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Die vorliegende Erfindung betrifft die Verpackung eines
Lebensmittels, insbesondere von Kaffee; sie betrifft spezieller
eine Packung, die diese Verpackung darstellt, die sich ohne
zusätzliche Hilfsmittel leicht öffnen läßt. Sie betrifft
außerdem ein Verfahren und eine Anlage, die speziell zur Herstellung
dieser Packung erfunden wurden.
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Die Frischhaltung von Lebensmitteln erfordert deren
Vakuumverpackung oder ihre Verpackung unter Inertatmosphäre
sowie ihre Luftundurchlässigkeit. Bekannt sind Verfahren, bei
denen die Verpackung derartiger Produkte und insbesondere von
Kaffee aus einem Streifen eines Verbundmaterials aus
beispielsweise drei Schichten, nacheinander Polyester, Aluminium und
Polyethylen, hergestellt wird. Die Aluminiumschicht macht die
Packung dicht; die Polyesterschicht außen auf der Packung wird
zur Beschriftung und als Werbefläche für das Produkt genutzt;
die Polyethylenschicht im Innern der Packung ermöglicht eine
Herstellung der Packung durch einfaches Falten des Streifens
und Verschluß durch Thermoschweißung der einander
gegenüberliegenden, gefalteten Seiten.
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Nach einer aus der Patentschrift US.3.220.161 bekannten
Technik wird die Packung, die insgesamt die Form eines
rechteckigen Quaders hat, durch die kleine, offene Oberseite mit
einer bestimmten Menge des Lebensmittels gefüllt; anschließend
wird der obere Teil der Packung, der sich über dem
Lebensmittelfüllstands befindet, vorgefalzt und teilweise
thermoverschweißt, damit während des folgenden Schritts, bei dem die
Packung unter Vakuum gesetzt wird, die Falzform erhalten
bleibt, wobei die Luft durch die nicht verschweißte Öffnung
entzogen wird. Durch gerades Abschneiden wird ein etwaiger
Materialüberschuß entfernt, damit nur der obere Teil, der zum
Verschweißen nötig ist, übrigbleibt. Schließlich wird die
Packung entlang einer zu den oberen Kanten der Packung im
wesentlichen parallelen Linie endgültig durch Thermoschweißung
versiegelt, indem der so thermoverschweißte obere Teil zu einer
Seitenfläche des rechtwinkligen Quaders umgeklappt und dort mit
einem Klebestreifen festgeklebt wird.
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Bei der oben beschriebenen Herstellungsweise öffnet der
Konsument die Packung durch Abziehen des Klebestreifens, klappt
den oberen Teil der Packung nach oben und schneidet den oberen
Teil unter der Schweißnaht mit einer Schere ab.
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Diese Verpackungsmethode birgt gewisse Nachteile. Zum
Aufschneiden der Packung benötigt man ein Hilfsmittel, welches
man im Augenblick der Öffnung der Packung nicht unbedingt zur
Hand hat. Außerdem wird durch das Abschneiden die Höhe der
Packung erheblich verringert, was ein späteres
Wiederverschließen derselben erschwert.
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Nun wurde eine Packung erfunden, und dies ist Gegenstand
der vorliegenden Erfindung, die als Verpackung für ein
Lebensmittel, insbesondere Kaffee, dient und den vorgenannten
Nachteilen abhilft. Diese Packung ist insoweit eine Packung
bekannter Art, als sie durch Falten und Thermoverschweißen eines
Streifens eines Verbundmaterials hergestellt wird, dessen zur
Bildung der Innenseite der Packung bestimmter Teil aus einem
heißsiegelfähigen Material besteht.
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Nach der Erfindung weist zum einen das heißsiegelfähige
Material einen Aufbau aus abziehbaren Schichten auf und ist zum
anderen der Abstand zwischen der Thermoschweißnaht, die dem
dichten Verschluß des oberen Teils der Packung entspricht, und
dem Oberrand des oberen Teils der Packung nach dem Entfernen
eines etwaigen Materialüberschusses mindestens gleich zehn
Millimeter, wodurch man die beiden freien Enden des oberen Teils
über der Thermoschweißnaht leicht fassen, sie
auseinanderdrücken und durch einfaches Ziehen die Packung öffnen kann,
indem man die abziehbaren Schichten an der Thermoschweißnaht
auseinanderzieht.
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Durch die Packung der Erfindung wird so zum Öffnen keine
Schere benötigt, sondern man zieht einfach die beiden
thermoverschweißten Seiten des oberen Teils der Packung auseinander.
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Mit der Trennung durch Abziehen des Thermoplastmaterials an der
Thermoschweißnaht beschädigt man die Packung in keinster Weise,
und man vermeidet insbesondere auch ihr Aufreißen.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsvariante hat die
vorgenannte Packung im wesentlichen die Form eines rechteckigen
Quaders und befindet sich die Thermoschweißnaht zwischen den
beiden großen Seitenflächen und zwischen den kleinen,
eingeknickten Seitenflächen, wobei die beiden freien Ecken des
oberen Teils der Packung über der Thermoschweißnaht schräg
abgeschnitten werden. Aufgrund dieser Besonderheit bekommt man
beim Öffnen der Packung automatisch den Mittelteil des oberen
Teils der Packung zwischen den beiden schräg abgeschnittenen
Ecken zu fassen; nur in diesem nicht abgeschrägten Bereich sind
die beiden großen Seitenflächen zusammengefügt; die
abgeschrägten Ecken, die im wesentlichen den zusammengefügten, von den
kleinen Seitenflächen gebildeten Knicken entsprechen, sind so
niedrig, daß man sie nicht zu fassen bekommt. Dadurch wird das
Öffnen der Packung erleichtert.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist der Schutz eines
speziell zur Herstellung der vorgenannten Packung erfundenen
Verfahrens. Dieses Verfahren ist insoweit bekannter Art, als es
darin besteht, aus einem Band bzw. Streifen eines
Verbundmaterials, dessen zur Bildung der Innenseite der Packung bestimmter
Teil aus einem heißsiegelfähigen Material besteht, durch
verschiedene Arbeitsschritte des Faltens und Thermoschweißens eine
Packung von der Form eines rechtwinkligen Quaders herzustellen,
deren Oberseite offen ist, diese Packung mit einer
vorbestimmten Menge des Lebensmittels zu füllen, den oberen Teil der
Packung oberhalb des Lebensmittelfüllstands vorzuknicken, indem
die beiden entsprechenden großen Seitenflächen des
rechtwinkligen Quaders durch Einknicken der beiden entsprechenden
kleinen Flächen des rechtwinkligen Quaders aneinander anlegt,
eine erste Wärmebehandlung nur an den beiden Ecken des oberen,
vorgefalzten Teils vornimmt, wodurch die Ecken der großen
Flächen mit den kleinen, einander gegenüberliegenden,
eingeknickten Flächen thermoverschweißt werden, durch gerades
Abschneiden der etwaige Materialüberschuß in der Weise entfernt
wird, daß nur der für den Verschluß der Packung erforderliche,
obere Teil verbleibt, in der Packung ein Vakuum erzeugt wird,
entlang einer zum vorgefalzten, oberen Teil quer und zum
Oberrand der Packung parallel verlaufenden Linie eine zweite
Wärmebehandlung vorgenommen wird, wodurch die beiden großen,
einander gegenüberliegenden Flächen thermoverschweißt werden und die
Packung dicht verschlossen wird, der so thermoverschweißte,
obere Teil der Packung zu einer großen Seitenfläche des Quaders
umgeklappt wird und ein Klebestreifen gleichzeitig auf den
umgeklappten oberen Teil und die entsprechende große
Seitenfläche gezogen wird. Nach der Erfindung werden - nachdem das
heißsiegelfähige Material eine Struktur aus abziehbaren
Schichten aufweist - erste und zweite Wärmebehandlung entlang einer
Querlinie vorgenommen, die sich mindestens zehn Millimeter vom
Oberrand der Packung nach Entfernung etwaiger
Materialüberschüsse befindet.
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Nach einer bevorzugten Durchführungsweise des Verfahrens
der Erfindung wird die erste Wärmebehandlung an jeder Ecke des
vorgefalzten oberen Teils in zwei Zonen bzw. Bereichen
vorgenommen, von denen sich der erste auf Höhe der Quernaht der
zweiten Thermoschweißung und der zweite über dem ersten nahe
dem Oberrand der Packung befindet, und werden nach der zweiten
Wärmebehandlung die äußeren Ecken des oberen Teils, der dem
zweiten Bereich des ersten Thermoschweißens entspricht,
abgeschnitten.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist der Schutz einer
speziell für die Herstellung der vorgenannten Packung
erfundenen Anlage und die Durchführung des vorgenannten Verfahrens
in seiner bevorzugten Version. Diese Anlage ist insofern
bekannten Typs, als sie nacheinandergeschaltet Mittel bzw.
Vorrichtungen zum Falten und Thermoverschweißen eines Streifens
eines Verbundmaterials aufweist, dessen zur Bildung der
Innenseite der Packung vorgesehener Teil aus einem heißsiegelfähigen
Material besteht, mit denen eine Packung rechtwinkliger
Quaderform mit offener Oberseite hergestellt werden kann, und
Vorrichtungen zum Befüllen dieser Packung mit einer
vorbestimmten Menge eines Lebensmittels, Vorrichtungen zum
Aneinanderlegen der beiden großen Flächen des oberen Teils der Packung
oberhalb des Lebensmittelfüllstands, und zum gleichzeitigen
Einknicken der beiden kleinen Flächen zwischen diesen großen
Flächen, erste Vorrichtungen für die Durchführung einer
Wärmebehandlung unter Druck an jeder der beiden von den beiden Ecken
der großen Seitenflächen und den kleinen, zueinander
eingeknickten Flächen gebildeten Einheiten, Vorrichtungen zum
Entfernen eines etwaigen Materialüberschusses am oberen Teil
der Packung durch einen geraden Schnitt, Vorrichtungen zum
Erzeugen eines Vakuums in der Packung, zweite Vorrichtungen für
die Durchführung einer Wärmebehandlung unter Druck entlang
einer Quernaht an mindestens den beiden großen, sich
gegenüberliegenden, noch nicht verschweißten Seitenflächen,
Vorrichtungen zum Umklappen des oberen Teils der Packung zu einer großen
Seitenfläche des rechtwinkligen Quaders nach Entfernung
etwaiger Materialüberschüsse und Vorrichtungen zum Aufbringen eines
Klebestreifens gleichzeitig auf den oberen, umgeklappten Teil
und die entsprechende große Seitenfläche der Packung aufweist.
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Nach der Erfindung kann mit Hilfe der ersten Vorrichtungen
zur Wärmebehandlung diese Wärmebehandlung in zwei Bereichen
jeder der beiden Einheiten vorgenommen werden, wobei sich der
erste Bereich in Höhe der Quernaht für die Anwendung der
zweiten Wärmebehandlung und der zweite Bereich sich oberhalb
des ersten nahe dem der betrachteten Einheit entsprechenden
Oberrand der Packung befindet; außerdem umfaßt die Anlage
Vorrichtungen für eine Höhenverstellung der Packung, die mit
den Vorrichtungen zur Wärmebehandlung gekoppelt sind, so daß
sich die Querlinie für die zweite Wärmebehandlung in einem
Abstand von mindestens gleich zehn Millimetern vom Oberrand
befindet; sie umfaßt auch Vorrichtungen zum Schrägabschneiden
der beiden oberen Ecken des oberen Teils nach der
Thermoverschweißung der beiden großen Seiten, wobei die beiden oberen
Ecken den beiden zweiten Bereichen der Anwendung der ersten
Wärmebehandlung entsprechen.
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Die Erfindung wird besser verständlich durch die Lektüre
der nachfolgenden Beschreibung einer Packung zur Verpackung von
Kaffee in ihrer bevorzugten Version und einer speziell zu ihrer
Herstellung erfundenen Anlage, die durch die beiliegenden
Abbildungen illustriert werden.
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Fig. 1 stellt eine Perspektivansicht der geschlossenen
Packung der Erfindung dar.
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Fig. 2a bis 2g zeigen die unterschiedlichen
Entstehungsphasen der Packung der Fig. 1 nach dem bevorzugten Verfahren
der Erfindung.
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Fig. 3 stellt eine vereinfachte schematische Darstellung
der aufeinanderfolgenden Stationen der Anlage dar.
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Die verkaufsfertige Kaffeepackung 1 hat allgemein die Form
eines rechtwinkligen Quaders und weist zwei rechteckige Seiten,
eine untere 2 und eine obere 3, die jeweils den Boden und die
Oberseite der Packung bilden, zwei große Seitenflächen 4 und
zwei kleine Seitenflächen 5 auf. Die Oberseite 3 der Packung 1
entsteht durch Falten und Thermoschweißen nach den einzelnen,
im folgenden beschriebenen, durch Fig. 2 dargestellten Phasen.
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Das Material, aus dem die Packung 1 besteht, ist ein
Verbundmaterial in Folienform und besteht aus drei
übereinanderliegenden Schichten, die aneinanderhaften, z.B. zuerst
Polyester, dann Aluminium und dann Polyethylen, wobei die
Polyesterschicht die nach außen gewandte Schicht der Packung
darstellt und die Polyethylenschicht die Innenseite bildet. Das
speziell für die Erfindung ausgesuchte Polyethylen weist eine
Struktur aus abziehbaren Schichten auf, so daß zwei
thermoverschweißte Polyethylenfolien durch Trennung der Schichten durch
Ziehen an den nicht verschweißten Stellen auseinandergezogen
werden können; natürlich muß die Folie genügend
elektrometrischen Widerstand aufweisen, um den für diese Trennung
erforderlichen Zugkräften standzuhalten. Dies wird insbesondere
erreicht, wenn die Polyethylenfolien Teil eines
Verbundmaterials wie des oben beschriebenen sind. In einem genauen
Ausführungsbeispiel betrugen die Stärken der drei Schichten 12
Mikrometer beim Polyester, 9 Mikrometer beim Aluminium und 80
Mikrometer beim Polyethylen.
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Bei der auf Fig. 3 dargestellten Anlage wird das
Verbundmaterial in Form eines fortlaufenden Streifens 11 von einer
Spule 12 einer Umlaufanlage 13 mit Kernen l4 zugeführt, die die
für die Packung 1 gewünschte Rechteck-Quaderform haben und
während der Drehung der Umlaufanlage nach und nach vor
feststehende Vorrichtungen zum Falten und Thermoverschweißen der
Folie 15 geführt werden, nachdem diese in einer vorher
eingestellten Länge abgeschnitten wurde. Diese bekannten und nicht
dargestellten Vorrichtungen zum Knicken und Thermoverschweißen
falten die Folie 15 und versiegeln sie, so daß am Ausgang der
Umlaufanlage eine offene Packung 1, 16 herauskommt.
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Die Packung 16 wird unter Füllventile 17 für Kaffee
gebracht, die eine Vorabfüllung der Packung vornehmen; die
vorgefüllte Packung wird unter eine erste Wiegeeinrichtung 18
geführt, die je nach festgestelltem Gewicht die Dosierschnecke
19 für Kaffee in Gang setzt, unter die die Packung geführt
wird, damit die Packung mit der vorher festgelegten Menge
gefüllt wird. Eine zusätzliche Wiegeeinrichtung 20 prüft das
Endgewicht der gefüllten Packung und setzt eine Vorrichtung in
Betrieb, mittels derer die Packungen 21 aussortiert werden, die
nicht das richtige Gewicht aufweisen.
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Auf Fig. 2a ist die Packung 16 nach Befüllung mit Kaffee
dargestellt. Die Füllhöhe ist durch die gestrichelte Linie 6
dargestellt. Der obere Teil 7 der Packung, der sich oberhalb
der Linie 6 befindet, besteht aus Verlängerungen 4a und 5a der
beiden großen 4 und kleinen 5 Seitenflächen auf einer Höhe e.
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In der Anlage der Fig. 3 wird die Packung 16 nach
Befüllung einer Vorrichtung 22 zugeführt, in der der obere Teil 7
der Packung 16 vorgefaltet und einer ersten Thermoschweißung
unterzogen wird.
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Der obere Teil 7 wird vorgefaltet, indem gleichzeitig die
Verlängerungen 4a der beiden großen Seitenflächen 4 und zum
anderen die Verlängerungen 5a der beiden kleinen Seitenflächen
5 in Richtung aufeinander zugeführt werden, wobei nur die
letzteren Verlängerungen 5a entlang ihrer Mittelachse eingeknickt
werden, wie dies auf Fig. 2b gut zu sehen ist.
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Auf Fig. 2c ist die Endphase des Vorfaltens des oberen
Teils 7 dargestellt. Die Verlängerungen 4a und 5a weisen eine
genügende Höhe e auf, daß durch Einklappen jeder der beiden
Verlängerungen 4a entlang der Füllstandslinie 6 jeweils die
halbe Oberseite 3 der Packung 1 bedeckt ist und noch ein
Streifen 8 über die Oberseite 3 der Packung 16 hinaussteht. So
besteht der Streifen 8 in seinem Mittelbereich 8a nur aus den
beiden aneinander anliegenden Verlängerungen 4a der beiden
großen Seitenflächen 4 und in seinen Randbereichen 8b nicht nur
aus den aneinanderliegenden Verlängerungen 4a, sondern jeweils
auch aus der Verlängerung 5a der kleinen Seitenfläche 5 in Form
zweier Knicke.
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In jedem Randbereich 8b des Streifens 8 liegt also die
Polyethylenschicht der Verlängerung 4a der großen Seitenfläche
4 der Polyethylenschicht der Verlängerung 5a der kleinen
Seitenfläche 5 entlang jedes so gebildeten Knicks gegenüber.
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Nach dem Vorfalten werden die beiden Randbereiche 8b des
Streifens 8 unter Druck einer Wärmebehandlung unterzogen, bei
der das Polyethylen auf seine Schmelztemperatur erhitzt wird
und die beiden bei der Wärmebehandlung einander
gegenüberliegenden Polyethylenschichten miteinander verschweißt werden,
ohne daß die Polyester- und Aluminiumschichten davon berührt
wären. Wie auf Fig. 2d gezeigt wird, wird die Wärmebehandlung
an jedem Randbereich 8b in zwei Bereichen vorgenommen, einem 9
im unteren Teil des Streifens 8 und einem 10 in dem Bereich,
der den höchsten Bereich des Streifens 8 nach geradem
Abschneiden eines etwaigen Materialüberschusses darstellt; dieses
Abschneiden erfolgt nach dieser ersten Wärmebehandlung, damit
nur ein für das Schließen der Packung ausreichend hoher
Streifen 8 durch Umlegen dieses Streifens 8 übrigbleibt.
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Diese erste Wärmebehandlung in Form von Thermoschweißung
bewirkt, daß der vorgefaltete Teil seine Form behält, ohne daß
die Packung 16 schon verschlossen wird; die Packung 16 bleibt
nämlich im Mittelbereich 8a der Verlängerungen 4a der beiden
großen Seitenflächen 4 teilweise offen.
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Mit ihrem vorgefalteten Oberteil wird die Packung 16 in
einen Behälter 23 gebracht, in dem ein Teilvakuum erzeugt wird,
um der Packung 16 die Restluft zu entziehen; in dem gleichen
Behälter 23 kann in die Packung 16 unter Teilvakuum auch ein
Inertgas gebracht werden, das ein zu starkes Verhärten der
Kaffeepackung verhindert.
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Kurz vor Austritt aus dem Behälter 23 wird die Packung 16
einer zweiten Wärmebehandlung 24 unterzogen, bei der der obere
Teil 7 der Packung 16 entlang einer Querlinie 27 auf einer Höhe
von etwa fünf Millimetern in Verlängerung der beiden ersten,
bei der ersten Wärmebehandlung (Fig. 2c) thermoverschweißten
Bereiche 9 versiegelt wird. Nach der Erfindung befindet sich
die Thermoschweißnaht 27 gegenüber den Oberrändern 28 des
Streifens 8 in einem Abstand h von mindestens zehn Millimetern.
Anschließend passiert die Packung 16 Vorrichtungen 25 zum
Abschneiden des Streifens 8. Diese Vorrichtungen 26 umfassen
zwei Messer, die zusammen funktionieren mit Haltevorrichtungen
für die Packung 16 und Vorrichtungen, die den Streifen 8 in
senkrechter Position halten, beispielsweise eine Art Lippen,
zwischen denen der Streifen 8 hindurchgeführt wird. Die Messer
führen gegenüber den Lippen eine Querbewegung aus, schneiden
die beiden oberen Ecken des Streifens 8 schräg ab und entfernen
auf diese Weise die beiden bei der ersten Wärmebehandlung
verschweißten Bereiche 10 (Fig. 2f).
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Die Packung 16 gelangt weiter zu Vorrichtungen 26, in
denen der Streifen 8 zu einer der beiden großen Seitenflächen 5
umgeklappt und gleichzeitig auf die Oberseite 3 der Packung und
die besagte große Seitenfläche 5 gedrückt wird, wie dies auf
Fig. 2g dargestellt ist. Schließlich wird mit Hilfe eines
Klebestreifenrollers ein Klebestreifen 29 gleichzeitig auf den
umgeklappten Streifen 8 und die groBe Seitenfläche 5 geklebt;
das die große Fläche 5 berührende Ende des Streifens 29 weist
vorzugsweise einen nicht klebenden Streifen 30 auf.
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In einem Ausführungsbeispiel hatte die Packung 1 (Fig. 1)
eine große Seitenfläche 4 mit einer Breite von 80 Millimetern,
eine kleine Seitenfläche mit einer Breite von 44 Millimetern,
eine Höhe von 140 Millimetern. Die Höhe e des oberen Teils 7
der Packung betrug 52 Millimeter, der Abstand h zehn
Millimeter. Die Ecken in den Bereichen 10 des Streifens 8 wurden in
einem Winkel von etwa 30º gegenüber dem Oberrand des Streifens
8 abgeschnitten.
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Zum Öffnen der Packung 1 der Erfindung faßt man den
Klebestreifen 29 zuerst an seinem nicht klebenden Teil 30 der großen
Seitenfläche 5 an und klappt den Streifen 8 einfach zurück nach
oben. Anschließend faßt man die beiden großen Seitenflächen 5
an ihren oberen, im Abstand h freien Enden, drückt sie etwas
auseinander und zieht sie auseinander, bis sich die abziehbaren
Polyethylenschichten im mittleren Bereich der Thermoschweißnaht
27, die der Verschweißung nur der beiden nicht abgeschrägten
Verlängerungen 4a entspricht, und dann in den Randbereichen der
Thermoschweißnaht voneinander lösen. Nach der Entnahme kann der
obere Teil 7 umgekehrt jederzeit wieder zugeklappt und der
Klebestreifen 29 wieder auf die große Seitenfläche 5 geklebt
werden.
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Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene
Ausführungsart beschränkt, sondern umfaßt auch alle möglichen
Varianten derselben. Vor allem muß das Lebensmittel nicht
zwangsläufig Kaffee sein; die Packung kann auch anders gefaltet sein.