DE102010029356A1 - Verfahren zum Anbringen einer Öffnungseinrichtung und Verpackungsbehälter mit einer Öffnungseinrichtung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anbringen einer Öffnungseinrichtung (10; 10a) an einem aus einer Verbundfolie (15; 15a) bestehenden Verpackungsbehälter (1), insbesondere einem Schlauchbeutel, wobei die Öffnungseinrichtung (10; 10a) einen an der Verbundfolie (15; 15a) befestigbaren Anschlussflansch (14; 14a) aufweist, wobei die Öffnungseinrichtung (10; 10a) Trennmittel (13) zum Durchtrennen wenigstens einer Barriereschicht (16, 17, 18, 18a) zum Ausbilden eines Durchgangs in der Verbundfolie (15; 15a) aufweist und wobei die Verbundfolie (15; 15a) auf der dem Anschlussflansch (14; 14a) zugewandten Seite wenigstens eine weitere Schicht (23, 24, 25) aufweist. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die wenigstens eine Barriereschicht (16, 17, 18, 18a) Bestandteil der Verbundfolie (15; 15a) ist, dass wenigstens eine der weiteren Schichten (23, 24, 25) der Verbundfolie (15; 15a) eine Aussparung (30; 30a) aufweist und, dass die Öffnungseinrichtung (10; 10a) zum Anbringen an der Verbundfolie (15; 15a) mit der Aussparung (30; 30a) ausgerichtet wird, derart, dass die Trennmittel (13) mit der wenigstens einen Barriereschicht (16, 17, 18, 18a) zusammenwirken.
Description
- Stand der Technik
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anbringen einer Öffnungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Verpackungsbehälter mit einer Öffnungseinrichtung.
- Ein derartiges Verfahren zum Anbringen einer Öffnungseinrichtung ist aus der
WO 2007/149231 A2 - Derartige Verpackungsbehälter in Form von Schlauchbeuteln werden auf sogenannten Schlauchbeutelmaschinen hergestellt. Dabei werden die Löcher für die Öffnungseinrichtungen an einer separaten Eingangsstation aus einer endlosen Packstoffbahn ausgetrennt bzw. ausgestanzt. Anschließend werden von der späteren Innenseite des Verpackungsbehälters auf die Packstoffbahn die Materialabschnitte, die späteren Barriereschichten bilden, aufgesiegelt.
- Das bekannte Verfahren ist durch das erforderliche Stanzen der Packstoffbahn und nachfolgende Ansiegeln der Barriereschichten relativ aufwendig, da eine zusätzliche Ausstanzeinrichtung und eine Siegeleinrichtung benötigt werden. Insbesondere kann es dabei problematisch sein, dass bei einer Funktionsbeeinträchtigung an der Stanzeinrichtung bzw. an der Siegeleinrichtung der gesamte Produktions- bzw. Abfüllprozess der Schlauchbeutelmaschine für längere Zeit unterbrochen werden muss. Darüber hinaus ist es als nachteilhaft anzusehen, dass durch das Ausstanzen des Loches und anschließende Wiederverschließen des Loches durch die Materialschicht des Packstoffstreifens die ursprünglichen Barriereschichten aufgetrennt bzw. zerstört wurden. Dies stellt insofern eine potentielle Schwachstelle dar, als dass das Herstellen der ursprünglichen Barriereschutzfunktion einen hochwertigen Packstoffstreifen (hinsichtlich Material bzw. Dicke) sowie eine hohe Prozesssicherheit erfordert.
- Offenbarung der Erfindung
- Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Anbringen einer Öffnungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass sowohl der vorrichtungstechnische Aufwand reduziert ist, als auch, dass Betriebsstörungen mit entsprechenden Produktionsausfällen und Totzeiten beim Herstellen von Verpackungsbehältern vermieden werden können. Darüber hinaus soll eine möglichst hohe Barriereschutzwirkung und Prozesssicherheit gewährleistet werden. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Anbringen einer Öffnungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, durch die Verwendung einer speziell vorbehandelten Packstoffbahn bzw. einer speziell gefertigten Laminatfolie, die im Bereich der späteren Öffnungseinrichtungen Aussparungen enthält, auf die Verwendung zusätzlicher Stanzeinrichtungen bzw. Siegeleinrichtungen zu verzichten.
- Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Anbringen einer Öffnungseinrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
- Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Größe der Aussparung kleiner ist als die Größe des Anschlussflansches und, dass der Anschlussflansch mit der wenigstens einen weiteren Schicht der Verbundfolie verbunden wird.
- Weiterhin ist es vorteilhafterweise vorgesehen, dass die wenigstens eine weitere Schicht als Trägerschicht ausgebildet ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass die Aussparung im Bereich der ersten Trägerschicht ausgebildet ist. Dies erfolgt deshalb, da eine derartige, aus Kunststoff bestehende Trägerschicht in der Regel mit den üblichen Öffnungseinrichtungen mit aus Kunststoff bestehenden Schneidzähnen nicht durchzutrennen ist, da die bekannten Trägerschichten eine relativ hohe Festigkeit bzw. Zähigkeit aufweisen.
- Alternativ hierzu ist es jedoch auch denkbar, dass die Verbundfolie auf der der Öffnungseinrichtung zugewandten Seite eine Kleberschicht aufweist, dass die Aussparung in der wenigstens einen weiteren Schicht ausgebildet wird und eine Größe aufweist, deren Fläche größer ist als die Fläche des Anschlussflansches und, dass der Anschlussflansch mit der Kleberschicht verbunden wird. Der Anschlussflansch wird somit bei dieser vorgeschlagenen Lösung in das äußere Material der Verbundfolie eingebettet, wobei die Kleberschicht als Gegenfläche bzw. als Halteschicht für den Anschlussflansch der Öffnungseinrichtung dient.
- Besonders bevorzugt ist es dabei vorgesehen, dass der Anschlussflansch durch eine Ultraschallschweißung oder ein Heißsiegelverfahren mit der Verbundfolie verbunden wird. Derartige Verbindungsverfahren haben den Vorteil, dass sie (im Falle der Ultraschallschweißung) ohne zusätzliche Hilfsstoffe, wie Klebstoff, auskommen bzw. fertigungstechnisch relativ einfach beherrschbar sind.
- Um zu vermeiden, dass die Öffnungseinrichtungen sterilisiert werden müssen, wenn das Abfüllen im Sterilbereich einer Verpackungsmaschine erfolgt, wird darüber hinaus vorgeschlagen, das Ausrichten und Anbringen der Öffnungseinrichtung mittels einer Applikationseinrichtung durchzuführen, die im Bereich eines Form- und Füllrohrs einer Schlauchbeutelmaschine angeordnet ist.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen.
- Diese zeigen in:
-
1 eine vereinfachte Seitenansicht auf einen mit einem Füllgut befüllten Schlauchbeutel mit einer Öffnungseinrichtung, -
2 eine Öffnungseinrichtung in einer perspektivischen Darstellung, -
3 und4 jeweils Schnitte durch eine Verbundfolie mit an der Verbundfolie angeordneten Öffnungseinrichtungen, -
5 eine vereinfachte Darstellung zur Erläuterung des Herstellverfahrens einer Verbundfolie zur Herstellung von Schlauchbeuteln gemäß der1 und -
6 eine Verpackungsmaschine zum Fertigen von mit einem Füllgut befüllten Schlauchbeuteln in vereinfachter Darstellung. - In der
1 ist ein als Schlauchbeutel1 ausgebildeter Verpackungsbehälter vereinfacht dargestellt. Der Schlauchbeutel1 weist eine obere Quernaht2 , eine untere Quernaht3 sowie wenigstens eine Längsnaht4 auf. Es kann auch vorgesehen sein, dass im Bodenbereich bzw. im Kopfbereich des Schlauchbeutels1 dieser mit einem gefalteten Boden- bzw. einem gefalteten Kopfverschluss ausgebildet ist, um beispielsweise eine Standfähigkeit des Schlauchbeutels1 oder ein bestimmtes optisches Erscheinungsbild zu ermöglichen. - Vorzugsweise im oberen Bereich des Schlauchbeutels
1 , jedoch unterhalb der oberen Quernaht2 , ist an der Außenwand5 des Schlauchbeutels1 eine Öffnungseinrichtung10 angeordnet. Wie am besten anhand der2 erkennbar ist, weist die Öffnungseinrichtung10 , die bevorzugt aus Kunststoff besteht und im Spritzgussverfahren hergestellt ist, einen Grundkörper11 auf, der mit einem abnehmbaren Deckelverschluss12 verbunden ist. Der schraubbare Deckelverschluss12 wirkt mit Schneidzähnen13 zusammen, die bei einer Drehung des Deckelverschlusses12 in Wirkverbindung mit der Außenwand5 des Schlauchbeutels1 gelangen, um diesen zu durchtrennen bzw. einen Durchlass auszubilden und somit eine Entnahme von in dem Schlauchbeutel1 befindlichem Produkt7 , z. B. einem flüssigen Produkt7 wie Milch, Fruchtsäften oder ähnlichem, zu ermöglichen. Weiterhin weist der Grundkörper11 einen umlaufenden Anschlussflansch14 auf, der zur Befestigung der Öffnungseinrichtung10 an dem Schlauchbeutel1 dient. - Das Material des Schlauchbeutels
1 besteht aus einer Verbundfolie, insbesondere Laminat Verbundfolie15 ,15a und weist gemäß den3 und4 beispielhaft und nicht einschränkend, einen Aufbau auf, der an der Innenseite des Schlauchbeutels1 zunächst eine LDPE-Siegelschicht16 (LDPE = low density polyethylene) hat. An die LDPE-Siegelschicht16 schließt sich eine Aluminiumschicht17 an. Auf die Aluminiumschicht17 folgt eine im Extrusionsverfahren mit der Aluminiumschicht17 verbundene MDPE-Schicht18 (MDPE = medium density polyethylene) (4 ). Bei der Laminat-Verbundfolie15a gemäß der3 wird anstelle der MDPE-Schicht18 eine Klebeschicht18a verwendet. - Der aus der LDPE-Siegelschicht
16 , der Aluminiumschicht17 und der MDPE-Schicht18 bzw. der Kleberschicht18a bestehende erste Schichtaufbau19 , der als Barriereschicht bzw. Barriereschichtverbund wirkt, wird mittels einer in der5 vereinfacht dargestellten Fertigungseinrichtung20 , die eine Co-Extrusionseinrichtung21 umfasst, mit einem zweiten Schichtaufbau22 verbunden. Der zweite Schichtaufbau22 umfasst eine Primer-Schicht23 , eine Druckschicht24 sowie eine Trägerschicht25 . Der zweite Schichtaufbau22 wird mit dem ersten Folienschichtaufbau19 mittels der in der5 dargestellten Fertigungseinrichtung20 zur Laminat-Verbundfolie15 bzw.15a verbunden und zu einer Packstoffrolle28 aufgewickelt. - Erfindungswesentlich ist, dass der zweite Schichtaufbau
22 in den Bereichen, in dem bei der Fertigung der Schlauchbeutel1 die Öffnungseinrichtungen10 angeordnet sind, jeweils eine Aussparung30 ,30a aufweist. Die Aussparungen30 ,30a werden hierbei bereits beim Herstellungsprozess des zweiten Schichtaufbaus22 durch eine entsprechende Fertigungseinrichtung, insbesondere durch eine (nicht dargestellte) Stanzeinrichtung bzw. eine Laserstrahlschneideinrichtung in dem zweiten Schichtaufbau22 erzeugt bzw. ausgebildet. Insbesondere ist es wesentlich, dass die Aussparungen30 zumindest im Bereich der Trägerschicht25 ausgebildet werden, da die Trägerschicht25 aus OPP (orientiertes Polypropylen), PET oder einem mechanisch ähnlich belastbaren Material besteht bzw. eine derartige Festigkeit/Zähigkeit aufweist, dass die Schneidzähne13 der Öffnungseinrichtung10 diese (üblicherweise) nicht durchtrennen können. - Somit weist die Packstoffrolle
28 mit der aufgerollten Laminat-Verbundfolie15 ,15a bereits die Aussparungen30 für die Öffnungseinrichtungen10 auf, wobei wesentlich ist, dass die Anordnung der Aussparungen30 auf der Laminat-Verbundfolie15 ,15a vorzugsweise in bestimmten, gleichmäßigen Abständen entsprechend des Formats der aus der Laminat-Verbundfolie15 ,15a hergestellten Schlauchbeuteln1 erfolgt. Damit wird eine abfalllose Verarbeitung der Packstoffrolle28 ermöglicht. - Bei dem in der
3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Aussparung30 eine Größe auf, die kleiner ist als die Größe bzw. der Durchmesser des Anschlussflansches14 der Öffnungseinrichtung10 . Bei dieser Ausführungsform wird der Anschlussflansch14 mit seiner Unterseite mit der Trägerschicht25 , die die spätere Außenwand5 des Schlauchbeutels1 ausbildet, verbunden. Das Verbinden erfolgt bevorzugt mittels einer nicht dargestellten Ultraschallschweißeinrichtung oder einer Heißsiegeleinrichtung. Diese verbindet den Anschlussflansch14 der Öffnungseinrichtung10 mit einer insbesondere radial umlaufenden Verbindungsnaht derart, dass der Anschlussflansch14 mit der Trägerschicht25 dicht verbunden ist. Weiterhin erkennt man anhand der3 , dass die Öffnungseinrichtung10 bzw. der Grundkörper11 oder die Schneiden13 noch nicht in Wirkverbindung mit dem ersten Folienschichtaufbau19 sind. Dies erfolgt erst beim Öffnen der Schlauchbeutel1 zur Entnahme des Produkts7 . - Bei dem in der
4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Aussparung30a eine Größe bzw. einen Durchmesser auf, die größer ist als die Größe des Anschlussflansches14 der Öffnungseinrichtung10a . Bei dieser Ausführungsform wird die Öffnungseinrichtung10a mit ihrem Anschlussflansch14a auf die MDPE-Schicht18 aufgebracht bzw. mit dieser verbunden, bevorzugt durch eine nicht dargestellte Ultraschallschweißeinrichtung. - In der
6 ist eine Verpackungsanlage32 zum Herstellen von Schlauchbeuteln1 aus einer Packstoffrolle28 und Befüllen der Schlauchbeutel1 vereinfacht dargestellt. Die Verpackungsanlage32 weist Transportrollen33 ,34 auf, mittels derer die Packstoffrolle28 abgerollt wird. Ferner sind mehrere, Tänzerrollen36 aufweisende Ausgleichseinrichtungen37 erkennbar, mittels derer ein Ausgleich zwischen einem taktweisen Vorzug und einem kontinuierlichen Vorzug des Materials der Packstoffrolle28 in verschiedenen Bereichen der Verpackungsmaschine32 ermöglicht wird. Die Laminat-Verbundfolie15 gelangt nach dem Abrollen in den Bereich eines Maschinengehäuses38 der Verpackungsmaschine32 , wobei innerhalb des Maschinengehäuses38 eine sterile Atmosphäre bzw. sterile Bedingungen herrschen. Innerhalb des Maschinengehäuses38 ist ein Sterilisierbad39 angeordnet, in dem sich z. B. flüssiges Wasserstoffperoxid zum Sterilisieren der Laminat-Verbundfolie15 befindet. Anschließend wird die Laminat-Verbundfolie15 mittels einer Trocknungseinrichtung40 getrocknet und einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine42 zugeführt. - Die Schlauchbeutelmaschine
42 weist eine Formschulter43 und ein Form- und Füllrohr44 auf, das mit einem nicht dargestellten Vorratsspeicher für das zu befüllende Produkt7 gekoppelt ist. Das Form- und Füllrohr44 durchdringt das Maschinengehäuse38 im Bereich eines Auslasses45 . Ab dem Bereich des Auslasses45 herrschen im Bereich der Verpackungsmaschine32 unsterile Bedingungen. Im unteren Bereich des Form- und Füllrohrs44 erkennt man weiterhin eine Längsnahtsiegeleinrichtung46 sowie zwei vakuumunterstützte, taktweise arbeitende Abzugsbänder47 ,48 . Weiterhin erkennt man eine Applikationseinrichtung50 zum Anbringen der Öffnungseinrichtungen10 an die Außenwand5 der Schlauchbeutel1 . Die im Einzelnen nicht näher dargestellte Applikationseinrichtung50 umfasst im Wesentlichen die bereits erwähnte Ultraschallschweißeinrichtung und ist vorzugsweise mit einem Bevorratungsmagazin für die Öffnungseinrichtungen10 gekoppelt. Wesentlich hierbei ist, dass die Applikationseinrichtung50 noch im Bereich des Form- und Füllrohrs44 angeordnet ist, so dass beim Anbringen der Öffnungseinrichtungen10 auf der Außenwand5 der späteren Schlauchbeutel1 das Form- und Füllrohr44 einen Gegenhalter für die Öffnungseinrichtung10 ausbildet, um den benötigten Anpressdruck des Anschlussflansches14 auf die Außenwand5 zu ermöglichen. Ferner ist wesentlich, dass sich die Applikationseinrichtung50 im unsterilen Bereich befindet. Dadurch wird ein direkter Zugang (bei eventuellen) Betriebsstörungen der Applikationseinrichtung50 ermöglicht, ohne die Sterilität des vorgeschalteten Bereichs der Verpackungsanlage32 zu beeinflussen. Ferner entfällt die Notwendigkeit, die Öffnungseinrichtungen10 sterilisieren zu müssen. - Unterhalb des Form- und Füllrohres
44 ist eine Quernahtsiegeleinrichtung51 angeordnet, die zwei gegeneinander verfahrbare Quernahtsiegelbacken52 und53 , sowie (nicht dargestellte) Trennmesser zum Abtrennen jeweils eines Schlauchbeutels1 von dem Packstoffschlauch aufweist. Wesentlich beim Fertigungsprozess der Schlauchbeutel1 ist, dass die Applikationseinrichtung50 die Öffnungseinrichtungen10 derart mit den Aussparungen30 ,30a ausrichtet, dass diese in ausgerichteter Überdeckung mit den Aussparungen30 ,30a gelangen. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- WO 2007/149231 A2 [0002]
Claims (8)
- Verfahren zum Anbringen einer Öffnungseinrichtung (
10 ;10a ) an einem aus einer Verbundfolie (15 ;15a ) bestehenden Verpackungsbehälter (1 ), insbesondere einem Schlauchbeutel, wobei die Öffnungseinrichtung (10 ;10a ) einen an der Verbundfolie (15 ;15a ) befestigbaren Anschlussflansch (14 ;14a ) aufweist, wobei die Öffnungseinrichtung (10 ;10a ) Trennmittel (13 ) zum Durchtrennen wenigstens einer Barriereschicht (16 ,17 ,18 ,18a ) zum Ausbilden eines Durchgangs in der Verbundfolie (15 ;15a ) aufweist und wobei die Verbundfolie (15 ;15a ) auf der dem Anschlussflansch (14 ;14a ) zugewandten Seite wenigstens eine weitere Schicht (23 ,24 ,25 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Barriereschicht (16 ,17 ,18 ,18a ) Bestandteil der Verbundfolie (15 ;15a ) ist, dass wenigstens eine der weiteren Schichten (23 ,24 ,25 ) der Verbundfolie (15 ;15a ) eine Aussparung (30 ;30a ) aufweist und, dass die Öffnungseinrichtung (10 ;10a ) zum Anbringen an der Verbundfolie (15 ;15a ) mit der Aussparung (30 ;30a ) ausgerichtet wird, derart, dass die Trennmittel (13 ) mit der wenigstens einen Barriereschicht (16 ,17 ,18 ,18a ) zusammenwirken. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussflansch (
14 ) eine Größe bzw. einen Durchmesser aufweist, der größer ist als die Größe der Aussparung (30 ) und, dass der Anschlussflansch (14 ) mit der wenigstens einen weiteren Schicht (23 ,24 ,25 ) der Verbundfolie (15 ) verbunden wird. - Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine weitere Schicht als Trägerschicht (
25 ) ausgebildet ist. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundfolie (
15a ) auf der der Öffnungseinrichtung (10a ) zugewandten Seite der wenigstens einen Barriereschicht eine Kleberschicht (18a ) aufweist, dass die Aussparung (30a ) in der wenigstens einen weiteren Schicht (23 ,24 ,25 ) ausgebildet ist und eine Größe aufweist, deren Fläche größer ist als die Fläche des Anschlussflansches (14a ) und, dass der Anschlussflansch (14a ) mit der Klebstoffschicht (18a ) verbunden wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussflansch (
14 ;14a ) durch eine Ultraschallschweißung oder ein Heißsiegelverfahren mit der Verbundfolie (15 ;15a ) verbunden wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Anbringen der Öffnungseinrichtung (
10 ;10a ) im Bereich unterhalb einer Quernaht (2 ) des Verpackungsbehälters (1 ) erfolgt. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausrichten und Anbringen der Öffnungseinrichtung (
10 ;10a ) mittels einer Applikationseinrichtung (50 ) erfolgt, die im Bereich eines Form- und Füllrohrs (44 ) einer Schlauchbeutelmaschine (42 ) angeordnet ist. - Verpackungsbehälter (
1 ) mit einer Öffnungseinrichtung (10 ;10a ), die nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einer Verbundfolie (15 ;15a ) verbunden wird, wobei der Verpackungsbehälter als Schlauchbeutel (1 ) ausgebildet ist.
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