WO2002036341A2

WO2002036341A2 - Folien-beutel mit integriertem und wiederverschliessbarem trinkhalm

Info

Publication number: WO2002036341A2
Application number: PCT/DE2001/003983
Authority: WO
Inventors: Martin Geisler
Original assignee: Martin Geisler
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2001-10-18
Publication date: 2002-05-10
Also published as: WO2002036341B1; AU2002213829A1; WO2002036341A3; DE10053902B4; DE10053902A1

Abstract

Das neue Beutel-System entspricht dem Anforderungsprofil für Limonade, Mineralwasser, Obstsaft, Cola, Milch, Bier, usw. Das Getränke-Einweg-Verpackungs-System ist druckstabil bis 3 bar. Eingeschweißter Trinkhalm und der als Hilfsmittel geltende Klappverschluß sichern das System. Es ist in der Herstellung, Befüllung, im hygienischen Trinkverhalten, effizientere Nutzung während und nach der Entnahme, Haltbarkeit wie auch im Einsatzgebiet für alle Getränke bis 2000 ml Volumen allen derzeitigen Einweg-und Mehrweg-Getränkebehältnissen überlegen. Das Beutel-System wird maschinell in einem Arbeitsgang geferigt und befüllt. Die Produktionsleistung beträgt ca. 36.000 Stck/stunde. Die Entsorgung des Wertstoffes des kompletten Beutel-Systems erfolgt durch thermische Verwertung als alternativen einsatz mit besseren Emissionswerten zum teuren Heizöl.

Description

Beschreibung

Folien- Beutel mit integriertem und wiederverschließbarem Trinkhalm

Die derzeitige Abfüllung von Getränken in Folienbeutel macht zur Zeit nur etwa 2 - 3 % aus, weil es derzeit keinen sicheren, wiederverschließbaren und druckstabilen Verschluß in der Anwendung gibt.

Bei einem derzeitigen Drehverschluß wird aus Macht der Gewohnheit nach erster Entnahme die Verschraubung nicht wieder ganz zugedreht und somit nicht wieder absolut dicht verschlossen. Eine Dose läßt sich nicht wieder verschließen.

Eine Karton - Verpackung läßt sich nur bedingt, aber nicht druckstabil verschließen. Den Karton mit Verschluß, welcher Verschluß auch immer, kann man nach Erst - Gebrauch nicht liegend lagern. Auch der Einfluß von Sauerstoff ist nach Erstgebrauch bei allen derzeitigen Getränkebehältnissen ein Problem.

Weder aus der Dose noch aus dem Karton kann man problemlos direkt trinken. Eine ökologische Marktwirtschaft kann nur mit völlig neuen Ansichten realisiert werden. Das know how ist die Lösung.

Diese revolutionäre Erfindung des immer wieder und zu jedem Zeitpunkt absolut sicher und einfach zu verschließendem Verbund - Barriere - Folien- Getränke - Beutels, bricht alte verkrustete Praktiken auf und verspricht hoffnungsvolle Perspektiven.

Das Vermeiden der Kosten im Mehrwegsystem und den sog. Abfall des neuen Einwegsystems (den Kunststoff in der Menge statt Heizöl zu verbrennen) als Wertstoff zu nutzen, kann durch meine Erfindung umgesetzt werden. Mittels neuer Perspektiven wird dem Umweltschutz ohne Mehrkosten, ja sogar mit erheblichem Gewinn für die Umwelt, den Unternehmen weltweit und eine effizientere Nutzung von Behältnis und Inhalt dem Endverbraucher ermöglicht. Bei diesem neuen Beutel hat man durch die Menge des sog. Abfalls ein Wirtschaftspotential. Dieser Abfall ist aufgrund seines hohen Brennwertes und Reinheitsgrades gegenüber Heizöl ein Wertstoff und Wirtschaftsgut. Die hierzu angesprochene Industrie, die derzeit mit teurem Heizöl befeuern muß ist hoch interessiert, unproblematische Kunststoffe als Alternative einzusetzen. Die heutigen Kunststoffe im Lebensmitteleinsatz haben bei der Verbrennung keine Dioxin- bzw. Furan Emission.

Polymere, wie Polypropylen PP, Polyäthylen PE, und Polyamid PA haben einen Heizwert von ca. 45.000 kj/kg, etwa so hoch wie Erdgas oder Heizöl. Für Karton ist die Angabe von ca. 15.000 kj/kg. Einen entscheidenden Einfluß hat der Feuchtigkeitsgehalt auf den Wert. Die thermische Verwertung wird von Fachleuten und Wissenschaftlern bevorzugt. Es war und ist ein Problem für die Industrie, derzeitigen Rest- Müll, Autoreifen oder Tiermehl als Brennstoff mit einem zu geringen Brennwert ( zu großer Aufwand mit Folgekosten ) zu verwerten. Es ist unstrittig, daß die neue Beutelverpackung, mit der Effektivität und der Effizienz des Beutels und der speziellen, auf die Flüssigkeit erforderlichen Folienzusanimensetzung eine enorme Kostenreduzierung zur Folge hat und somit den bisherigen Behältnissen wie Karton, Glas, PET und Dosen überlegen ist. Besonders die Flaschen im Mehrwegsystem sind kostenintensiv. Diese neue Einwegverpackung gilt als das bessere System (auch für carbonisierte Getränke)

Es ist nicht möglich diesen neuartigen Verschluß in eine andere Verpackungsform wie Karton, Dose, Glas oder PET zu integrieren. Der Grund liegt in den physikalisch, technischen Gegebenheiten. Nach dem neuesten Stand der Technik ist es nur möglich diesen neuartigen Verschluß in Verbindung mit der Verbund- Barriere- Folie ein Getränke- Behältnis für alle Getränke herzustellen.

Ein, in einer 35 mm breiten Schweißnaht des Beutels mitverschweißter Trinkhalm ( Rohr ) oder Stutzen, kombiniert mit einem auf der breiten Schweißnaht vernietetem Sicherheits- Klappverschluß, bildet das System.

Dieser Folien- Beutel ist durch einen scharfen Knick in einem besonderen Trinkstutzen mit einem Innendurchmesser von 8 bis 20 mm je nach Getränk und Menge immer wieder und druckstabil verschließbar. Der Verschluß ist allen anderen Verschlüssen sowohl in der Anwendung wie auch in der Effektivität überlegen.

Mit diesem neuen Beutel als Einwegverpackung und seinem speziellen, integriertem Verschluß ist es erstmals in der Geschichte der Getränke- Industrie möglich, mehr als nur alternativ zu den derzeitigen Getränke- Behältnissen aus Karton, Dosen und Flaschen aus Glas oder PET in diesen Verbund- Barriere- Folien- Beutel selbst kohlensäurehaltige Getränke abzufüllen und mit absoluter Sicherheit immer wieder zu verschließen.

Nur durch diesen neuen Beutel mit seinen positiven Merkmalen, läßt sich das Verhalten des Bürgers verändern, indem ich ihm die Möglichkeit biete, durch exakten Wiederverschluß den Zeitpunkt der Entsorgung zu wählen um den Wertstoff zu sammeln und nicht in die Landschaft zu entsorgen.

Der Folien- Beutel besteht aus

❖ der kaschierten, bedruckten Verbund- Barriere- Folie ( PA, PP, EVOH oder SiO₂, PE )

❖ dem eingeschweißten Trinkhalm ( Rohr ) oder Stutzen ( PE )

❖ einem Klappverschluß als Hilfsmittel ( PP )

Der Wert dieser Erfindung, mit seinen spezifischen Merkmalen, wird von folgenden Faktoren bestimmt.

^•f bahnbrechende Pioniererfindung

^•S Stellung auf dem Markt (Ausschließlichkeit) Erhebliche kosteneinsparende Verbesserung (kein Mehrwegsystem) absolut dicht und druckstabil zu verschließen auch nach mehrmaliger Entnahme, für carbonisierte Getränke bestens geeignet

S hohe Gewinnspanne auf dem gesamten Getränke- Gebiet Massenartikel

^•S fertigungsreife Erfindung

Die folgende Kostenbilanz des Mehrwegsystems kann nun aufgestellt werden, seit dem die Vorteile des neuen Einwegsystems bekannt sind.

Das Getränk wird beeinflußt in seiner Haltbarkeit durch Permeation von O₂ , CO₂ und Licht. Dieser Einfluß und die Getränke- Menge bestimmen die Folienzusammensetzung des Beutels aus Verbund- (Polyamid, Polypropylen, Polyethylen, zwei- oder mehrschichtig oder Barriere- Folie (SiO₂ oder EVOH Beschichtung, mit der Gesamt- Folienstärke von 0,2 mm. Das bedeutet, daß nicht alle Getränke das gleiche Folien- Profil beanspruchen. Diese Folienzusammensetzung, der neuartige Verschluß und die völlig neue Abfüllverfahrensweise kennzeichnen eine gesteigerte Haltbarkeit bei Getränken mit oxidativer Beeinflussung.

Der neue Folien- Beutel kann für 250 ml bis 2 Liter Inhalt gefertigt werden. In ihm können Limonade, Mineralwasser, Obstsaft, Cola, Bier und Milch abgefüllt werden. Der Beutel, mit abge- knicktem Trinkhalm und Klappverschluß, ist so ausgelegt, daß eine Sicherheit zur Druckstabilität nach Testergebnissen von 3 bar gewährleistet und evtl. bis 6 bar belastbar ist. Bei größerem Volumen (ab 750 ml) ist ein längerer Triinkhalm als Ansaughilfe unpassend. Wenn das Trinken nicht durch Ansaugen erfolgen soll, dann ist eine andere Art der Nutzung des Folien- Beutels durch eine kleine Veränderung gegeben. Wenn bei der Beutel- Produktion der Trinkhalm im Beutel nicht hineinragt, sondern nur ein Stutzen mit der 35 mm oberen Schweißnaht verbunden ist und die 30 mm zum Abknicken beibehalten werden, kann die Entnahme durch das gewohnte Trinkverhalten (trinken wie aus einer Flasche), nur hygienischer, erfolgen. Ebenso kann dieser Beutel auch zu einer anderen Entnahme durch Ausgießen benutzt werden. Die Länge des Trinkhalms, in den Beutel hineinragend oder nicht hineinragend, beeinflußt das Trinkverhalten. Mit Garantie:

Wie auch der Beutel genutzt wird, kann er für alle Getränke immer wieder garantiert dicht, sicher und bequem schnell verschlossen werden. Weiterhin gewährleistet dieser neue Folien- Beutel bei der Entnahme einen höheren Hygienestandard als herkömmliche Behältnissysteme. Der Trinkhalm (Rohr ) oder Stutzen wird durch den Tunnel des Klappverschlusses geschützt. Für den gesamten Getränkebereich hat dieser neue Folien- Beutel in allen Gesichtspunkten das optimale Anforderungsprofil.

Beutelherstellung

Von zwei bereits mit Produktinformationen bedruckten Folienrollen und der entsprechenden Folienzusammensetzung erfolgt die Beutelfertigung direkt vor der Befüllung. Die beiden Folien werden durch eine Längs- Schweißnaht für den linken Beutelrand zusammengefügt. Der Trinkhalm wird zwischen den beiden Folien in die entsprechend vorgeschriebene linke Position gebracht und es erfolgt im oberen Rand die Einschweißung und das Verschweißen des rechten Beutelrandes. Hiernach werden der Schlitz in der Mitte des obigen Beutelrandes für die Aufhängung und die beiden Löcher für das Einbringen der beiden Zapfen des Klappverschlusses gestanzt. Anschließend wird der Klappverschluß links in dem obigen Beutelschweißrand, in der vorgegebenen Position, auf dem bereits verschweißten Trinkhalm zusätzlich vernietet. Durch das Einrasten des Klappverschlusses in den Druckknöpfen wird der abgeknickte Trinkhalm, nach vorherigem Umklappen, gesichert. Somit ist der Beutel in diesem Entnahme- Bereich verschlossen..

Der Beutel ist nun links, oben und rechts verschlossen. Nur der untere Rand bleibt zur Befüllung offen. Nach der Befüllung wird auch der untere Beutelrand verschweißt.

Durch die neue Abfüllverfahrensweise ist auch der Bau einer völlig neuen Maschine für die Beutelherstellung und direkter anschließenden Befüllung erforderlich. Verbunden mit dem Stand der Technik ist die Kooperation mit dem Maschinenbauer erforderlich.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen erläutert.- Dabei zeigt:

Figur 1 Vorderansicht des Folien- Beutels mit aufgeklapptem Klappverschluß und Trinkhalm.

Größe der Zeichnung entspricht dem Original eines 500 ml Beutels. Figur 2 den Klappverschluß mit eingezeichnetem Trinkhalm und Seitenansicht mit den beiden Tunnelhälften. Figur 3 Gewölbter Beutel mit aufgeklapptem Klappverschluß und freigegebenem Trinkhalm. Figur 4 Gewölbter Beutel mit verschlossenem Entnahmesystem. Figur 3 a Detailzeichnung des Verschlußsystems aus der Figur 3 Figur 4 a Detailzeichnung des Verschlußsystems aus der Figur 4

Figur 5 Seitenansicht der Figur 3 mit aufgerichtetem Trinkhalm und geöffnetem Klappverschluß Figur 6 Seitenansicht der Figur 4 mit geknicktem Trinkhalm als Verschluß und Aufiiahme des Trinkhalms im Tunnel des Klappversc-hlusses

Bedienungsanleitung

Vor dem Erstgebrauch ist der Sicherheits- Klebepunkt aus Papier auf der Lasche ( a ) zu durchtrennen.

1) Offnen: An der Lasche ( a ) ist der Klappverschluß aus der Arretierung der Druckknöpfe (d) hochzuziehen und über die Schweißnaht ( m ) des Beutels ( r ) nach hinten zu klappen. Der Trinkhalm ( j ) richtet sich auf, Fig. 3 und 3 a. Der Knick ( o ) wird dabei herausgenommen und eine Entnahme durch ansaugen, trinken wie aus der Flasche oder ausgießen des Inhaltes ist nun möglich.

2) Verschließen: Um den Beutel ( r ) wieder zu verschließen, wird die Klappe des Klappverschlusses mit Tunnel ( g ) nach vorne über den Trinkhalm, (Rohr ) oder Stutzen ( j ) umgeklappt. Gleichzeitig knickt der Trinkhalm um 180 Grad ab und die Zapfen (f ) des Klappverschlusses ( 1 ) läßt man in die Druckknöpfe (d ) einrasten.

Bezugszeichen- Liste a Lasche mit Scharnier b Verbreiterung des Tunnels c Normale Tunnelbreite der Tunnelhälften ( g ) und ( k ) d Druckknopf e Scharnier und elastische Knickstelle f Zapfen für den Druckknopf (d) g Tunnel zur Aufiiahme des abgeknickten Trinkhalmes 1 54 fach, aber im Gegensatz zu Tunnel ( k ) vorne und hinten verschlossen ( tiefgezogener Tunnel ).. h Offene Vorder- und Hinterseite des Tunnels (k ), in dem sich die Hälfte des mit dem Folien- Beutel verschweißten Trinkhalmes ( j ) befindet (tiefgezogener Tunnel). i Zapfen für das Thermische Verschweißen bzw. Vernieten auf dem breiten Beutelrand (m ) mit dem eingeschweißten Trinkhalm ( j ) j Trinkhalm ( Rohr ) oder Stutzen für die Entnahme durch Ansaugen oder als Ausgießer bei entsprechend verkürztem Rohr k Tunnel vorne und hinten offen ( h ).

1 Klappverschluß- Hälften, geteilt durch das Scharnier ( e ) m 35 mm breite Schweißnaht des Getränkebeutels ( r ) n 6 mm breite Schweißnaht des Getränkebeutels ( r ) o Direkter Verschluß durch den scharfen Knick im Trinkhalm ( Rohr ) oder Stutzen ( j ) p Aufhänge- und Hand- Aussparung q Volle Beutelbreite als Öffnung für die Befüllung des Getränkebeutels ( r ), welche nach der Befüllung mit einer 6 mm breiten Schweißnaht ( n ) verschweißt wird. r Gewölbter Beutel im befüllten Zustand

Claims

Patentansprüche

1. Folien- Beutel mit integriertem und wiederverschließbarem Trinkhalm, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Folien kaschiert sind und sich zusammensetzen aus:

- 0,06 mm Polyamid- Folie,

- 0,04 mm bedruckte Polypropylen- Folie,

- SiO₂ = Siliziumdioxid, oder EVOH = Ethylenvinylalkohol als Barriere Material ( 0,02 mm beschichtete PE- Folie ), um die Permeation von Sauerstoff und Kohlensäure bei Getränken zu minimieren

- einer 0,08 mm Polyethylen- Folie für die Innen- Seite des Beutels, um ein Verschweißen mit dem Triiikhalm zu ermöglichen.

- einer Veränderung bei Beutelgrößen bis 750 ml in der Folienzusarnmensetziing durch Nichteinbringen der Polyamid- Folie die Folge ist. Damit eine gewisse Stei- figkeit trotzdem gewährleistet ist, erhöhen sich die anderen Folienstärken proportional.

Folien- Beutel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trinkhalm, (Rohr) oder Stutzen (j ),

- fest in dem Beutel in einer 35 mm breiten Schweißnaht ( m ) verschweißt wird

- aus LD- PE = Low- Density Polyethylen extrudiert ist. Eine weitere Variante wäre aus PP = Polypropylen. Damit dieser aber mit der Beutelfolie dicht verschweißt werden kann, hat er schon bei der Extrusionsfertigung eine äußere PE- Beschich- tung von 0,05 mm.

- eine Wandung von 0,8 mm und einer Toleranz von plus/minus 0,1 mm aufweist, um mit der Innenseite des Beutels aus 0,08 mm starker Polyethylen- Folie verschweißt zu werden.

- einen Innen- Durchmesser, je Getränkeart und Menge, von 8;10;12 oder 20 mm hat. Ab 10 mm vergrößern sich die Tunnel- Breiten und Tunnel- Tiefen proportional.

- für die Getränke- Beutel von 200 ml bis 500 ml einen Abstand zum Boden von 15 mm aufweist

- ab 750 ml nicht mehr in den Beutel hineinragt. Wenn der Trinkhalm, Rohr oder Stutzen ( j ) in den Beutel nicht mit einem Abstand von 15 mm zum Beutelboden hineinragt, sondern nur mit der 35 mm oberen Schweißnaht ( m ) verbunden ist und die 30 mm zum Abknicken beibehalten werden, kann die Entnahme durch ein anderes Trinkverhalten (trinken wie aus einer Flasche ), folglich ohne Ansaugen, erfolgen.

- zur Entnahme und zum Abknicken mit 30 mm Länge aus dem Beutel herausragt. - durch Knicken um 180 Grad aufgrund der aufgefiihrten spezifischen Eigenschaften immer wieder druckstabil verschließbar ist und den eigentlichen Verschluß ( o ) darstellt

3. Folien- Beutel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Klappverschluß ( 1 )

- aus einer Polypropylen- Folien- Karte, mit 0,5 mm Stärke, 70 mm Länge und 40 mm Breite und mittig der Länge eine Verdünnung der Folie als Scharnier ( e ) im Spritzguß gefertigt wird.

- mit einer Hälfte an der 35 mm breiten Schweißnaht ( m ) des Beutels ( r ) befestigt wird, indem 4 Stifte ( i ) in den Ecken dieser Hälfte durch die 35 mm breite Schweißnaht ( m ) gebracht und mit dem Beutel ( r ) vernietet werden.

- eine Aussparung als Tunnel ( h ) für den im Beutel ( r ) verschweißten Trinkhalm ( j ) hat. Dieser Tunnel ist an den Enden offen und hat die 54 fache Tiefe des Durchmessers des vorher verschweißten Trinkhalms ( j ). Die Zapfen ( f ) für den D ckknopf ( d ) rechts und links des integrierten Trinkhalms ( j ) ragen aus der 35 mm breiten Folien- Schweißnaht ( m ) heraus.

- den vorher in senkrechter Stellung befindliche Trinkhalm ( j ) beim Umklappen in dem angeschrägten Tunnel ( g ) aufgenommen und mitgeführt hat.

- mit der anderen Hälfte des Klappverschlusses ( 1 ) zum Verschließen um 270 ° in Richtung 0 den herausragenden Tri-nkhalm ( j ) umklappt und diesen abknickt

- als Hilfsmittel dient, um den um 180 Grad geknickten Trinkhalm ( j ) im Tunnel ( g ) beizubehalten

- eine Verbreiterung ( b ) der beiden Tunnel im Knick- Bereich ( k ) durch Abknik- ken des Trinkhalms (j ) gegenüber den Enden (c) bedingt, gefertigt ist.

- mit den Enden des Tunnels ( g ) den Trinkhalm ( j ) hygienebedingt abschließt

- und durch Aufrechterhalten des Knickes ( o ) im Trinkhalm ( j ) einen absoluten Verschluß gewährleistet.

- mit den beiden Druckknöpfen ( d ) in den beiden Zapfen ( f ) einrastet

- das Öffnen durch Hochziehen der Lasche ( a ) am Klappverschluß ( 1 ) erleichtert..

- ein Papier- Klebepunkt als Siegel je zur Hälfte auf der Klappverschluß- Lasche ( a ) und des Beutels ( r ) aufweist, damit der Verbraucher sicher sein kann, einen noch nicht geöffneten Beutel ( r ) zu haben.

4. Verfahren zur Abfüllung eines Folienbeutels,

(Dieser Verfahrensvorteil ist in meiner ersten zum Patent angemeldeten Erfindung (vom 09.05.00, Aktenzeichen 10022460.01 /Anmeldemr.: 11430680 Geisler) als Patentanspruch in 11 schon genannt worden ). dadurch gekennzeichnet, daß - rechts und links der Befüllstation je zwei Beutelbänder auf Rollen, in abwechselnder Schrittweise von ca. 30 Beuteln pro Seite der Herstellung und der Befüllung- zugeführt werden

- das Beutelband im Bereich der 12 mm ( 2 mal 6 mm ) breiten Schweißnaht ( n ) durch beidseitiges Anpressen als weiteres Band zur Abfüllung geführt wird.

- der Transport dieses Beutelbandes schrittweise zwischen zwei gegeneinander, nach innen laufenden Kettenbändern erfolgt.

- die durch die noch in der Schweißnaht ( n ) zusammenhängenden Beutel als Band mit der unteren Öffnung ( q ) nach oben verdreht werden..

- die Länge des Beutelbandes der Kapazität der Abfüllanlage entspricht.

- die Beutel am Beutelband in diesen Halteschalen durch Anpreßdruck in der Beutelverbindung geführt werden.

- die Kettenbänder mit Halteschalenhälften in entsprechender Länge und bezogen auf die Beutelgröße so ausgestattet sind, um auch den befüllten Beutel zu halten

- mittels Ansaugen per Vakuum, der Beutel zwecks Befüllung auseinandergezogen wird und die Fülldüsen in die Beutelöffhung ( q ) abgesenkt werden.

- die Befüllstation mit einer Wippe vergleichbar ist, an deren Enden sich ca. je 30 Befülldüsen befinden.

- während des Füllvorganges sich der Balken der Wippe mit den Fülldüsen auf der gegenüberliegenden Seite hebt und den Weitertransport frei gibt

- bei Weitertransport mittels der Anpressbacken im Bereich der Schweißnaht ( n ) nun das Zusammendrücken und das endgültige Verschweißen der Beutel erfolgt. Die Trennung zu Einzelbeuteln erfolgt durch Laserschnitt.