WO2003089309A2 - Hochverdichteter filter tow ballen und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

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WO2003089309A2
WO2003089309A2 PCT/EP2003/004132 EP0304132W WO03089309A2 WO 2003089309 A2 WO2003089309 A2 WO 2003089309A2 EP 0304132 W EP0304132 W EP 0304132W WO 03089309 A2 WO03089309 A2 WO 03089309A2
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B63/00—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on articles or materials to be packaged
    • B65B63/02—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on articles or materials to be packaged for compressing or compacting articles or materials prior to wrapping or insertion in containers or receptacles
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    • B65D85/00—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials
    • B65D85/07—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for compressible or flexible articles

Definitions

  • the invention relates to a packaged, highly compressed bale of filter tow in cuboid shape without annoying bulges or constrictions on the top and bottom of the bale and a method for its production.
  • the tow In the manufacture of filter tow for producing filter rods for the cigarette industry, the tow is placed in so-called "filling cans".
  • the filter tow is distributed evenly as a layer over the cross-sectional area of the filling can by movements of a depositing unit that change in the longitudinal and transverse directions. So many layers are placed on top of each other until the filter tow pack has reached the desired mass and height in the filling can. Package weights of several hundred kilograms are common in this area.
  • a highly compressed bale and a method for optimally filling a filling can and thus avoiding the resulting processing problems are described in WO 02/32238 A2.
  • the filter tow pack which is under compressive stress, is still wrapped with packing material within the pressing device and the pressing device is then fully opened, so that the packing material holds the filter tow pack together as so-called bales.
  • Common packaging materials are cardboard boxes that are mechanically held together by changing or gluing, or plastic fabrics that are closed, for example, by a Velcro fastener.
  • An example of adhesive packaging is described in German utility model 7635849.1.
  • the invention thus relates to a packaged, highly compressed bale made of filter tow in a cuboid shape without annoying bulges or constrictions on the top and bottom of the bale, which is characterized in that a.)
  • the bale has a packing density of at least 300 kg / m 3 , b.) the bale is completely covered with a mechanically self-supporting, elastic packaging material, this material having one or more convectively airtight connections, and c.) the top and bottom of the bale are so flat that when the unopened bale is arranged on one horizontal plane a flat plate completely covering the bale can be pressed onto the top of the bale using a central normal force of 100 N and within the largest rectangle that can be inscribed in the vertical projection of the bale onto the pressed plate, at least 90% of the Area of the top of the bale that lies within the inscribed rectangle, have
  • a bale according to claim 1 is therefore completely mechanically self-supporting, elastic packaging material, this material having one or more convectively airtight connections.
  • the bale according to the invention is a vacuum-packed bale, a vacuum packaging that is well known to every consumer from everyday use. However, this is not the case.
  • the task is to produce a defined shape.
  • the airtight packaging has the task of collecting and equalizing pressure gradients on the top and bottom of the bale. Packaging requirements such as packaging strength, air and moisture permeability etc. could be dispensed with.
  • the bale according to the invention would retain its properties even if the previously airtight material were perforated over a large area after the packaging process. For practical reasons, such additional measures will not be used.
  • the geometry of the bale according to the invention is described by feature c.) In claim 1.
  • the distance between the individual points on the top of the bale can be determined, for example, by using a transparent plate as the plate and determining the distance of the individual points from the plate by means of reflection measurement. Alternatively, any other continuous method of distance measurement can be used. In the context of the teaching according to the invention, it is particularly preferred if 90% of the surface of the top side of the bale, which lies within the inscribed rectangle, is at a distance of at most about 25 mm, in particular at most about 10 mm, from the flat plate.
  • the bale has a volume of more than 0.9 m 3 and / or the packing density is more than 350 kg / m 3 and in particular less than 800 kg / m 3 is.
  • the shape of a cuboid with a height of at least about 900, in particular at least about 970 mm for the bale has proven to be particularly suitable.
  • the bales can be placed in double stacks in the container. Heights of the packed cuboid from 970 to 1200 mm are particularly favorable, these cuboids in the form of individual stacks in the containers be filed.
  • bales are also possible to produce significantly higher bales, so that the packaging effort related to the amount of fibers to be packed is minimized.
  • filter tow packaging such large packs have the advantage that when the filter tow is used to produce cigarette filters in a filter rod machine, the bales only have to be changed rarely.
  • the packaging sleeve is preferably a plastic film.
  • the convectively airtight connection is designed as a convectively air-impermeable seam, particularly advantageously as an overlapping sealed or fin seam.
  • the film preferably consists of polyethylene, in particular LDPE, or of modified polyethylene (LLDPE) or of a composite film with a polyamide and a polyethylene layer.
  • a colored or printed film can be used as the packaging film. This is particularly useful if the filter tow to be packaged is light-sensitive.
  • the film can also be provided with stickers which, for example, have information relating to the contents of the packaging. Another way of transmitting information through the packaging is to press in a relief which is visible through the film, which is tight due to the negative pressure. In addition to a product name, the relief can also contain a company and / or customer logo, for example.
  • the film preferably has properties that identify it as safe transport packaging.
  • foils with a thickness of 100 to 400 ⁇ m are used in particular. If this is desired, after the final sealing of the packaging envelope or film, ie after the cuboid bale has been completed, a transport packaging made of cardboard boxes, plastic fabric, etc. can be added around the film. This can also be changed. This will increase the mechanical stability of the packaging, so that thinner and therefore cheaper films can be selected. It should however be emphasized that such trans ⁇ port packing in the present invention is not mandatory.
  • the airtightly sealed bale creates a negative pressure inside the packaging envelope, which is preferably at least 0.01 bar and, according to a particularly advantageous procedure, 0.15 to 0.7 bar.
  • the negative pressure generated can be maintained within the area enclosed by the envelope.
  • This negative pressure reduces the pressure exerted on the packaging by the flexible material due to the elastic restoring force. For this reason, bulges of the packed filter tow bale, as are customary in the prior art, can be avoided.
  • This increases the stackability of the packs produced. Due to the reduced mechanical pressure on the packaging from inside due to the negative pressure, the risk of the packaging failing or tearing is also reduced. In this way, a higher packing density can be achieved, which leads to the advantage of compact packings and thus reduced storage and transport volumes. In particular, the capacity of containers in which such packed filter tows are stored can be optimally utilized in this way.
  • the filter tow is generally provided in compressed form with the aid of the known pressing devices.
  • the method according to the invention can be carried out in such a way that the amount of filter tow provided for packaging is first mechanically compressed in the pressing device and then encased in the packaging envelope. In this case, the packaging envelope is closed within the pressing device.
  • This embodiment has the advantage that the entire method is carried out in one place.
  • the pre-pressed filter tow in a "Packaging", which can for example consist of retaining clips is supplied ⁇ packaging station of Ver, where the auxiliary packaging is removed and the sheath of the compressed filter tow with packaging casing as well as the generation of the negative pressure and the air-tight closure the packaging envelope.
  • a "Packaging" which can for example consist of retaining clips is supplied ⁇ packaging station of Ver, where the auxiliary packaging is removed and the sheath of the compressed filter tow with packaging casing as well as the generation of the negative pressure and the air-tight closure the packaging envelope.
  • inliners for protection against contamination and water vapor can be dispensed with, since these tasks are already performed by the casing used for packaging.
  • the negative pressure initially required in the method according to the invention can be obtained in various ways.
  • the negative pressure is generated by expansion of the compressed filter tow material.
  • the external pressure on the packaged material is reduced so that it expands within the packaging under the effect of the elastic restoring force. Due to the increase in the pack volume, a negative pressure is established within the area enclosed by the envelope.
  • the packaging size is chosen so that the expansion of the compressible filter tow is not complete, i.e. that the filter tow is still in the compressed state within the packaging even after its partial expansion.
  • This embodiment has the advantage that no additional means are required to generate the negative pressure. It is therefore a particularly cost-effective option.
  • the negative pressure is generated by air extraction within the area enveloped by the envelope.
  • a higher vacuum than the "self-vacuum” described above can be achieved. It is also possible in this way to set the required vacuum with high Wegig ⁇ ness.
  • the suction can for example be carried out with the help of one or more vacuum pumps. These are first connected to the inside of the otherwise airtight packaging on the suction side, whereupon they are put into operation. After the desired vacuum has been reached, the pumps are again Kung separated, the suction connection points of the packaging cover are closed again airtight.
  • a combination of the two embodiments specified above has the advantage that the evacuation times can be kept short, since the negative pressure is obtained by two different measures which can be carried out simultaneously.
  • the required pressing forces are lower, since a higher packing size can be selected, the “packing size” being understood to mean the height of the filter tow bale with an airtight seal in the compression device used for compression.
  • the height of the filter tow bale can be regulated with good accuracy. In this way, external influences, in particular filter, seasonal, titer, weight etc. influences can be compensated for.
  • a vacuum of approximately 0.15 bar to 0.7 bar below the ambient pressure is preferably generated in the method according to the invention. This corresponds to an absolute pressure of approximately 0.85 to 0.3 bar within the area covered by the film. It is therefore a negative pressure in the rough vacuum range, which is generally completely sufficient for the process according to the invention.
  • a vacuum of approximately 0.2 to 0.4 bar, corresponding to an absolute pressure of approximately 0.8 to 0.6 bar, has proven to be particularly suitable.
  • the selection of the specific area for the vacuum depends on various parameters, in particular on the type and quantity of the material to be packaged, the desired packing density, the packaging sleeve used, etc. Basically, it should be borne in mind that the more compact the packaging, the stronger it can be is the vacuum or vacuum. The bulges can also be reduced more with increasing negative pressure. However, it must be taken into account that the finer the desired vacuum, the more disproportionate the times for achieving the negative pressure.
  • the packaging envelope used in the method according to the invention should be selected so that the desired temporal stability of the negative pressure generated and the desired mechanical stability of the packaging are ensured.
  • the desired temporal stability is generally between a few days and several months or even years vary. Accordingly, foils with different air permeability can be used.
  • a film made of polyethylene or modified polyethylene is preferably used as the packaging sleeve.
  • LDPE is understood to mean low-density polyethylene produced under high pressure, the designation LLDPE being the short form for low-density polyethylene with a linear structure.
  • LLDPE low-density polyethylene produced under high pressure
  • Such a film has the advantage that it is a single-type film that is also available at low cost.
  • a film made of polyethylene has a comparatively low strength, so that it is particularly suitable for smaller packing densities and small amounts to be packed. Due to the relatively high air permeability of a standard polyethylene film, it is more suitable for applications in which the storage period does not exceed a few weeks.
  • a composite film with polyamide and polyethylene can advantageously be used as the packaging sleeve.
  • This is characterized by a particularly low air permeability and high strength, so that the negative pressure can be kept essentially constant over a long period of time.
  • the proportion of polyamide is preferably about 1/3 and the proportion of polyethylene is about 2/3.
  • These values are measured according to DIN 53380-V at 23 ° C and 75% relative humidity. This ensures that the vacuum lasts long enough and the packaging does not become loose and remains as compact as possible.
  • the area is also covered by commercially available foils (eg PA-PE composites). It should be stressed that through the film takes place no convective air transport, but a mass transfer follows only through diffusion through the film he ⁇ .
  • the values given for the permeability relate to a composition analogous to the ambient air (approx. 78% N 2 , 21% 0 2 , 1% other gases).
  • the only thing that matters is permeability to oxygen and nitrogen.
  • other airtight materials that meet the above conditions can also be used in the context of the present invention.
  • the water vapor permeability of the film or the other wrapping material should preferably be below 5 g / (m 2 * d) and in particular below 2 g / (m 2 * d), measured according to DIN 53122 2nd part at 23 ° C and 85% relative Humidity, lie.
  • the water vapor permeability is not relevant for the shaping function of the packaging.
  • packaging that is not only airtight but also water vapor-tight has the advantage that the product moisture of the filter tow is retained by such packaging. This is very important for filter tow. So the moisture over the bales will equalize and there will be no exchange of water vapor with the environment.
  • Polyethylene foils with a thickness of 100 ⁇ m have a water vapor permeability of 1 g / (m 2 * d).
  • the packaging sleeve or the film should expediently have a tear strength of at least about 10 N / 15 mm, preferably more than 100 N / 15 mm and particularly preferably more than 200 N / 15 mm, measured according to DIN EN ISO 527-3.
  • the stated values relate to the minimum tensile strength in the longitudinal and transverse directions of the film.
  • the specific selection with regard to tear strength must be made depending on whether the film-wrapped bale is still repackaged for transport.
  • PE with a tensile strength of 15 to 30 N / 15 mm at a thickness of 100 ⁇ m
  • PA6 with a tensile strength of 150 to 300 N / 15 mm at a thickness of 100 ⁇ m.
  • plastic films with air-blocking layers for example made of polyamide, polyester or ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), or with a metal oxide coating, for example made of SiO x , aluminum oxide, etc., and aluminum foils have proven to be particularly advantageous.
  • the types of film listed are not to be regarded as restrictive. Due to the airtightness of the film, aroma protection, ie protection against aromas penetrating from outside, is also guaranteed, which can be advantageous for various packaged goods. A certain toughness of the film is important for the mechanical stability of the film. This is achieved particularly well with polyamide.
  • the ge ⁇ selected film should preferably be weldability or sealable.
  • low-melting materials are favorable for the film.
  • poly Lefins for example polyethylene or polypropylene, or copolymers with ethylene or propylene, for example EVA, LLDPE etc.
  • Materials that meet the requirement of being weldable or sealable are referred to below as the sealing layer.
  • a film can optionally consist of such a sealing layer alone or also of a composite of one or more sealing layers and further layers which, for example, ensure the mechanical strength.
  • the sealing layers can be "peelable", i.e. not be homogeneously sealable.
  • Such an inhomogeneous sealing layer can be produced in various ways, for example by admixing polybutylene at certain points in the sealing layer or by sealing polypropylene against LLDPE.
  • Another way of providing an opening aid is to provide a tear strip in the packaging film. This option is particularly useful for films with low toughness.
  • protruding corners or the like can be provided, which are intended to be cut open when the packaging is opened. After cutting open the protruding corner, air can penetrate into the inside of the packaging, so that the packaging loosens. Then it can be opened easily with a foil knife without damaging the contents of the package.
  • the packaging envelope or the film can also be closed by gluing.
  • This embodiment has the advantage that a sealing device can be dispensed with.
  • other suitable types can is closing, the packaging film used the comparison as long as it provides the desired properties shadow regarding tightness but also in terms of mechanical tensile strength fulfillment ⁇ len, which are required for the respective application.
  • Sealing or welding can take place, for example, with the formation of an overlapping seam.
  • An overlapping seam can take comparatively high tensile forces up and so the packaged material and then securely hold together particularly in the freshly packed state if the package is leaky, and thus the full elasti ⁇ specific restoring force exerted from the inside on the packaging.
  • This type of closure is therefore particularly secure, the foil in this case being more expedient on both sides.
  • the welding or sealing can take place with the formation of a fin seam, which is known to the person skilled in the art in the field of film processing.
  • This has the advantage of being easy to manufacture from the outside, but its ability to withstand tensile loads is less than that of an overlapping seam.
  • the packaging envelope or film can be designed, for example, in the form of a one-piece bag.
  • the filter tow provided is wrapped analogously to the packaging of a candy.
  • the film can consist of a base, a lid and a circumferential sleeve. In this case, the total length of the connection seams increases because the individual parts have to be joined together.
  • the film packaging consists of a lid and a base, which may be pre-assembled, e.g. deep-drawn or spoiled or the like.
  • other suitable types of film packaging are also conceivable within the scope of the invention.
  • the film packaging is deliberately designed with a low level of tightness, so that the negative pressure is compensated for within one to two days via the ambient pressure.
  • the packaging "loses" its vacuum within this period.
  • the packaged filter tow thus expands into the outer packaging, although in comparison to a method according to the prior art, it Filter Tow packed a smaller bulge on the top and bottom of the package.
  • the film used in the method according to the invention preferably has a thickness of approximately 100 to 400 ⁇ m, a range from 200 to 300 ⁇ m and in particular from 250 to 300 ⁇ m having proven particularly suitable.
  • the exact thickness of the film used depends on the size and the mass of the fiber material to be packed, on the degree of compression i.e. select from the packing density and the type of film material used.
  • the film can optionally be selected somewhat thinner if an additional outer packaging, for example made of cardboard, is used.
  • the compressible filter tow to be packaged is in particular provided in an optimal cuboid shape. This enables packs to be obtained which are particularly easy to stack and handle and are easy to store.
  • the filter tow which is in the form of cables, is preferably layered on top of one another in individual layers, as has already been described in connection with the method according to the prior art.
  • Fig. La to lc individual steps of an embodiment of the method according to the invention; 2a and 2b an extension of the packaging produced by the method according to the invention;
  • 3a shows a graph which shows the properties over time of a packaging produced by the method according to the invention using a film made of polyethylene
  • 3b shows a graph similar to that of FIG. 3a, but for a composite film made of polyethylene and polyamide;
  • Fig. 4a different curves that illustrate the relationship between packing size and bale height for different negative pressures
  • Fig. 4b different curves that illustrate the relationship between additional vacuum and bale height at elevated temperature and lower air pressure.
  • a bale of a compressible, flexible fibrous material 1, in the present case filter tow, is covered with a film 2 and introduced into a pressing device 3, as can be seen in FIG.
  • the pressing device 3 which has a pressing force of 300 to 400 l, for example, the bale is compressed to the desired pack size.
  • the film 2 is then sealed airtight except for a small area which serves as a connection point for the suction hose of a vacuum pump 4, for example a rotary vane pump or the like.
  • the interior of the area enveloped by the film 2 is then evacuated to a desired negative pressure by means of the vacuum pump 4. If this is reached, the hose of the vacuum pump is separated from the film and the connection point is sealed airtight.
  • the use of a vacuum pump can be dispensed with if only a slight negative pressure is desired which can be achieved by expanding the bale.
  • the pressing device 3 is opened, the bale partially expanding again, insofar as this allows the size of the film packaging.
  • the fully packed filter tow bale can now be removed from the pressing device and is in a transportable and storable state, as shown in FIG. 1c.
  • the height of the packed bale depends, among other things, on the strength of the vacuum created.
  • FIGS. 2a and 2b A further stage of the method according to the invention can be seen in FIGS. 2a and 2b, namely the optional provision of the packaged filter tow bale with an outer packaging 5.
  • This can be provided in particular for transport and, for example, consist of light cardboard packaging.
  • Such outer packaging is known to the person skilled in the art and will therefore not be explained in more detail here.
  • FIGS. 3a and 3b each show a graph which shows the properties of a package produced by the process according to the invention using a film made of polyethylene or a composite film made of polyethylene and polyamide over time.
  • the polyethylene film of Figure 3a had a gas permeability of about 600 ml / (m 2 * d * bar), while the gas permeability of the composite film of Figure 3b only was about 10 ml / (m 2 * d * bar).
  • the negative pressure generated in the case of the composite film remains essentially constant over several hundred days, as does the bale height.
  • the bale height can be kept lower the stronger the vacuum used.
  • three different graphs are shown, the top one the achievable bale height depending on the pack size of the bale without the use of a vacuum pump, the middle graph when using an additional vacuum of 0.1 bar and the lower graph when using an additional vacuum of 0, Show 1 bar.
  • FIG. 4b shows the bale height under changed ambient conditions as a function of the strength of the additional vacuum, the air temperature being approximately 40 ° C. and the ambient air pressure being approximately 0.05 bar higher than in the example of FIG. 4a. It can be seen that the bale height increases with low air pressure and elevated temperatures.
  • a composite film made of polyethylene and polyamide with a thickness of about 200 microns was used.
  • the film was sealed by hand with the help of a sealing device, whereby a sleeve part was connected to a cover and base element, each of which was pre-garnished in the press.
  • the pressing force was always 3701. The packaging costs could be reduced considerably with the aid of the method according to the invention.
  • a bale of the same mass was wrapped in a composite film made of polyamide and polyethylene at a pack height of 900 mm and this was welded. After opening the press device, the height was 970 mm. There was no bunch of balls in the packaging. About the increase in the volume of the bale air there was a negative pressure of 0.12 bar corresponding to an absolute pressure of 0.88 bar. This negative pressure was achieved without the aid of a vacuum pump.
  • a bale of the same mass was wrapped in a composite film made of polyamide and polyethylene at a pack height of 900 mm and this was welded, the inside of the pack being evacuated to a negative pressure of 550 bar corresponding to an absolute pressure of 450 bar with the aid of a vacuum pump. After opening the baler, the bale reached a height of approximately 930 mm. A pressure inside the packaging of 0.42 bar is calculated, corresponding to a negative pressure of 0.58 bar. Again, there was no bunion in the packaging.

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Abstract

Beschrieben wird ein verpackter, hochverdichteter Ballen aus Filter Tow in Quaderform ohne störende Auswölbungen oder Einschnürungen an Ober - und Unterseite des Ballens. Dieser ist dadurch gekennzeichnet, dass a.) der Ballen eine Packungsdichte von minde­stens 300 kg/m3 aufweist, b.) der Ballen mit einem mechanisch selbsttragenden, elasti­schen Verpackungsmaterial vollständig umhüllt ist, wobei dieses Material eine oder meh­rere konvektiv luftdichte Verbindungen aufweist, und c.) die Ober- und Unterseite des Ballens so eben sind, dass bei Anordnung des ungeöffneten Ballens auf einer horizontalen Ebene eine den Ballen vollständig überdeckende ebene Platte über eine mittig wirkende Normalkraft von 100 N auf die Oberseite des Ballens gedrückt werden kann und innerhalb des grössten Rechtecks, das in die durch senkrechte Projektion des Ballens auf die aufge­drückte Platte einschreibbar ist, wenigstens 90% der Fläche der oben liegenden Ballensei­te, die innerhalb des eingeschriebenen Rechtecks liegt, einen Abstand von maximal etwa 40 mm zu der ebenen Platte aufweisen. Ein besonders geeignetes Verfahren zur Herstel­lung dieses Ballens umfasst: a.) Bereitstellen von Filter Tow in komprimierter Form, b.) Umhüllen des komprimierten Filter Tows mit einer Verpackungshülle, c.) luftdichtes Ver­schliessen der Verpackungshülle und d.) Entlasten des umhüllten Ballens. Beim derartigen Ballen wird das Aufplatzen seiner Verpackung unter dem Innendruck weitestgehend ver­mieden. Er liegt in idealer Quaderform vor, so dass beim Transport den Ballen störende Auswölbungen oder das Ablaufen des Filter Tows behindernde Einschnürungen weitge­hend ausgeschlossen sind.

Description

Hochverdichteter Filter Tow Ballen und Verfahren zu dessen Herstellung
Die Erfindung betrifft einen verpackten, hochverdichteten Ballen aus Filter Tow in Quaderform ohne störende Auswölbungen oder Einschnürungen an Ober- und Unterseite des Ballens sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Bei der Herstellung von Filter Tow zur Erzeugung von Filterstäben für die Zigarettenindustrie wird das Tow in so genannten "Füllkannen" abgelegt. Dabei wird das Filter Tow durch in Längs- und Querrichtung changierende Bewegungen einer Ablegeinheit gleichmäßig als Lage über die Querschnittsfläche der Füllkanne verteilt. Es werden so viele Lagen aufeinander abgelegt, bis die Filter Tow Packung die gewünschte Masse und Höhe in der Füllkanne erreicht hat. Üblich sind in diesem Bereich Packungsgewichte von mehreren hundert Kilogramm. Ein hochverdichteter Ballen und ein Verfahren zur optimalen Füllung einer Füllkanne und damit die Vermeidung resultierender Verarbeitungsprobleme sind in der WO 02/32238 A2 beschrieben.
Der Inhalt der so gefüllten Kanne wird anschließend in Richtung der aufeinander liegenden Lagen verpresst. Nach erfolgter Verpressung wird die unter Druckspannung stehende Filter Tow Packung noch innerhalb der Pressvorrichtung mit Packstoff umhüllt und die Presseinrichtung daraufhin ganz geöffnet, so dass der Packstoff die Filter Tow Packung als so genannten Ballen zusammenhält. Übliche Packungsstoffe sind Kartonagen, die durch Umbänderung oder Verklebung mechanisch zusammengehalten werden, oder Kunststoffgewebe, die beispielsweise durch einen Klettverschluss verschlossen werden. Ein Beispiel für eine Klebeverpackung ist in der deutschen Gebrauchsmusterschrift 7635849.1 beschrieben. Informationen über eine Filter Tow Verpackung mit Kunststoffgeweben finden sich in dem Firmenprospekt "Some Usefull Information about the reusable Packaging for Rhodia Filter Tow": RHODIA Acetow GmbH, Engesserstraße 8, D - 79108 Freiburg. Beide letztgenannten Verpackungsarten kommen ohne zusätzliche Umbänderung aus. Bei den geschilderten Arten der Verpackung ohne zusätzliche Umbänderung kommt es nach der Entlastung des Ballens am Ende des Pressvorgangs aufgrund der elastischen Rückstellkraft des komprimierten Filter Tows zu einer Druckbeanspruchung des Packstoffes, Insbesondere gegen die Kompressionsrichtung, die zu einer Zunahme des Verpak- kungsvolumens sowie zu unerwünschten Ausbauchungen auf der Ober- und Unterseite des Ballens führt. Diese Ausbauchungen stören bei Einhaltung der in der WO 02/32238 A2 beschriebenen Maßnahmen nicht den bestimmungsgemäßen Gebrauch des Filter Tows, verhindern aber ein sicheres Stapeln der Filter Tow Packungen. Dieses Problem wird nach dem Stand der Technik entweder durch seitliches Stapeln der Ballen oder die Verwendung von Sonderpaletten gelöst, wie sie in oben zitierter Rhodia-Schrift beschrieben sind. Darüber hinaus treten häufig Probleme im Zusammenhang mit dem Aufplatzen von Verpak- kungen wegen eines zu hohen Innendrucks auf.
Eine Lösung für die Schwierigkeiten mit der Umbänderung beschreibt die US-A-4,577,752. Bei den umbänderten Verpackungsvarianten sind die Ausbauchungen beim bestimmungsgemäßen Gebrauch weniger störend als die in der WO 02/32238 A2 beschriebenen, als Folge der Einschnürungen auftretenden Zugwiderstandsstreuungen. Aufplatzen können solche umbänderten Ballen allerdings auch. Üblich bei der Verpackung von Filter Tow ist zudem die Verwendung eines Inliners zwischen dem Filter Tow und den oben genannten mechanisch tragenden Packstoffen. Der Inliner schützt dabei das Filter Tow vor Verunreinigung, insbesondere geruchlicher Art, und vor Diffusion von Wasserdampf in die Packung bzw. aus dieser heraus. Der Inliner besteht in der Regel aus drei Teilstücken die lose in die Außenverpackung eingelegt sind.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen hochverdichteten Ballen aus Filter Tow in idealer Quaderform ohne den Transport der Ballen störende Auswölbungen oder das Ablaufen des Filter Tows behindernde Einschnürungen an Ober- und Unterseite des Ballens an¬ zugeben, bei dem die Druckbeanspruchung des verpackten Filter Tows vermindert ist und so insbesondere das Aufplatzen von Verpackungen unter dem Innendruck weitgehend vermieden werden kann. Des Weiteren ist es die Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Verpackungsverfahren anzugeben.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch einen quaderförmigeh Ballen aus Filter Tow nach Anspruch 1 bzw. ein Verfahren nach dem Anspruch 14 gelöst. Gegenstand der Erfindung ist somit ein verpackter, hochverdichteter Ballen aus Filter Tow in Quaderform ohne störende Auswölbungen oder Einschnürungen an Ober- und Unterseite des Ballens, der dadurch gekennzeichnet ist, dass a.) der Ballen eine Packungsdichte von mindestens 300 kg/m3 aufweist, b.) der Ballen mit einem mechanisch selbsttragenden, elastischen Verpackungsmaterial vollständig umhüllt ist, wobei dieses Material eine oder mehrere konvektiv luftdichte Verbindungen aufweist, und c.) die Ober- und Unterseite des Ballens so eben sind, dass bei Anordnung des ungeöffneten Ballens auf einer horizontalen Ebene eine den Ballen vollständig überdeckende ebene Platte über eine mittig wirkende Normalkraft von 100 N auf die Oberseite des Ballens gedrückt werden kann und innerhalb des größten Rechtecks, das in die durch senkrechte Projektion des Ballens auf die aufgedrückte Platte einschreibbar ist, wenigstens 90% der Fläche der oben liegenden Ballenseite, die innerhalb des eingeschriebenen Rechtecks liegt, einen Abstand von maximal 40 mm zu der ebenen Platte aufweisen.
Die Nachteile der heute üblichen Transportverpackungen wurden schon in der Beschreibung des Standes der Technik gewürdigt. Dabei stören vor allem die Auswölbungen der Ballen an Unter- bzw. Oberseite der Ballen den doppelschichtigen Transport. Dieses Problem wird dadurch gelöst, indem man die Ballen nicht in so genannter Arbeitsstellung, sondern in seitlicher Lagerposition transportiert. Dazu sind zwei zusätzliche Arbeitsgänge nötig, nämlich ein Drehen des Ballens vor dem Transport um 90° und ein Zurückdrehen des Ballens in Arbeitstellung nach dem Transport. Ebenso störend sind die durch Umbänderung entstehenden Einschnürungen. Diese machen sich beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des Ballens in höheren Zugwiderstandstreuungen der aus dem Filter Tow her- gestellten Filterstäbe bemerkbar. Davon betroffen sind mehr als 5% der aus einem Ballen hergestellten Filterstäbe. Beide Probleme wiegen umso schwerer, je höher die Packungsdichte der Ballen ist. Die Probleme treten ab einer Packungsdichte von mehr als 300 kg/m3 auf.
Es wurde nach einer Reihe von vergeblichen Versuchen überraschend festgestellt, dass man in der Lage ist, einen quaderförmigen Ballen ohne den Transport störende Auswölbungen und den bestimmungsgemäßen Gebrauch störende Einschnürungen bereitzustellen, wenn die Verpackung während des Verpackungsvorganges luftdicht verschlossen war. Aus praktischen Erwägungen heraus ist ein Ballen nach Anspruch 1 deshalb mit ei- nem mechanisch selbsttragenden, elastischen Verpackungsmaterial vollständig umhüllt, wobei dieses Material eine oder mehrere konvektiv luftdichte Verbindungen aufweist.
Bei einer ersten oberflächlichen Analyse könnte man denken, dass es sich bei dem erfin- dungsgemäßen Ballen um einen vakuumverpackten Ballen handelt, so um eine Vakuumverpackung, wie sie jedem Konsumenten aus dem täglichen Gebrauch bestens bekannt ist. Dieses ist aber nicht der Fall. Beim erfindungsgemäßen quaderförmigen Ballen ist die Aufgabenstellung die Herstellung einer definierten Form. Die luftdichte Verpackung hat während des Herstellungsvorganges die Aufgabe, Druckgradienten auf Ballen - Ober- und Unterseite aufzufangen und zu egalisieren. Auf Anforderungen an die Verpackung, wie Festigkeit der Verpackung, Luft- und Feuchtedurchlässigkeit etc., könnte verzichtet werden. Im Gegenteil, der erfindungsgemäße Ballen behielte seine Eigenschaften auch dann, wenn das zuvor luftdichte Material nach dem Verpackungsvorgang großflächig perforiert würde. Aus praktischen Erwägungen heraus wird man auf eine solche zusätzliche Maß- nähme verzichten.
Die Geometrie des erfindungsgemäßen Ballens wird durch das Merkmal c.) in Anspruch 1 beschrieben. Dabei kann der Abstand der einzelnen Punkte der oben liegenden Ballenseite beispielsweise dadurch bestimmt werden, dass als Platte eine durchsichtige Platte ver- wendet wird und der Abstand der einzelnen Punkte von der Platte mittels Reflexionsmessung bestimmt wird. Alternativ ist jedes andere kontinuierliche Verfahren der Abstandsmessung einsetzbar. Im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre ist es besonders bevorzugt, wenn 90% der Fläche der oben liegenden Ballenseite, welche innerhalb des angesprochenen eingeschriebenen Rechtecks liegt, einen Abstand von maximal etwa 25 mm, insbesondere maximal etwa 10 mm, zu der ebenen Platte aufweisen.
Was das Packvolumen der Ballen anbetrifft, so hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Ballen ein Volumen von mehr als 0,9 m3 aufweist und/oder die Packungsdichte mehr als 350 kg/m3 und insbesondere weniger als 800 kg/m3 beträgt. Im Zusammenhang mit der Verladung der Verpackungen in Container hat sich ein für den Ballen die Form eines Quaders mit einer Höhe von mindestens etwa 900, insbesondere mindestens etwa 970 mm als besonders geeignet erwiesen. Die Ballen können in diesem Fall in Doppelstapeln im Container abgelegt werden. Besonders günstig sind Höhen des verpackten Quaders von 970 bis 1200 mm, wobei diese Quader in Form von einzelnen Stapeln in den Contai- nern abgelegt werden. Es ist auch möglich, deutlich höhere Ballen herzustellen, so dass der Verpackungsaufwand bezogen auf die zu verpackende Fasermenge minimiert wird. Im Fall der Verpackung von Filter Tow haben solche Großpackungen den Vorteil, dass bei der Verwendung des Filter Tows zur Herstellung von Zigarettenfiltem in einer Filterstabma- schine nur selten ein Wechsel der Ballen erfolgen muß.
Vorzugsweise handelt es sich bei der Verpackungshülle um eine Folie aus Kunstoff. Dabei ist die konvektiv luftdichte Verbindung als eine konvektiv luftundurchlässig ausgeführte Naht, besonders vorteilhaft als eine überlappende Siegel- oder Flossennaht, ausgebildet.
Die Folie besteht vorzugsweise aus Polyethylen, insbesondere LDPE, oder aus modifiziertem Polyethylen (LLDPE) oder aus einer Verbundfolie mit einer Polyamid- und einer Poly- ethylenschicht. Zu Werbe- und/oder ästhetischen Zwecken kann als Verpackungsfolie eine eingefärbte oder bedruckte Folie verwendet werden. Dies ist insbesondere auch dann sinnvoll, wenn das zu verpackende Filter Tow lichtempfindlich ist. Die Folie kann des Weiteren mit Aufklebern versehen werden, die beispielsweise Informationen bezüglich des Inhaltes der Verpackung aufweisen. Eine weitere Möglichkeit der Übermittlung von Informationen durch die Verpackung ist das Einpressen eines Reliefs, welches durch die aufgrund des Unterdruckes eng anliegende Folie hindurch sichtbar ist. Neben einer Produkt- bezeichnung kann das Relief beispielsweise auch ein Firmen- und/oder Kundenlogo enthalten. Die Folie hat vorzugsweise Eigenschaften, die sie als sichere Transportverpackung ausweisen. Damit erklärt sich, dass insbesondere Folien mit einer Dicke von 100 bis 400 μm eingesetzt werden. Falls dies gewünscht wird, kann im Anschluß an das endgültige Verschließen der Verpackungshülle bzw. Folie, d.h. nach Fertigstellung des quaderförmi- gen Ballens, eine Transportverpackung aus Kartonagen, Kunststoffgewebe usw. um die Folie hinzugefügt werden. Diese kann zusätzlich umbändert werden. Hierdurch wird die mechanische Stabilität der Verpackung erhöht werden, so dass dünnere und somit preiswertere Folien gewählt werden können. Es ist jedoch zu betonen, dass eine solche Trans¬ portverpackung im Rahmen der Erfindung nicht zwingend erforderlich ist.
Das Verfahren zum Verpacken eines erfindungsgemäßen Filter Tow Ballens, weist die fol¬ genden Verfahrensschritte auf: a.) Bereitstellen von Filter Tow in komprimierter Form, b.) Umhüllen des komprimierten Filter Tows mit einer Verpackungshülle, c.) luftdichtes Verschließen der Verpackungshülle und d.) Entlasten des umhüllten Ballens. Beim Entlasten des luftdicht verschlossen Ballens entsteht innerhalb der Verpackungshülle ein Unterdruck, der vorzugsweise mindestens 0,01bar und nach einer besonders vorteilhaften Verfahrensweise 0,15 bis 0,7 bar beträgt.
Aufgrund des luftdichten Verschlusses der Verpackungshülle kann der erzeugte Unterdruck innerhalb des von der Hülle umschlossenen Bereiches aufrechterhalten werden. Dieser Unterdruck verringert den durch das flexible Material aufgrund der elastischen Rückstellkraft von innen auf die Verpackung ausgeübten Druck. Aus diesem Grund lassen sich Ausbauchungen des verpackten Filter Tow Ballens, wie sie nach dem Stand der Technik üblich sind, vermeiden. Hierdurch wird die Stapelfähigkeit der erzeugten Packungen erhöht. Aufgrund des durch den Unterdruck verringerten mechanischen Druckes von innen auf die Verpackung wird auch das Risiko des Versagens bzw. Reißens der Verpak- kungen verringert. Auf diese Weise kann eine höhere Packungsdichte erzielt werden, was zu dem Vorteil kompakter Packungen und damit verringerte Lager- und Transportvolumi- na führt. Insbesondere kann auf diese Weise das Fassungsvolumen von Containern, in denen solche verpackten Filter Tows gelagert werden, optimal ausgenutzt werden.
Das Bereitstellen des Filter Tows in komprimierter Form erfolgt im Allgemeinen mit Hilfe der bekannten Pressvorrichtungen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann zum einen so geführt werden, dass die zur Verpackung vorgesehene Filter Tow Menge zunächst in der Pressvorrichtung mechanisch komprimiert und dann mit der Verpackungshülle umhüllt wird. Das Verschließen der Verpackungshülle erfolgt in diesem Fall innerhalb der Pressvorrichtung. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass das gesamte Verfahren an einem Ort durchgeführt wird.
Zum anderen ist es auch möglich, die Komprimierung des Filter Tows vorbereitend in ei¬ ner separaten Station durchzuführen. In diesem Fall wird das vorgepresste Filter Tow in einer "Hilfsverpackung", die beispielsweise aus Halteklammern bestehen kann, der Ver¬ packungsstation zugeführt, wo die Hilfsverpackung entfernt wird und die Umhüllung des komprimierten Filter Tows mit Verpackungshülle sowie die Erzeugung des Unterdruckes und das luftdichte Verschließen der Verpackungshülle vorgenommen werden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass, da nicht das gesamte Verfahren an der Stelle der Pressvorrichtung ausgeführt wird, diese eine höhere Verfügbarkeit aufweist. Zudem ist der Presszyklus von kürzerer Dauer und es bestehen mehr Freiheitsgrade bei der Applika- tion der Verpackungshülle, da der komprimierte Ballen in der Verpackungsstation von allen Seiten zugänglich ist.
Anders als nach dem Stand der Technik kann bei Einsatz des erfindungsgemäßen Verfah- rens auf Inliner zum Schutz vor Verschmutzung und Wasserdampf verzichtet werden, da diese Aufgaben bereits von der zur Verpackung verwendeten Hülle erfüllt werden.
Der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst benötigte Unterdruck kann auf verschiedene Weise erhalten werden. Gemäß einer besonders einfachen Ausführungsform wird der Unterdruck durch Expansion des komprimierten Filter Tow Materials erzeugt. Nachdem das Filter Tow in komprimiertem Zustand mit der Verpackungshülle umhüllt und diese anschließend luftdicht verschlossen wurde, wird der äußere Druck auf das verpackte Material reduziert, so dass sich dieses unter der Wirkung der elastischen Rückstellkraft innerhalb der Verpackung ausdehnt. Aufgrund der Erhöhung des Packungsvolumens stellt sich dabei ein Unterdruck innerhalb des von der Hülle umschlossenen Bereiches ein. Vorzugsweise wird die Verpackungsgröße so gewählt, dass die Ausdehnung des komprimierbaren Filter Tows nicht vollständig ist, d.h. dass das Filter Tow innerhalb der Hülle auch nach seiner Teilexpansion noch im komprimierten Zustand innerhalb der Verpackung vorliegt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass zur Erzeugung des Unterdruckes keine zusätzlichen Mittel erforderlich sind. Sie stellt somit eine besonders kostengünstige Möglichkeit dar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform, die alternativ oder zusätzlich zur vorstehend beschriebenen Variante eingesetzt werden kann, wird der Unterdruck durch Luftabsaugung innerhalb des von der Hülle umhüllten Bereiches erzeugt. Auf diese Weise lässt sich ein höheres Vakuum erzielen als das "Eigenvakuum", das vorstehend beschrieben wurde. Zudem ist es auf diese Weise möglich, den gewünschten Unterdruck mit hoher Genauig¬ keit einzustellen.
Das Absaugen kann beispielsweise mit Hilfe einer oder mehrerer Vakuumpumpen ausgeführt werden. Diese werden zunächst saugseitig mit dem Inneren der ansonst luftdicht verschlossenen Verpackung verbunden, worauf sie in Betrieb genommen werden. Nachdem der gewünschte Unterdruck erreicht ist, werden die Pumpen wieder von der Verpak- kung getrennt, wobei die Sauganschlußstellen der Verpackungshülle wieder luftdicht verschlossen werden.
Eine Kombination der beiden vorstehend angegebenen Ausführungsformen hat den Vor- teil, dass die Evakuierungszeiten kurz gehalten werden können, da der Unterdruck durch zwei verschiedene Maßnahmen erhalten wird, die gleichzeitig ausgeführt werden können. Zudem sind die erforderlichen Presskräfte geringer, da ein höheres Packmaß gewählt werden kann, wobei unter "Packmaß" die Höhe des Filter Tow Ballens bei luftdichtem Verschluß in der zur Komprimierung verwendeten Pressvorrichtung zu verstehen ist. Schließ- lieh läßt sich auf diese Weise die Höhe des Filter Tow Ballens mit guter Genauigkeit regeln. Hierdurch können äußere Einflüsse, bei Filter Tow insbesondere Saison-, Titer-, Gewichtseinflüsse etc., ausgeglichen werden.
Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Unterdruck von etwa 0,15 bar bis 0,7 bar unterhalb des Umgebungsdruckes erzeugt. Dies entspricht einem Absolutdruck von etwa 0,85 bis 0,3 bar innerhalb des von der Folie umhüllten Bereiches. Es handelt sich somit um einen Unterdruck im Grobvakuumbereich, was für das erfindungsgemäße Verfahren im allgemeinen völlig ausreichend ist. Als besonders geeignet hat sich ein Unterdruck von etwa 0,2 bis 0,4 bar, entsprechend einem Absolutdruck von etwa 0,8 bis 0,6 bar, erwiesen. Die Auswahl des konkreten Bereiches für den Unterdruck hängt von verschiedenen Parametern ab, insbesondere von der Art und Menge des zu verpackenden Materials, der gewünschten Packungsdichte, der verwendeten Verpackungshülle usw. Grundsätzlich ist dabei zu bedenken, dass sich umso kompaktere Verpackungen erzielen lassen, je stärker das Vakuum bzw. der Unterdruck ist. Auch die Ausbauchungen lassen sich mit zunehmendem Unterdruck stärker reduzieren. Dabei muss jedoch berücksichtigt werden, dass die Zeiten für das Erzielen des Unterdruckes überproportional zunehmen, je feiner das gewünschte Vakuum ist.
Was die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Verpackungshülle betrifft, so sollte diese so ausgewählt werden, dass die gewünschte zeitliche Stabilität des erzeugten Unterdruckes sowie die gewünschte mechanische Stabilität der Verpackung gewährleistet sind. Je nach verpacktem Gut und Art der Verwendung wird die gewünschte zeitliche Stabilität im Allgemeinen zwischen einigen Tagen und mehreren Monaten oder auch Jahren variieren. Dementsprechend können Folien mit unterschiedlichen Luftdurchlässigkeiten zum Einsatz gelangen.
Gemäß einer Ausführungsform wird als Verpackungshülle vorzugsweise eine Folie aus Polyethylen bzw. modifiziertem Polyethylen, beispielsweise LLDPE oder LDPE, verwendet. Unter LDPE ist unter hohem Druck hergestelltes Polyethylen niedriger Dichte zu verstehen, wobei die Bezeichnung LLDPE die Kurzform für Polyethylen mit niedriger Dichte und linearer Struktur ist. Eine derartige Folie hat den Vorteil, dass es sich um eine sortenreine Folie handelt, die zudem zu geringen Kosten erhältlich ist. Eine Folie aus Polyethylen weist jedoch eine vergleichsweise geringe Festigkeit auf, so dass sie insbesondere für kleinere Packungsdichten und geringe zu verpackende Mengen geeignet ist. Aufgrund der relativ hohen Luftdurchlässigkeit einer Standardfolie aus Polyethylen ist sie eher für Einsatzbereiche geeignet, bei denen die Lagerdauer einige Wochen nicht überschreitet.
Als Alternative kann mit Vorteil als Verpackungshülle eine Verbundfolie mit Polyamid und Polyethylen verwendet werden. Diese zeichnet sich durch eine besonders geringe Luftdurchlässigkeit und eine hohe Festigkeit aus, so dass der Unterdruck über einen langen Zeitraum im wesentlichen konstant gehalten werden kann. Vorzugsweise beträgt der Anteil an Polyamid etwa 1/3 und der Anteil an Polyethylen etwa 2/3.
Bevorzugt wird eine Gasdurchlässigkeit der Verpackungshülle bzw. der Folie für Luft von weniger als 10.000 cm3/(m2 * d * bar), insbesondere weniger als 200 cm3/(m2 * d * bar) und besonders bevorzugt weniger als 20 cm3/(m2 * d * bar). Diese Werte werden nach DIN 53380-V bei 23°C und 75% relativer Feuchte gemessen. Hierdurch wird gewährlei- stet, dass das Vakuum ausreichend lange hält und die Verpackung nicht locker wird und so kompakt wie möglich bleibt. Der Bereich wird außerdem durch handelsübliche Folien (z.B. PA-PE-Verbunde) abgedeckt. Es ist zu betonen, dass durch die Folie kein konvektiver Lufttransport stattfindet, sondern ein Stofftransport nur über Diffusion über die Folie er¬ folgt. Die angegebenen Werte für die Durchlässigkeit beziehen sich auf eine der Umge- bungsluft analoge Zusammensetzung (ca. 78% N2, 21% 02, 1% sonstige Gase). Hierbei kommt es nur auf die Durchlässigkeit gegenüber Sauerstoff und Stickstoff an. Neben Folien können im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch andere luftdichte Materialien eingesetzt werden, die die vorstehenden Bedingungen erfüllen. Die Wasserdampfdurchlässigkeit der Folie oder des anderen Umhüllungsmaterials sollte bevorzugt unterhalb von 5 g/(m2 * d) und insbesondere unterhalb von 2 g/(m2 * d), gemessen nach DIN 53122 2. Teil bei 23°C und 85% relativer Feuchte, liegen. Die Wasserdampfdurchlässigkeit ist für die formgebende Funktion der Verpackung nicht relevant. Jedoch hat eine Verpackung, welche nicht nur luft- sondern auch wasserdampfdicht ist, den Vorteil, dass die Produktfeuchte des Filter Tows durch eine solche Verpackung erhalten bleibt. Dies ist bei Filter Tow von großer Bedeutung. So wird sich die Feuchte über den Ballen ausgleichen und kein Austausch von Wasserdampf mit der Umgebung stattfinden. Polyethylenfolien von 100 μm Dicke weisen etwa eine Wasserdampfdurchlässigkeit von 1 g/(m2 * d) auf.
Was die mechanische Festigkeit betrifft, so sollte die Verpackungshülle bzw. die Folie zweckmäßigerweise eine Reißkraft von mindestens etwa 10 N/15 mm, bevorzugt mehr als 100 N/15 mm und besonders bevorzugt mehr als 200 N/15 mm, gemessen nach DIN EN ISO 527-3, aufweisen. Die genannten Werte betreffen jeweils das Minimum der Reißfestigkeit in Längs- und Querrichtung der Folie. Die konkrete Auswahl bezüglich der Reißfestigkeit ist in Abhängigkeit davon zu treffen, ob der folienverpackte Ballen für den Transport noch umverpackt wird. Als mögliche Materialien können in diesem Zusammenhang PE mit einer Reißkraft von 15 bis 30 N/15 mm bei 100 μm Dicke sowie PA6 mit einer Reißkraft von 150 bis 300 N/15 mm bei 100 μm Dicke genannt werden.
Allgemein haben sich Kunststoffolien mit luftsperrenden Schichten, beispielsweise aus Polyamid, Polyester oder Ethylen-Vinylalkohol-Copolymerisat (EVOH), bzw. mit Metall- oxidbeschichtung, z.B. aus SiOx, Aluminiumoxid, etc., sowie Aluminiumfolien als besonders vorteilhaft erwiesen. Die aufgezählten Folienarten sind nicht als beschränkend anzusehen. Aufgrund der Luftundurchlässigkeit der Folie wird auch ein Aromaschutz, d.h. ein Schutz gegen von außen eindringende Aromen gewährleistet, was bei verschiedenen verpackten Gütern von Vorteil sein kann. Für eine mechanische Stabilität der Folie ist eine gewisse Zähigkeit derselben wichtig. Dies wird besonders gut durch Polyamid erreicht.
Eine Möglichkeit zum luftdichten Verschließen der Verpackungshülle bzw. der Folie be¬ steht darin, diese zu verschweißen oder zu versiegeln. Dementsprechend sollte die ge¬ wählte Folie vorzugsweise verschweiß- oder versiegelbar sein. In diesem Zusammenhang sind niedrig schmelzende Materialien für die Folie günstig. Hier sind beispielsweise Polyo- lefine, z.B. Polyethylen oder Polypropylen, oder Copolymerisate mit Ethylen oder Propylen, beispielsweise EVA, LLDPE usw., zu nennen. Materialien, die die Voraussetzung der Verschweiß- oder Versiegelbarkeit erfüllen, werden im folgenden als Siegelschicht bezeichnet. Eine Folie kann gegebenenfalls aus einer solchen Siegelschicht allein oder auch aus einem Verbund aus einer oder mehreren Siegelschicht und weiteren Schichten, die beispielsweise die mechanische Festigkeit gewährleisten, bestehen.
Um ein einfaches Öffnen der Verpackung zu gewährleisten, können die Siegelschichten "peelbar" , d.h. nicht homogen versiegelbar, sein. Eine solche inhomogene Siegelschicht kann auf verschiedene Weisen hergestellt werden, beispielsweise durch Beimischen von Polybutylen an bestimmten Stellen in die Siegelschicht oder durch Versiegeln von Polypropylen gegen LLDPE. Eine weitere Möglichkeit des Bereitsteilens einer Öffnungshilfe besteht im Vorsehen eines Aufreißstreifens in der Verpackungsfolie. Diese Möglichkeit bietet sich insbesondere bei Folien mit geringer Zähigkeit an. Schließlich können heraus- ragende Ecken oder dergleichen vorgesehen werden, welche zum Aufschneiden beim Öffnen der Verpackung bestimmt sind. Nach Aufschneiden der vorstehenden Ecke kann Luft in das Innere der Verpackung eindringen, so dass sich die Verpackung lockert. Anschließend kann diese dann problemlos mit einem Folienmesser geöffnet werden, ohne dass der Verpackungsinhalt beschädigt wird.
Alternativ dazu kann auch ein Verschließen der Verpackungshülle bzw. der Folie durch Verklebung erfolgen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass auf eine Siegeleinrichtung verzichtet werden kann. Natürlich können auch andere geeignete Arten des Ver- schließens der Verpackungsfolie eingesetzt werden, solange sie die gewünschten Eigen- schatten bezüglich Dichtigkeit aber auch bezüglich der mechanischen Zugfestigkeit erfül¬ len, die für den jeweiligen Einsatzbereich erforderlich sind.
Das Versiegeln oder Verschweißen kann beispielsweise unter Ausbildung einer überlappenden Naht erfolgen. Eine überlappende Naht kann vergleichsweise hohe Zugkräfte auf- nehmen und so das verpackte Material insbesondere im frisch verpackten Zustand auch dann sicher zusammenhalten, falls die Verpackung undicht ist und somit die volle elasti¬ sche Rückstellkraft von innen auf die Verpackung einwirkt. Diese Art des Verschlusses ist somit besonders sicher, wobei die Folie in diesem Fall auf beiden Seiten zweckmäßiger- weise eine Siegelschicht aufweisen sollte (oder allein aus einer solchen Siegelschicht bestehen muss).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verschweißen oder Versiegeln unter Ausbildung einer Flossennaht erfolgen, welche dem Fachmann auf dem Gebiet der Folienverarbeitung bekannt ist. Diese hat den Vorteil, leicht von außen herstellbar zu sein, wobei jedoch ihre Fähigkeit, Zugbelastungen standzuhalten, geringer ist als die einer überlappenden Naht.
Die Verpackungshülle bzw. Folie kann beispielsweise in Form eines einstückigen Beutels ausgebildet sein. Die Umhüllung des bereitgestellten Filter Tows erfolgt in diesem Fall analog der Verpackung eines Bonbons. Alternativ dazu kann die Folie aus einem Boden, einem Deckel sowie einer umlaufenden Manschette bestehen. In diesem Fall erhöht sich die Gesamtlänge der Verbindungsnähte, da die einzelnen Teile zusammengefügt werden müssen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht die Folienverpak- kung aus einem Deckel und einem Boden, die gegebenenfalls vorkonfektioniert, z.B. tiefgezogen oder verbeutelt oder ähnliches, sind. Schließlich besteht auch die Möglichkeit, die Folie wie einen Tennisball aus zwei ineinandergreifenden Stücken auszubilden. Daneben sind auch andere geeignete Arten der Ausbildung einer Folienverpackung im Rahmen der Erfindung denkbar.
Falls dies gewünscht wird, kann im Anschluß an das endgültige Verschließen der Verpackungshülle bzw. Folie, d.h. nach Fertigstellung der Folienverpackung, eine Umverpak- kung aus Kartonagen, Kunststoffgewebe usw. um die Folie hinzugefügt werden. Hierdurch kann die mechanische Stabilität der Verpackung erhöht werden, so dass dünnere und somit preiswertere Folien gewählt werden können. Es ist jedoch zu betonen, dass eine solche Umverpackung im Rahmen der Erfindung nicht zwingend erforderlich ist.
Bei Einsatz einer Umverpackung, wie sie vorstehend geschildert wurde, besteht die Mög- lichkeit, dass die Folienverpackung bewußt mit geringer Dichtigkeit ausgebildet wird, so dass der Unterdruck innerhalb von ein bis zwei Tagen über den Umgebungsdruck ausgeglichen wird. Mit anderen Worten "verliert" die Verpackung innerhalb dieses Zeitraumes ihr Vakuum. Der verpackte Filter Tow expandiert somit in die Umverpackung hinein, wobei er jedoch im Vergleich zu einem nach einem Verfahren des Standes der Technik ver- packten Filter Tow eine geringere Ausbauchung auf der Ober- und Unterseite der Verpak- kung aufweist.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Folie weist vorzugsweise eine Dik- ke von etwa 100 bis 400 μm auf, wobei sich ein Bereich von 200 bis 300 μm und insbesondere von 250 bis 300 μm, als besonders geeignet erwiesen hat. Die genaue Dicke der verwendeten Folie ist in Abhängigkeit von der Größe und der Masse des zu verpackenden Fasermaterials, vom Grad der Kompression d.h. von der Packungsdichte und von der Art des verwendeten Folienmaterials auszuwählen. Wie dies bereits vorstehend erwähnt wur- de, kann die Folie gegebenenfalls etwas dünner gewählt werden, wenn eine zusätzliche Umverpackung, beispielsweise aus Kartonage, eingesetzt wird.
Der zu verpackende komprimierbare Filter Tow wird insbesondere in optimaler Quaderform bereitgestellt. Hierdurch lassen sich Packungen erzielen, die besonders gut stapelbar und handhabbar sind und einfach zu lagern sind. Das Filter Tow, das in Form von Kabeln vorhanden ist, werden die Kabel vorzugsweise in einzelnen Lagen übereinandergeschich- tet, wie dies bereits im Zusammenhang mit dem Verfahren nach dem Stand der Technik geschildert wurde.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung detaillierter erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. la bis lc einzelne Schritte einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 2a und 2b eine Erweiterung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verpackung;
Fig. 3a einen Graphen, der die Eigenschaften einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verpackung unter Einsatz einer Folie aus Polyethylen im Verlauf der Zeit darstellt; Fig. 3b einen Graphen analog zu demjenigen von Figur 3a, jedoch für eine Verbundfolie aus Polyethylen und Polyamid;
Fig. 4a verschiedene Kurven, die den Zusammenhang von Packmaß und Ballenhöhe für verschiedene Unterdrücke verdeutlichen; und Fig. 4b verschiedene Kurven, die den Zusammenhang zwischen Zusatzvakuum und Ballenhöhe bei erhöhter Temperatur und niedrigerem Luftdruck verdeutlichen.
Ein Ballen eines komprimierbaren flexiblen faserförmigen Materials 1, im vorliegenden Fall Filter Tow, wird mit einer Folie 2 umhüllt und in eine Pressvorrichtung 3 eingebracht, wie dies in Figur la zu sehen ist. In der Pressvorrichtung 3, die beispielsweise über eine Presskraft von 300 bis 400 1 verfügt, wird der Ballen bis zum gewünschten Packmaß komprimiert. Anschließend wird die Folie 2 bis auf einen kleinen Bereich, der als Anschlußstelle für den Saugschlauch einer Vakuumpumpe 4, beispielsweise einer Drehschieberpumpe oder ähnliches, dient, luftdicht verschlossen. Das Innere des von der Folie 2 umhüllten Bereiches wird dann mittels der Vakuumpumpe 4 bis zu einem gewünschten Unterdruck evakuiert. Ist dieser erreicht, so wird der Schlauch der Vakuumpumpe von der Folie getrennt und die Anschlußstelle luftdicht verschlossen. Wie bereits erwähnt, kann auf den Einsatz einer Vakuumpumpe verzichtet werden, falls nur ein geringer Unterdruck er- wünscht ist, der durch die Expansion des Ballens erzielbar ist.
Im nächsten Schritt, der in Figur lb dargestellt ist, wird die Presseinrichtung 3 geöffnet, wobei der Ballen teilweise wieder expandiert, soweit dies die Größe der Folienverpackung zuläßt. Der fertig verpackte Filter Tow-Ballen kann nun der Presseinrichtung entnommen werden und ist in einem transport- und lagerfähigen Zustand, wie dies in Figur lc gezeigt ist. Die Höhe des verpackten Ballens hängt unter anderem von der Stärke des erzeugten Vakuums ab.
In den Figuren 2a und 2b ist eine weitere Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens zu sehen, nämlich das optionale Versehen des verpackten Filter Tow-Ballens mit einer Umverpackung 5. Diese kann insbesondere für den Transport vorgesehen werden und beispielsweise aus leichter Kartonage bestehen. Derartige Umverpackungen sind dem Fach¬ mann bekannt und sollen hier deshalb nicht näher erläutert werden.
Die Figuren 3a und 3b zeigen jeweils einen Graphen, der die Eigenschaften einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verpackung unter Einsatz einer Folie aus Polyethylen bzw. einer Verbundfolie aus Polyethylen und Polyamid im Verlauf der Zeit darstellt. Die Polyethylenfolie von Figur 3a wies eine Gasdurchlässigkeit von etwa 600 ml/(m2 * d * bar) auf, während die Gasdurchlässigkeit der Verbundfolie von Figur 3b nur etwa 10 ml/(m2 * d * bar) betrug. Wie aus einem Vergleich der beiden Graphen hervorgeht, bleibt der erzeugte Unterdruck im Fall der Verbundfolie über mehrere hundert Tage im wesentlichen konstant, ebenso wie die Ballenhöhe. Hingegen hat der Unterdruck im Falle der Polyethylenfolie bereits nach etwas mehr als 100 Tagen um die Hälfte abge- nommen, während die Ballenhöhe im gleichen Zeitraum um mehr als 10 cm zunahm. Bei hohen beabsichtigten Lagerzeiten von bis zu zwei Jahren und mehr ist deshalb eine Verbundfolie trotz der höheren Kosten vorzuziehen.
Wie dies in Figuren 4a zu erkennen ist, kann die Ballenhöhe umso geringer gehalten wer- den, je stärker das eingesetzte Vakuum ist. In der Figur sind drei verschiedene Graphen dargestellt, wobei der oberste die erzielbare Ballenhöhe in Abhängigkeit vom Packmaß des Ballens ohne den Einsatz einer Vakuumpumpe, der mittlere Graph bei Einsatz eines Zusatzvakuums von 0,1 bar und der untere Graph bei Einsatz eines Zusatzvakuums von 0,1 bar zeigen. Es wurde ein Filter Tow des Typs 3Y35 mit einer Ballenmasse von 580 kg bei einem Pressdruck von 370 1 verarbeitet. Bei diesen Verhältnissen ist ein Zusatzvakuum von 0,1 bar in etwa 60 s sicher zu erzeugen.
In Figur 4b ist die Ballenhöhe bei geänderten Umgebungsbedingungen in Abhängigkeit von der Stärke des Zusatzvakuums gezeigt, wobei die Lufttemperatur etwa 40°C betrug und der Luftdruck der Umgebung um etwa 0,05 bar höher lag als im Beispiel von Figur 4a. Es ist zu erkennen, dass die Ballenhöhe bei niedrigem Luftdruck und erhöhten Temperaturen zunimmt.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Verbundfolie aus Polyethylen und Polyamid einer Stärke von etwa 200 μm eingesetzt. Die Folie wurde von Hand mit Hilfe eines Siegelgeräts versiegelt, wobei ein Manschettenteil mit einem jeweils in der Presse vorgarnierten Deckel- und Bodenelement verbunden wurde. Die Presskraft betrug stets 3701. Die Verpackungskosten konnten mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erheblich reduziert werden.
Gemäß einem weiteren Versuch wurde ein Ballen gleicher Masse in einer Packungshöhe von 900 mm in eine Verbundfolie aus Polyamid und Polyethylen gehüllt und diese verschweißt. Nach Öffnung der Presseinrichtung betrug die Höhe 970 mm. Es ergab sich keinerlei Ballenbauch in der Verpackung. Über die Zunahme des Volumens der im Ballen befindlichen Luft ergab sich ein Unterdruck von 0,12 bar entsprechend einem Absolutdruck von 0,88 bar. Dieser Unterdruck wurde ohne Zuhilfenahme einer Vakuumpumpe erreicht.
In einem weiteren Versuch wurde ein Ballen gleicher Masse in einer Packungshöhe von 900 mm in eine Verbundfolie aus Polyamid und Polyethylen gehüllt und diese verschweißt, wobei das Innere der Verpackung mit Hilfe einer Vakuumpumpe auf einen Unterdruck von 550 bar entsprechend einem Absolutdruck von 450 bar evakuiert. Nach Öffnen der Presseinrichtung nahm der Ballen eine Höhe von etwa 930 mm ein. Es errechnet sich ein Druck im Verpackungsinneren von 0,42 bar entsprechend einem Unterdruck von 0,58 bar. Es entstand wiederum kein Ballenbauch in der Verpackung.
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Claims

Patentansprüche
1. Verpackter, hochverdichteter Ballen aus Filter Tow in Quaderform ohne störende Auswölbungen oder Einschnürungen an Ober - und Unterseite des Ballens dadurch gekennzeichnet, dass a. der Ballen eine Packungsdichte von mindestens 300 kg/m3 aufweist, b. der Ballen mit einem mechanisch selbsttragenden, elastischen Verpackungsmaterial vollständig umhüllt ist, wobei dieses Material eine oder mehrere konvektiv luftdichte Verbindungen aufweist, und c. die Ober- und Unterseite des Ballens so eben sind, dass bei Anordnung des ungeöffneten Ballens auf einer horizontalen Ebene eine den Ballen vollständig überdeckende ebene Platte über eine mittig wirkende Normalkraft von 100 N auf die Oberseite des Ballens gedrückt werden kann und innerhalb des größten Rechtecks, das in die durch senkrechte Projektion des Ballens auf die aufgedrückte Platte einschreibbar ist, wenigstens 90% der Fläche der oben liegenden Ballenseite, die innerhalb des eingeschriebenen Rechtecks liegt, einen Abstand von maximal etwa 40 mm zu der ebenen Platte aufweisen.
2. Ballen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ballen ein Packvolumen von mehr als 0,9 m3 aufweist und/oder die Packungsdichte mehr als 350 kg/m3 und insbesondere weniger als 800 kg/m3 beträgt.
3. Ballen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Höhe von mindestens etwa 900 mm, insbesondere von mindestens etwa 970 mm aufweist.
4. Ballen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Höhe von etwa 970 bis 1200 mm aufweist.
5. Ballen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpak- kungshülle eine Folie, insbesondere eine Folie aus Kunststoff ist.
6. Ballen nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die konvektiv luftdichte Verbindung eine konvektiv luftundurchlässig ausgeführte Naht ist.
7. Ballen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die luftundurchlässig ausgeführte Naht eine überlappende Siegelnaht oder eine Flossennaht ist.
8. Ballen nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 90% der Fläche der oben liegenden Ballenseite, welche innerhalb des eingeschriebenen Rechtecks liegt, einen Abstand von maximal etwa 25 mm, insbesondere maximal etwa 10 mm, zu der ebenen Platte aufweisen.
9. Ballen nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie aus Polyethylen, insbesondere LDPE, oder aus modifiziertem Polyethylen (LLDPE) besteht.
10. Ballen nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungshülle eine Verbundfolie mit einer Polyamid- und einer Polyethylen- schicht ist.
11. Ballen nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungshülle eine Dicke von etwa 100 bis 400 μm aufweist.
12. Ballen nach mindestes einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine zusätzliche Transportverpackung aus Karton oder Kunstoffgewebe aufweist.
13. Ballen nach mindestes einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass dieser zusätzlich mit Bändern umhüllt ist.
14. Verfahren zum Verpacken eines Filter Tow Ballens, insbesondere nach mindestens einem der vorgehenden Ansprüche, aufweisend die folgenden Verfahrenssschritte:
a. Bereitstellen von Filter Tow in komprimierter Form, b. Umhüllen des komprimierten Filter Tows mit einer Verpackungshülle, c. luftdichtes Verschließen der Verpackungshülle und d. Entlasten des umhüllten Ballens.
15. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch das Erzeugen eine Unterdrucks innerhalb der Verpackungshülle von wenigsten etwa 0,01 bar gegenüber dem Außendruck innerhalb der entlasteten Umpackungshülle.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruck durch Eigenexpansion des komprimierten Filter Tows erzeugt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruck durch Luftabsaugen erzeugt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Absaugen mit Hilfe einer Vakuumpumpe ausgeführt wird.
19. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Unterdruck von etwa 0,15 bis 0,7 bar unterhalb des Umgebungsdrucks erzeugt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Unterdruck von etwa 0,2 bis 0,40 bar unterhalb des Umgebungsdrucks erzeugt wird.
21. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungshülle durch Verschweißen oder Versiegeln, insbesondere unter Ausbildung einer überlappenden Naht oder unter Ausbildung einer Flossennaht, ver¬ schlossen wird.
22. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass als Verpackungshülle eine Folie mit einer Wasserdampfdurchlässigkeit von weniger als 5 g/(m2 * d), insbesondere weniger als 2g/(m2 * d), gemessen nach DIN 53122 bei 23°C und 85% relativer Feuchte, verwendet wird.
23. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass als Verpackungshülle eine Folie mit einer Gasdurchlässigkeit von höchstens 10.000 cm3/(m2 * d * bar), gemessen nach DIN 53380-V bei 23°C und 75% relativer Feuchte, für Luft verwendet wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass als Verpackungshülle eine Folie mit einer Gasdurchlässigkeit von höchstens etwa 200 cm3/(m2 * d * bar), insbesondere von höchstens etwa 20 cm3/(m2 * d * bar), verwendet wird.
25. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass als Verpackungshülle eine Folie mit einer Reißkraft von mindestens etwa 10 N/15 mm, insbesondere mindestens etwa 100 N/15 mm, gemessen nach DIN EN ISO 527- 3, verwendet wird.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet dass die Reißkraft mindestens etwa 200 N/15 mm, gemessen nach DIN EN ISO 527-3, beträgt.
27. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren so gesteuert wird, dass sich eine Packungsdichte von mindestens etwa 300 kg/m3 einstellt.
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