DE102010014481A1

DE102010014481A1 - Verfahren zum Herstellen und/oder Befüllen einer Packung für fließfähige Produkte

Info

Publication number: DE102010014481A1
Application number: DE102010014481A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Suerbaum; Nico Imholz; Henno Hensen
Original assignee: Smurfit Kappa Baden Packaging GmbH
Current assignee: HENSEN, HENNO, DE
Priority date: 2010-04-09
Filing date: 2010-04-09
Publication date: 2011-10-13
Also published as: EP2555996A1; EP2555996B1; WO2011124508A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen und/oder Befüllen einer Packung (1) für fließfähig, insbesondere flüssige und viskose, Produkte, enthaltend: – einen Schritt (S1) des Bereitstellens einer Folie in einer Schlauchbeutelmaschine, – einen Schritt (S2) des Bereitstellens einer Vielzahl von Ausgießern (2), – einen Schritt (S3) des Bereitstellens einer Vielzahl von Materialzuschnitten mit einer Öffnung, – einen Schritt (S4) des Abziehens der Folie in eine Produktionsbewegungsrichtung, – einen Schritt (S5) des Einbringens von Öffnungen in die Folie in regelmäßigen Abständen in Produktionsbewegungsrichtung, – einen Schritt (S6) des Einsetzens eines der Ausgießer (2) in jeweils eine der Öffnungen der Folie, – einen Schritt (S7) des Formens der Folie zu einem Schlauch, – einen Schritt (S8) des Längsversiegelns der Folie in Produktionsbewegungsrichtung, – einen Schritt (S9) des Querversiegelns der Folie in regelmäßigen Abständen in Produktionsbewegungsrichtung, – einen Schritt (S10) des Abtrennens einzelner Folienabschnitte in regelmäßigen Abständen in Produktionsbewegungsrichtung, wodurch Beutel (3) vereinzelt werden, – einen Schritt (S11) des Befüllens der Beutel (3) mit dem Produkt, – einen Schritt (S12) des Verschweißens der Beutel (3) im Kopfraum (4) – einen Schritt (S13) des Aufrichtens der einzelnen Materialzuschnitte und Formen einer Umverpackung (5), – einen Schritt (S14) des Einsetzens eines der Beutel (3) in jeweils eine der Umverpackungen (5), wobei der jeweilige Ausgießer (2) durch die Öffnung der Umverpackung (5) nach außen geführt wird, und – einen Schritt (S15) des Erzeugens einer Verbindung zwischen Ausgießer (2) und Umverpackung (5). Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen und/oder Befüllen einer Packung für fließfähige, insbesondere flüssige und viskose, Produkte. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung eines entsprechenden Verfahrens.
Mit einer Umverpackung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein im Vergleich zu dem flexiblen Innenbeutel relativ steifes Material bzw. Element gemeint, das geeignet ist, den Innenbeutel in einer aufrechten Lage dauerhaft zu halten. Solche Umverpackungen werden in der Regel von einer Kartonummantelung, die üblicherweise eine Quaderform hat, gebildet. Grundsätzlich kann auch ein relativ steifer Kunststoff verwendet werden.
Eine typische Packung der zuvor beschriebenen Art mit einem flexiblen Innenbeutel und einem relativ steifen Karton als Umverpackung ist die sogenannte ”Bag-in-Box-Verpackung”, die bereits seit den 50er Jahren des letzten Jahrhunderts als Flüssigkeitscontainer bekannt ist. Der Innenbeutel besteht aus einem flexiblen Folienverbundmaterial, der mechanisch durch einen Wellkarton oder ähnliches gestützt ist. Der Innenbeutel ist in der Regel mit einer drucklosen Flüssigkeit, beispielsweise einem Getränk, befüllt und an einem Ende über einen einen Zapfhahn aufweisenden Ausgießer verschlossen. Der so gefüllte und geschlossene Innenbeutel wird anschließend in die Umverpackung eingesetzt. Der die Umverpackung bildende Karton wird anschließend vollständig verschlossen.
Problematisch bei der vorangehenden Packung ist die relativ komplizierte Bedienung für den Konsumenten. So muss der Konsument zunächst in der Umverpackung eine Öffnung vorsehen, indem er ein in der Regel vorgestanztes Fenster im Kartonmaterial eindrückt. Anschließend muss der Konsument den Zapfhahn im Innern des Kartons greifen und durch die zuvor hergestellte Öffnung nach außen führen. Anschließend muss die Packung so ausgerichtet werden, dass die Flüssigkeit beim öffnen des Zapfhahns automatisch ausfließen kann. Erst dann kann der Konsument den Zapfhahn öffnen und die Flüssigkeit entnehmen. Der Zapfhahn ist stets unten angebracht, um mit Hilfe des statischen Drucks und des innen kollabierenden Beutels die Flüssigkeit auslaufen zu lassen, was im Gebrauch eines Gebindes von mehreren Litern, beispielsweise 20 Litern, umständlich ist.
Eine solche Packung hat sich bisher beim privaten Endverbraucher noch nicht durchgesetzt, sondern findet überwiegend in der Gastronomie Anwendung. Dies ist sicherlich zum einen darauf zurückzuführen, dass der Endverbraucher gewöhnt ist, Flüssigkeiten aus Kunststoff- oder Glasflaschen zu konsumieren, bei denen er lediglich einen Schraubverschluss, Kronkorken oder Korken lösen muss und daraufhin durch Kippen der Flasche sofort die Flüssigkeit ausgießen kann. Im Vergleich dazu ist die Anwendung eines Bag-in-Box-Systems relativ komplex. Zum anderen hat das Bag-in-Box-System den Nachteil, dass ein Zapfhahn, wenn auch nur im geringen Maße, Tropfen ansammelt, was unerwünschte Verschmutzungen im Endverbraucherhaushalt zur Folge hat. Auch steht die Flüssigkeit, damit sie bei geöffnetem Zapfhahn abfließen kann, am Zapfhahn immer unter Druck an, so dass in dem Fall, dass der Zapfhahn unabsichtlich nicht ganz verschlossen worden ist, Flüssigkeit aus der Packung herausgelangen kann, die das Verschmutzungsrisiko der Umgebung weiter erhöht (Leckagerisiko).
In der Gastronomie sind die vorangehenden Nachteile weniger relevant, da es sich häufig um Großpackungen von mehreren Litern, in der Regel bis zu 20 Litern, handelt, die entsprechend lange halten und nicht so oft ausgewechselt werden müssen. Auch stehen in der Gastronomie diese Packungen in der Regel im Schankbereich oder der Küche, welche Bereiche ohnehin täglich gesäubert werden und auch aufgrund spezieller funktionaler Oberflächen leichter sauber zu halten sind als im Falle eines Privathaushaltes.
Vor diesem Hintergrund besteht daher seitens der Getränkeindustrie der Bedarf, Getränkepackungen und dergleichen zu entwickeln, die einerseits relativ einfach in der Anwendung sind und damit vom Endverbraucher leichter akzeptiert werden. Andererseits besteht der Trend zu umweltverträglichen und Ressourcen schonenden Materialien. Schließlich ist es außerdem gewünscht, wenn die geleerte Packung ein möglichst geringes Volumen einnimmt, was die Entsorgung und einfache Trennung von Kunststoff und Karton erleichtert.
Aus dem Stand der Technik sind auch Kunststoffbeutel als Packungen für Flüssigkeiten bekannt, die zwei gegenüberliegende Seitenwände aus einem relativ steifen Kunststoff und zwei dazu orthogonale Seitenwände aus einem relativ flexiblen Kunststoff aufweisen und an ihrer Oberseite mit einem eine Verschlusskappe aufweisenden Ausgießer versehen sind. Diese Packungen sind einerseits einfach in der Anwendung und andererseits, da sie aus recycelfähigem Kunststoff bestehen, umweltfreundlich und Ressourcen schonend. Auch können diese Packungen im geleerten Zustand zu einem relativ kleinen Volumen zusammengefaltet werden. Aufgrund der Verwendung unterschiedlich steifer Kunststoffe ist aber die Herstellung der Packungen relativ aufwendig. Auch haben die Packungen im Vergleich zu Kartonpackungen einen relativ instabilen Stand und können daher nicht beliebig groß, gerade was die Höhe betrifft, ausgeführt werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung und/oder zum Befüllen einer Packung für fließfähige Produkte zu schaffen, womit eine Packung auf möglichst einfache Weise herstellbar ist, die den vorangehenden Anforderungen genügt.
Die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe wird gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen und/oder Befüllen einer Packung für fließfähig, insbesondere flüssige und viskose, Produkte, enthaltend:

– einen Schritt des Bereitstellens einer Folie in einer Schlauchbeutelmaschine,
– einen Schritt des Bereitstellens einer Vielzahl von Ausgießern,
– einen Schritt des Bereitstellens einer Vielzahl von Materialzuschnitten mit einer Öffnung,
– einen Schritt des Abziehens der Folie in eine Produktionsbewegungsrichtung,
– einen Schritt des Einbringens von Öffnungen in die Folie in regelmäßigen Abständen in Produktionsbewegungsrichtung,
– einen Schritt des Einsetzens eines der Ausgießer in jeweils eine der Öffnungen der Folie,
– einen Schritt des Formens der Folie zu einem Schlauch,
– einen Schritt des Längsversiegelns der Folie in Produktionsbewegungsrichtung,
– einen Schritt des Querversiegelns der Folie in regelmäßigen Abständen in Produktionsbewegungsrichtung,
– einen Schritt des Abtrennens einzelner Folienabschnitte in regelmäßigen Abständen in Produktionsbewegungsrichtung, wodurch Beutel vereinzelt werden,
– einen Schritt des Befüllens der Beutel mit dem Produkt,
– einen Schritt des Verschweißens der Beutel im Kopfraum
– einen Schritt des Aufrichtens der einzelnen Materialzuschnitte und Formen einer Umverpackung,
– einen Schritt des Einsetzens eines der Beutel in jeweils eine der Umverpackungen, wobei der jeweilige Ausgießer durch die Öffnung der Umverpackung nach außen geführt wird, und
– einen Schritt des Erzeugens einer, insbesondere lösbaren, Verbindung zwischen Ausgießer und Umverpackung.

Die vorangehenden Schritte sind nicht auf eine bestimmte Reihenfolge beschränkt, sondern können zumindest teilweise in nahezu beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden.
Beispielsweise können die Schritte aber auch in der Reihenfolge durchgeführt werden, wie diese in der vorangehenden Auflistung der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte verwendet wurde.
Mit einem solchen Verfahren kann eine Packung für fließfähige Produkte, beispielsweise eine Getränkepackung, auf besonders einfache Weise hergestellt werden, da die einzelnen Verfahrensschritte so gewählt und aufeinander abgestimmt sind, dass das Verfahren zumindest überwiegend, vorzugsweise vollständig, automatisiert durchgeführt werden kann. Gleichzeitig ermöglicht dieses Verfahren, dass die dadurch hergestellte Packung einerseits für einen Konsumenten besonders einfach in der Anwendung ist, andererseits aber auch umweltfreundlich und ressourcenschonend ist. Eine auf diese Weise hergestellte Packung für fließfähige Produkte kann nach dem entleeren außerdem in eine relativ kleines Volumen gebracht werden, insbesondere wenn zuvor die Umverpackung von dem innenliegenden Beutel getrennt wird, was relativ einfach ist, da Beutel und Umverpackung nicht miteinander verbunden sind, bis auf die Verhakung und/oder Verschweigung des Ausgießers mit den Rändern der Öffnung in der Umverpackung.
Im Folgenden werden nun einige Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Ausgießer mit vormontiertem Verschluss, insbesondere vormontierter Verschlusskappe, bei der es sich um eine Schraubkappe handeln kann, in die Öffnung der Folie eingesetzt. Es ist aber auch möglich, den Ausgießer zunächst ohne Verschluss einzusetzen und den Verschluss erst in einem späteren Verfahrensschritt, beispielsweise nach einem Befüllen, aufzusetzen.
Die Öffnungen der Folie werden gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens von einem separaten Werkzeug erzeugt. Separat bedeutet dabei, dass nicht der Ausgießer selbst zum Erzeugen der Öffnungen verwendet wird, sondern dies maschinenseitig geschieht. Selbstverständlich kann aber auch der Ausgießer so ausgebildet sein, dass er dazu geeignet ist, selbst die jeweilige Öffnung zu erzeugen. Die Öffnungen zum Einsetzen des Ausgießers werden insbesondere gestanzt.
Wie zuvor bereits angedeutet, können die einzelnen Verfahrensschritte in unterschiedlicher Reihenfolge, teilweise auch gleichzeitig, durchgeführt werden.
So ist es bevorzugt, wenn der jeweilige Ausgießer vor dem Schritt des Formens der Folie zu einem Schlauch in die jeweilige Öffnung der Folie eingesetzt wird. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, den Schritt des Einsetzens nach dem Formen der Folie durchzuführen.
Es ist auch bevorzugt, den jeweiligen Ausgießer vor dem Schritt des Längsversiegelns und/oder Querversiegelns einzusetzen, obwohl dies auch danach geschehen kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Ausgießer mit der Folie fest, d. h. unlösbar, verbunden. Unlösbar bedeutet, dass die Verbindung nicht ohne weiteres vom Konsumenten gelöst werden kann ohne hierzu einen erhöhten Kraftaufwand aufzubringen. Das Verbinden der Ausgießer mit der Folie erfolgt insbesondere unmittelbar im Anschluss an den Schritt des Einsetzens der Ausgießer in die Öffnungen der Folie. Grundsätzlich könnte das Herstellen der Verbindung aber auch später erfolgen.
Die vorangehend beschriebenen Verbindungen, also das Verbinden des Ausgießers mit der Folie und/oder die Längs- und/oder Querversiegelungen und/oder das Verschweißen im Kopfraum, erfolgen gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens mittels Ultraschall. Grundsätzlich ist auch ein Heißsiegeln mit insbesondere dauerbeheizten Siegelbacken denkbar. Bevorzugt soll aber auf ein separates Klebemittel zur Herstellung der Verbindungen verzichtet werden, was das Verfahren vereinfacht, beschleunigt, umweltfreundlicher macht und die einzelnen Verpackungsmittel leichter recycelbar macht.
Bei dem Schritt des Quersiegelns der Folie wird gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens jeweils eine Doppelnaht erzeugt und das Abtrennen einzelner Folienabschnitte erfolgt durch einen Trennschnitt zwischen den Nähten der Doppelnaht. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, eine relativ breite Querversiegelung mit nur einer Naht vorzusehen, wobei dann der Trennschnitt so durch die Naht erfolgt, dass zu beiden Seiten des Trennschnitts ein Teil der Naht angeordnet ist.
Gemäß wiederum einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der Schritt des Formens der Folie zu einem Schlauch über eine Formschulter erfolgt, die insbesondere rohrförmig ausgebildet ist, wobei vorzugsweise über ein im Inneren der Formschulter angeordnetes Füllrohr der Schritt des Befüllens der Beutel erfolgt. Das Befüllen ist grundsätzlich auch später möglich, beispielsweise nach dem Einsetzen des Beutels in die Umverpackung. Beim Befüllen werden bevorzugt 0,2–2 l des Produkts, bevorzugt 0,25–1,5 l des Produkts, in den Beutel eingefüllt.
Gemäß noch einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vor dem Schritt des Verschweißens der Beutel im Kopfraum und nach dem Schritt des Befüllens der Beutel mit dem Produkt der Kopfraum luftleer gedrückt, was insbesondere automatisch erfolgt. Dadurch strömt beim erstmaligen Öffnen der Packung und des Beutels zunächst Luft in den Kopfraum des Beutels, was verhindert, dass beim Öffnen der Packung ein Teil des Produkts unabsichtlicht überschwappt.
Der befüllte und verschlossene Beutel wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung am Ausgießer und/oder am Verschluss gegriffen und wird insbesondere an ein Transfersystem übergeben. Das Transfersystem kann mit speziellen Schienen, beispielsweise C-Schienen, ausgerüstet sein, die in eine dafür vorgesehene Nut am Ausgießer eingreifen.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der befüllte und verschlossene Beutel, insbesondere vom Transfersystem aus, in die Umverpackung eingesetzt. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass der ungefüllte Beutel zunächst in die Umverpackung eingesetzt wird und erst anschließend gefüllt wird.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Umverpackung nach dem Einsetzen des Beutels mit einem Deckel verschlossen. Es sind grundsätzlich aber auch Umverpackungen denkbar, die nicht verschlossen werden müssen, da sie beispielsweise aus einem ringförmigen Streifen, beispielsweise ringförmigen Pappstreifen, bestehen, der eine zwangsläufig beidseitig offene Umverpackung bildet, sodass der Beutel auch von der Seite in die Umverpackung eingesetzt werden kann.
Unabhängig von der Form der Umverpackung ist es gemäß einer wiederum weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der Schritt des Erzeugens der, insbesondere lösbaren, Verbindung zwischen Ausgießer und Umverpackung das Erzeugen einer punktuellen Verbindung umfasst. Die Verbindung, insbesondere die punktuelle Verbindung, kann wie auch die anderen Verbindungen mittels Ultraschall erfolgen. Grundsätzlich ist auch hier ein Heißsiegeln mit insbesondere dauerbeheizten Siegelbacken denkbar. Jedenfalls soll auch bei dieser Verbindung möglichst auf ein Klebemittel verzichtet werden.
Ferner soll noch kurz auf das verwendete Material der einzelnen die Packung bildenden Elemente eingegangen werden. So wird die Folie und/oder der Ausgießer bevorzugt aus Kunststoff und/oder der Materialzuschnitt bevorzugt aus Karton bereitgestellt.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dieses getaktet durchgeführt. Dabei können mehrere der zuvor beschriebenen Schritte auch gleichzeitig durchgeführt werden. Es ist aber auch denkbar, dass das Verfahren kontinuierlich durchgeführt wird.
Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe auch gelöst durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wie es zuvor beschrieben wurde.
Ein Beispiel für eine typische Packung für fließfähige, insbesondere flüssige und viskose, Produkte, wie sie durch das erfindungsgemäße Verfahren und/oder durch die erfindungsgemäße Vorrichtung herstellbar ist, soll nun im Folgenden beschrieben werden.
So ist die Herstellung bzw. das Befüllen einer Packung denkbar mit einem flexiblen Innenbeutel zur Aufnahme eines Produkts, wobei der Innenbeutel mit einem einen Verschluss aufweisenden Ausgießer versehen ist, und mit einer Umverpackung, die den Innenbeutel teilweise oder ganz umgibt und den Innenbeutel stützt, wobei die Umverpackung eine Öffnung aufweist, durch die der Ausgießer nach außen geführt ist, wobei der Ausgießer mit der Umverpackung, insbesondere lösbar, verbunden ist.
Mit einer lösbaren Verbindung ist eine solche Verbindung gemeint, die vom Konsumenten ohne weiteres von Hand, das heißt ohne größeren Kraftaufwand und ohne Verwendung von Werkzeugen, lösbar ist. Die Verbindung zwischen Ausgießer und Umverpackung ist daher bevorzugt gerade nur so stark, dass bei einem bestimmungsgemäßen Lösen bzw. Abschrauben (oder Aufsetzen bzw. Aufschrauben) der Verschlusskappe und bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung der Packung in dem Fall, dass das Produkt entnommen werden soll, die Verbindung standhält, sobald aber eine größere Relativkraft zwischen Ausgießer und Umverpackung aufgewendet wird, als für den bestimmungsgemäßen Gebrauch notwendig ist, sich die Umverpackung sofort vom Ausgießer mit dem Beutel löst. Letzteres kann beispielsweise dadurch begünstigt werden, indem der Deckel der Umverpackung aufgeklappt oder vom übrigen Teil der Umverpackung gelöst wird.
Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Packung weist die Umverpackung einen Boden, mehrere Seitenwände, bevorzugt vier Seitenwände, und einen Deckel auf, wobei die Öffnung im Deckel vorgesehen ist und der Ausgießer mit dem Deckel, insbesondere lösbar, verbunden ist. Eine solche Umverpackung ist besonders stabil, optisch ansprechend und vom Benutzer ohne weiteres bedienbar. Auch ist eine solche Packung optimal, auch in großen Mengen, lagerbar.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Packung ist vorgesehen, dass der Ausgießer einen radial nach außen hervorstehenden Flansch und einen radial nach außen hervorstehenden Kragen aufweist, wobei der Flansch und der Kragen in axialer Richtung voneinander beabstandet sind, wobei der Abstand insbesondere kleiner als 4 mm, bevorzugt kleiner als 2 mm, besonders bevorzugt kleiner als 1,5 mm, ist. Der Flansch und/oder der Kragen können dabei von einem umlaufenden Ring oder von mehreren in Umfangsrichtung angeordneten Laschen gebildet werden. Der Flansch, der am unteren, zum Innenbeutel gerichteten Ende des Ausgießers angeordnet sein kann, dient dabei zur Befestigung des Innenbeutels am Ausgießer. Bevorzugt ist der Ausgießer von innen durch eine Öffnung im Beutel nach außen geführt, wobei der Flansch an der Beutelinnenseite zur Anlage kommt. Die Folie des Innenbeutels und der Flansch werden dann miteinander unlösbar verbunden, beispielsweise durch Heißsiegeln mit insbesondere dauerbeheizten Siegelbacken oder Ultraschallschweißen. Der Kragen, der in Richtung des vom Innenbeutel wegweisenden Ende des Ausgießers vom Flansch beabstandet ist, dient als Anlage für die Umverpackung, insbesondere den Deckel. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass der Ausgießer durch eine Öffnung im Innenbeutel nach außen geführt ist, wobei ein Abschnitt der Umverpackung, insbesondere des Deckels, und ein Abschnitt des Innenbeutels zwischen dem Flansch und dem Kragen angeordnet, insbesondere verklemmt, sind.
Dabei kann der Abschnitt der Umverpackung, insbesondere des Deckels, Einschnitte aufweisen, die zur Öffnung der Umverpackung weisen und insbesondere strahlenförmig zum Mittelpunkt der Öffnung gerichtet sind. Die Länge der Einschnitte entspricht mindestens der radialen Erstreckung des Kragens, so dass der Deckel bzw. die Umverpackung einfach über den Kragen gestülpt werden kann, insbesondere bei der Herstellung der Packung, wenn der die Öffnung aufweisende Teil der Umverpackung, beispielsweise der Deckel, mit dem Ausgießer und dem Kragen verbunden wird. Gleichermaßen gilt dies aber auch für den Fall, dass bei einer beispielsweise entleerten Packung der die Öffnung aufweisende Teil der Umverpackung bzw. der Deckel geöffnet bzw. vom Ausgießer entfernt wird, um den Innenbeutel von der Umverpackung zu trennen.
Wie bereits zuvor angedeutet, ist gemäß einer Ausgestaltung die dem Kragen zugewandte Seite des Flansches mit dem Innenbeutel flüssigkeitsdicht verbunden. Der Flansch liegt dabei vorzugsweise innenseitig an der inneren Oberfläche des Innenbeutels an. Die dem Flansch zugewandte Seite des Kragens ist, wie ebenfalls bereits angedeutet, bevorzugt mit der Umverpackung, insbesondere dem Deckel verbunden, so dass sich, von innen nach außen, ein beispielhafter Schichtaufbau ergibt, beginnend mit dem Flansch, gefolgt von einem Abschnitt des Innenbeutels (das heißt der Folie des Innenbeutels), wiederum gefolgt von einem Abschnitt der Umverpackung bzw. des Deckels und schließlich endend mit dem Kragen.
Um eine dauerhafte und dennoch auf einfache Weise lösbare Verbindung zwischen Ausgießer und Umverpackung zu erreichen, kann vorgesehen sein, dass die Verbindung zwischen Kragen und Umverpackung, insbesondere Deckel, eine punktuelle Verbindung ist, die bevorzugt durch Siegelpunkte, besonders bevorzugt Ultraschall-Schweißpunkte, gebildet wird. Durch das Vorsehen von Siegelpunkten bzw. Ultraschall-Schweißpunkten kann auf Klebstoff verzichtet werden, da im Siegelbereich der Kunststoff des Kragens und/oder die Oberfläche bzw. Beschichtung der Umverpackung lokal erhitzt und angeschmolzen wird, wodurch eine dauerhafte und klebemittelfreie Verbindung zwischen Kragen und Umverpackung entsteht. Insbesondere ist die Umverpackung zumindest im Bereich der Verbindung mit dem Kragen mit einer Oberfläche, insbesondere Beschichtung, versehen, die konfiguriert ist, mit erwärmtem (das heißt verflüssigtem) Kunststoff nach dessen Aushärten eine haftende Verbindung zu bilden. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, die Verbindung zwischen Ausgießer und Umverpackung mittels Leim, insbesondere Heißleim, herzustellen. So handelt es sich hier, insbesondere bei einer nur punktuellen Verbindung, um einen nur relativ kleinen Bereich, den es zu verbinden gilt, so dass, insbesondere wenn die Umverpackung klebemittelfrei hergestellt wird, dadurch die Packung trotzdem umweltverträglich und kostengünstig hergestellt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung hat der Flansch einen größeren Durchmesser als der Kragen, wobei der Flansch in einem Abschnitt, der in axialer Richtung vom Kragen überdeckt wird, eine größere Dicke als in dem übrigen Teil hat. Auf diese Weise wird einerseits das Einführen des (Karton-) Materials der Umverpackung in den Bereich zwischen Flansch und Kragen erleichtert, da sich der äußere Teil des Flansches flexibel und elastisch verhält. Der innere Teil des Flansches, der in axialer Richtung vom Kragen überdeckt wird, ist dagegen steifer ausgebildet und begünstigt ein Verklemmen des Materials der Umverpackung zwischen Flansch und Kragen.
Gemäß wiederum einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Packung ist es wie zuvor beschrieben möglich (aber nicht zwingend), zumindest die Verbindung zwischen Ausgießer und Umverpackung klebemittelfrei zu gestalten, das heißt für die Verbindung wird in dem Fall kein Leim, insbesondere Heißleim, verwendet. Bevorzugt ist es zusätzlich oder alternativ auch denkbar, die Umverpackung klebemittelfrei zusammenzufügen, beispielsweise durch Heißsiegeln mit insbesondere dauerbeheizten Siegelbacken oder bevorzugt durch Ultraschallschweißen. Eine solche klebemittelfreie Packung ist einerseits besonders umweltverträglich, andererseits aber auch relativ kostengünstig in der Herstellung. Auch eine entsprechende Herstellungsvorrichtung kann, da ein Klebemittel verzichtbar ist, einfacher aufgebaut sein.
Der Innenbeutel ist gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Packung nur über den Ausgießer mit der Umverpackung verbunden und in der Umverpackung beweglich. Mit anderen Worten ist der Innenbeutel nur am Ausgießer fixiert, nicht aber an der Umverpackung. Auf diese Weise kann beim Entleeren der Packung, wenn also beispielsweise eine Flüssigkeit ausfließt, der Innenbeutel entsprechend sein Volumen um den Teil des abgeflossenen Produkts reduzieren. Mit anderen Worten gibt der Innenbeutel also beim Ausgießen des Produkts entsprechend nach (kollabiert), was den Vorteil hat, dass während des Ausgießens kein Druckausgleich im Innenbeutel erfolgen muss, also keine Luft während des Ausgießvorgangs von außen einströmt. Letzteres führt bei nicht nachgebenden (kollabierenden) Packungen zu einem stoßartigen Ausströmen (pülschen) des Produkts, was erfindungsgemäß erfolgreich vermieden wird. Indem der Beutel ferner mit einem luftfreien Kopfraum abgefüllt wird, kann auch ein Überschwappen der Flüssigkeit beim erstmaligen Öffnen der Packung zuverlässig verhindert werden, da dann zunächst Luft einströmt.
Die Umverpackung, der Ausgießer und der Innenbeutel können aus unterschiedlichsten Materialien hergestellt sein, solange gewährleistet ist, dass der Innenbeutel flexibel und in der Packung beim Entleeren möglichst frei beweglich ist, das heißt kollabieren kann, und solange die Umverpackung den flexiblen Innenbeutel durch ein relativ zum Innenbeutel steiferes Material stützt und vorzugsweise auch zu allen Seiten schützt. Unter Umweltgesichtspunkten besonders empfehlenswert ist, wenn die Umverpackung größtenteils, vorzugsweise vollständig, aus Karton besteht. Der Innenbeutel und/oder der Ausgießer kann größtenteils, vorzugsweise vollständig, aus Kunststoff bestehen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Packung verläuft zumindest ein Abschnitt des Deckels, vorzugsweise der vollständige Deckel, schräg zum Boden und/oder zumindest einer der Seitenwände der Packung. Ein solch schräger Verlauf erleichtert das Ausgießen des Produkts, da auf diese Weise auch der Ausgießer, insbesondere wenn er mit einem senkrecht zur Mittelachse des Ausgießers hervorstehenden Kragen mit der Oberfläche des Deckels verbunden ist, entsprechend schräg gestellt ist. Es ist aber auch unabhängig von dem Verlauf des Deckels denkbar, dass die Mittelachse des Ausgießers schräg zum Boden und/oder zumindest einer der Seitenwände verläuft. Der Winkel zwischen der schrägen Ebene, in der besagter schräger Deckelabschnitt bzw. der Deckel verläuft, und der Ebene, in der besagter Boden verläuft, beträgt beispielsweise 10 bis 45°, bevorzugt 15 bis 38°, besonders bevorzugt 20 bis 25°. Der Winkel zwischen der Mittelachse des Ausgießers und der Ebene, durch die der Boden verläuft, beträgt beispielsweise 45 bis 80°, bevorzugt 52 bis 75°, besonders bevorzugt 65 bis 70°. Grundsätzlich ist aber auch ein rechtwinkliger statt eines schrägen Verlaufs denkbar, wobei also der Deckel parallel und/oder die Mittelachse des Ausgießers senkrecht zum Boden verläuft.
Um eine sichere und stabile Verbindung zwischen Ausgießer und Umverpackung zu gewährleisten, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Packung vorgesehen, dass die Wand des Ausgießers im Bereich zwischen Flansch und Kragen einen vergrößerten Querschnitt hat. Ein solch vergrößerter Querschnitt, der also gegenüber dem übrigen Querschnitt der Wand des Ausgießers größer ist, erhöht die Steifigkeit des Ausgießers in dem Bereich, mit welchem dieser mit der Umverpackung befestigt ist. Auch ist dies der Bereich, in welchem die Umverpackung zusammen mit dem Innenbeutel am Ausgießer befestigt, insbesondere verklemmt, sein kann, so dass auch die Klemmkraft nicht über die Zeit nachlässt.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass mindestens eine der Seitenwände, vorzugsweise alle Seitenwände, an ihrem zum Deckel weisenden Ende Laschen aufweisen, die sich mit am Deckel vorgesehenen Laschen im geschlossenen Zustand des Deckels verhaken, wobei insbesondere jeder Lasche der Seitenwände eine Lasche des Deckels und/oder jeder Lasche des Deckels eine Lasche der Seitenwände zugeordnet ist. Auf diese Weise ist der Deckel, bei dem es sich um einen klappbaren Deckel handeln kann, auf einfache Weise mit den Seitenwänden verbindbar, was wiederum der Stabilität der gesamten Packung zugute kommt. Sich verhakende Laschen haben auch den Vorteil, dass einerseits zur Verbindung zwischen Deckel und Seitenwänden kein Klebemittel verwendet werden muss und andererseits bei der Herstellung der Packung ein zusätzlicher Schritt des Verklebens oder Siegelns entfallen kann.
Das vorangehend beschriebene Verhaken läßt sich auf besonders einfache Weise realisieren, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Packung die Umverpackung aus einem einstückigen Zuschnitt besteht. Ein einstückiger Zuschnitt minimiert auch die Anzahl an Stellen, an denen zwei benachbarte Abschnitte der Umverpackung miteinander verbunden werden müssen, beispielsweise durch Ultraschallschweißen.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu sei einerseits verwiesen auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:
1 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens und
2 ein Ausführungsbeispiel einer Packung, die mit dem in 1 dargestellten Verfahren hergestellt wurden ist.
Bei dem in 1 dargestellten Verfahren, welches nur ein Ausführungsbeispiel darstellt, werden nacheinander in der angegebenen Reihenfolge die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt:
S1: Bereitstellen einer Folie in einer Schlauchbeutelmaschine,
S2: Bereitstellen einer Vielzahl von Ausgießern 2,
S3: Bereitstellen einer Vielzahl von Materialzuschnitten mit einer Öffnung,
S4: Abziehen der Folie in eine Produktionsbewegungsrichtung,
S5: Einbringen von Öffnungen in die Folie in regelmäßigen Abständen in Produktionsbewegungsrichtung,
S6: Einsetzen eines der Ausgießer 2 in jeweils eine der Öffnungen der Folie,
S7: Formen der Folie zu einem Schlauch,
S8: Längsversiegeln der Folie in Produktionsbewegungsrichtung,
S9: Querversiegeln der Folie in regelmäßigen Abständen in Produktionsbewegungsrichtung,
S10: Abtrennen einzelner Folienabschnitte in regelmäßigen Abständen in Produktionsbewegungsrichtung, wodurch Beutel 3 vereinzelt werden,
S11: Befüllen der Beutel 3 mit dem Produkt,
S12: Verschweißen der Beutel 3 im Kopfraum 4,
S13: Aufrichten der einzelnen Materialzuschnitte und Formen einer Umverpackung 5,
S14: Einsetzen eines der Beutel 3 in jeweils eine der Umverpackungen 5, wobei der jeweilige Ausgießer 2 durch die Öffnung der Umverpackung 5 nach außen geführt wird, und
S15: Erzeugen einer lösbaren Verbindung zwischen Ausgießer 2 und Umverpackung 5.
Noch konkreter wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise zunächst eine Rolle einer geeigneten Folie in eine Schlauchbeutelmaschine eingehängt. Die Folie wird in Produktionsbewegungsrichtung abgezogen und ein passendes Loch bzw. eine passende Öffnung wird abstandsgerecht, passend zum Durchstecken des Ausgießers 2, gestanzt. Ein Ausgießer 2, bestehend aus einem Unterteil mit Flansch und vormontierter Schraubkappe 6, wird sortiert, zugeführt und durch das Loch bzw. die Öffnung in die Folie gesteckt. Mit Ultraschall wird der Flansch dieses Ausgießers 2 mit der Innenseite der Folie verbunden. Über eine rohrförmige Formschulter der Schlauchbeutelmaschine wird aus der Folie ein Schlauch gefertigt. Die Folie wird vertikal längs mittels Ultraschall versiegelt. Eine Querversiegelung am Ende dieses Schlauches wird mit einer Doppelnaht vorgenommen, wobei in der Mitte zwischen den beiden Nähten der Doppelnaht mit einem Trennmesser ein Trennschnitt durchgeführt wird. Auch die Querversiegelung erfolgt mittels Ultraschall. Im Inneren dieses Schlauches und des Rohres der Formschulter befindet sich ein kleineres Füllrohr, um die gewünschte Flüssigkeitsmenge abzugeben. Nachdem die Flüssigkeit eingefüllt ist, wird der Kopfraum 4 im Bereich des Ausgießers 2 luftleer gedrückt, bevor eine horizontale Schweißung ausgeführt wird.
Der so gefertigte Beutel 3 fällt aus der Vorrichtung und wird am Kopf des Ausgießers 2, insbesondere an seiner Kappe 6, gegriffen und in eine am Hals des Ausgießers 2 vorhandene Führungsnut in ein Transfersystem übergeben. Am Ende des Transfers wird der mit beispielsweise 0,25–1,5 l gefüllte Beutel 3 in einen Karton 5 eingeführt.
Parallel zum Arbeitstakt der Schlauchbeutelmaschine wird ein Kartonzuschnitt, der aus einem recycelten Fasermaterial hergestellt wurde, aufgerichtet. Der Kartonzuschnitt ist mit einem Lack versehen, der das Verbinden mittels Ultraschallschweißung zulässt, wodurch das klassische Verbinden mit Heißleim entfällt. Der oben offene Karton 5 wird an die Übergabestelle des flexiblen Beutels 3 transportiert, wo der Beutel 3 in den Umkarton 5 abgesenkt wird.
Die Ausgießerkappe 6 wird durch die runde Ausgießerstanzung des Kartons 5 geschoben, wobei sich die Kartonausstanzung mit dem Kragen des Ausgießers 2 verhakt. Eine Ultraschallsiegelung verbindet den Kragen des Ausgießers 2 mit dem Lack des Kartons 5. Schließlich werden drei spezielle Laschen mit Verhakungsmöglichkeiten im Inneren des Kartons 5 um 45° umgelegt und verschließen damit den Karton 5. Der laschenförmige Deckel 7 zeigt dem Verbraucher die Kunststoffkappe 6, durch die er den Inhalt dieser Packung 1 konsumieren kann.
Eine typische Packung 1, wie sie mit dem vorangehend beschriebenen Verfahren hergestellt worden ist, zeigt 2. Die Packung 1 weist einen flexiblen Innenbeutel 3 zur Aufnahme des Produktes und eine quaderähnliche Umverpackung 5 auf, die den Innenbeutel 3 vollständig umgibt und ihn stützt und schützt. Der Innenbeutel 3 ist im Kopfraum 4 mit einem eine Verschlusskappe 6 aufweisenden Ausgießer 2 versehen. Die Umverpackung 5 weist eine Öffnung auf, durch die der Ausgießer 2 nach außen geführt ist. Der Ausgießer 2 ist mit der Umverpackung 5 lösbar verbunden, sodass bei entleerter Packung 1 ohne weiteres der Deckel 7 der Umverpackung 5 geöffnet und der Ausgießer 2 vom Deckel 7 und damit der gesamte Innenbeutel 3 von der gesamten Umverpackung 5 getrennt werden kann.
Schließlich sei noch hervorgehoben, dass bei einer Packung 1, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, beispielsweise dem in 1 dargestellten Verfahren, hergestellt wird, grundsätzlich auch denkbar ist, wenn das der Innenbeutel 3 und/oder die Umverpackung 5 mit einem Klebemittel mit dem Ausgießer 2 verbunden werden.

Claims

Verfahren zum Herstellen und/oder Befüllen einer Packung (1) für fließfähige, insbesondere flüssige und viskose, Produkte, enthaltend: – einen Schritt (S1) des Bereitstellens einer Folie in einer Schlauchbeutelmaschine, – einen Schritt (S2) des Bereitstellens einer Vielzahl von Ausgießern (2), – einen Schritt (S3) des Bereitstellens einer Vielzahl von Materialzuschnitten mit einer Öffnung, – einen Schritt (S4) des Abziehens der Folie in eine Produktionsbewegungsrichtung, – einen Schritt (S5) des Einbringens von Öffnungen in die Folie in regelmäßigen Abständen in Produktionsbewegungsrichtung, – einen Schritt (S6) des Einsetzens eines der Ausgießer (2) in jeweils eine der Öffnungen der Folie, – einen Schritt (S7) des Formens der Folie zu einem Schlauch, – einen Schritt (S8) des Längsversiegelns der Folie in Produktionsbewegungsrichtung, – einen Schritt (S9) des Querversiegelns der Folie in regelmäßigen Abständen in Produktionsbewegungsrichtung, – einen Schritt (S10) des Abtrennens einzelner Folienabschnitte in regelmäßigen Abständen in Produktionsbewegungsrichtung, wodurch Beutel (3) vereinzelt werden, – einen Schritt (S11) des Befüllens der Beutel (3) mit dem Produkt, – einen Schritt (S12) des Verschweißens der Beutel (3) im Kopfraum (4), – einen Schritt (S13) des Aufrichtens der einzelnen Materialzuschnitte und Formen einer Umverpackung (5), – einen Schritt (S14) des Einsetzens eines der Beutel (3) in jeweils eine der Umverpackungen (5), wobei der jeweilige Ausgießer (2) durch die Öffnung der Umverpackung (5) nach außen geführt wird, und – einen Schritt (S15) des Erzeugens einer Verbindung zwischen Ausgießer (2) und Umverpackung (5).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung eine lösbare Verbindung ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgießer (2) mit vormoniertem Verschluss (6), insbesondere vormonierter Verschlusskappe (6), in die Öffnung der Folie eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen der Folie von einem separaten Werkzeug erzeugt, insbesondere gestanzt, werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Ausgießer (2) vor dem Schritt (S7) des Formens der Folie zu einem Schlauch und/oder vor dem Schritt (S8) des Längsversiegelns der Folie und/oder vor dem Schritt (S9) des Querversiegelns der Folie in die jeweilige Öffnung der Folie eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgießer (2), insbesondere unmittelbar im Anschluss an den Schritt (S6) des Einsetzens eines der Ausgießer (2), mit der Folie fest verbunden wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden des Ausgießers (2) mit der Folie und/oder die Längs- und/oder Querversiegelung und/oder das Verschweißen im Kopfraum (4) mittels Ultraschall erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Schritt (S9) des Querversiegelns jeweils eine Doppelnaht erzeugt wird und das Abtrennen einzelner Folienabschnitte durch einen Trennschnitt zwischen den Nähten der Doppelnaht erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S7) des Formens der Folie zu einem Schlauch über eine Formschulter erfolgt, die insbesondere rohrförmig ausgebildet ist, wobei vorzugsweise über ein im Inneren der Formschulter angeordnetes Füllrohr der Schritt (S11) des Befüllens der Beutel (3) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt (S12) des Verschweißens der Beutel (3) im Kopfraum (4) und nach dem Schritt (S11) des Befüllens der Beutel (3) der Kopfraum (4) luftleer gedrückt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der befüllte und verschlossene Beutel (3) am Ausgießer (2) und/oder am Verschluss (6) gegriffen wird und insbesondere an ein Transfersystem übergeben wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der befüllte und verschlossene Beutel (3), insbesondere vom Transfersystem aus, in die Umverpackung (5) eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umverpackung (5) nach dem Einsetzen des Beutels (3) mit einem Deckel (7) verschlossen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S15) des Erzeugens einer, insbesondere lösbaren, Verbindung das Erzeugen einer punktuellen Verbindung umfasst und/oder mittels Ultraschall erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie und/oder der Ausgießer (2) aus Kunststoff und/oder der Materialzuschnitt aus Karton bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren getaktet durchgeführt wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche.