EP3962825B1 - Verpackungsbehälter mit einer äusseren kartonstruktur und einer einlage aus kunststofffolie - Google Patents

Verpackungsbehälter mit einer äusseren kartonstruktur und einer einlage aus kunststofffolie Download PDF

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EP3962825B1
EP3962825B1 EP20726310.4A EP20726310A EP3962825B1 EP 3962825 B1 EP3962825 B1 EP 3962825B1 EP 20726310 A EP20726310 A EP 20726310A EP 3962825 B1 EP3962825 B1 EP 3962825B1
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EP
European Patent Office
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insert
cardboard
packaging tray
tray according
film
Prior art date
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French (fr)
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EP3962825A1 (de
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Gerd HÜBNER
Hans Günter DONGES
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GEA Food Solutions Germany GmbH
Original Assignee
GEA Food Solutions Germany GmbH
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Publication date
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65D25/00—Details of other kinds or types of rigid or semi-rigid containers
    • B65D25/14—Linings or internal coatings
    • B65D25/16—Loose, or loosely-attached, linings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65D5/00—Rigid or semi-rigid containers of polygonal cross-section, e.g. boxes, cartons or trays, formed by folding or erecting one or more blanks made of paper
    • B65D5/42—Details of containers or of foldable or erectable container blanks
    • B65D5/56—Linings or internal coatings, e.g. pre-formed trays provided with a blow- or thermoformed layer
    • B65D5/60—Loose, or loosely attached, linings
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    • B65D5/603—Flexible linings loosely glued to the wall of the container
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65D77/00—Packages formed by enclosing articles or materials in preformed containers, e.g. boxes, cartons, sacks or bags
    • B65D77/10—Container closures formed after filling
    • B65D77/20—Container closures formed after filling by applying separate lids or covers, i.e. flexible membrane or foil-like covers
    • B65D77/2024—Container closures formed after filling by applying separate lids or covers, i.e. flexible membrane or foil-like covers the cover being welded or adhered to the container

Definitions

  • the present invention relates to a packaging tray with an outer cardboard structure in which an insert made of film is provided. Furthermore, the present invention relates to a packaging machine and a method for producing a packaging tray with an outer cardboard structure and an insert made of film.
  • the generic packaging tray is, for example, from the FR2933329 , the FR2826938 , the FR2883223 , the EP2097177A2 , the FR2610595 , the DE19602829 and the WO2018202805A1 and the DE19602829A1
  • the packaging trays described there are comparatively difficult to produce and have disadvantages, particularly when it comes to recycling.
  • the object is achieved with a packaging tray with an outer cardboard structure in which an insert made of film, in particular plastic film, is provided, wherein the cardboard structure is a corrugated cardboard and the structure and the film, in particular plastic film, are locally materially connected to one another in a connecting region, wherein the structure is at least locally deformed in the connecting region.
  • the present invention relates to a packaging tray with an outer cardboard structure.
  • the cardboard from which the structure is made can be a single-layer or multi-layer cardboard material.
  • the cardboard material preferably comprises cellulose, groundwood and/or waste paper.
  • the structure, in particular the cardboard can contain air pockets.
  • the structure, in particular the cardboard is in the form of a corrugated structure, in particular corrugated cardboard.
  • the structure, in particular the cardboard material can have a coating that makes it more resistant to liquid influences and/or water vapor. This layer is particularly preferably sealable.
  • This cardboard structure is preferably produced by folding and optionally subsequent material bonding, for example gluing a cardboard web or a cardboard blank. After folding, the cardboard structure can also be fixed in its folded structure by form and/or force locking.
  • the folded shape of the structure is preferably stabilized in its folded shape by the insert provided according to the invention.
  • Preferred corrugated cardboard consists of an outer cover, an inner cover, optionally one or more intermediate covers arranged in between and at least one or more waves that space the respective covers apart from one another.
  • at least two covers are connected to one another without a wave in between, for example the outer cover with the intermediate cover arranged behind it, for example when the outer cover is a printed web.
  • Single-wave corrugated cardboard is particularly preferred, which consists of an outer cover, inner cover and a wave, preferably in between.
  • the G-wave type is particularly preferred for the wave, for example according to DIN 55468 or according to the publication "Types of Waves" of the Association of the Corrugated Cardboard Industry e.V. (VDW) as of 2015.
  • the height/thickness of the wave is preferably ⁇ 0.6 mm, particularly preferably 0.2 - 0.5 mm.
  • the pitch of the wave is preferably ⁇ 1.8 mm, particularly preferably 0.6 - 1.6 mm.
  • a total thickness of the corrugated cardboard of ⁇ 1.5 mm is preferred, but particularly preferably ⁇ 0.8 mm, most preferably ⁇ 0.65 mm.
  • the film, in particular a plastic film can be any deep-drawable film known to those skilled in the art in the field of food technology, preferably a plastic film.
  • the film, in particular a plastic film is a soft or hard film made of PP, PA/PE, PE, PVC, A-PET, paper or a suitable mixture or layers of these components bonded together.
  • the insert preferably has at least one barrier property that, for example, prevents or impedes the penetration of oxygen and/or the escape of moisture.
  • the insert preferably has a sealing layer on its surface facing the structure, for example a PE sealing layer, which forms a bonded connection with the surface of the structure under the influence of heat and/or pressure.
  • the insert is provided as a flat film sheet, which is then formed into the structure by deep drawing. Deep drawing can be carried out using negative pressure and/or positive pressure and/or a stamp.
  • a gas cushion is provided in particular in sections between the structure, in particular the cardboard structure, and the insert.
  • the gas cushion is preferably an air cushion.
  • this gas cushion is created by the insert being shaped differently than the structure, so that there is a gap between the insert and the cardboard structure, in which gas, in particular air, is located.
  • This distance is preferably greater than the usual tolerance, so that it is ensured that the insert and the cardboard do not touch at least in sections, in particular when the insert is deep-drawn and is still heated to such an extent that it preferably shrinks somewhat when cooled, but particularly preferably only a small percentage of the deformation caused by deep-drawing is restored.
  • This percentage is particularly preferably ⁇ 10%, particularly preferably ⁇ 5%.
  • the distance is preferably more than 0.5 mm, particularly preferably more than 1 mm, particularly preferably more than 2.5 mm.
  • Such gas cushions are particularly advantageous when, for example, foodstuffs are packaged in such a packaging container, which are heated in the packaging container - preferably by microwave exposure; when handling such packaging containers, it is desirable if the transfer of temperature from the heated foodstuff to the outside of the packaging container and from there to the parts of the human skin that come into contact with the packaging container when touching it is not unpleasant or even harmful for the person.
  • Another example of the benefits of such gas cushions is the improved protection of sensitive packaged products.
  • a gas cushion provided at least in sections between the structure, in particular the cardboard structure, and the insert can be at least partially dispensed with, for example by providing a, in particular predominantly, loose contact between the structure, in particular the cardboard structure, and the insert, i.e. the insert is at most locally laminated to the structure.
  • a loose contact arises, for example, because the insert is shaped more or less the same as the structure, so that there is essentially no or only a small distance between the insert and the cardboard structure.
  • This distance is preferably in the range of the usual tolerance, so that the insert and the cardboard touch each other loosely at least in sections, in particular when the insert is deep-drawn and the shrinkage when the insert cools is hindered, for example by a prolonged and/or intensified deep-drawing process, for example by prolonged exposure to the vacuum or increased overpressure.
  • the structure and the insert are bonded together in a material-locking manner.
  • This bonding is preferably carried out by sealing.
  • the structure and the insert are preferably bonded together in the upper edge area of the side wall.
  • This bonding is preferably only locally and not around the entire circumference.
  • the material bond is implemented as a line or strip, which has a width of 1 - 5 cm, preferably 5 - 20 mm, for example.
  • This strip preferably extends horizontally along the side wall of the structure, particularly preferably not around the entire circumference. In particular, the strip does not extend into the corner areas of the side wall of the structure.
  • the pressure during sealing is preferably 0.05 - 0.5 N/mm 2 .
  • This pressure is preferably applied by a sealing stamp.
  • the temperature during sealing is preferably 110° - 145 °C.
  • the force required to detach the insert from the structure is a maximum of 10, particularly preferably ⁇ 8, particularly preferably ⁇ 6 N.
  • the values are preferably determined in accordance with DIN 55409 T2.
  • a ZWICK/ROELL AG Ulm tensile testing machine is preferably used for this purpose.
  • the packaging is arranged at an angle of 45° and the removal speed is, for example, 600 mm/min.
  • the structure is now deformed in the connection area between the insert and the structure.
  • This deformation can be plastic and/or elastic.
  • the plastic deformation for example on a structure made of corrugated cardboard, is preferably ⁇ 80% of the wave height, particularly preferably ⁇ 40%, but preferably not >1 mm, particularly preferably not >0.3 mm, very particularly preferably not >0.1 mm. These values particularly preferably apply to the G-wave shape.
  • the deformation takes place during sealing.
  • the deformation can, for example, take into account differences in the thickness of the structure. Furthermore, this improves the connection between the insert and the structure. In addition, This makes the force and pressure distribution between the insert and the structure more even. Another advantage is a clearly defined adhesive surface between the structure and the insert.
  • Packaging trays known from the prior art were characterized by the fact that when separating the insert and the structure, particles or groups of particles that were easily visible to the human eye, for example, came off the cardboard surface and largely remained on the insert, which was not desirable in terms of pure separation for recycling, at least of the insert and cardboard structure. It is quite astonishing that in the packaging tray according to the invention, preferably due to the more even distribution of force or pressure, no or only a small proportion of particles or groups of particles came off the cardboard or insert surface when separating for recycling and/or no or only a small proportion of particles or groups of particles remained on the other surface.
  • the inner surface of the structure, which interacts with the insert is designed as a smooth and/or closed surface, for example by refining the surface, preferably by satinizing, as is also known from satinized paper, and/or by coating, i.e. the application of a coating compound, for example made of pigments, binders and coating aids with subsequent drying and addressing, and/or by coating, for example with plastics or varnishes, and/or by printing, for example with water-based emulsion varnish using the offset printing process, and/or by laminating, for example by joining with preferably comparatively thin paper, cardboard, plastic or metal foils.
  • a coating compound for example made of pigments, binders and coating aids with subsequent drying and addressing
  • coating for example with plastics or varnishes
  • printing for example with water-based emulsion varnish using the offset printing process
  • laminating for example by joining with preferably comparatively thin paper, cardboard, plastic or metal foils.
  • the adhering particles cannot be seen with the naked eye.
  • the maximum extent of an adhering individual particle or a particle conglomerate is ⁇ 1 ⁇ m - 50 ⁇ m, in particular 10 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • the surface area of particles of one component on the other component is ⁇ 5%, particularly preferably ⁇ 2%, even more preferably ⁇ 0.5%, based on the surface area of the material bond between the structure and the insert before their separation.
  • the surface area of cardboard particles on the surface of the film is, in particular the plastic film, ⁇ 5%, particularly preferably ⁇ 2%, even more preferably ⁇ 0.5% based on the area of the material bond, here the area of the sealing seam, between the cardboard, in particular the corrugated cardboard, and the plastic film before their separation.
  • Another subject of the present invention is a packaging machine with which the packaging tray according to the invention with an outer structure, in particular a cardboard structure, in which an insert made of film is provided, is produced, wherein the deep-drawing of the film takes place with negative pressure and/or positive pressure and/or a stamp and the connection of the insert to the structure takes place by means of a stamp.
  • the stamp is heated and/or cooled locally or completely, for example so that the film, which has previously been heated to ensure sufficient formability, does not cool down undesirably during forming and/or areas that tend to thin out significantly, such as the corners/edges of the insert, can be made somewhat cooler in order to at least somewhat limit their deformability and thus avoid excessive reduction in thickness or even tearing during forming.
  • the punch moves between an upper and a lower dead center, wherein the insert is preferably formed during the downward movement and the insert is sealed to the structure during the lower dead center.
  • the side walls of the structure are not vertical, but rather inclined, at least in sections.
  • the stamp also has an incline, whereby the angle of the two inclines can be the same or different.
  • the stamp preferably has a sealing nose with which the insert is sealed to the structure.
  • the sealing nose preferably extends in a plane perpendicular to the direction of movement of the stamp and/or parallel to the upper edge of the structure.
  • the sealing nose can be made of an elastic material, such as rubber.
  • the sealing nose can also be made of the same material as the stamp, preferably made in one piece.
  • Another object of the present invention is a method for producing the connection between the insert and the structure, wherein the stamp is immersed in the packaging cavity and the connection of the insert with the structure is carried out by locally pressing the stamp against the film and the structure.
  • the molding of the insert and the bonding of the insert to the structure are carried out during a movement, in particular while the die moves from the top dead center to the bottom dead center. Sealing takes place at the bottom dead center. The die is then moved back towards the top dead center.
  • the position of the bottom dead center of the movement is set in the control system, for example by input on the control panel or as a fixed value.
  • the stamp moves towards the dead center and stops when the desired pressure force is reached, the value of which is measured and compared with a pressure force specified in the control system or entered on the control panel.
  • the position and/or the time at which the position is reached is calculated, taking into account the inertia of the system in order to avoid accidentally overrunning the dead center.
  • the inertia of the system is taken into account by carrying out one or more reference runs, the movement of the stamp being carried out preferably very slowly at least from a position shortly before reaching the theoretical bottom dead center in order to determine, at least in a first approximation, the actual dead center, which results from the tolerances of the components and packaging parts involved, such as the structure and the insert being deformed.
  • further reference runs are then carried out with new packaging parts, in which the speed of the stamp movement is increased to the target speed and corrections are made if necessary based on the measured force curves.
  • the expert understands that the reference run(s) can also be carried out from the beginning without reduction at the target speed and corrections are made if necessary based on the measured force curves.
  • stamps are connected simultaneously to an insert by immersing a stamp into each structure.
  • all stamps are driven by a common drive and the pressure force of this drive is adjusted to the number of structures and the area of the sealing seam between the insert and the structure. This is preferably done automatically, for example by the stamping tool having an identifier that contains this information, which can be read by the packaging machine.
  • Another object of the present invention is a method for separating the insert from the structure, for example for separate feeding for recycling, wherein a force of a maximum of 10 N is required for separating the insert from the structure.
  • the force required to detach the insert from the structure is a maximum of 10, particularly preferably ⁇ 8, particularly preferably ⁇ 6 N.
  • the values are preferably determined in accordance with DIN 55409 T2.
  • a ZWICK/ROELL AG Ulm tensile testing machine is preferably used for this purpose.
  • the packaging is arranged at an angle of 45° and the removal speed is, for example, 600 mm/min.
  • Such packaging is, for example, packaging for foodstuffs, where the weight of the insert has no or only a very small influence on the force used to detach the insert.
  • the insert and/or the structure has a tab that can be grasped with two fingers, in particular the thumb and index finger of one hand.
  • the separation takes place in a separation direction that extends from one corner of the structure to the diagonally opposite corner of the structure.
  • the insert is separated from the structure by machine.
  • the separation speed is kept constant.
  • the peeling angle at which the insert is peeled off from the structure is 20 - 80°, preferably 30 - 70°, most preferably 40 - 60°.
  • the preferred take-off speed is 400 - 800 mm/min.
  • the packaging tray 1 according to the invention is shown.
  • This consists of an outer structure 2, here a cardboard structure 2 and an insert 3.
  • the cardboard structure is made of corrugated cardboard.
  • the structure has side walls 2.1 and a base 2.2.
  • the structure is preferably made of a flat cardboard in which the side walls 2.1 are folded up and glued together, for example.
  • the side walls 2.1 are preferably not vertical on the base, but are arranged so that the cross-section of the cardboard structure tapers from top to bottom, which simplifies the connection/detachment of the structure to/from the insert.
  • the packaging tray ie also in particular the structure, is quadrangular, here square.
  • An insert 3, here a plastic film, is provided in the cardboard structure, which has a base 3.1, a side wall 3.2 and here a sealing edge 3.4.
  • the packaging tray can be hermetically sealed with a lid 6 to form a finished package after a packaged item has been filled into the insert 3 of the packaging tray.
  • the lid is connected to the insert here by a seal 7.
  • the insert 3 is connected locally to the side wall 2.1 of the cardboard structure 2 at at least one, here four, connection points 5. This connection is preferably made in the upper edge area 3.5 of the side wall. In the present case, several connection points 5 are provided in the upper edge area 3.5, which are preferably linear and particularly preferably do not extend into the corners of the side walls of the structure.
  • the linear connection points are preferably arranged parallel to the base 2.2 or 3.1.
  • the connection 5 between the insert and the cardboard is preferably made by sealing.
  • a sealing layer is preferably provided on the insert and/or on the structure.
  • a gas cushion 4 is provided between the insert 3 and the cardboard structure 2, at least in sections, ie locally.
  • the gas cushion 4 extends in the edge region, in particular all the way around, between the side wall 2.1 of the cardboard structure and the side wall 3.2 of the insert 3, in particular in the lower region of the packaging tray.
  • a gas cushion is also provided at least locally in the bottom region 2.2, 3.1.
  • the gas cushion generally has the same pressure as the ambient pressure.
  • the insert is preferably deformed by deep drawing in such a way that the deep-drawn insert does not correspond to the shape of the structure.
  • This forms a gap, in particular a circumferential gap between the insert and the structure.
  • the structure can have openings (not shown) by means of which a negative pressure can be created between the insert 3 and the structure 2. These openings are preferably not in the corner areas formed by two side walls 2.1 and the base 2.2 and/or in the corner area formed by a side wall 2.1 and the base 2.2 in order to avoid the insert being in contact with the structure over too large an area.
  • the negative pressure between the insert and the structure is preferably reduced before or while the insert is cooling. This allows any remaining elastic deformation of the insert to be used to form and/or increase the distance between the insert and the structure.
  • the structure in the connecting area 5 between the insert and the structure is deformed, here plastically deformed.
  • the deformation 8 preferably occurs during sealing.
  • the deformation can extend to the insert and the structure, even if only a deformation of the structure 2 is shown here.
  • the deformation preferably extends along the inner circumference of the structure.
  • the deformation is not complete.
  • the corner regions formed by two side walls do not exhibit any deformation.
  • the insert is plastically and/or elastically formed into the deformation.
  • the deformation is uneven along the circumference.
  • the width and/or depth of the deformation varies along the longitudinal extent of the deformation.
  • the deformation can be plastic and/or elastic. An elastic deformation forms temporarily, in particular during sealing, and then regresses.
  • the stamp 9 is provided with a contour 11 in the area of the intended connection 5, which corresponds to the contour of the finished connection 5 at least approximately.
  • the method includes dipping the stamp 9 into the insert and the structure along a direction of movement 10, in particular up to a bottom dead center, in which the stamp 9 can remain for a certain time before it is raised again.
  • the desired connection pressure here the sealing pressure
  • the plastic and/or elastic deformation of the structure preferably the corrugated cardboard, and/or the insert takes place.
  • the person skilled in the art will recognize that the circumferential flange of the insert does not necessarily have to be present.
  • the film and/or the insert preferably has, at least in the region of the connection 5, preferably over the entire surface, a sealing layer, in particular a sealing layer that is suitable for a connection between the insert 3 and the structure, in particular corrugated cardboard.
  • the sealing layer is preferably selected so that the material bond caused by it can be released with a force ⁇ 10N.
  • the stamp 9 has a projection 12 on its outer contour 11, here a sealing nose, which preferably does not extend around the entire circumference of the stamp, but is only present locally.
  • the sealing nose is preferably formed in a point-like and/or linear manner.
  • the stamp preferably has a bevel 13.
  • the deformation of the insert 3 was carried out by overpressure and/or underpressure.
  • the shaping of the insert can also be carried out by the stamp 9 or can be supported by it.
  • Figure 4 shows the stamp in its downward movement before it comes into contact with the insert.
  • the stamp has a drive (not shown) which is preferably pressure-controlled, ie which drives the stamp 9, in particular moves it linearly, until a predetermined counterpressure is applied to the stamp.
  • the stamp is then at its bottom dead center, where it remains for a preferably adjustable period of time before it is raised again.
  • the stamp can be heated, in particular in the area of the sealing nose.
  • Figure 5 shows the sealing of the insert to the structure.
  • the sealing nose 12 deforms the insert 3 and, at the same time or slightly later, the structure 2 until the desired sealing pressure has been built up.
  • the deformation of the insert 3 and/or the structure can be plastic and/or elastic.
  • Figure 6 shows an embodiment of the present invention in which the stamp 9 at least supports the forming of the insert 3.
  • the stamp can be heated and/or cooled in the contact area with the insert in order to achieve a targeted flow of the material of the insert.
  • Figure 7 shows an embodiment in which the structure has a horizontal flange, where the connection 5, preferably sealing, between the insert and the structure is made. Furthermore, in Figure 7 the connection 7, preferably sealing, between a lid 6 and the insert 3 is shown.
  • the connections are at least partially congruent.
  • the two connections 5, 7 are created in two separate work steps, in particular the connection 5 in the first work step during the downward movement of the stamp when sealing the insert to the carton and the connection 7 in the second work step, preferably after a packaged item has been filled into the insert 3 of the packaging tray.
  • a sealing nose is provided on the stamp, which creates the connection 5.
  • the adhesive force of the two connections 5, 7 is different.
  • the connections 5, 7 are laterally offset.
  • the atmosphere in the packaging i.e. in the space enclosed by the insert 3 and the lid 6, is air; equally preferably, the atmosphere is a protective atmosphere of a so-called MAP (modified atmospheric packaging); equally preferably, the atmosphere of the packaging is formed at least predominantly by a vacuum, for example in so-called skin packaging.
  • MAP modified atmospheric packaging
  • the Figures 8 -11 each show a possible design of the stamp.
  • Figure 8 shows a stamp without a sealing nose.
  • the stamp is bevelled here to make it easier to remove from the mold after joining.
  • a sealing nose 12 is provided and the shape slope 13 is smaller compared to the embodiment according to Figure 8 .
  • Figure 10 is an embodiment for fastening the insert to the flange of the structure.
  • the sealing nose can be molded (left embodiment) or attached to the stamp as a sealing rubber (right embodiment).
  • This stamp is suitable, for example, for the production of a packaging tray or packaging according to Figure 7 .
  • the stamp can have only one molded sealing nose(s) or only one sealing rubber(s) to create the connection 5, 7.
  • both embodiments can be implemented on one stamp. Since the molded sealing nose is generally less elastic than the sealing rubber, this allows areas with different pull-off forces to be achieved, particularly at the insert/structure connection, because the pressure during the seal varies from region to region. At the same time, the pressure between the lid 6 and the insert 3 is preferably always so great that a hermetically sealed connection is created.
  • Figure 11 shows a stamp with a sealing rubber as a sealing nose in the area of the bevelled section of the stamp.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cartons (AREA)
  • Packages (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungsmulde mit einer äußeren Kartonstruktur, in der eine Einlage aus Folie vorgesehen ist. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Verpackungsmaschine und ein Verfahren zur Herstellung einer Verpackungsmulde mit einer äußeren Kartonstruktur und einer Einlage aus Folie.
  • Die gattungsgemäße Verpackungsmulde ist beispielsweise aus der FR2933329 , der FR2826938 , der FR2883223 , der EP2097177A2 , der FR2610595 , der DE19602829 sowie der WO2018202805A1 und der DE19602829A1 bekannt. Die dort beschriebenen Verpackungsmulden sind jedoch vergleichsweise schwer herzustellen und weisen insbesondere beim Recycling Nachteile auf.
  • Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Verpackungsmulde zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
  • Gelöst wird die Aufgabe mit einer Verpackungsmulde mit einer äußeren Kartonstruktur, in der eine Einlage aus Folie, insbesondere Kunststofffolie vorgesehen ist, wobei die Kartonstruktur eine Wellpappe ist und die Struktur und die Folie, insbesondere Kunststofffolie lokal miteinander in einem Verbindungsbereich stoffschlüssig verbunden sind, wobei die Struktur im Verbindungsbereich zumindest lokal verformt ist.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungsmulde mit einer äußeren Kartonstruktur. Der Karton, aus dem die Struktur gefertigt ist, kann ein ein- oder mehrlagiges Kartonmaterial sein. Das Kartonmaterial weist vorzugsweise Cellulose, Holzschliff und/oder Altpapier auf. Die Struktur, insbesondere der Karton kann Lufteinschlüsse aufweisen. Beispielsweise liegt die Struktur, insbesondere der Karton, als Wellstruktur, insbesondere Wellpappe, vor. An seiner Innenseite kann die Struktur, insbesondere das Kartonmaterial, eine Beschichtung aufweisen, die es gegen Flüssigkeitseinflüsse und/oder Wasserdampf beständiger macht. Diese Schicht ist besonders bevorzugt siegelbar. Diese Kartonstruktur wird vorzugsweise durch Falten und gegebenenfalls anschließendem Stoffschluss, beispielsweise Kleben einer Kartonbahn oder eines Kartonzuschnitts hergestellt. Nach dem Falten kann die Kartonstruktur auch durch Form- und/oder Kraftschluss in ihrer gefalteten Struktur fixiert werden. Die gefaltete Form der Struktur wird vorzugsweise durch die erfindungsgemäß vorhandene Einlage in ihrer gefalteten Form stabilisiert.
  • Bevorzugte Wellpappe besteht aus einer Außendecke, einer Innendecke, ggfs. einer oder mehrerer dazwischen angeordneten Zwischendecken und mindestens einer oder mehreren Wellen, die die jeweiligen Decken voneinander beabstanden. In einer weiteren Ausführungsform sind mindestens zwei Decken ohne dazwischenliegende Welle miteinander verbunden, beispielsweise die Außendecke mit der dahinter angeordneten Zwischendecke, beispielsweise wenn die Außendecke eine bedruckte Bahn ist.
  • Besonders bevorzugt ist einwellige Wellpappe, die aus Außendecke, Innendecke und einer, vorzugsweise dazwischenliegenden, Welle besteht. Besonders bevorzugt ist für die Welle die Wellenart G-Welle, beispielsweise nach DIN 55468 oder gemäß der Veröffentlichung "Wellenarten" des Verbandes der Wellpappen-Industrie e.V. (VDW) Stand: 2015. Vorzugsweise beträgt die Höhe/Dicke der Welle <0,6 mm, besonders bevorzugt 0,2 - 0,5 mm. Vorzugsweise beträgt die Teilung der Welle ≤ 1,8 mm, besonders bevorzugt 0,6 - 1,6 mm. Es wird eine Gesamtdicke der Wellpappe von ≤ 1,5 mm bevorzugt, besonders bevorzugt jedoch ≤ 0,8 mm, ganz besonders bevorzugt ≤ 0,65 mm.
  • In diese Struktur, insbesondere Kartonstruktur, wird eine Einlage aus einer Folie, insbesondere Kunststofffolie eingebracht. Bei der Folie, insbesondere Kunststofffolie kann es sich um jede beliebige dem Fachmann im Bereich der Lebensmitteltechnik bekannte, tiefziehfähige Folie, vorzugsweise Kunststofffolie handeln, beispielsweise ist die Folie, insbesondere Kunststofffolie eine Weich- oder Hartfolie aus PP, PA/PE, PE, PVC, A-PET, Papier oder einem sinnvollen Gemisch bzw. stoffschlüssig miteinander verbundenen Lagen aus diesen Komponenten. Vorzugsweise weist die Einlage mindestens eine Barriereeigenschaft auf, die beispielsweise das Eindringen von Sauerstoff und/oder das Austreten von Feuchtigkeit be- oder verhindert. Vorzugsweise weist die Einlage an ihrer der Struktur zugewandten Oberfläche eine Siegelschicht auf, beispielsweise eine PE-Siegelschicht, die mit der Oberfläche der Struktur unter dem Einfluss von Wärme und/oder Druck eine stoffschlüssige Verbindung eingeht.
  • Vorzugsweise wird die Einlage als plane Folienbahn zur Verfügung gestellt, die dann durch Tiefziehen in die Struktur geformt wird. Das Tiefziehen kann mit Unterdruck und/oder Überdruck und/oder einem Stempel erfolgen.
  • Vorzugsweise ist nun insbesondere abschnittsweise zwischen der Struktur, insbesondere Kartonstruktur und der Einlage ein Gaspolster vorgesehen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Gaspolster um ein Luftpolster. Beispielsweise entsteht dieses Gaspolster dadurch, dass die Einlage anders als die Struktur geformt ist, so dass sich ein Abstand zwischen der Einlage und der Kartonstruktur einstellt, in dem sich Gas, insbesondere Luft, befindet. Dieser Abstand ist vorzugsweise größer als das übliche Toleranzmaß, so dass sichergestellt ist, dass sich die Einlage und der Karton zumindest abschnittsweise nicht berühren, insbesondere wenn die Einlage tiefgezogen wird und noch so erwärmt ist, dass sie beim Abkühlen vorzugsweise etwas schrumpft, sich jedoch besonders bevorzugt nur ein kleiner Prozentsatz der durch Tiefziehen erwirkten Verformung wieder zurückbildet. Besonders bevorzugt beträgt dieser Prozentsatz < 10%, besonders bevorzugt < 5%. Vorzugsweise beträgt der Abstand mehr als 0,5 mm, besonders bevorzugt mehr als 1 mm, besonders bevorzugt mehr als 2,5 mm. Solche Gaspolster sind besonders dann vor Vorteil, wenn beispielsweise in einem solchen Verpackungsbehälter Lebensmittel verpackt werden, die im Verpackungsbehältervorzugsweise durch Mikrowelleneinwirkung - erhitzt werden; bei der Handhabung solcher Verpackungsbehälter ist es wünschenswert, wenn die Temperaturübertragung vom erhitzten Lebensmittel auf die Außenseite des Verpackungsbehälters und von dort wiederum auf die beim Anfassen mit dem Verpackungsbehälter in Kontakt tretenden Partien der menschlichen Haut für diesen Menschen nicht unangenehm oder gar schädlich ist. Ein weiteres Beispiel für Vorteile solcher Gaspolster ist der verbesserte Schutz empfindlicher verpackter Produkte.
  • Insbesondere wenn die Struktur, insbesondere der Karton, viele Lufteinschlüsse aufweist, beispielsweise wenn die Struktur, insbesondere der Karton, als Wellstruktur, insbesondere Wellpappe, besonders bevorzugt Wellpappe mit G-Welle, vorliegt, kann auf ein mindestens abschnittsweise vorgesehenes Gaspolster zwischen der Struktur, insbesondere Kartonstruktur und der Einlage zumindest teilweise verzichtet werden, beispielsweise indem ein, insbesondere überwiegend, loser Kontakt zwischen der Struktur, insbesondere Kartonstruktur und der Einlage vorgesehen wird, die Einlage also allenfalls lokal an die Struktur laminiert ist. Solch ein loser Kontakt entsteht beispielsweise dadurch, dass die Einlage quasi gleich wie die Struktur geformt ist, so dass sich im Wesentlichen kein oder nur geringer Abstand zwischen der Einlage und der Kartonstruktur einstellt. Dieser Abstand ist vorzugsweise im Bereich des üblichen Toleranzmaßes, so dass sich die Einlage und der Karton zumindest abschnittsweise lose berühren, insbesondere wenn die Einlage tiefgezogen wird und dabei der Rückschrumpf beim Abkühlen der Einlage behindert wird, beispielsweise durch verlängerten und/oder intensivierten Tiefziehprozess, beispielsweise durch längeres Einwirken des Vakuums oder erhöhten Überdruck.
  • Erfindungsgemäß werden die Struktur und die Einlage stoffschlüssig miteinander verbunden. Dieser Stoffschluss erfolgt vorzugsweise durch Siegeln. Vorzugsweise sind die Struktur und die Einlage im oberen Randbereich der Seitenwand stoffschlüssig miteinander verbunden. Dieser Stoffschluss wird vorzugsweise nur lokal und nicht um den gesamten Umfang umlaufend vorgesehen. Vorzugsweise wird der Stoffschluss als Linie oder Streifen durchgeführt, der beispielsweise eine Breite von 1 - 5 cm, vorzugsweise 5 - 20 mm aufweist. Dieser Streifen erstreckt sich vorzugsweise horizontal entlang der Seitenwand der Struktur, besonders bevorzugt nicht um den gesamten Umfang. Insbesondere erstreckt sich der Streifen nicht in die Eckbereiche der Seitenwand der Struktur. In den anderen Überdeckungsbereichen zwischen Struktur und Einlage besteht vorzugsweise kein Stoffschluss zwischen Struktur und Einlage. Dadurch ist die Einlage zwar stabil und dauerhaft mit der Kartonstruktur verbunden, die Verbindung kann aber, zur Entsorgung der Verpackungsmulde, relativ leicht wieder gelöst werden.
  • Vorzugsweise beträgt der Druck beim Siegeln 0,05 - 0,5 N/mm2. Dieser Druck wird vorzugsweise durch einen Siegelstempel aufgebracht. Vorzugsweise beträgt die Temperatur beim Siegeln 110° - 145 °C. Diese Werte gelten beispielsweise für das Siegeln einer Einlage bestehend aus einer sogenannten Monofolie, vorzugsweise aus PE, oder aus einer mehrschichtigen Verpackungsfolie, einer sogenannten Verbundfolie, vorzugsweise mit integrierter Barrierewirkung, beispielsweise infolge einer in den Schichtaufbau der Verbundfolie integrierten EVOH-Schicht, wobei die äußere Lage der Verbundfolie, die mit der Struktur in Kontakt kommt, als PE-Siegelschicht gestaltet ist, um beispielsweise an eine Struktur aus Wellpappe oder Vollpappe gesiegelt zu werden. Die Wellepappe ist bei diesen Werten vorzugsweise als G-Welle ausgeführt.
  • Vorzugsweise beträgt die Kraft, die zum Ablösen der Einlage von der Struktur benötigt wird, maximal 10, besonders bevorzugt < 8, besonders bevorzugt < 6 N. Die Werte werden vorzugsweise gemäß DIN 55409 T2 bestimmt. Dafür wird vorzugsweise eine Zugprüfmaschine ZWICK/ROELL AG Ulm verwendet. Die Verpackung wird unter einem Winkel von 45° angeordnet und die Abzugsgeschwindigkeit beträgt beispielsweise 600 mm/min.
  • Erfindungsgemäß ist die Struktur nun im Verbindungsbereich zwischen der Einlage und der Struktur deformiert. Diese Deformation kann plastisch und/oder elastisch sein. Die plastische Deformation, beispielsweise an einer Struktur aus Wellpappe, beträgt vorzugsweise <80% der Wellenhöhe, besonders bevorzugt <40%, jedoch vorzugsweise nicht >1 mm, besonders bevorzugt nicht >0,3 mm, ganz besonders bevorzugt nicht >0,1 mm. Diese Werte gelten besonders bevorzugt für die G-Wellenform.
  • Vorzugsweise erfolgt die Deformation beim Siegeln. Durch die Deformation können beispielsweise Unterschiede in der Dicke der Struktur Rechnung getragen werden. Des Weiteren verbessert sich dadurch die Verbindung zwischen der Einlage und der Struktur. Zudem wird dadurch die Kraft- bzw. Druckverteilung zwischen der Einlage und der Struktur gleichmäßiger. Ein weiterer Vorteil ist eine klar definierte Haftfläche zwischen der Struktur und der Einlage.
  • Aus dem Stand der Technik bekannte Verpackungsmulden waren dadurch gekennzeichnet, dass sich beim Trennen von der Einlage und der Struktur mit dem menschlichen Auge ohne weiteres sichtbare Partikel oder Partikelgruppen beispielsweise aus der Kartonoberfläche lösten und weitestgehend an der Einlage verblieben, was im Sinne sortenreiner Trennung für das Recycling zumindest von Einlage und Kartonstruktur nicht erwünscht war. Es ist durchaus erstaunlich, dass bei der erfindungsgemäßen Verpackungsmulde, bevorzugt durch die gleichmäßigere Kraft- bzw. Druckverteilung, sich beim Trennen für das Recycling keine oder nur ein geringer Anteil von Partikeln oder Partikelgruppen aus der Karton- bzw. Einlagenoberfläche lösen und/oder keine oder nur ein geringer Anteil von Partikeln oder Partikelgruppen ggfs. an der jeweils anderen Oberfläche verbleiben.
  • Bevorzugt wird die innere Oberfläche der Struktur, die mit der Einlage zusammenwirkt, als glatte und/oder geschlossene Oberfläche ausgeführt, beispielsweise indem die Oberfläche veredelt ist, vorzugsweise durch Satinieren, wie es auch von satiniertem Papier gekannt ist, und/oder durch Streichauftrag, also dem Auftragen einer Streichmasse, beispielsweise aus Pigmenten, Bindemitteln und Streichhilfsmitteln mit anschließender Trocknung und Adressierung, und/oder durch Beschichten, beispielsweise mit Kunststoffen oder Lacken, und/oder durch Bedrucken, beispielsweise mit Emulsionslack auf Wasserbasis im Offsetdruckverfahren, und/oder durch Kaschieren, beispielsweise dem Zusammenfügen mit vorzugsweise vergleichsweise dünnen Papier-, Karton-, Kunststoff- oder Metallfolien.
  • Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachte Offenbarung gilt für die anderen Gegenstände der vorliegenden Erfindung gleichermaßen und umgekehrt. Merkmale dieses Gegenstands der vorliegenden Anmeldung können in andere Gegenstände dieser Anmeldung übernommen werden und umgekehrt.
  • Vorzugsweise sind die anhaftenden Partikel mit dem bloßen Auge nicht erfassbar. Vorzugsweise beträgt die maximale Erstreckung eines anhaftenden Einzelpartikels oder eines Partikelkonglomerates <1 µm - 50 µm, insbesondere 10 µm bis 30 µm. Vorzugsweise beträgt der Flächenanteil an Partikeln der jeweils einen Komponente auf der jeweils anderen Komponente < 5%, besonders bevorzugt < 2%, noch mehr bevorzugt < 0,5% bezogen auf die Fläche des Stoffschlusses zwischen der Struktur und der Einlage vor deren Trennung. Vorzugsweise beträgt der Flächenanteil an Kartonpartikeln auf der Oberfläche der Folie, insbesondere der Kunststofffolie, < 5%, besonders bevorzugt < 2%, noch mehr bevorzugt < 0,5% bezogen auf die Fläche des Stoffschlusses, hier die Fläche der Siegelnaht, zwischen dem Karton, insbesondere der Wellpappe, und der Kunststofffolie vor deren Trennung.
  • Noch ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Verpackungsmaschine, mit der die erfindungsgemäße Verpackungsmulde mit einer äußeren Struktur, insbesondere Kartonstruktur, in der eine Einlage aus Folie vorgesehen ist, hergestellt wird, wobei das Tiefziehen der Folie mit Unterdruck und/oder Überdruck und/oder einem Stempel erfolgt und das Verbinden von der Einlage mit der Struktur mittels Stempel erfolgt.
  • Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachte Offenbarung gilt für die anderen Gegenstände der vorliegenden Erfindung gleichermaßen und umgekehrt. Merkmale dieses Gegenstands der vorliegenden Anmeldung können in andere Gegenstände dieser Anmeldung übernommen werden und umgekehrt.
  • Vorzugsweise wird der Stempel lokal oder vollständig beheizt und/oder gekühlt, beispielsweise damit die für ausreichende Formbarkeit zuvor beheizte Folie während des Formens nicht unerwünscht abkühlt und/oder zum starken Ausdünnen neigende Stellen, beispielsweise die Ecken / Kanten der Einlage etwas kühler vorgesehen werden können, um deren Verformungsvermögen zumindest etwas einzuschränken und somit eine zu starke Dickenabnahme oder gar ein Aufreißen während des Formens zu vermeiden.
  • Vorzugsweise bewegt sich der Stempel zwischen einem oberen und einem unteren Totpunkt, wobei in der Abwärtsbewegung vorzugsweise das Formen der Einlage erfolgt und im unteren Totpunkt die Siegelung der Einlage an die Struktur durchgeführt wird.
  • Vorzugsweise sind die Seitenwände der Struktur zumindest abschnittsweise nicht in der Lotrechten, sondern schräg vorgesehen. Vorzugsweise weist der Stempel ebenfalls eine Schräge auf, wobei der Winkel der beiden Schrägen gleich oder unterschiedlich sein kann.
  • Vorzugsweise weist der Stempel eine Siegelnase auf, mit der die Einlage an die Struktur gesiegelt wird. Vorzugsweise erstreckt sich die Siegelnase in einer Ebene senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stempels und/oder parallel zur Oberkante der Struktur. Die Siegelnase kann aus einem elastischen Werkstoff, beispielsweise Gummi vorgesehen sein. Die Siegelnase kann aber auch aus demselben Werkstoff wie der Stempel gefertigt, vorzugsweise einstückig gefertigt ein.
  • Noch ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der Verbindung zwischen der Einlage und der Struktur, wobei der Stempel in die Verpackungsmulde eintaucht und das Verbinden von der Einlage mit der Struktur durch lokales drücken des Stempels gegen die Folie und die Struktur erfolgt.
  • Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachte Offenbarung gilt für die anderen Gegenstände der vorliegenden Erfindung gleichermaßen und umgekehrt. Merkmale dieses Gegenstands der vorliegenden Anmeldung können in andere Gegenstände dieser Anmeldung übernommen werden und umgekehrt.
  • Vorzugsweise erfolgt das Formen der Einlage und das Verbinden der Einlage mit der Struktur während einer Bewegung, insbesondere während der Stempel sich vom oberen zu dem unteren Totpunkt hinbewegt. Im unteren Totpunkt erfolgt das Siegeln. Danach wird der Stempel wieder in Richtung des oberen Totpunkts bewegt.
  • Vorzugsweise wird die Position des unteren Totpunkts der Bewegung in der Steuerung eingestellt, beispielsweise durch Eingabe am Bedienpult oder als fest eingestellter Wert. Besonders bevorzugt bewegt sich der Stempel in Richtung auf den Totpunkt zu und stoppt beim Erreichen der gewünschten Druckkraft, wobei deren Wert gemessen und mit einer in der Steuerung vorgegeben oder am Bedienpult eingegebenen Druckkraft verglichen wird. Besonders bevorzugt wird die Position und/oder der Zeitpunkt des Erreichens der Position berechnet und dabei die Trägheit des Systems berücksichtigt, um ein ungewolltes Überfahren des Totpunkts zu vermeiden. Beispielsweise wird die Trägheit des Systems berücksichtigt, indem eine oder mehrere Referenzfahrten vorgenommen werden, wobei die Bewegung des Stempels zumindest ab einer Position kurz vor Erreichen des theoretischen unteren Totpunkts vorzugsweise sehr langsam ausgeführt wird, um den tatsächlichen Totpunkt, der sich aufgrund der Toleranzen der beteiligten Bauteile und Verpackungsteile wie der Struktur und der sich in der Verformung befindenden Einlage ergibt, zumindest in erster Näherung zu ermitteln. Bevorzugt werden daran anschließend weitere Referenzfahrten mit neuen Verpackungsteilen vorgenommen, bei denen die Geschwindigkeit der Stempelbewegung bis auf die Zielgeschwindigkeit gesteigert wird und anhand der gemessenen Kraftverläufe ggfs. Korrekturen vorgenommen werden. Der Fachmann versteht, dass die Referenzfahrt(en) auch von Anfang an ohne Reduzierung mit der Zielgeschwindigkeit durchgeführt werden können und anhand der gemessenen Kraftverläufe ggfs. Korrekturen vorgenommen werden.
  • Vorzugsweise werden mehrere Strukturen, insbesondere ein Format von Strukturen gleichzeitig mit einer Einlage verbunden, indem in jede Struktur ein Stempel eintaucht. Vorzugsweise werden alle Stempel von einem gemeinsamen Antrieb angetrieben und die Druckkraft dieses Antriebs an die Anzahl der Strukturen und die Fläche der Siegelnaht zwischen Einlage und Struktur angepasst. Dies erfolgt vorzugsweise automatisch, indem das Stempelwerkzeug beispielsweise eine Kennung aufweist, die diese Informationen enthält, die von der Verpackungsmaschine ausgelesen werden können.
  • Noch ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Trennen der Einlage von der Struktur, beispielsweise zur separaten Zuführung zum Recycling, wobei für das Trennen der Einlage von der Struktur eine Kraft von maximal 10 N benötigt wird.
  • Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachte Offenbarung gilt für die anderen Gegenstände der vorliegenden Erfindung gleichermaßen und umgekehrt. Merkmale dieses Gegenstands der vorliegenden Anmeldung können in andere Gegenstände dieser Anmeldung übernommen werden und umgekehrt.
  • Erfindungsgemäß beträgt die Kraft, die zum Ablösen der Einlage von der Struktur benötigt wird, maximal 10, besonders bevorzugt < 8, besonders bevorzugt < 6 N. Die Werte werden vorzugsweise gemäß DIN 55409 T2 bestimmt. Dafür wird vorzugsweise eine Zugprüfmaschine ZWICK/ROELL AG Ulm verwendet. Die Verpackung wird unter einem Winkel von 45° angeordnet und die Abzugsgeschwindigkeit beträgt beispielsweise 600 mm/min. Bei solchen Verpackungen handelt es sich beispielsweise um Verpackungen für Lebensmittel, bei denen das Gewicht der Einlage keinen oder nur einen sehr geringen Einfluss auf die Kraft hat, die zum Ablösen der Einlage aufgewendet wird.
  • Vorzugsweise weist die Einlage und/oder die Struktur eine Lasche auf, die mit zwei Fingern, insbesondere dem Daumen und dem Zeigefinger einer Hand jeweils ergreifbar ist. Vorzugsweise erfolgt die Trennung durch eine Trennrichtung, die sich von einer Ecke der Struktur zu der diagonal gegenüberliegenden Ecke der Struktur erstreckt.
  • Vorzugsweise erfolgt das Abtrennen der Einlage von der Struktur maschinell. Vorzugsweise wird die Trenngeschwindigkeit konstant gehalten.
  • Vorzugsweise beträgt der Abziehwinkel, mit dem die Einlage aus der Struktur abgezogen wird, 20 - 80°, vorzugsweise 30 - 70°, ganz besonders bevorzugt 40 - 60°.
  • Vorzugsweise beträgt die Abzugsgeschwindigkeit 400 - 800 mm/min.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren 1 bis 11 erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
    • Figur 1
    zeigt die erfindungsgemäße Verpackung.
    Figur 2
    zeigt die erfindungsgemäße Verbindung zwischen der Einlage und der Struktur.
    Figur 3
    zeigt den erfindungsgemäßen Stempel.
    Figur 4
    zeigt die Absenkphase des Stempels.
    Figur 5
    zeigt den Moment der Siegelung
    Figur 6
    zeigt das Formen der Folie.
    Figur 7
    zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verpackung
    Figuren 8 - 11
    zeigen jeweils eine Ausführungsform des Stempels.
  • In Figur 1 ist die erfindungsgemäße Verpackungsmulde 1 dargestellt. Diese besteht aus einer äußeren Struktur 2, hier einer Kartonstruktur 2 und einer Einlage 3. Die Kartonstruktur ist in dem vorliegenden Fall aus Wellpappe gefertigt. Die Struktur weist Seitenwände 2.1 und einen Boden 2.2 auf. Vorzugsweise wird die Struktur aus einem planen Karton hergestellt, in dem die Seitenwände 2.1 hochgeklappt und beispielsweise miteinander verklebt werden. Die Seitenwände 2.1 stehen vorzugsweise nicht lotrecht auf dem Boden, sondern sind so angeordnet, dass sich der Querschnitt der Kartonstruktur von oben nach unten verjüngt, wodurch sich das Verbinden/Lösen der Struktur mit/von der Einlage vereinfacht. In dem vorliegenden Fall ist die Verpackungsmulde, d. h. auch insbesondere die Struktur viereckig, hier quadratisch vorgesehen. In der Kartonstruktur ist eine Einlage 3, hier eine Kunststofffolie, vorgesehen, die einen Boden 3.1, eine Seitenwand 3.2 sowie hier einen Siegelrand 3.4 aufweist. An dem Siegelrand 3.4 kann die Verpackungsmulde stoffschlüssig mit einem Deckel 6 zu einer fertigen Verpackung hermetisch verschlossen werden, nachdem ein Verpackungsgut in die Einlage 3 der Verpackungsmulde eingefüllt worden ist. Der Deckel ist hier durch eine Siegelung 7 mit der Einlage verbunden. Die Einlage 3 ist an mindestens einer, hier vier, Verbindungsstellen 5 lokal jeweils mit der Seitenwand 2.1 der Kartonstruktur 2 verbunden. Diese Verbindung erfolgt vorzugsweise im oberen Randbereich 3.5 der Seitenwand, In dem vorliegenden Fall sind in dem oberen Randbereich 3.5 mehrere Verbindungsstellen 5 vorgesehen, die vorzugsweise linienförmig ausgebildet sind und sich besonders bevorzugt nicht in die Ecken der Seitenwände der Struktur erstrecken. Die linienförmigen Verbindungsstellen sind vorzugsweise parallel zu dem Boden 2.2 oder 3.1 angeordnet. Die Verbindung 5 zwischen der Einlage und dem Karton erfolgt vorzugsweise durch Siegeln. Dafür ist an der Einlage und/oder an der Struktur vorzugsweise eine Siegelschicht vorgesehen. Erfindungsgemäß ist nun zwischen der Einlage 3 und der Kartonstruktur 2 zumindest abschnittsweise, d.h. lokal, ein Gaspolster 4 vorgesehen. Das Gaspolster 4 erstreckt sich in dem vorliegenden Fall im Randbereich, insbesondere umlaufend, zwischen der Seitenwand 2.1 der Kartonstruktur und der Seitenwand 3.2 der Einlage 3, insbesondere im unteren Bereich der Verpackungsmulde. Vorzugsweise ist auch im Bodenbereich 2.2, 3.1 zumindest lokal ein Gaspolster vorgesehen. Das Gaspolster weist in der Regel denselben Druck wie der Umgebungsdruck auf. Um den lokalen Abstand zwischen der Einlage 3 und der Kartonstruktur 2 zu erzeugen, wird die Einlage durch Tiefziehen vorzugsweise so verformt, dass die tiefgezogene Einlage nicht der Form der Struktur entspricht. Dadurch bildet sich ein Spalt, insbesondere ein umlaufender Spalt zwischen Einlage und Struktur aus. Die Struktur kann Öffnungen (nicht dargestellt) aufweisen, mittels derer ein Unterdruck zwischen der Einlage 3 und der Struktur 2 erzeugt werden kann. Diese Öffnungen sind vorzugsweise nicht in den Eckbereichen, die durch zwei Seitenwände 2.1 und den Boden 2.2 gebildet werden und/oder in dem Eckbereich, der durch eine Seitenwand 2.1 und den Boden 2.2 gebildet wird, um zu vermeiden, dass die Einlage zu großflächig an der Struktur anliegt.
  • Für den Fall, dass die Einlage mit Unterdruck geformt wird und dafür vorher aufgewärmt worden ist, wird der Unterdruck zwischen der Einlage und der Struktur vorzugsweise vermindert bevor oder während die Einlage abkühlt. Dadurch kann noch vorhandene elastische Verformung der Einlage verwendet werden, um den Abstand zwischen der Einlage und der Struktur auszubilden und/oder zu vergrößern.
  • Erfindungsgemäß ist die Struktur im Verbindungsbereich 5 zwischen Einlage und Struktur deformiert, hier plastisch deformiert. Dies ist in Figur 2 dargestellt. Die Deformation 8 entsteht vorzugsweise während des Siegelns. Die Deformation kann sich auf die Einlage und die Struktur erstrecken, auch wenn hier nur eine Deformation der Struktur 2 dargestellt ist. Die Deformation erstreckt sich vorzugsweise entlang des inneren Umfangs der Struktur. Vorzugsweise ist die Deformation nicht vollumfänglich. Vorzugsweise weisen insbesondere die Eckbereiche, die von zwei Seitenwänden gebildet werden keine Deformation auf. Vorzugsweise ist die Einlage in die Deformation plastisch und/oder elastisch hineingeformt. Vorzugsweise ist die Deformation entlang des Umfangs ungleichmäßig. Dabei variiert insbesondere die Breite und/oder die Tiefe der Deformation entlang der Längserstreckung der Deformation. Die Deformation kann plastisch und/oder elastisch sein. Eine elastische Deformation bildet sich temporär, insbesondere während des Siegelns aus und bildet sich danach zurück.
  • Anhand von Figur 3 wird eine exemplarische Ausführungsform des Stempels 9 bzw. des Verfahrens zur Herstellung der Verbindung beschrieben. In diesem Beispiel ist der Stempel 9 im Bereich der vorgesehenen Verbindung 5 mit einer Kontur 11 versehen, die der Kontur der fertigen Verbindung 5 zumindest in etwa gleicht. Das Verfahren beinhaltet das Eintauchen des Stempels 9 in die Einlage und die Struktur entlang einer Bewegungsrichtung 10, insbesondere bis zu einem unteren Totpunkt, in dem der Stempel 9 für eine gewisse Zeit verweilen kann, bevor er wieder angehoben wird. In dem Moment, vorzugsweise der untere Totpunkt, in dem der Stempel 9 an der vorgesehenen Verbindung 5 die Folie gegen die Struktur drückt, wird der gewünschte Verbindungsdruck, hier der Siegeldruck, aufgebaut und die Verbindung von der Einlage mit der Struktur erfolgt lokal nur an den gewünschten Verbindungsstellen. Vorzugsweise bevor der Siegeldruck vollständig aufgebaut worden ist, erfolgt die plastische und/oder elastische Deformation der Struktur, vorzugsweise der Wellpappe, und/oder der Einlage. Der Fachmann erkennt, dass der umlaufende Flansch der Einlage nicht notwendigerweise vorhanden sein muss. Die Folie und/oder die Einlage weist vorzugsweise, zumindest im Bereich der Verbindung 5, vorzugsweise vollflächig, eine Siegelschicht auf, insbesondere eine Siegelschicht, die für eine Verbindung zwischen der Einlage 3 und der Struktur, insbesondere Wellpappe, geeignet ist. Die Siegelschicht wird dabei vorzugsweise so ausgewählt, dass der durch sie verursachte Stoffschluss mit einer Kraft < 10N lösbar ist.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verpackungsmulde bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand der Figuren 4 und 5 beschrieben. In dem Vorliegenden Fall weist der Stempel 9 an seiner äußeren Kontur 11 einen Vorsprung 12, hier eine Siegelnase, auf, die sich vorzugsweise nicht um den gesamten Umfang des Stempels erstreckt, sondern nur lokal vorhanden ist. Vorzugsweise ist die Siegelnase punktuell und/oder linienförmig ausgebildet. Vorzugsweise weist der Stempel eine Formschräge 13 auf. Die Verformung der Einlage 3 erfolgte in dem vorliegenden Fall durch einen Über- und/oder Unterdruck. Der Fachmann versteht, dass das Formen der Einlage auch durch den Stempel 9 erfolgen oder durch diesen unterstützt werden kann. Figur 4 zeigt den Stempel in seiner Abwärtsbewegung, bevor er mit der Einlage in Kontakt kommt. Dafür weist der Stempel einen Antrieb (nicht dargestellt) auf, der vorzugsweise druckgesteuert ist, d.h. der den Stempel 9 solange antreibt, insbesondere linear verschiebt, bis ein vorgegebener Gegendruck an dem Stempel anliegt. Dann befindet sich der Stempel an seinem unteren Totpunkt, an dem er für einen, vorzugweise einstellbaren Zeitraum verweilt, bevor er wieder angehoben wird. Der Stempel kann, insbesondere im Bereich der Siegelnase beheizbar sein. Figur 5 zeigt die Siegelung der Einlage an die Struktur. Die Siegelnase 12 verformt die Einlage 3 und zeitgleich oder leicht zeitlich versetzt die Struktur 2, bis der gewünschte Siegeldruck aufgebaut worden ist. Die Verformung der Einlage 3 und/oder der Struktur kann plastisch und/oder elastisch sein.
  • Figur 6 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der der Stempel 9 das Formen der Einlage 3 zumindest unterstützt. Der Stempel kann im Kontaktbereich mit der Einlage beheizt und/oder gekühlt sein, um ein gezieltes Fließen des Materials der Einlage zu erreichen.
  • Figur 7 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Struktur einen hier horizontalen Flansch aufweist, an dem die Verbindung 5, vorzugsweise Siegelung, zwischen der Einlage und der Struktur erfolgt. Des Weiteren ist in Figur 7 die Verbindung 7, vorzugsweise Siegelung, zwischen einem Deckel 6 und der Einlage 3 dargestellt. Vorzugsweise sind die Verbindungen zumindest teilweise deckungsgleich. Vorzugsweise werden die beiden Verbindungen 5, 7 in zwei getrennten Arbeitsschritten, insbesondere die Verbindung 5 im ersten Arbeitsschritt während der Abwärtsbewegung des Stempels beim Siegeln der Einlage an den Karton und die Verbindung 7 im zweiten Arbeitsschritt vorzugsweise nachdem ein Verpackungsgut in die Einlage 3 der Verpackungsmulde eingefüllt worden ist, erzeugt. Vorzugsweise ist an dem Stempel eine Siegelnase vorgesehen, die die Verbindung 5 erzeugt. Vorzugsweise ist die Haftkraft der beiden Verbindungen 5, 7 unterschiedlich. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind die Verbindungen 5, 7 seitlich versetzt. Vorzugsweise ist die Atmosphäre in der Verpackung, also in dem Raum, der von der Einlage 3 und dem Deckel 6 umschlossen wird, Luft; ebenso bevorzugt handelt es sich bei der Atmosphäre um eine Schutzatmosphäre einer sogenannte MAP (modified atmoshere packaging); ebenso bevorzugt wird die Atmosphäre der Verpackung zumindest vorwiegend durch Vakuum gebildet, beispielsweise bei sogenannter Skin-Verpackung.
  • Die Figuren 8 -11 zeigen jeweils eine mögliche Ausführungsform des Stempels.
  • Figur 8 zeigt einen Stempel ohne Siegelnase. Der Stempel ist hier abgeschrägt, um das Entformen nach dem Verbinden zu erleichtern.
  • Bei der Ausführungsform gemäß Figur 9 ist eine Siegelnase 12 vorgesehen und die Formschräge 13 ist geringer ausgebildet im Vergleich zu der Ausführungsform gemäß Figur 8. Figur 10 ist eine Ausführungsform für eine Befestigung der Einlage an dem Flansch der Struktur. Die Siegelnase kann angeformt sein (linke Ausführungsform) oder als Siegelgummi (rechte Ausführung) an dem Stempel befestigt sein. Dieser Stempel eignet sich beispielsweise für die Herstellung einer Verpackungsmulde oder Verpackung gemäß Figur 7. Der Stempel kann nur eine angeformte Siegelnase(n) oder nur ein Siegelgummi(s) zur Erzeugung der Verbindung 5, 7 aufweisen. Alternativ können aber auch beide Ausführungsformen an einem Stempel realisiert werden. Da die angeformte Siegelnase in der Regel weniger elastisch als das Siegelgummi ist, können dadurch, insbesondere an der Verbindung Einlage/Struktur, Bereich mit unterschiedlichen Abzugskräften erzielt werden, weil der Druck während des Siegels bereichsweise unterschiedlich ist. Gleichzeitig ist vorzugsweise der Druck zwischen Deckel 6 und Einlage 3 immer so groß, dass eine hermetische geschlossene Verbindung entsteht.
  • Figur 11 zeigt einen Stempel mit einem Siegelgummi als Siegelnase im Bereich des abgeschrägten Abschnitts des Stempels.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Verpackungsmulde
    2
    Struktur, Kartonstruktur, äußere Kartonstruktur
    2.1
    Seitenwand
    2.2
    Boden
    3
    Einlage aus Folie, insbesondere Kunststofffolie
    3.1
    Boden
    3.2
    Seitenwand
    3.4
    Siegelrand
    3.5
    oberer Randbereich der Seitenwand
    4
    Gaspolster, Luft
    5
    Verbindungsbereich
    6
    Deckelfolie
    7
    Verbindung zwischen Deckelfolie und Einlage
    8
    Deformation, plastische Deformation, plastische und/oder elastische Deformation
    9
    Stempel
    10
    Bewegungsrichtung des Stempels
    11
    Kontur des Stempels
    12
    Vorsprung, Siegelnase, Siegelgummi
    13
    Entformungsschräge

Claims (12)

  1. Verpackungsmulde (1) mit einer äußeren Kartonstruktur (2), in der eine Einlage (3) aus Folie vorgesehen ist, wobei die Kartonstruktur eine Wellpappe ist und die Struktur und die Folie lokal miteinander in einem Verbindungsbereich (5) stoffschlüssig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur im Verbindungsbereich zumindest lokal verformt ist.
  2. Verpackungsmulde nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformung plastisch und/oder elastisch erfolgt.
  3. Verpackungsmulde nach einem der voranstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (3) und die Struktur nur im Verbindungsbereich (5) aneinander anliegen und/oder miteinander verbunden sind.
  4. Verpackungsmulde nach einem der voranstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich beim Trennen für das Recycling keine oder nur ein geringer Anteil von Partikeln oder Partikelgruppen aus der Karton- bzw. Einlagenoberfläche lösen und/oder keine oder nur ein geringer Anteil von Partikeln oder Partikelgruppen ggfs. an der jeweils anderen Oberfläche verbleiben.
  5. Verpackungsmulde nach einem der voranstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Kartonstruktur eine Wellpappe mit G-Wellen ist.
  6. Verpackungsmulde nach einem der voranstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Einlage zugewandte Oberfläche der Wellpappe satiniert ist.
  7. Verpackungsmulde nach einem der Ansprüche 1 -6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellpappe eine Wellenstruktur mit einer ursprünglichen Höhe aufweist und dass die plastische Deformation < 80% dieser Höhe beträgt.
  8. Verpackungsmulde nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Erstreckung eines anhaftenden Einzelpartikels oder eines Partikelkonglomerates <1 um - 50 um, insbesondere 10 um bis 30 um beträgt.
  9. Verpackungsmulde nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flächenanteil an Partikeln der jeweils einen Komponente auf der jeweils anderen Komponente < 5%, besonders bevorzugt < 2%, noch mehr bevorzugt < 0,5% bezogen auf die Fläche des Stoffschlusses zwischen der Struktur und der Einlage vor deren Trennung beträgt.
  10. Verpackungsmulde nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Flächenanteil an Kartonpartikeln auf der Oberfläche der Folie, insbesondere der Kunststofffolie, < 5%, besonders bevorzugt < 2%, noch mehr bevorzugt < 0,5% bezogen auf die Fläche des Stoffschlusses beträgt.
  11. Verfahren zur Herstellung einer Verpackungsmulde nach einem der voranstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel in die Verpackungsmulde eintaucht und das Verbinden von der Einlage mit der Struktur durch lokales drücken des Stempels gegen die Folie und die Struktur erfolgt.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennen der Einlage von der Struktur, mit einer Kraft von maximal 10 N erfolgt.
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