EP2412643A1

EP2412643A1 - Produktverpackung und Verpackungsmaschine zur Herstellen einer solchen Produktverpackung

Info

Publication number: EP2412643A1
Application number: EP11006085A
Authority: EP
Inventors: Elmar Ehrmann; Helmut Sparakowski
Original assignee: Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Current assignee: Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2011-07-25
Publication date: 2012-02-01
Also published as: DE202010010834U1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Produktverpackung (1), umfassend eine aus einer Hartfolie geformte Unterschale (2), die einen Rand (3) mit einem ebenen Siegelbereich (4) und einem bezüglich der Ebene des Siegelbereichs (4) abgewinkelten Abschnitt (7) aufweist, sowie eine im Siegelbereich (4) mit der Unterschale (2) versiegelte und die Unterschale abdeckende Oberfolie (5). Bei der Erfindung ist die Oberfolie (5) elastisch und/oder nach dem Versiegeln mit der Unterschale (2) unter Einwirkung von Wärme schrumpfend, um sich an ein über die Ebene des Siegelbereichs (4) nach oben überstehendes Produkt (9) anzulegen. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Verpackungsmaschine (12) zum Herstellen einer solchen Produktverpackung (1).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Produktverpackung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf eine Verpackungsmaschine zum Herstellen solch einer Produktverpackung.
Eine gattungsgemäße Produktverpackung ist beispielsweise aus der WO 2007/118661 A1 bekannt. Diese Verpackung weist eine aus einer Hartfolie geformte Unterschale auf. Die Unterschale verfügt über einen Rand mit einem horizontalen, ebenen Siegelbereich, an dem eine Oberfolie an die Unterschale angesiegelt werden kann. Außerhalb des Siegelbereichs ist der Rand der Unterschale nach unten abgewinkelt, bevor sich nach außen ein weiterer, horizontaler Randabschnitt anschließt. Ein Schalenrand mit solch einer Form wird in Fachkreisen auch als "Rollrand" bezeichnet. Zum Material der Oberfolie wird in der WO 2007/118 661 A1 lediglich gesagt, dass es sich dabei um eine Kunststofffolie handelt.
Eine ähnliche Produktverpackung geht aus der EP 1 984 250 B1 hervor. Auch diese Produktverpackung weist einen Rollrand mit einem Rücksprung auf, und auch hier wird bezüglich des Materials der Oberfolie lediglich gesagt, dass es sich dabei um eine Kunststofffolie handelt.
Sowohl bei der WO 2007/118661 A1 , als auch bei der EP 1 984 250 B1 befinden sich bei der fertigen Produktverpackung die Oberfolien jeweils vollständig in der durch den Siegelbereich definierten Ebene.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit konstruktiv möglichst einfachen Mitteln die bekannte Produktverpackung dahingehend zu verbessern, dass die Stabilität der Lage des damit verpackten Produkts erhöht und eine für den Kunden ansprechende Präsentation des Produkts ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Produktverpackung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch eine Verpackungsmaschine zum Herstellen einer solchen Produktverpackung gemäß Anspruch 7. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Oberfolie elastisch und/oder nach dem Versiegeln mit der Unterschale unter Einwirkung von Wärme schrumpfend ist. Eine elastische Folie, insbesondere eine sogenannte Skin-Folie, ist aus der EP 0 314 546 B1 bekannt. Eine Schrumpffolie, d.h. eine nach dem Versiegeln mit der Unterschale unter Einwirkung von Wärme schrumpfende Folie, ist zum Herstellen einer Produktverpackung aus der EP 1 513 729 B1 bekannt. Diese elastischen Folien oder Schrumpffolien können sich eng an das verpackte Produkt anlegen. Dabei bieten sie den Vorteil, dass das verpackte Produkt auch über den Rand der Unterschale überstehen kann, und dass das Produkt durch die von der Oberfolie ausgeübten Kräfte sicher und stabil in der Unterschale positioniert wird.
Weder die EP 0 314 546 B1 , noch die EP 1 513 729 B1 offenbaren jedoch eine Unterschale aus einer Hartfolie und mit einem bezüglich der Ebene des Siegelbereichs abgewinkelten Abschnitt des Randes, d.h. mit einem Rollrand. Bei der EP 1 513 729 B1 wird sogar ausdrücklich darauf hingewiesen, dass sowohl für die Schale, als auch für die Oberfolie jeweils eine Schrumpffolie verwendet wird.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Kombination einer aus einer Hartfolie geformten Unterschale mit einem Rollrand und einer elastischen oder schrumpfenden Oberfolie besteht darin, dass einerseits ein über den Schalenrand überstehendes Produkt durch die von der Folie entwickelten Kräfte sicher positioniert werden kann, während andererseits der bezüglich der Ebene des Siegelbereichs abgewinkelte Abschnitt dem Rand der Schale zusätzlich zu den Materialeigenschaften der Unterschale eine hohe strukturelle Stabilität verleiht. Diese Stabilität verhindert eine Deformation des Randes durch die von der Oberfolie nicht nur auf das Produkt, sondern auch auf den Rand der Unterschale ausgeübten Kräfte. Dadurch wird ein geknicktes oder faltiges Aussehen der Produktverpackung vermieden und die Präsentation des Produkts für den potenziellen Kunden noch ansprechender.
Vorzugsweise weist die Oberfolie nach dem Versiegeln mit der Unterschale unter Einwirken von Wärme zumindest in einer Richtung einen Schrumpfgrad von 25% bis 55% auf, vorzugsweise von 35% bis 50%. Damit handelt es sich bei der Oberfolie um eine stark schrumpfende Folie. Der Schrumpfgrad gibt an, um wie viel Prozent sich eine bestimmte Strecke auf der Oberfolie beim Schrumpfen verkürzt. Denkbar wäre es, dass das Schrumpfen in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen erfolgt. Dieses Schrumpfen kann entweder isotrop erfolgen, d.h. mit annähernd gleichen Schrumpfgraden in beiden Raumrichtungen, oder anisotrop, d.h. mit unterschiedlichen Schrumpfgraden in beiden Richtungen. Es wäre durchaus auch denkbar, Oberfolien mit einem geringeren Schrumpfgrad einzusetzen, beispielsweise im Bereich von 10% bis 25%.
Wenn es sich bei der Oberfolie um eine elastische Folie handelt, hat diese bei Raumtemperatur vorzugsweise ein Elastizitätsmodul im Bereich von 50 N/mm² bis 1.500 N/mm², insbesondere im Bereich von 200 N/mm² bis 900 N/mm². Dieses Elastizitätsmodul sorgt dafür, dass hinreichend starke Haltekräfte auf das Produkt in der Unterschale ausgeübt werden können.
Damit die Hartfolie der Unterschale hinreichend stabil ist, hat diese Hartfolie bevorzugt ein deutlich höheres Elastizitätsmodul als die Oberfolie.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn sich der abgewinkelte Abschnitt außerhalb des Siegelbereichs befindet, da er in diesem Fall ein Schneiden der Oberfolie außerhalb des Siegelbereichs erleichtert, ohne die Unterschale durchtrennen zu müssen. Alternativ wäre es auch möglich, dass sich der abgewinkelte Abschnitt innerhalb des Siegelbereichs befindet, beispielsweise in Form von umlaufenden Rinnen, Mulden oder Sicken im Rand der Unterschale.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Verpackungsmaschine zum Herstellen einer Produktverpackung der vorstehend beschriebenen Art. Diese Verpackungsmaschine umfasst eine Siegelstation zum Versiegeln der Oberfolie mit der Unterschale.
Zweckmäßig ist es, wenn der Siegelstation eine Formstation zum Verformen der Oberfolie vorgeordnet ist. In dieser Formstation kann die Oberfolie deformiert werden, um beispielsweise eine gewölbte oder domartige Gestalt anzunehmen, unter der beim Aufsetzen auf die Unterschale das Produkt aufgenommen wird. Dies hat den Vorteil, dass die Oberfolie - im Gegensatz beispielsweise zur EP 0 314 546 B1 - nicht durch das Produkt selbst verformt werden muss. Alternativ wäre es auch denkbar, die Formstation in die Siegelstation zu integrieren und das Verformen der Oberfolie in der Siegelstation selbst durchzuführen.
Günstig ist es ferner, wenn die Verpackungsmaschine eine Transportkette zum Ergreifen und Führen der Oberfolie aufweist. Die Transportkette kann die Oberfolie auf beiden Seiten ergreifen, beispielsweise durch Klammern. Sie sorgt dazu, die Oberfolie durch die Formstation und bis in die Siegelstation zu transportieren, eventuell vorgeformte Bereiche der Oberfolie in der Siegelstation exakt auf den Unterschalen zu positionieren und während des Transports einen Verzug der Oberfolie und damit eine Faltenbildung zu vermeiden.
Wenn die Oberfolie eine Schrumpffolie ist, umfasst die Verpackungsmaschine vorzugsweise noch ein Schrumpfbad oder einen Schrumpftunnel zum Bewirken eines Schrumpfens der Oberfolie, so dass sich die Oberfolie eng an das verpackte Produkt anschließt und dieses stabil in der Unterschale befestigt.
Im Folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:

Figur 1: einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Produktverpackung,
Figur 2: eine vergrößerte Ansicht des Randes der Produktverpackung und
Figur 3 schine.: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verpackungsma-

Gleiche Komponenten sind in den Figuren durchgängig mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä-βen Produktverpackung 1. Diese Produktverpackung verfügt über eine Unterschale 2, die aus einer Hartfolie herstellt ist. Die Hartfolie kann beispielsweise eine Stärke von 400 bis 1000 µm haben. Das Material der Hartfolie ist beispielsweise eine PA/PE-Verbundfolie.
Die Unterschale 2 umfasst einen Rand 3. Dieser Rand 3 umfasst einen Siegelbereich 4, an dem eine Oberfolie 5 an die Unterschale 2 angesiegelt ist. Der Siegelbereich 4 ist eben und läuft in Umfangsrichtung um die gesamte Unterschale 2 herum. Die durch den Siegelbereich 4 definierte Ebene ist etwa parallel zur Ebene des Bodens 6 der Unterschale 2. Zumindest im Siegelbereich 4 kann das Material der Unterschale 2 unter Einwirkung von Wärme und Druck erweicht werden, um das Ansiegeln der Oberfolie 5 zu gestatten.
Außerhalb des Siegelbereichs 4 weist der Rand 3 der Unterschale 2 einen bezüglich der Ebene des Siegelbereichs abgewinkelten Abschnitt 7 auf. Ausgehend vom Siegelbereich 4 ist der Abschnitt 7 nach unten abgewinkelt, d.h. von der Seite der Oberfolie 5 fort. Auf der vom Siegelbereich 4 abgewandten Seite des abgewinkelten Abschnitts 7 erstreckt sich ein äußerer, horizontaler Randabschnitt 8, der parallel zur Ebene des Siegelbereichs 4 liegt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der abgewinkelte Abschnitt 7 gegenüber der Ebene des Siegelbereichs 4 um einen Winkel von etwa 75° abgewinkelt. Dieser Winkel könnte jedoch auch im Bereich von 50° bis 90° liegen. Denkbar wäre es auch, dass der Abschnitt 7 nicht mit einem Knick abgewinkelt, sondern mit einem geringen Radius bei dem Siegelbereich 4 abgebogen ist. Zudem muss der abgewinkelte Abschnitt 7 nicht eben sein, sonder er könnte auch in sich gekrümmt sein.
Alternativ zur Anordnung des abgewinkelten Abschnitts 7 außerhalb des Siegelbereichs 4 wäre es auch möglich, innerhalb des Siegelbereichs 4 Sicken, Rippen oder eine umlaufende oder unterbrochene Rinne vorzusehen.
Bei der Oberfolie 5 handelt es sich ebenfalls um eine Kunststofffolie, die jedoch im Gegensatz zur Hartfolie der Unterschale 2 elastisch und/oder nach dem Versiegeln mit der Unterschale 2 unter Einwirkung von Wärme schrumpfend ist. Wie in Figur 1 gezeigt, ermöglicht es diese Eigenschaft der Oberfolie 5, sich an ein in der Unterschale 2 befindliches und über die Ebene des Siegelbereichs 4 nach oben überstehendes Produkt 9 anzulegen. Aufgrund ihrer Elastizität oder nach dem Schrumpfen spannt sich die Oberfolie 5 über das Produkt 9 und entwickelt dabei nach unten gerichtete Haltekräfte, die das Produkt 9 sicher in der Unterschale 2 halten.
Figur 2 zeigt in vergrößerter Ansicht einen Ausschnitt des Randes 3 der Unterschale 2. Eine nach außen über den abgewinkelten Abschnitt 7 überstehende Aufreißlasche 10 der Oberfolie 5 ist von der Unterschale 2 abgehoben, um den darunter liegenden Siegelbreich 4 frei zu legen. Tatsächlich genügt es, wenn die Oberfolie 5 innerhalb des Siegelbereichs 4 nur entlang eines Siegelstreifens 11 mit der Unterschale 2 versiegelt ist.
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine 12 zum Herstellen der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Produktverpackungen 1. Bei der Verpackungsmaschine 12 handelt es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um eine Tiefziehmaschine. Alternativ wäre es auch möglich, die erfindungsgemäßen Produktverpackungen 1 aus bereits vereinzelten Unterschalen 2 auf einer Schalenverschließmaschine ("Traysealer") herzustellen.
Auf der in Figur 3 gezeigten Verpackungsmaschine 12 wird eine Unterfolie 13 von einer Folienrolle 14 abgezogen. In einer ersten Formstation 15 wird die Unterfolie 13 abschnittsweise zu Unterschalen 2 tiefgezogen. In einer nachfolgenden Füllstation 16 werden die Unterschalen 2 mit einem Produkt 9 befüllt.
Eine Oberfolie 5 wird von einer zweiten Folienrolle 17 abgezogen und gegebenenfalls nach einer Erwärmung in einer zweiten Formstation 18 verformt. Insbesondere wird dabei ein von der Unterschale 2 fort gerichteter, gewölbter oder domartiger Bereich 19 in der Oberfolie 5 erzeugt. Eine mit Klammern versehene Transportkette (nicht dargestellt) ergreift die Oberfolie 5 hinter der zweiten Folienrolle 17 an beiden Seiten, um die Oberfolie 5 zu transportieren und in Querrichtung zu spannen. Auf diese Weise werden Falten in der Oberfolie 5 vermieden.
Über Umlenkrollen 20 wird die Transportkette so umgelenkt, dass sie und die von ihr erfasste Oberfolie 5 anschließend parallel zur Transportrichtung R der Unterfolie 13 transportiert werden.
In einer in Produktionsrichtung R stromabwärts von der ersten und zweiten Formstation 15, 18 gelegenen Siegelstation 21 wird die Oberfolie 5 im Siegelbereich 4 an die Unterschale 2 angesiegelt, um eine gasdicht geschlossene Produktverpackung 1 zu bilden. Das Siegeln erfolgt in bekannter Weise unter Einwirkung von Wärme und Druck auf den Siegelbereich 4. Während des Siegels ist die Oberfolie 5 weiterhin durch die Transportkette seitlich gehalten.
Stromabwärts von der Siegelstation 21 befindet sich eine Schrumpfeinrichtung 22, beispielsweise ein Schrumpfbad oder ein Schrumpftunnel. In dieser Schrumpfeinrichtung 22 wird die Produktverpackung 1 oder zumindest die Oberfolie 5 Wärme ausgesetzt, um die Schrumpfeigenschaften der schrumpffähigen Oberfolie 5 zu aktivieren. Dazu kann die Produktverpackung 1 beispielsweise in heißes Wasser getaucht oder mit heißem Wasserdampf besprüht werden. Die Schrumpfeinrichtung 22 bewirkt ein Schrumpfen der Oberfolie 5, sodass sich die Oberfolie 5 unter Spannung eng an das Produkt 9 anlegt. Anschließend sorgen eine Quertrenneinrichtung 23 und eine Längstrenneinrichtung 24 für ein Vereinzeln der Produktverpackungen 1 aus dem Verbund der Unterfolie 13. Die vereinzelten Produktverpackungen 1 gelangen auf ein Abführband 25, das sie aus der Verpackungsmaschine 12 heraus transportiert.
Verschiedene denkbare Modifikationen der erfindungsgemäßen Produktverpackung 1 oder der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine 12 wurden bereits angesprochen. Weitere Modifikationen sind denkbar. Wenn es sich bei der Oberfolie 5 um eine elastische, aber nicht schrumpfende Folie handelt, kann beispielsweise bei der Verpackungsmaschine 12 die Schrumpfeinrichtung 22 entfallen.

Claims

Produktverpackung (1), umfassend:
- eine aus einer Hartfolie geformte Unterschale (2), die einen Rand (3) mit einem ebenen Siegelbereich (4) und einem bezüglich der Ebene des Siegelbereichs (4) abgewinkelten Abschnitt (7) aufweist,

- eine im Siegelbereich (4) mit der Unterschale (2) versiegelte und die Unterschale (2) abdeckende Oberfolie (5),
dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberfolie (5) elastisch und/oder nach dem Versiegeln mit der Unterschale (2) unter Einwirkung von Wärme schrumpfend ist, um sich an ein über die Ebene des Siegelbereichs (4) nach oben überstehendes Produkt (9) anzulegen.
Produktverpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfolie (5) nach dem Versiegeln mit der Unterschale (2) unter Einwirkung von Wärme zumindest in einer Richtung einen Schrumpfgrad von 25% bis 55% aufweist, vorzugsweise von 35% bis 50%.
Produktverpackung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfolie (5) bei Raumtemperatur ein Elastizitätsmodul im Bereich von 50 N/mm² bis 1500 N/mm² hat.
Produktverpackung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der abgewinkelte Abschnitt (7) außerhalb des Siegelbereichs (4) befindet.
Verpackungsmaschine (12) zum Herstellen einer Produktverpackung nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer Siegelstation (21) zum Versiegeln der Oberfolie (5) mit der Unterschale (2).
Verpackungsmaschine nach Anspruch 5, ferner mit einer der Siegelstation (21) vorgeordneten Formstation (18) zum Verformen der Oberfolie (5).
Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 5 oder 6, ferner mit einer Transportkette zum Ergreifen und Führen der Oberfolie (5).
Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, ferner mit einem Schrumpfbad oder einem Schrumpftunnel (22) zum Bewirken eines Schrumpfens der Oberfolie (5).