter einer Längsschneidevorrichtung hindurch, die in einer sterilisierten Umgebung eine der Lagen des Verbindungsstreifens einschneidet, die aufgenommen und zum Wiederverwerten entfernt wird, wodurch zwei gegenüberliegende Öffnungen in den Behältern geöffnet werden, die praktisch keimfrei in ihrem Inneren sind und die gefüllt und unverzüglich durch längsverlaufende Heißsiegelverschweißungen verschlossen werden, um die Sterilität innerhalb des Behälters aufrechtzuerhalten. Danach wird die zweite wiederverwertbare Lage des Verbindungsstreifens auf den gegenüberliegenden Seiten der Anlage, wo die gefüllten und verschlossenen Behälter aufgenommen werden, ebenfalls abgeschnitten und zum Aufsammeln entfernt.
• Die Erfindung wird nun in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben, die eine bevorzugte Ausführungsform des Bandes von praktisch keimfreien Behältern bei ihrem Vorwärtslaufen in einer Befüllvorrichtung zeigen. Es zeigen:
• Fig. 1 eine Draufsicht von oben und in sequentieller Beziehung die Herstellung einer Vielzahl von Paaren von gegenüberliegenden Behältern, die praktisch keimfrei sind und einen Teil eines kontinuierlichen Bandes bilden, das von einer gezogenen Röhre eines heißsiegelbaren flexiblen Materials herrührt und von einer Trägeroder Rückenschicht abgedeckt ist, entsprechend der Erfindung,
• Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linien II-II nach Fig. 1,
• Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linien III-III nach Fig. 1,
• Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linien IV-IV nach Fig. 1,
• Fig. 5 einen Teil des Bandes von Behältern im ersten Produktionsschritt in der Befüllanlage von oben,
• Fig. 6 einen Schnitt VI-VI nach Fig. 5,
• Fig. 7 die Schließphase der Behälter ebenfalls in Draufsicht, und
• Fig. 8 eine geschnittene Seitenansicht eines Paares gegenüberliegender Behälter, die befüllt, versiegelt und voneinander getrennt sind, in ihrer wahren vertikalen Stellung am Ende der Befüll- und Versiegelanlage.
• Fig. 1 ist eine Draufsicht, die sequentiell von unten nach oben das Voranschreiten entsprechend der Produktionsrichtung F einer Folie 2 aus flexiblem Material, z.B. einer dünnen Aluminiumbahn zeigt, die mit einem geeigneten, heißsiegelbaren Träger verbunden ist, mit der eine abgeplattete dünne Röhre 4 überlappt und auf der Mittenlinie X-X zentriert ist, welche Röhre 4 aus heißsiegelfähigem Kunststoffmaterial hergestellt und vorher in Form einer Spule aufgewickelt wurde oder direkt von der Extrusionsanlage kommt und in jedem Falle im Inneren praktisch keimfrei ist. Die Breite T der abgeplatteten Röhre 4 ist gleich dem Zweifachen der gewünschten Höhe H der Behälter, zuzüglich der Breite "d" eines Verbindungsstreifens für die Paare von Behältern, welche Breite der Breite der Halteführung der Befüllanlage für die fertiggestellten Behälter entspricht. Die transversale Breite "M" der Verstärkungsfolie 2 ist im wesentlichen gleich 2 T - d.
• Fig. 2 zeigt den Schnitt II-II in diesem ersten Herstellungsschritt. Im zweiten Schritt (siehe Fig. 3) werden die Seitenkanten 21, 22 der Folie 2 um die Kanten 41, 41' der abgeplatteten Röhre 4 herumgebogen, um seitlich aufletzterer zu überlappen und nur einen zentralen Streifen 44 mit einer Dreifachwandung freizulassen, der den Verbindungsstreifen der Paare von Behältern bildet.
• Nach dem Herumfalten der Seitenkanten 21, 22 der zusätzlichen Folie 2, die die äußere Hülle der Behälter bildet, findet ein dritter Herstellungsschritt statt, in dem gegenüberliegende Heißsiegelungen oder Thermo-Siegelungen 30 und 32 durchgeführt werden, die in Längsrichtung zueinander in einem Abstand L angebracht werden, der der vorher festgelegten Breite für die Behälter entspricht. Die transversalen Siegelungen erstrecken sich in Richtung zur Zentrallinie X-X, wobei ihre Enden im wesentlichen mit den Grenzen 23, 24 der umgefalteten Kanten 21 und 22 über einen Abstand H fluchten, der der gewünschten Höhe der Container entspricht, so daß der vorher erwähnte Verbindungsstreifen 44 freigelassen wird, der eine Breite gleich "d" aufweist. Dieser in Fig. 4 gezeigte Herstellungsschritt entspricht dem Schnitt IV-IV nach Fig. 1. In dieser Zeichnung ist erkennbar, daß die Heißsiegelungen 30 und 32 nur die gegenüberliegenden Wände der Röhre 4 miteinander verbinden. Gleichzeitig oder in einem nachfolgenden Herstellungsschritt wird die Befestigung des heißsiegelfähigen Materials der inneren Röhre an der zusätzlichen Folie 2 in einer Position durchgeführt, die mit den transversalen Siegelungen 30-32 zusammenfällt.
• In einem weiteren Herstellungsschritt entsprechend Pos. V von Fig. 1 sind sie in ihrem innen noch geschlossenen Zustand fast vollständig voneinander durch Schnitte 52, vorzugsweise punktförmige Performationen, auf den Zentrallinien der Siegelungen 30 und 32 getrennt, wobei die Länge dieser Einschnitte geringfügig kleiner als "H' ist, um die Seitenkanten 41, 41' der abgeplatteten Röhre 4 nicht in Mitleidenschaft zu ziehen.
• Die beutelartigen Behälter können nötigenfalls mit einem Balgboden versehen werden, der dazu geeignet ist, Verpackungen zu erhalten, die in der Lage sind, sich selbst in einer aufrechten Stellung zu halten, um das Anbieten zu verbessern. Eine solche Konfiguration kann dadurch erhalten werden, daß die Wände der abgeplatteten Röhre 4 im wesentlichen in der Form eines Kreisbogens mit konkaven Abschnitten versiegelt werden, die der Achse x'-x des Bandes zugewandt ist.
• Am Ende der oben beschriebenen Herstellungsschritte wird ein Band von Behälterpaaren erhalten, das entweder auf Spulen aufgewiekelt oder in ziehharmonikaähnlicher Weise in geeignete Schachteln eingefaltet werden kann, um zu Verpackungsfirmen zum Befüllen der Behälter in einer sterilisierten Kammer mittels geeigneter Apparate ausgeliefert zu werden. Natürlich kann dieser Vorgang auch vom Produzenten der Behälter mit einer kompletten Anlage zur Herstellung und zum Befüllen der Behälter selbst durchgeführt werden.
• Angesichts der obigen Ausführungen ist die Nützlichkeit des beschriebenen Verfahrens offensichtlich, demgemäß es möglich ist, in einer normalen Umgebung, jedoch viel einfacher, eine Vielzahl von praktisch keimfreien Behältern zu erhalten, die entweder direkt verwendet oder an Verpackungsfirmen geliefert werden können, um in Befüllmaschinen von einfachem Aufbau und begrenzten Dimensionen eingespeist zu werden.
• Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen die Herstellungsphasen in der Befüllanlage. Aus Gründen der Klarheit wird angenommen, daß die Behälter in einer horizontalen Ebene angeordnet sind, statt vertikal an den Seiten der zentralen Führung der Befüllanlage selbst herunterzuhängen.
• Entsprechend Fig. 5 werden als erster Schritt zwei längsgerichtete Schnitte 54 und 56 in einem Abstand H von den jeweiligen Seitenkanten 41 und 41' der abgeplatteten Röhre 4 vorgenommen, welche Schnitte auf die obere Lage des Verbindungsstreifens 44 begrenzt sind. Die obere Lage kann aufgenommen und auf eine kleine Spule als Material aufgewickelt werden, das entfernt und wiederverwertet werden kann, wodurch zwei Öffnungen 58 und 60 an den gegenüberliegenden Behältern geschaffen werden (s. Fig. 6). Nach dem Befüllen der Behälter sorgen Vorrichtungen an der Anlage für ein unverzügliches Versiegeln (s. Fig. 7) der Öffnungen mittels längsgerichteter Schweißnähte 64 und 66, die in versiegelter, völlig dichter Weise mit ihren Enden mit den Siegelungen 30 und 31 überlappen. Schließlich wird der Herstellungsprozeß mit dem Schneiden des verbleibenden unteren Verbindungsstreifens 44 fortgesetzt, der durch die restliche Wandung der Röhre 4 und des darunterliegenden zusätzlichen Streifens 2 gebildet wird, welche ebenfalls auf einer weiteren kleinen Spule als wiederzuverwertendes Material aufgewickelt werden, wodurch die befüllten Container freigesetzt werden, wie es im Querschnitt in Fig. 8 gezeigt ist.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von Behältern aus einem flexiblen Material mit mehrlagigen Wänden und mit praktisch keimfreien inneren Oberflächen umfassend die folgenden Verfahrensschritte:

a) Herstellung eines Bandes in Form einer abgeplatteten Röhre (4) aus heißsiegelfähigem Kunststoffmaterial, die an ihrer inneren Oberfläche nach dem Ziehen praktisch keimfrei ist, wobei die abgeplattete Röhre eine Breite (T) aufweist, die gleich ist der doppelten Höhe (H), wie sie für die Behälter vorgesehen ist, zuzüglich der Länge (d) eines Verbindungsstreifens;

b) Aufwickeln des abgeplatteten röhrenförmigen Bandes gegebenenfalls auf eine Spule;

c) Positionieren der abgeplatteten Röhre in zentrierter Weise auf der in Längsrichtung verlaufenden Mittenlinie einer äußeren Verstärkungsfolie (2), die als Band aus einem von der abgeplatteten Röhre unterschiedlichen Material, z.B. einer Aluminiumverbundfolie gebildet ist, welche Folie eine Breite (M) aufweist, die gleich ist dem Doppelten der Breite (T) der abgeflachten Röhre minus der Länge (d) des Verbindungsstreifens;

d) Einwärtsbiegen der Kanten der äußeren Verstärkungsfolie (2) über die Seitenkanten der abgeplatteten Röhre (4);

e) aufeinanderfolgendes Anbringen von transversal gegenüberliegenden Verschweißungen (30, 32), die gleichmäßig voneinander in einem Abstand (L) liegen, der gleich ist der Breite, wie sie für die hergestellten Behälter vorgesehen ist, wobei sich jede Verschweißung in Richtung der Mittenlinie des Bandes über eine Entfernung (H) erstreckt, die gleich ist der Höhe, wie sie für die Behälter vorgesehen ist, um im Inneren die Wände der abgeflachten Röhre und der äußeren Verstärkungsfolie zu verbinden, um die Seiten der Behälter selbst zu bilden;

f) Einbringen transversaler Schnitte (52) auf der Zentrallinie der gegenüberliegenden transversalen Verschweißungen, welche Schnitte vorzugsweise in Form von Perforationen vorliegen, um so zu erlauben, die Behälter voneinander seitlich zu trennen, wobei die Behälter zentral Kopf-an-Kopf verbunden bleiben;

g) Aufwickeln des Bandes von Behältern auf Spulen oder deren Einfalten in ziehharmonikaähnlicher Weise in Verpackungsschachteln hinein oder deren direktes Zuführen zu der nachfolgenden Befüll- und Versiegelphase;

h) Einschneiden der obenliegenden Oberfläche der abgeplatteten Röhre in einer sterilisierten Kammer entlang zweier paralleler Zentrallinien (54, 56), die durch die Länge (d) des Verbindungsstreifens beabstandet sind, um eine Anzahl von Paaren von gegenüberliegenden Öffnungen (58, 60) der Behälter zu bilden;

i) Entfernen des oberen abgeschnittenen Verbindungsstreifens (44) (Fig. 4); l) Befüllen der Behälter und danach deren sofortiges Versiegeln durch Heißsiegelungen (64, 66) in der sterilen Kammer; m) vollständigen Abschneiden des verbleibenden Abschnittes des Verbindungsstreifens, der aus der verbleibenden Lage (4) des thermosiegelfähigen Materials und der Lage (2) aus Verstärkungsmaterial besteht, um die befüllten und geschlossenen Behälter voneinander zu trennen, und Aufwickeln des weiteren Streifens auf eine Spule.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnitte (52) auf der Mittenlinie der transversalen Verschweißungen (30, 32) ausgehend von einem Punkt bewirkt werden, der etwas innerhalb bezüglich der Seitenkanten (41, 41') des Bandes auf dessen beiden Seiten liegt, um so die Paare von Behältern mit den jeweils vorhergehenden und nachfolgenden mittels zumindest eines Verbindungspunktes verbunden zu lassen, der durch eine Unterbrechung der transversalen Schnitte neben dem Boden der Behälter erhalten wird, der nahe der Seitenkanten des Bandes der Behälter liegt.

3. Kontinuierliches Band von Behältern, wie es entsprechend dem Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2 erhalten wird, wobei die Behälter einen inneren geschlossenen und praktisch keimfreien Raum aufweisen, der zwischen der Doppelwandung einer abgeplatteten Röhre (4) aus heißsiegelfähigem Material enthalten ist, und kammartig in zwei parallelen Reihen an den Seiten eines zentralen, doppelwahdigen Verbindungsstreifens (44) angeordnet sind, welche Behälter in Transversalrichtung voneinander durch Heißsieglungen (30, 32) abgegrenzt sind und eine Einzelkammer bilden, die mit einem zentralen röhrenförmigen Raum in Verbindung steht, der ebenfalls geschlossen und praktisch keimfrei ist, und der dem zentralen, doppelwandigen Verbindungsstreifen entspricht.

4. Kontinuierliches Band von Behältern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweisen Behälter (21, 22) mit den vorhergehenden und nachfolgenden Behältern durch zumindest einen Verbindungspunkt verbunden sind, der durch Unterbrechen der transversalen Schnitte (52) an einem Punkt geschaffen wird, der mit dem Boden der Behälter zusammenfällt, d.h. der neben den Seitenkanten des Bandes von Behältern liegt.