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Die
vorliegende Erfindung betrifft wiederverschließbare Kunststoffbeutel des
Typs, in welchem Nahrungsmittelprodukte, wie zum Beispiel Crisps, anderweitig
als Chips und Cerealien bzw. Müsli
bekannt, und andere Güter
zum Verkauf an Verbraucher verpackt werden. Die vorliegende Erfindung
betrifft insbesondere wiederverschließbare Kunststoffbeutel, die
auf Form-, Füll-,
Siegel-(FFS)-Maschinen hergestellt
und gefüllt
werden, wobei eine Reihe von miteinander in Eingriff stehende Kunststoffreißverschlussstreifen
in Beutellängen-Intervallen
quer zur Längsachse
des verwendeten thermoplastischen Folienmaterials angebracht werden,
um die wiederverschließbaren
Beutel auf der FFS-Maschine zu bilden.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen in der Verpackungsherstelltechnik
und kann ausgeübt
werden bei der Herstellung von thermoplastischen Beuteln und Verpackungen
der Art, welche für
verschiedene Verbraucherprodukte verwendet werden, welche aber besonders
nützlich
sind für Nahrungsmittelprodukte,
welche ohne Auslaufen in feuchtigkeits- und luftdichten Verpackungen
aufbewahrt werden müssen,
bis sie anfänglich
zum Zugang zu den Produktinhalten geöffnet werden, wobei die Verpackungen
dann durch Reißverschlussmittel wieder
verschließbar
sind, um irgendeinen Rest des Produkts darin zu schützen. Der
Stand der Technik ist ziemlich gut entwickelt, aber nichtsdestotrotz
bleibt er Verbesserungen zugänglich,
welche zu einer erhöhten
Effizienz und Wirtschaftlichkeit beitragen.
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Ein
Problem, das bei wiederverschließbaren Verpackungen besteht,
die aus einer kontinuierlichen Zufuhr von thermoplastischem Folienmaterial
auf FFS-Maschinen
hergestellt werden, ist die Schwierigkeit, eine zufriedenstellende
Versiegelung des Beutels oder der Verpackung gegen Undichtigkeiten zu
erreichen, insbesondere dort, wo der Reißverschluss und der Folienbereich,
der mit dem Reißverschluss
in Eingriff ist, sich durch die Seiten- (Quer-) Versiegelungsbereiche
erstrecken, die einen Beutel oder Verpackung von dem/der nächsten trennen. Dieses
Problem tritt dort auf, wo der Reißverschluss parallel zur Längsachse
des thermoplastischen Folienmaterials befestigt wird, welches verwendet
wird, um die wiederverschließbaren
Beutel auf der FFS-Maschine zu bilden, in welchem Fall die Quer- oder
Seiten-Schweißschienen
den Reißverschluss zu
derselben Zeit abflachen und versiegeln müssen, zu der sie die thermoplastische
Folie verschweißen, aus
welcher die Verpackungen hergestellt werden. Die Schwierigkeit,
mit welcher dies beständig
und erfolgreich erreicht wird, wird durch das häufige Auftreten von undichten
Verpackungen widergespiegelt.
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Außerdem ist
die Länge
der wiederverschließbaren
Verpackungen, welche auf FFS-Maschinen hergestellt werden, wobei
der Reißverschluss
parallel zur Längsachse
der thermoplastischen Folie befestigt wird, auf den Durchmesser
des Füllrohres
der FFS-Maschine beschränkt.
Daher sind im allgemeinen Beutel dieser Art breiter als lang. Während solche
Beutel für
bestimmte Produkte geeignet sind, wo kürzere Beutel erwünscht sind,
wie z.B. Käse
und Hähnchenteile,
sind diese Beutel nicht für
Anwendungen geeignet, bei welchen längere Beutel wünschenswert
sind, z.B. für
Chips und andere Imbissnahrungsmittel.
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Unter
den Versuchen, die unternommen wurden, um diese Probleme zu lösen, war
der Ersatz eines quer verlaufenden Reißverschlusses durch einen längsverlaufenden
Reißverschluss.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen wiederverschließbaren Beutelmaterials
und wiederverschließbarer Beutel
an einer FFS-Maschine unter Verwendung von Querreißverschlüssen ist
in der US-A-4 909 017 offenbart.
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Wenn
ein quer verlaufender Reißverschluss vorgesehen
ist, flachen die der FFS-Maschine zugeordneten Querschweißschienen
die Reißverschlussprofile
während
der Bildung der oberen und unteren Versiegelungen der Packung nicht
ab, da die Querschweißschienen
den Reißverschluss
quer über
das thermoplastische Bogenmaterial anschweißen können, ohne das Reißverschlussprofil
zu kontaktieren. Zusätzlich
kann, wenn ein quer verlaufender Reißverschluss verwendet wird,
die Länge
der Verpackungen, die auf der FFS-Maschine hergestellt werden, variiert
werden, ohne die Länge
des quer verlaufenden Reißverschlusssegments
zu variieren und ist nicht auf den Durchmesser des Füllrohres
beschränkt.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen eines
querverlaufenden Reißverschlusses
an einem thermoplastischen Folienmaterial, welches dazu verwendet
wird, wiederverschließbare
Kunststoffbeutel oder Verpackungen auf einer FFS-Maschine herzustellen.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere ein Verfahren zum Befestigen des
Reißverschlussstreifens
quer über
der thermoplastischen Folie, aus welcher wiederverschließbare Beutel
auf einer FFS-Maschine hergestellt werden, wobei der Reißverschlussstreifen
an den Enden des Reißverschlussstreifens
an die Folie geschweißt wird.
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Wenn
der Reißverschlussstreifen
zur Nutzungbei Anwendungen mit einem querverlaufenden Reißverschluss
durch ein allgemein in der US-A-4 909 017 beschriebenes Verfahren
an Folienmaterial befestigt wird, ist es entscheidend, dass die
vordere Kante des Reißverschlussstreifens
an die Folie geschweißt
wird, bevor sie in den Formungsbereich der FFS-Maschine eintritt.
Wenn die vordere Kante des Reißverschlussstreifens
nicht an die Folie geschweißt
ist, könnte
der Reißverschlussstreifen
abgelöst
werden, wenn er in den Rohrbereich der FFS-Maschine eintritt. Um
dieses Problem zu überwinden,
wird bei Anwendungen mit einem querverlaufenden Reißverschluss
typischerweise ein mit einem Steg versehener Reißverschluss mit vorderen Flanschen
unterschiedlicher Breite verwendet. Diese Ungleichheit in der Stegbreite
ermöglicht
es, den Reißverschluss
an die Folie zu schweißen,
indem nur der längere
der vorderen Flansche über
seine Länge an
die Folie geschweißt
wird. Wenn die vorderen Flansche die gleiche Breite hätten und
traditionelle Schweißverfahren
verwendet würden,
würden
die Flansche sowohl aneinander als auch an die Folie geschweißt werden,
wodurch der Reißverschlussstreifen
zugeschweißt
würde und
unbrauchbar gemacht würde.
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Das
Problem bei diesem derzeitigen Verfahren ist jedoch, dass es die
Herstellung eines speziellen Reißverschlussstreifens erfordert,
welcher vordere Flansche mit unterschiedlichen Breiten hat, was
oft schwierig und teuer herzustellen ist. Daher ist das Ziel der
vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, bei welchem ein
Reißverschlussstreifen
mit gleichen vorderen Flanschen, oder sogar überhaupt keinen vorderen Flanschen,
an dem thermoplastischen Folienmaterial so angebracht werden kann, dass
die mit einem querverlaufenden Reißverschluss ausgestattete Folie
in der FFS-Maschine
zu wiederverschließbaren
Beuteln oder Verpackungen geformt werden kann.
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Folglich
ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Befestigen in Eingriff
stehender Reißverschlussstreifen
an einem kontinuierlichen Vorrat von thermoplastischem Folienmaterial,
wobei die Reißverschlussstreifen
quer zur Längsachse
des thermoplastischen Folienmaterials in Beutellängen-Intervallen angebracht
sind, und wobei das mit einem querverlaufenden Reißverschluss
ausgestattete Material an einer FFS-Maschine zu wiederverschließbaren Beuteln
geformt werden kann.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält, wie
beansprucht, der Reißverschlussstreifen
ein Steckprofil und ein Aufnahmeprofil zum Eingriff mit dem Steckprofil.
Das Steckprofil weist ein Steck-Eingriffselement mit einem damit
integralen Steg auf. In gleicher Weise weist das Aufnahmeprofil
ein Aufnahmeeingriffselement mit einem damit integralen Steg auf.
Das Steckeingriffselement ist mit dem Aufnahmeeingriffselement in
Eingriff bringbar, um die Steck- und Aufnahmeeingriffsprofile miteinander
zu verbinden. Die Stege an den Steck- und Aufnahmeprofilen haben
vorzugsweise die gleiche Breite und ragen in der gleichen Richtung
vor, welche zur Bewegungsrichtung des Folienmaterials entgegen gesetzt
ist. Zusätzliche
Stege können
auch in der Bewegungsrichtung des Folienmaterials hervorragen.
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Im
Betrieb läuft
das thermoplastische Folienmaterial periodisch von einem kontinuierlichen
Vorrat desselben ab. Eine Länge
des Reißverschlussstreifens
wird an dem flachen Folienmaterial quer zu seiner Längsachse
jedes Mal, wenn das Folienmaterial sich in Beutellängenschritten
vorwärts
bewegt, befestigt. Der Streifen wird angebracht, wobei eines der Profile
auf dem anderen liegt, und wird an dem thermoplastischen Folienmaterial
befestigt durch Verschweißen
der Steck- und Aufnahmeprofile miteinander und eines jeden von ihnen
an dem Folienmaterial an den Rändern
des Reißverschlussstreifens.
Das Verschweißen
kann kontinuierlich über
die Breite der Profile stattfinden oder kann die Form von Punktschweißungen daran
entlang annehmen. Die mit Reißverschlüssen versehene
Folie kann aufgerollt und später
auf einer FFS-Maschine
angewendet werden, oder kann direkt einer FFS-Maschine zugeführt werden.
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Im
letzteren Fall wird das thermoplastische Folienmaterial mit den
in Beutellängen-Intervallen befestigten
querverlaufenden Reißverschlussstreifen in
die FFS-Maschine zugeführt,
wo es zu einem Beutel geformt, gefüllt und versiegelt wird. Die
mit einem querverlaufenden Reißverschluss
versehene thermoplastische Folie wird dann insbesondere über den Ansatz
der FFS-Maschine
gefaltet und um das Füllrohr
gewickelt, um einen Schlauch zu bilden. Die Längskanten werden dann verschweißt, um eine
Rückennaht
zu bilden. Als nächstes
verschweißen
die Querschweißbacken
den Boden des Schlauches, um einen offenen Beutel zu bilden. An
diesem Punkt kann der Beutel gefüllt
werden und die Backen verschweißen
dann die beiden hinteren Flansche über ihre Länge mit der Folie, um einen
fertigen Beutel herzustellen.
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Besondere
Ausführungsformen
gemäß dieser
Erfindung werden nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen
beschrieben, in welchen
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1 eine
Querschnittsansicht eines Reißverschlussstreifens
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine
Querschnittsansicht eines Reißverschlussstreifens
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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3 eine
perspektivische Ansicht eines Reißverschlussstreifens ist, welcher
gemäß der vorliegenden
Erfindung an thermoplastischem Folienmaterial befestigt ist;
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4 eine
Draufsicht auf thermoplastisches Folienmaterial mit quer daran befestigten
Reißverschlussstreifen
mit hinteren und vorderen Flanschen ist, wobei die Reißverschlussstreifen über ihre
ganzen Breiten kontinuierlich an das Folienmaterial geschweißt sind;
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5 ein
Draufsicht auf thermoplastisches Folienmaterial mit quer daran befestigten
Reißverschlussstreifen
mit hinteren und vorderen Flanschen ist, wobei die Reißverschlussstreifen über ihre
vorderen Flansche kontinuierlich an das Folienmaterial geschweißt sind;
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6 eine
Draufsicht auf thermoplastisches Folienmaterial mit quer daran befestigten
Reißverschlussstreifen
mit hinteren und vorderen Flanschen ist, wobei die Reißverschlussstreifen über ihre
gesamten Breiten punktförmig
an das Folienmaterial geschweißt
sind;
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7 eine
Draufsicht auf thermoplastisches Folienmaterial mit quer daran befestigten
Reißverschlussstreifen
mit hinteren und vorderen Flanschen ist, wobei die Reißverschlussstreifen über ihre
vorderen Flansche punktförmig
an das Folienmaterial geschweißt
sind;
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8 eine
Draufsicht auf thermoplastisches Folienmaterial mit nur mit hinteren
Flanschen quer daran befestigten Reißverschlussstreifen ist, wobei die
Reißverschlussstreifen
kontinuierlich über
ihre gesamten Breiten an das Folienmaterial geschweißt sind;
und
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9 eine
perspektivische Ansicht einer FFS-Maschine ist, welche dazu verwendet
werden kann, wiederverschließbare
Beutel aus dem mit einem querverlaufenden Reißverschluss ausgestatteten
thermoplastischen Folienmaterial herzustellen.
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Insbesondere
mit Bezug auf die oben angegebenen Figuren ist 1 eine
Querschnittsansicht eines Reißverschlussstreifens 10 gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der Reißverschlussstreifen 10 weist
ein Steckprofil 12 und ein Aufnahmeprofil 14 auf.
Das Steckprofil 12 hat ein Steckeingriffselement 16,
welches einen pfeilförmigen
Querschnitt aufweisen kann, oder wie in 1 dargestellt,
einen asymmetrischen pfeilförmigen
Querschnitt, der so ausgelegt ist, dass der Reißverschlussstreifen 10 von
der einen oder der anderen Seite leichter zu öffnen ist. Das Aufnahmeprofil 14 enthält ein Aufnahmeeingriffselement 18,
welches zwei sich nach innen wölbende
Elemente aufweist, die eine Aufnahme oder einen Kanal bilden, in
welchem das Steckeingriffselement 16 in Eingriff gelangen
kann. Es sollte beachtet werden, dass obwohl diese Konfigurationen
für die
Steck- und Aufnahmeelemente 16, 18 bevorzugt sind,
irgendeine Konfiguration, welche einen Eingriff bietet, verwendet
werden kann.
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Sowohl
die Steck- als auch die Aufnahmeprofile 12, 14 enthalten
Stege 20, 22, welche zusammen mit den Steck- und
Aufnahmeeingriffselementen 16, 18 extrudiert sein
können
oder separat extrudiert und später
befestigt werden können.
Gegenüberliegenden
Stege 20, 22 haben die gleiche Breite und jeder
hat einen vorderen Flansch 24 und einen hinteren Flansch 26.
Der vordere Flansch 24 wird so genannt, da dies der Flansch
ist, welcher zuerst in die FFS-Maschine
eintritt, nachdem der Reißverschlussstreifen 10 an
dem thermoplastischen Folienmaterial befestigt wurde. Schließlich liegt
der vordere Flansch 24 innerhalb der Öffnung des an der FFS-Maschine hergestellten
Kunststoffbeutels oder der Verpackung. Die Stege 20, 22 können mit
einem durch Wärme
aktivierten Klebstoff 28 versehen sein, um beim Verschweißen des
Reißverschlussstreifens 10 mit
dem Folienmaterial zu helfen.
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2 ist
eine Querschnittsansicht eines Reißverschlussstreifens 30 gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Elemente, die den beiden Reißverschlussstreifen 10 und 30 gemeinsam
sind, sind in 2 unter Verwendung der gleichen
Bezugszahlen bezeichnet. Der Reißverschlussstreifen von 2 ist
identisch mit dem Reißverschlussstreifen
von 1 mit der Ausnahme, dass der Reißverschlussstreifen
von 2 keine vorderen Flansche 24 hat. Er
hat vielmehr nur die hinteren Flansche 26.
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3 zeigt,
wie. ein Reißverschlussstreifen 10, 30 an
dem Folienmaterial 32 mit einer Längsachse A gemäß der vorliegenden
Erfindung befestigt wird. Der Reißverschlussstreifen wird von
einer fortlaufenden Rolle 34 zugeführt und über das Folienmaterial 32 gezogen
oder geschoben und darauf durch eine Positioniervorrichtung 74 (zwecks
Klarheit in 3 nicht dargestellt) angeordnet.
Die Positioniervorrichtung 74 kann irgendeine einer Vielzahl
von einem Fachmann der wiederverschließbaren Verpackungstechnik allgemein bekannten
Formen aufweisen, wie z.B. einen Vakuumförderer zum Ziehen des Reißverschlussstreifens 10 quer über das
Folienmaterial 32 und ein Messer zum Abschneiden des Reißverschlussstreifens 10, 30 von
dessen fortlaufender Rolle 34.
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Das
thermoplastische Folienmaterial 32 wird von einer fortlaufenden
Rolle 36 abgegeben, wie in 3 dargestellt,
in Schritten, die gleich der Länge der
Beutel sind, welche schließlich
aus dem Folienmaterial 32 gebildet werden. Die Längsachse
des Folienmaterials ist parallel zur Bewegungsrichtung des Folienmaterials.
Jedes Mal, wenn das Folienmaterial 32 zum Halten kommt,
wird der Reißverschlussstreifen 10, 30 auf
dem Folienmaterial 32 quer zur Längsachse A angeordnet, wobei
sich eines der Profile auf dem anderen der Profile befindet und
die hinteren Flansche 26 in der Richtung entgegen gesetzt
zur Bewegungsrichtung des Folienmaterials 32 hervorragen.
Die Ausrichtung der Profile hängt
davon ab, welche Seite des Reißverschlusses,
falls überhaupt,
angepasst ist, die Öffnungsseite
zu sein. Wie in der US-A-4 909 017 offenbart, hat der Reißverschlussstreifen 10, 30 eine
Länge,
die ungefähr
gleich der halben Breite des Folienmaterials 32 ist, und
ist zentral darauf angeordnet. Heizschweißschienen 36 überspannen
die Länge
des Reißverschlussstreifens 10 und
verschweißen
die Steck- und Aufnahmeprofile 12, 14 miteinander
und mit dem Folienmaterial 32 an den Enden des Reißverschlussstreifens 10, 30. Auf
diese Weise kann ein Reißverschlussstreifen
mit gleichen vorderen Flanschen oder ohne irgendwelche vorderen
Flansche für
Anwendungen mit querverlaufenden Reißverschlüssen verwendet werden.
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Die
Verschweißung
kann eine von zwei Formen annehmen, abhängig von der Konfiguration
der Heizschienen 36. Wie in 4 dargestellt,
kann die Verschweißung
eine ununterbrochene Verschweißung 38 über die
Breite der Profile 12, 14 sein. In diesem Fall
werden die Stege 20, 22 an ihren Enden aneinander
geschweißt,
und die Steck- und Aufnahmeeingriffselemente 16, 18 werden
aneinander geschweißt.
Das Verschweißen
der Enden der Steck- und Aufnahmeeingriffselemente 16, 18 miteinander hat
den zusätzlichen
Vorteil des Beseitigens eines Schritts im Beutelherstellverfahren.
In wiederverschließbaren
Beuteln, welche einen wiederverschließbaren ineinander greifenden
Reißverschluss verwenden,
werden die Enden des Reißverschlusses im
allgemeinen zusammengeschweißt,
um sicher zu stellen, dass der Reißverschluss sich nicht vollständig trennt,
wenn er durch den Anwender geöffnet wird.
Das Durchführen
dieser Aufgabe beim Schweißen
des Reißverschlussstreifens 10 auf
das Folienmaterial 32, macht diesen Schritt unnötig und
ist daher effizienter und kostengünstig. Als Alternative kann
die Verschweißung 38 nur über die
vorderen Flansche angebracht werden, wie in 5 dargestellt.
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Oder
wie in 6 dargestellt, kann die Verschweißung die
Form von Punktschweißungen 40 über die
Profile 12, 14 annehmen, in welchem Fall die Steck-
und Aufnahmeeingriffselemente 16, 18 aneinander
geschweißt
werden können
oder nicht. Die Punktschweißungen 40 können über die
Breite der Profile oder über
die vorderen Flansche angebracht werden, wie in 7 dargestellt.
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Bei
der Ausführungsform,
in der das Profil von 2 verwendet wird, wird eine
kontinuierliche Verschweißung 38 über die
Breite des Reißverschlussstreifens 30 angebracht,
wie in 8 dargestellt. Obwohl eine Punktschweißung verwendet
werden kann, ist eine Punktschweißung in dieser Situation nicht
wünschenswert,
da die vorderen Eingriffselemente 16, 18 direkt
an die Folie geschweißt
werden müssen
und dies mit einer Punktschweißung
schwer zu erreichen sein kann ist. Der Vorteil des Reißverschlussstreifens 30 von 2 gegenüber dem
Reißverschlussstreifen 10 von 1 ist
klar. Der Reißverschlussstreifen 30 von 2 verwendet
weniger Material als der Reißverschlussstreifen 10 von 1, was
die Herstellung des Reißverschlussstreifens kostengünstiger
macht.
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Das
mit einem quer verlaufenden Reißverschluss
versehene Material kann entweder zur späteren Verwendung an einer FFS-Maschine
wieder aufgerollt werden, oder kann direkt einer FFS-Maschine zur
Herstellung wiederverschließbarer
Beutel zugeführt
werden.
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9 zeigt,
wie das thermoplastische Folienmaterial 32 mit den quer
verlaufenden Reißverschlussstreifen 10, 30,
welche in Beutellängen-Intervallen
daran befestigt sind, an einer FFS-Maschine 42 zu wiederverschließbaren Beuteln
geformt werden kann. Die thermoplastische Folie 32 wird
nach unten über
den Ansatz 44 geführt
und um das Füllrohr 46 gefaltet.
Die Ränder
der Folie werden zusammengebracht und durch ein Paar Rollen 48 zusammengepresst.
Die Ränder
werden dann durch Heizschienen 50 zusammen geschweißt, um eine
längsgerichtete
Rückennaht 52 zu
bilden. Inhalte können dann
durch das Rohr 46 in den offenen Beutel fallengelassen
werden, welcher eine untere Naht 54 aufweist. Wie unten
erörtert
wird, wurde die untere Naht 54 hergestellt, als der vorhergehende
Beutel fertig gestellt wurde.
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Nach
der Einbringung der Inhalte wird das obere Ende des Beutels durch
die Wirkung von Querschweißbacken 56 vervollständigt, welche
drei gleichzeitige Funktionen ausführen. Erstens verschweißen Heizschienen 58 die
hinteren Flansche 26 des Reißverschlussstreifens 10, 30 mit
den vorderen und hinteren Innenflächen des Beutels, ohne die hinteren
Flansche 26 miteinander zu verschweißen. Dies ist möglich durch
die Verwendung von durch Wärme
aktiviertem Klebstoff 28 an der Außenseite der hinteren Flansche 26.
Zweitens verschweißen die
Heizschienen 60 die Oberseite des Beutels, um so eine diebstahlaufzeigende
Versiegelung 62 bilden, während die Heizschienen 64 die
untere Naht 54 für
den nächsten
folgenden Beutel machen. Und drittens schneidet ein Messer 66 den
unten vervollständigten
Beutel 68 von dem Schlauch. Der fertige Beutel hat eine
diebstahlaufzeigende Versiegelung 62, einen querverlaufenden
Reißverschluss 10, 30, eine
untere Naht 54 und eine Rückennaht 52. Daher ist
dieses Verfahren ähnlich
wie das der US-A-4 909 017 mit der Ausnahme, dass in jenem Patent
nur eines der Profile an das flache thermoplastische Folienmaterial
geschweißt
ist.