EP4385719A1 - Method for sealing a stack of layers of a fibre-based packaging material - Google Patents

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EP4385719A1
EP4385719A1 EP23215725.5A EP23215725A EP4385719A1 EP 4385719 A1 EP4385719 A1 EP 4385719A1 EP 23215725 A EP23215725 A EP 23215725A EP 4385719 A1 EP4385719 A1 EP 4385719A1
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EP
European Patent Office
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layers
sealing
layer
stack
fiber
Prior art date
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Pending
Application number
EP23215725.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Matthias KLAUSER
Heike Stotz
Svenja Murillo Castellon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Syntegon Technology GmbH
Original Assignee
Syntegon Technology GmbH
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • B31B2160/20—Shape of flexible containers with structural provision for thickness of contents

Definitions

  • the invention relates to a method for sealing a stack of layers of a fiber-based packaging material to produce a packaging for a product.
  • the packaging is used in particular for packaging free-flowing food products.
  • Free-flowing products in particular are often packaged in bag-shaped packaging. These have different characteristics and shapes. The most important examples are “pillow bags”, “gusetted bags”, “block-bottom bags” (stand-up pouches), “4-corner seal bags”, “doy bags” etc.
  • Bag-shaped packaging has a flattened shape with flattened bag surfaces.
  • Bag-shaped packaging is preferably made from a tubular starting material. This starting material is preferably slightly flattened and even completely flattened at the ends of the bag (where the tubular starting material is connected to itself with a sealing seam, for example) in order to form the flattened shape with flattened bag surfaces.
  • the tubular starting material is made from a flat starting material which is joined to form a tube by a sealing seam.
  • the formation of sealing seams for connecting flat starting materials is therefore regularly required both for the production of tubular starting materials and for the formation of the individual bags from the flat starting material. For this reason, sealing seams are particularly important for the production of bag-shaped packaging.
  • the process described here is used to produce sealing seams in packaging made of fiber-based packaging materials.
  • Packaging made from fibre-based packaging materials (in particular from natural fibres, e.g. paper or cardboard) generally has considerable advantages over packaging made from plastic materials in terms of environmental compatibility and recycling options.
  • the production of such packaging requires different approaches than the production of plastic packaging.
  • Methods for producing sealing seams in packaging made from fibre-based packaging materials are described, for example, in the documents EN 10 2020 133 987 A1 , EN 10 2019 202 847 A1 , EN 10 2015 223 070 A1 and EN 10 2013 225 743 A1 disclosed.
  • sealing stacks of layers of a fiber-based packaging material presents different challenges than sealing stacks of layers of a plastic-based packaging material.
  • the method described can be used in particular in the context of the production of bag-shaped packaging, for example to produce tubular starting materials for the production of bags from flat starting materials, or for example to divide a tubular starting material into individual bag-shaped packaging.
  • the fiber-based packaging material is in particular paper or cardboard. Depending on the strength/thickness and structure, it is also referred to as packaging cardboard or packaging paper. Forming processes for paper or cardboard are available and enable forming, although steep flanks, particularly compared to a base plane of the paper or packaging, can only be produced to a limited extent.
  • cardboard refers to a flat material that consists essentially of fibers (in particular fibers of plant origin). In particular, it is a material made of cellulose fibers. Such a material is preferably formed by dewatering a fiber suspension.
  • a "cardboard” has, in particular, increased mechanical strength compared to paper.
  • the "cardboard” preferably has a minimum weight per square meter of cardboard surface of 130 g/m 2 [grams/square meter]. Materials with a lower weight per surface are often referred to as paper.
  • a cardboard can also be a composite material made of several layers of paper with a weight per surface of less than 130 g/m 2 [grams/square meter].
  • such a composite material can also contain air and be designed, for example, with a corrugated paper layer.
  • a flat material can also be formed from a fiber composite or comprise a fiber composite that is not compact but encloses open or closed pores of air.
  • the fiber-based packaging material used for the process described here has a basis weight of between 30 g/m 2 [grams/square meter] and 200 g/m 2 [grams/square meter].
  • the basis weight is particularly preferably less than 100 g/m 2 [grams/square meter].
  • the process described here is therefore more suitable for processing thinner fiber-based packaging materials that are more likely to be classified as paper than as cardboard.
  • the fiber-based packaging material is in particular a so-called kraft paper.
  • Kraft paper is a paper with high strength.
  • the sealing area produced using the method described here is basically linear. This means that it forms a line in which superimposed layers of a fiber-based packaging material are connected to one another.
  • the linear sealing area preferably has a certain width that is sufficient to form a stable sealing connection.
  • the shape of the linear sealing area is usually determined by the shape of the sealing jaws used for sealing.
  • the linear sealing area usually forms a straight line. However, this is not inevitable.
  • the linear sealing area can also form a curved or otherwise shaped line.
  • Sealing jaws are jaws that press against the stack of layers from a top and bottom and, if necessary, with the additional effect of other influences (such as heat and/or vibration, etc.), cause the layers to be connected to one another.
  • connection between the layers that is produced during sealing in the sealing area is preferably material-to-material.
  • fibres of the different layers of the stack merge into one another, so that after sealing, connections are created between the layers which are based at least in part on the same physical/chemical forces that also hold the fibres of the fibre-based packaging material together within a layer.
  • a particular challenge of the process described here is that along the linear sealing area at least one of the layers of the stack has a end.
  • the end of a layer within the stack creates a layer jump in the stack.
  • layer jump in the stack here means that the number of layers in the stack changes at a position in the stack along the linear area, e.g. from 5 to 4, from 5 to 3, from 3 to 4, etc. Due to a certain rigidity of the individual layers, a space forms in front of the end of the layer, which should be closed as much as possible during sealing.
  • position here means a point or an area along the linear sealing area at which the linear area and the end (which is normally also linear) intersect.
  • position also means in particular a circular area around such a point.
  • the method described here proposes, in step a), introducing a moistening medium into the inner volume of the at least one layer in the linear sealing area before sealing.
  • the "linear sealing area” here means the area of the layers that lies within the linear sealing area, or in other words: the area of the layers that is arranged between the sealing jaws of a sealing tool during sealing.
  • the described humidification medium is in particular a liquid and most preferably has an aqueous base.
  • the humidification medium is predominantly water (for example, water content over 90 percent) and may also contain additives such as alcohol, soaps, glycerin, etc.
  • humidification media on a different basis e.g. based on alcohol or glycerin, can also be used.
  • water-based humidification media are clearly preferred, possibly even very pure water (distilled water or sterile water) as a humidification medium. This applies in particular if the packaging elements produced using the method are used to package food. In this case, humidification media other than water often require complete recovery/extraction. from the packaging element after its manufacture and before the food is introduced in order to comply with food law regulations.
  • water in particular as a moistening medium can be mixed with additives such as saccharides (monosaccharides and/or polysaccharides, in particular sugar or starch) or surfactants.
  • additives such as saccharides (monosaccharides and/or polysaccharides, in particular sugar or starch) or surfactants.
  • the deformability of the fiber-based packaging material of the layer is locally increased significantly. This promotes an adaptation of the shape of the layer (deformation) during sealing to the layer jump or to the end of the at least one layer.
  • the introduction of moistening medium into the inner volume is to be distinguished in particular from moistening the surface of a layer. It is advantageous for the described method if the moistening medium penetrates into the fiber-based packaging material. Penetration into the inner volume is characterized, for example, by the fact that the moistening medium has been absorbed by the fiber-based packaging material. Pure wetting of the surface can be distinguished from penetration of the moistening medium into the inner volume, for example, by how much the weight of the fiber-based packaging material was locally increased by the moistening medium when residues of the moistening medium were removed from the surface of the fiber-based packaging material.
  • the penetration of the moistening medium into the fiber-based packaging material results in a local increase in the weight of the fiber-based packaging material of more than 10 percent, particularly preferably even more than 20 percent.
  • the penetration of the moistening medium into the inner volume can also be defined by the improved deformability achieved. While a mere wetting of the surface does not lead to an improvement in deformability , the deformability is considerably improved by the penetration into the inner volume. Preferably, the deformability increases locally by at least 5 percent, particularly preferably by at least 20 percent, due to the humidification medium in the inner volume.
  • Deformability here describes the possibility of changing the shape of the fiber-based packaging material without damaging the bond or cohesion of the fiber-based packaging material. The bond or cohesion of the fiber-based packaging material would be damaged, for example, if the fiber-based packaging material tears. Improved deformability therefore ensures that the fiber-based packaging material can be deformed better or more without it tearing or being destroyed.
  • the deformability is improved in particular by improving the extensibility and compressibility of the fiber-based packaging material. Improved extensibility and compressibility also improves the possibility of bending a layer of the fiber-based packaging material.
  • the moistening medium improves deformability, particularly because the fibers of the fiber-based packaging material can slide against each other better and the snagging of the surfaces of fibers of the fiber-based packaging material lying on top of each other is reduced.
  • the non-moistened fiber-based packaging material can, for example, be stretched by 2% without tearing. By improving the deformability by 5%, it can then be achieved that the fiber-based packaging material can be stretched by 7% without tearing.
  • the introduction of the moistening medium in step a) is preferably carried out using a moistening tool, which wets the surface of the fiber-based packaging material and then, if necessary, supports it so that the moistening medium penetrates from the surface into the inner volume.
  • the introduction of the humidification medium in step a) can be carried out using various methods.
  • the humidification medium can be applied to the surface or introduced into the inner volume by spraying it using nozzles, applying water using a roller or sponge, etc.
  • support measures are used that promote the penetration of the moistening medium into the inner volume.
  • spraying can be carried out using nozzles with a minimum pressure so that the penetration of the moistening medium into the inner volume is promoted.
  • rollers can act with pressure on the fiber-based packing material in order to introduce the moistening medium into the inner volume.
  • the fiber-based packaging material is conditioned to introduce the humidification medium into the inner volume (e.g. by storing it at increased air humidity). If necessary, the time interval between the end of step a) and the start of step b) can then be longer. Preferably, measures are then taken to ensure that the humidification medium (the moisture introduced into the inner volume in step a)) is also sufficiently available during the sealing process and does not decrease too much beforehand.
  • the air humidity to which the fiber-based packaging material is exposed during the sealing process step b) can be deliberately set to be increased in order to prevent the fiber-based packaging material from drying out.
  • the sealing of the stack in step b) is preferably carried out with a sealing tool which has sealing jaws, between which the stack of layers is pressed together under pressure and possibly also under the influence of other influences (e.g. heat and/or vibrations), so that a connection is formed between the layers.
  • the connection is preferably a material-locking connection.
  • the connection is particularly preferably completely closed. This means that there are no passages through the sealing connection.
  • no product contained in the packaging can escape through the connection formed by sealing in step b).
  • the connection formed by sealing is even suitable for preventing moisture and/or steam from entering and escaping from the packaging.
  • step a) In order to form a closed connection when stacking layers of fiber-based packaging materials according to steps a) and b), the introduction of the moistening medium according to step a) is of considerable advantage because this significantly improves the deformability of the layers of the fiber-based packaging material and thus achieves an adaptation of the shape of the layers to layer jumps and/or ends of layers.
  • step b) a moistening medium is introduced into surface areas of the layers in the linear sealing area in order to support the formation of a connection between the layers.
  • the moistening medium can also be applied in and/or on surface areas of the layers to help form the connection.
  • the moistening medium improves the formation of connections between fibers from different layers of the stack.
  • a surface of at least one layer has a sealing layer which forms a sealing connection with further layers when the stack is sealed.
  • the sealing layer can in particular be part of a barrier layer with which the surface of the fibre-based packaging material is coated.
  • a barrier layer makes it more difficult for gases, moisture or greasy/oily substances to escape from the fiber-based packaging material because the passage of the media through the barrier layer is impaired or even prevented.
  • the barrier layer can in particular provide a vapor and/or moisture barrier for the packaging produced.
  • Such barrier layers are often made from (natural or synthetic) plastics.
  • the sealing layer may also not be part of a barrier layer, but merely a coating intended to form the seal in the area of the linear sealing area.
  • the introduction into the inner volume preferably takes place starting from a side of the fiber-based packaging material that is not coated with the sealing layer and/or barrier layer, because the penetration is preferably hindered by the sealing layer and/or barrier layer.
  • the seal in step b) is formed between parts of the barrier layer or sealing layer in this embodiment.
  • Improved deformability due to the moistening medium introduced into the inner volume of the fiber-based packaging material is very helpful here because it enables the shape of the coated fiber-based packaging material to be adapted, which enables spaces at layer jumps and/or ends of layers to be closed.
  • the barrier layers or sealing layers on adjacent layers in the stack can lie against one another due to the improved deformability of the fiber-based packaging material. In this way, the spaces in the seal can be closed and a (continuous) sealing connection can be formed.
  • the end is arranged between two outer layers which abut one another at a distance from the end and diverge towards the end so that an approximately triangular space is formed between the outer layers and the end, the triangular space being at least largely closed by the permanent deformation of the layers in step b).
  • Such (approximately) triangular spaces form in particular when, for example, folds of layers are present in the linear sealing area.
  • the method described can be used to improve the deformability of the fiber-based packaging material, particularly in such areas.
  • step a) it is particularly advantageous if after step a) and before step b) an exposure time is provided which promotes the action of the moistening medium in the inner volume of the layers.
  • a time interval between step a) and step b) can be achieved, for example, by performing step a) and step b) at processing stations arranged one after the other in a device for producing packaging and for carrying out the method described.
  • step a) the moistening medium is introduced into the linear sealing area in regions, wherein the moistening medium is introduced in particular in the vicinity of one end.
  • step a) is carried out using a humidification tool which is suitable for a locally limited application of the humidification medium.
  • step a) the moistening medium is introduced into layers adjacent to the end in order to promote an adaptation of the shape of these adjacent layers to the end.
  • sealing jaws of the sealing tool used for sealing in step b) have surface contours adapted to the ends in the stack of layers.
  • such sealing jaws are designed in such a way that they exert a (slightly) increased pressure on the stack in the region of the ends of layers during sealing, which supports the desired deformation of the layers in the region of the end in order to close spaces within the seal.
  • step a) and/or step b) a pressure is exerted on the layers, which supports penetration and distribution of the moistening medium in the inner volume of the layers.
  • vibrations are applied to the layers during step a) and/or step b) in order to support penetration and distribution of the moistening medium in the inner volume of the layers.
  • Vibrations are particularly applied for step a) and not only for step b), so that the vibrations also act on the penetration/distribution of the humidification medium in the inner volume.
  • layers of the fiber-based packaging material have adapted material properties in areas of one end.
  • Adapted material properties can in particular include an improved absorption capacity for moistening media in these areas, which further increases the deformability of the fiber-based packaging material in these areas.
  • one end is formed by a folded layer, so that an end face of the end is formed by a bent surface of the layer and a height of the end corresponds substantially to twice the thickness of the layer.
  • ends formed by folded layers are not ends of the material of the layer itself.
  • the material of the layers itself is continuous through the fold. Rather, they are ends of the layers when viewed along the linear region in the layer stack.
  • the term "end” is defined here in such a way that layers within the stack stop in the linear region, i.e. do not extend completely along the linear region.
  • one end is formed by a cut-off layer and a height of the end essentially corresponds to the thickness of the layer.
  • the stack of layers forms a package which is at least partially closed by the connection produced by the method.
  • a device for carrying out the described method comprising a moistening tool for carrying out step a) and a sealing tool with sealing jaws for carrying out step b).
  • Also to be described here is a packaging that was produced using the described process.
  • Fig.1 shows a packaging 17 as it can be produced or sealed using the method described here. It can be seen that it is a bag-shaped packaging 17.
  • This bag-shaped packaging 17 is made from a fiber-based packaging material.
  • the fiber-based packaging material is preferably formed with a longitudinal seal 25 to form a tubular starting material 26 (intermediate product).
  • connections 18 are formed as sealing connections.
  • the individual packages 17 are separated from the tubular starting material 26 by cuts 21.
  • Fig. 2, 3 and 4 show different tubular starting materials 26 which can be used to produce the described packaging 17, each in the area in which the Fig.1 already shown linear sealing areas 3 are introduced.
  • the Fig. 2, 3 and 4 can also be understood as cross sections through the described packaging 17 or the stack 1 of the layers 2.
  • the tubular starting material 26 was produced with a longitudinal seal 25 from a flat starting material made of fiber-based packaging material.
  • the tubular starting material 26 is folded over on both sides in a folding area 27 so that a packaging volume is formed.
  • all the levels shown here in cross section are pressed against one another and this results in layer jumps or ends 5 of layers 2 along the sealing connection, at which the formation of the sealing connection can be improved by the method described here.
  • the individual positions 4 of the ends 5 are shown in the Fig. 2, 3 and 4 shown in each case.
  • ends 5 of layers 2 are located, for example, at positions 4, where the longitudinal seal 25 meets the linear sealing area 3. It can also be seen that ends 5 of layers 2 are located, for example, at positions 4 within the folding areas 27.
  • the longitudinal seal 25 is made by a folded-over area of the flat starting material.
  • the longitudinal seal 25 is produced by an overlapping area of the flat starting material.
  • the longitudinal seal 25 is executed in a folding area 27.
  • Fig. 5 and 6 each show a section of an area of a package 17 to be sealed.
  • Fig.5 shows, for example, a situation as it occurs in the folding area 27 according to the Fig. 2 and 3 when sealing.
  • Fig.5 shows, for example, a situation as it occurs at the end 5 of the layer 2 at the longitudinal seal 25 according to Fig.3 sets.
  • the stack 1 of the layers 2 can be seen in each case.
  • outer layers 11 and further layers 2 arranged between them, each of which forms an end 5 within the stack 1 at a position 4.
  • a triangular space 12 extends between the outer layers 11, which is bordered by an end face 13 of the end 5 of the layers 2 and by surface areas 10 of the outer layers 11 and which, due to the thickness 16 of the layer 2 with the end 5, has a height 15 and extends over a distance 23.
  • the distance 23 is primarily caused by the rigidity of the layers 2.
  • the end 5 is formed by a surface 14 of the layer 2, which is bent over so that the surface 14 forms the end face 13.
  • the height 15 of the triangular space 12 thus corresponds to twice the thickness 16 of the layers 2.
  • the end 5 is formed by a cut-off layer 2.
  • the height 15 of the triangular space 12 therefore corresponds to the thickness 16 of the layers 2.
  • the Fig.7 shows a device 19 for carrying out the described method.
  • a moistening tool 20 for carrying out method step a) and a sealing tool 9 with sealing jaws 8 for carrying out method step b) can be seen.
  • the moistening tool 20 is used to introduce a moistening medium 6 into the inner volume 7 of the layers 2.
  • the sealing jaws 8 can have surface contours 22 that support the deformation of the layers 2 in the area of the ends of the layers 2.
  • the layers 2 or the stack 1 of the layers 2 preferably pass through the moistening tool 20 and the sealing tool 9 one after the other.
  • the moistening tool 20 and the sealing tool 9 preferably form processing stations of the device 19, the device 19 preferably being part of a (higher-level) device 19 for producing bag-like packaging 17.
  • the Fig.8 and Fig.9 show a variant of a section of a region to be sealed of a package 17 with a sealing layer 24, before and after the application of the described method.
  • the variant according to the Fig.8 and Fig.9 corresponds to the representation in Fig.5 .
  • the Fig.8 and 9 The deformation principles shown would also be similar without the sealing layer 24. Based on the Fig.8 and Fig.9 The effect of the sealing layer 24 on the described process should be clarified.
  • Fig. 8 the triangular space 12 between the layers 2 in the stack 1 can be seen. Due to the sealing layer 24 on the layers 2, this space is completely surrounded by the sealing layer 24. If the layers 2 are not sufficiently deformable, a hollow space remains in the triangular space 12 despite the sealing, because the sealing layers 24 cannot be made to lie against one another. However, the introduction of the moistening medium 6 in step a) of the described method significantly improves the deformability of the layers 2. This makes it possible for the layers 2 to be deformed during sealing in such a way that the Fig.9 shown state is established and the triangular space 12 is completely closed.

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Abstract

Verfahren zum Siegeln eines Stapels (1) von Lagen (2) eines faserbasierten Packmaterials entlang eines linienförmigen Siegelbereichs (3), wobei der Stapel (1) von Lagen (2) an mindestens einer Position (4) entlang des linienförmigen Siegelbereich (3) ein Ende (5) mindestens einer Lage (2) aufweist, aufweisend die folgenden Schritte:a) Einbringen eines Befeuchtungsmediums (6) in das innere Volumen (7) mindestens einer Lage (2) in dem linienförmigen Siegelbereich (3) vor dem Siegeln, um eine Verformbarkeit der Lagen (2) beim Siegeln zu unterstützen; undb) Siegeln des Stapels (1) von Lagen (2) mit Siegelbacken (8) eines Siegelwerkzeuges (9), wobei eine permanente Verformung der Lagen (2) im Bereich des Endes (5) erfolgt.Method for sealing a stack (1) of layers (2) of a fiber-based packaging material along a linear sealing region (3), wherein the stack (1) of layers (2) has an end (5) of at least one layer (2) at at least one position (4) along the linear sealing region (3), comprising the following steps: a) introducing a moistening medium (6) into the inner volume (7) of at least one layer (2) in the linear sealing region (3) before sealing in order to support deformability of the layers (2) during sealing; and b) sealing the stack (1) of layers (2) with sealing jaws (8) of a sealing tool (9), wherein a permanent deformation of the layers (2) takes place in the region of the end (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Siegeln eines Stapels von Lagen eines faserbasierten Packmaterials zur Herstellung einer Verpackung für ein Produkt. Die Verpackung dient insbesondere zur Verpackung von rieselfähigen Lebensmittelprodukten.The invention relates to a method for sealing a stack of layers of a fiber-based packaging material to produce a packaging for a product. The packaging is used in particular for packaging free-flowing food products.

Gerade rieselfähige Produkte werden oftmals in beutelförmigen Verpackungen verpackt. Diese haben unterschiedliche Ausprägungen und Formen. Die wichtigsten Vertreter sind hierbei die "Pillow Bags", "Gusetted Bags", "Block-Bottom Bags" (Standbodenbeutel), "4-Corner Seal Bags", "Doy Bags" etc.Free-flowing products in particular are often packaged in bag-shaped packaging. These have different characteristics and shapes. The most important examples are "pillow bags", "gusetted bags", "block-bottom bags" (stand-up pouches), "4-corner seal bags", "doy bags" etc.

Beutelförmige Verpackungen haben eine abgeflachte Form mit abgeflachten Beutelflächen. Beutelförmige Verpackungen sind bevorzugt aus einem schlauchartigen Ausgangsmaterial gefertigt. Bevorzugt ist dieses Ausgangsmaterial etwas abgeflacht und an den Enden des Beutels (an denen das schlauchartigen Ausgangsmaterial bspw. mit einer Siegelnaht mit sich selbst verbunden ist) sogar komplett plattgedrückt, um die abgeflachte Form mit abgeflachten Beutelflächen zu bilden.Bag-shaped packaging has a flattened shape with flattened bag surfaces. Bag-shaped packaging is preferably made from a tubular starting material. This starting material is preferably slightly flattened and even completely flattened at the ends of the bag (where the tubular starting material is connected to itself with a sealing seam, for example) in order to form the flattened shape with flattened bag surfaces.

Bevorzugt ist das schlauchförmige Ausgangsmaterial aus einem flächigen Ausgangsmaterial gefertigt, welches durch eine Siegelnaht zu einem Schlauch gefügt ist. Für die Herstellung von beutelförmigen Verpackungen ist also die Ausbildung von Siegelnähten zum Verbinden von flächigen Ausgangsmaterialien sowohl zur Herstellung von schlauchförmigen Ausgangsmaterialen als auch zum Ausbilden der einzelnen Beutel aus dem flächigen Ausgangsmaterial regelmäßig erforderlich. Siegelnähte sind aus diesem Grund für die Herstellung von beutelförmigen Verpackungen besonders wichtig.Preferably, the tubular starting material is made from a flat starting material which is joined to form a tube by a sealing seam. For the production of bag-shaped packaging, the formation of sealing seams for connecting flat starting materials is therefore regularly required both for the production of tubular starting materials and for the formation of the individual bags from the flat starting material. For this reason, sealing seams are particularly important for the production of bag-shaped packaging.

Das hier beschriebene Verfahren dient dazu, Siegelnähte bei Verpackungen aus faserbasierten Packmaterialien herzustellen.The process described here is used to produce sealing seams in packaging made of fiber-based packaging materials.

Verpackungen aus faserbasierten Packmaterialien (insbesondere aus Naturfasern, bspw. aus Papier oder Karton) haben gegenüber Verpackungen aus Kunststoffmaterialien regelmäßig beachtliche Vorteile hinsichtlich der Umweltverträglichkeit und der Möglichkeiten des Recyclings. Die Herstellung solcher Verpackungen erfordert jedoch andere Ansätze als die Herstellung von Verpackungen aus Kunststoff. Verfahren zum Herstellen von Siegelnahten bei Verpackungen aus faserbasierten Packmaterialien sind beispielsweise in den Schriften DE 10 2020 133 987 A1 , DE 10 2019 202 847 A1 , DE 10 2015 223 070 A1 und DE 10 2013 225 743 A1 offenbart.Packaging made from fibre-based packaging materials (in particular from natural fibres, e.g. paper or cardboard) generally has considerable advantages over packaging made from plastic materials in terms of environmental compatibility and recycling options. However, the production of such packaging requires different approaches than the production of plastic packaging. Methods for producing sealing seams in packaging made from fibre-based packaging materials are described, for example, in the documents EN 10 2020 133 987 A1 , EN 10 2019 202 847 A1 , EN 10 2015 223 070 A1 and EN 10 2013 225 743 A1 disclosed.

Insbesondere das Siegeln von Stapeln von Lagen eines faserbasierten Packmaterials, wie dies beispielsweise zur Herstellung von beutelförmigen Verpackungen notwendig und üblich ist, bietet andere Herausforderungen als das Siegeln von Stapeln von Lagen eines kunststoffbasierten Packmaterials.In particular, sealing stacks of layers of a fiber-based packaging material, as is necessary and common for example for the production of bag-shaped packaging, presents different challenges than sealing stacks of layers of a plastic-based packaging material.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme wenigstens teilweise zu lösen. Diese Aufgabe wird gelöst mit der Erfindung gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen sowie in der Beschreibung und insbesondere auch in der Figurenbeschreibung angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass der Fachmann die einzelnen Merkmale in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert und damit zu weiteren Ausgestaltungen der Erfindung gelangt.Based on this, it is the object of the present invention to at least partially solve the problems described with reference to the prior art. This object is solved with the invention according to the features of the independent patent claims. Further advantageous embodiments are specified in the dependently formulated patent claims as well as in the description and in particular in the description of the figures. It should be noted that the person skilled in the art can combine the individual features in a technologically meaningful way and thus arrive at further embodiments of the invention.

Hier beschrieben werden soll ein Verfahren zum Siegeln eines Stapels von Lagen eines faserbasierten Packmaterials entlang eines linienförmigen Siegelbereichs, wobei der Stapel von Lagen an mindestens einer Position entlang des linienförmigen Siegelbereichs ein Ende mindestens einer Lage aufweist, aufweisend die folgenden Schritte:

  1. a) Einbringen eines Befeuchtungsmediums in das innere Volumen mindestens einer Lage in dem linienförmigen Siegelbereich vor dem Siegeln, um eine Verformbarkeit der Lagen beim Siegeln zu unterstützen; und
  2. b) Siegeln des Stapels von Lagen mit Siegelbacken eines Siegelwerkzeuges, wobei eine permanente Verformung der Lagen im Bereich des Endes erfolgt.
What is to be described here is a method for sealing a stack of layers of a fiber-based packaging material along a linear sealing region, wherein the stack of layers has an end of at least one layer at at least one position along the linear sealing region, comprising the following steps:
  1. a) introducing a moistening medium into the inner volume of at least one layer in the linear sealing area prior to sealing to assist deformability of the layers during sealing; and
  2. b) Sealing the stack of layers with sealing jaws of a sealing tool, whereby a permanent deformation of the layers occurs in the area of the end.

Das beschriebene Verfahren kann insbesondere im Rahmen der Herstellung von beutelförmigen Verpackungen eingesetzt werden, beispielsweise, um aus flächigen Ausgangsmaterialien schlauchförmige Ausgangsmaterialien für die Herstellung von Beuteln herzustellen, oder beispielsweise, um ein schlauchförmiges Ausgangsmaterial in einzelne beutelförmige Verpackungen zu unterteilen.The method described can be used in particular in the context of the production of bag-shaped packaging, for example to produce tubular starting materials for the production of bags from flat starting materials, or for example to divide a tubular starting material into individual bag-shaped packaging.

Das faserbasierte Packmaterial ist insbesondere ein Papier oder ein Karton. Je nach Stärke/Dicke und Aufbau spricht man auch von einem Verpackungskarton oder einem Verpackungspapier. Umformverfahren für Papier oder Karton sind verfügbar und ermöglichen eine Umformung, wobei insbesondere gegenüber einer Grundebene des Papiers oder der Verpackung steil ausgebildete Flanken nur eingeschränkt herstellbar sind.The fiber-based packaging material is in particular paper or cardboard. Depending on the strength/thickness and structure, it is also referred to as packaging cardboard or packaging paper. Forming processes for paper or cardboard are available and enable forming, although steep flanks, particularly compared to a base plane of the paper or packaging, can only be produced to a limited extent.

Der Begriff "Karton" bezeichnet einen flächigen Werkstoff, der im Wesentlichen aus Fasern (insbesondere Fasern aus pflanzlicher Herkunft) besteht. Insbesondere handelt es sich um einen Werkstoff aus Zellulosefasern. Ein solcher Werkstoff wird bevorzugt durch Entwässerung einer Fasersuspension gebildet. Ein "Karton" weist gegenüber einem Papier insbesondere eine erhöhte mechanische Festigkeit auf. Bevorzugt hat der "Karton" ein Mindestgewicht pro Quadratmeter Kartonfläche von 130 g/m2 [Gramm/Quadratmeter]. Materialien mit einem geringeren Gewicht pro Fläche werden häufig als Papier bezeichnet. Ein Karton kann auch ein Verbundwerkstoff aus mehreren Schichten Papier mit einem Gewicht pro Fläche unterhalb von 130 g/m2 [Gramm/Quadratmeter] sein. Gegebenenfalls kann ein solcher Verbundwerkstoff auch Luft enthalten und beispielsweise mit einer gewellten Papierschicht ausgeführt sein. Ein solcher flächiger Werkstoff kann auch aus einem Faserverbund gebildet sein oder einen Faserverbund umfassen, welcher nicht kompakt ist, sondern offene oder geschlossene Poren aus Luft umschließt.The term "cardboard" refers to a flat material that consists essentially of fibers (in particular fibers of plant origin). In particular, it is a material made of cellulose fibers. Such a material is preferably formed by dewatering a fiber suspension. A "cardboard" has, in particular, increased mechanical strength compared to paper. The "cardboard" preferably has a minimum weight per square meter of cardboard surface of 130 g/m 2 [grams/square meter]. Materials with a lower weight per surface are often referred to as paper. A cardboard can also be a composite material made of several layers of paper with a weight per surface of less than 130 g/m 2 [grams/square meter]. If necessary, such a composite material can also contain air and be designed, for example, with a corrugated paper layer. Such a flat material can also be formed from a fiber composite or comprise a fiber composite that is not compact but encloses open or closed pores of air.

Das faserbasierte Packmaterial, welches für das hier beschriebene Verfahren eingesetzt wird, hat insbesondere ein Flächengewicht von zwischen 30 g/m2 [Gramm/Quadratmeter] und 200 g/m2 [Gramm/Quadratmeter]. Besonders bevorzugt liegt das Flächengewicht unter 100 g/m2 [Gramm/Quadratmeter]. Das hier beschriebene Verfahren dient also eher dazu, dünnere faserbasierte Packmaterialien zu verarbeiten, die eher als Papier denn als Karton einzuordnen sind.The fiber-based packaging material used for the process described here has a basis weight of between 30 g/m 2 [grams/square meter] and 200 g/m 2 [grams/square meter]. The basis weight is particularly preferably less than 100 g/m 2 [grams/square meter]. The process described here is therefore more suitable for processing thinner fiber-based packaging materials that are more likely to be classified as paper than as cardboard.

Das faserbasierte Packmaterial ist insbesondere ein sogenanntes Kraftpapier. Kraftpapier ist ein Papier mit hoher Festigkeit.The fiber-based packaging material is in particular a so-called kraft paper. Kraft paper is a paper with high strength.

Der mit dem hier beschriebenen Verfahren hergestellte Siegelbereich ist grundsätzlich linienförmig. Das heißt, dass er eine Linie bildet, in welcher aufeinander liegende Lagen eines faserbasierten Packmaterials miteinander verbunden werden. Der linienförmige Siegelbereich hat bevorzugt eine gewisse Breite, die ausreichend ist, dass eine stabile Siegelverbindung ausgebildet werden kann. Die Form des linienförmigen Siegelbereichs wird üblicherweise durch die Form von Siegelbacken bestimmt, mit welchen das Siegeln erfolgt. Üblicherweise bildet der linienförmige Siegelbereich eine gerade Linie. Dies ist aber nicht zwangsläufig. Der linienförmige Siegelbereich kann auch eine gekrümmte oder irgendwie anders geformte Linie ausbilden. Siegelbacken sind Backen, die von einer Oberseite und von einer Unterseite gegen den Stapel von Lagen drücken und ggf. unter zusätzlicher Einwirkung von weiteren Einflüssen (wie beispielsweise Wärme und/oder Vibration etc.) eine Verbindung der Lagen miteinander bewirken. Die Verbindung der Lagen, die beim Siegeln in dem Siegelbereich hergestellt wird, ist bevorzugt stoffschlüssig. Insbesondere treten Fasern der verschiedenen Lagen des Stapels ineinander über, so dass nach dem Siegeln Verbindungen zwischen den Lagen entstanden sind, die zumindest teilweise auf den gleichen physikalisch/chemischen Kräften beruhen, die auch die Fasern des faserbasierten Packmaterials innerhalb einer Lage zusammenhalten.The sealing area produced using the method described here is basically linear. This means that it forms a line in which superimposed layers of a fiber-based packaging material are connected to one another. The linear sealing area preferably has a certain width that is sufficient to form a stable sealing connection. The shape of the linear sealing area is usually determined by the shape of the sealing jaws used for sealing. The linear sealing area usually forms a straight line. However, this is not inevitable. The linear sealing area can also form a curved or otherwise shaped line. Sealing jaws are jaws that press against the stack of layers from a top and bottom and, if necessary, with the additional effect of other influences (such as heat and/or vibration, etc.), cause the layers to be connected to one another. The connection between the layers that is produced during sealing in the sealing area is preferably material-to-material. In particular, fibres of the different layers of the stack merge into one another, so that after sealing, connections are created between the layers which are based at least in part on the same physical/chemical forces that also hold the fibres of the fibre-based packaging material together within a layer.

Eine besondere Herausforderung des hier beschriebenen Verfahrens ist, dass entlang des linienförmigen Siegelbereichs zumindest eine der Lagen des Stapels ein Ende aufweist. Durch das Ende einer Lage innerhalb des Stapels existiert ein Lagensprung in dem Stapel. Mit dem Begriff "Lagensprung" im Stapel ist hier gemeint, dass die Anzahl von Lagen im Stapel an einer Position in dem Stapel entlang des linienförmigen Bereichs sich ändert, bspw. von 5 zu 4, von 5 zu 3, von 3 zu 4 etc. Aufgrund einer gewissen Steifigkeit der einzelnen Lagen bildet sich vor dem Ende der Lage ein Raum, welcher beim Siegeln möglichst verschlossen werden sollte. Mit dem Begriff "Position" ist hier ein Punkt oder ein Bereich entlang des linienförmigen Siegelbereichs gemeint, an dem der linienförmige Bereich den und das (normalerweise ebenfalls linienförmige auftretende) Ende sich kreuzen. Mit dem Begriff "Position" ist insbesondere auch eine kreisförmige Umgebung um einen solchen Punkt herum gemeint.A particular challenge of the process described here is that along the linear sealing area at least one of the layers of the stack has a end. The end of a layer within the stack creates a layer jump in the stack. The term "layer jump" in the stack here means that the number of layers in the stack changes at a position in the stack along the linear area, e.g. from 5 to 4, from 5 to 3, from 3 to 4, etc. Due to a certain rigidity of the individual layers, a space forms in front of the end of the layer, which should be closed as much as possible during sealing. The term "position" here means a point or an area along the linear sealing area at which the linear area and the end (which is normally also linear) intersect. The term "position" also means in particular a circular area around such a point.

Um ein Verschließen dieses Raums beim Siegeln zu erreichen bzw. zumindest zu begünstigen, wird mit dem hier beschriebenen Verfahren vorgeschlagen in Schritt a) für das Siegeln ein Befeuchtungsmedium in das innere Volumen der mindestens einen Lage in dem linienförmigen Siegelbereich vor dem Siegeln einzubringen. Mit dem "linienförmigen Siegelbereich" ist hier der Bereich der Lagen gemeint, der innerhalb des linienförmigen Siegelbereichs liegt, oder in anderen Worten: der Bereich der Lagen, welcher beim Siegeln zwischen den Siegelbacken eines Siegelwerkzeuges angeordnet ist.In order to achieve or at least promote the closure of this space during sealing, the method described here proposes, in step a), introducing a moistening medium into the inner volume of the at least one layer in the linear sealing area before sealing. The "linear sealing area" here means the area of the layers that lies within the linear sealing area, or in other words: the area of the layers that is arranged between the sealing jaws of a sealing tool during sealing.

Das beschriebene Befeuchtungsmedium ist insbesondere eine Flüssigkeit und hat ganz besonders bevorzugt eine wässrige Basis. Bevorzugt ist das Befeuchtungsmedium überwiegend Wasser (beispielsweise Wasseranteil über 90 Prozent) und beinhaltet darüber hinaus ggf. Additive, wie bspw. Alkohol, Seifen, Glycerin, etc.. In Ausführungsformen können auch Befeuchtungsmedien auf anderer Basis, bspw. auf Basis von Alkohol oder Glycerin verwendet werden. Eindeutig bevorzugt sind aber Befeuchtungsmedien auf Wasserbasis, gegebenenfalls sogar sehr reines Wasser (destilliertes Wasser oder Sterilwasser) als Befeuchtungsmedium. Dies gilt insbesondere, wenn die mit dem Verfahren hergestellten Verpackungselemente zur Verpackung von Lebensmitteln dienen. Dann erfordern andere Befeuchtungsmedien als Wasser häufig eine vollständige Rückgewinnung/Extraktion aus dem Verpackungselement nach dessen Herstellung und vor der Einbringung des Lebensmittels, um lebensmittelrechtliche Vorschriften zu erfüllen. Bei der Verwendung von Wasser als Befeuchtungsmedium können besondere (insbesondere besonders rückstandsfreie) Verfahren zur Entfernung von Feuchtigkeit vermieden werden. In weiteren Ausführungsvarianten kann insbesondere Wasser als Befeuchtungsmedium mit Zusätzen wie Sacchariden (Mono-Saccharide und/oder Poly-Saccharide, insbesondere Zucker oder Stärke) oder Tensiden versetzt sein.The described humidification medium is in particular a liquid and most preferably has an aqueous base. Preferably, the humidification medium is predominantly water (for example, water content over 90 percent) and may also contain additives such as alcohol, soaps, glycerin, etc. In embodiments, humidification media on a different basis, e.g. based on alcohol or glycerin, can also be used. However, water-based humidification media are clearly preferred, possibly even very pure water (distilled water or sterile water) as a humidification medium. This applies in particular if the packaging elements produced using the method are used to package food. In this case, humidification media other than water often require complete recovery/extraction. from the packaging element after its manufacture and before the food is introduced in order to comply with food law regulations. When using water as a moistening medium, special (particularly residue-free) processes for removing moisture can be avoided. In other design variants, water in particular as a moistening medium can be mixed with additives such as saccharides (monosaccharides and/or polysaccharides, in particular sugar or starch) or surfactants.

Damit, dass das Befeuchtungsmedium in das innere Volumen der mindestens einen Lage eingebracht wird, wird erreicht, dass die Verformbarkeit des faserbasierten Packmaterials der Lage lokal stark erhöht wird. Eine Anpassung der Form der Lage (Verformung) beim Siegeln an den Lagensprung bzw. an das Ende der mindestens einen Lage wird so begünstigt.By introducing the moistening medium into the inner volume of at least one layer, the deformability of the fiber-based packaging material of the layer is locally increased significantly. This promotes an adaptation of the shape of the layer (deformation) during sealing to the layer jump or to the end of the at least one layer.

Die Einbringung von Befeuchtungsmedium in das innere Volumen ist insbesondere abzugrenzen von einer Befeuchtung der Oberfläche einer Lage. Es ist für das beschriebenen Verfahren vorteilhaft, wenn das Befeuchtungsmedium in das faserbasierte Packmaterial eindringt. Ein Eindringen in das innere Volumen ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass das Befeuchtungsmedium von dem faserbasierten Packmaterial aufgenommen wurde. Eine reine Benetzung der Oberfläche kann von einem Eindringen des Befeuchtungsmediums in das innere Volumen beispielsweise dadurch unterschieden werden, wie stark das Gewicht des faserbasierten Packmaterials durch das Befeuchtungsmedium lokal erhöht wurde, wenn Reste des Befeuchtungsmediums von der Oberfläche des faserbasierten Packmaterials wieder entfernt wurden. Bevorzugt tritt durch das Eindringen des Befeuchtungsmediums in das faserbasierte Packmaterial eine lokale Gewichtszunahme des faserbasierten Packmaterials von mehr als 10 Prozent, besonders bevorzugt sogar mehr als 20 Prozent auf.The introduction of moistening medium into the inner volume is to be distinguished in particular from moistening the surface of a layer. It is advantageous for the described method if the moistening medium penetrates into the fiber-based packaging material. Penetration into the inner volume is characterized, for example, by the fact that the moistening medium has been absorbed by the fiber-based packaging material. Pure wetting of the surface can be distinguished from penetration of the moistening medium into the inner volume, for example, by how much the weight of the fiber-based packaging material was locally increased by the moistening medium when residues of the moistening medium were removed from the surface of the fiber-based packaging material. Preferably, the penetration of the moistening medium into the fiber-based packaging material results in a local increase in the weight of the fiber-based packaging material of more than 10 percent, particularly preferably even more than 20 percent.

Das Eindringen des Befeuchtungsmediums in das innere Volumen kann darüber hinaus auch über die erreichte verbesserte Verformbarkeit definiert werden. Während eine reine Benetzung der Oberfläche nicht zu einer Verbesserung der Verformbarkeit führt, wird durch das Eindringen in das innere Volumen die Verformbarkeit erheblich verbessert. Bevorzugt nimmt eine Verformbarkeit durch das Befeuchtungsmedium in dem inneren Volumen lokal um mindesten 5 Prozent, besonders bevorzugt um mindestens 20 Prozent zu. Mit einer Verfombarkeit ist hier die Möglichkeit beschrieben die Form des faserbasierten Packmaterials zu verändern, ohne den Verbund bzw. Zusammenhalt des faserbasierten Packmaterials zu beschädigen. Der Verbund bzw. Zusammenhalt des faserbasierten Packmaterials wäre beispielsweise beschädigt, wenn das faserbasierte Packmaterial reißt. Eine verbesserte Verformbarkeit sorgt also dafür, dass das faserbasierte Packmaterial besser, bzw. mehr verformt werden kann, ohne dass es reißt oder zerstört wird. Die Verformbarkeit wird insbesondere dadurch verbessert, dass die Dehnbarkeit und Komprimierbarkeit des faserbasierten Packmaterials verbessert wird. Durch eine verbesserte Dehnbarkeit und Komprimierbarkeit wird auch die Möglichkeit eine Lage des faserbasierten Packmaterials zu Biegen verbessert. Durch das Befeuchtungsmedium wird eine verbesserte Verformbarkeit insbesondere dadurch erreicht, dass Fasern des faserbasierten Packmaterials besser gegeneinander aufeinander Verrutschen können bzw. ein Verhaken der Oberflächen von aufeinanderliegenden Fasern des faserbasierten Packmaterials reduziert ist. Das nicht befeuchtete faserbasierte Packmaterial kann beispielsweise um 2% gedehnt werden, ohne dass es reißt. Durch eine Verbesserung der Verformbarkeit um 5% kann dann beispielsweise erreicht werden, dass das faserbasierte Packmaterial um 7% gedehnt werden kann ohne das es reißt.The penetration of the moistening medium into the inner volume can also be defined by the improved deformability achieved. While a mere wetting of the surface does not lead to an improvement in deformability , the deformability is considerably improved by the penetration into the inner volume. Preferably, the deformability increases locally by at least 5 percent, particularly preferably by at least 20 percent, due to the humidification medium in the inner volume. Deformability here describes the possibility of changing the shape of the fiber-based packaging material without damaging the bond or cohesion of the fiber-based packaging material. The bond or cohesion of the fiber-based packaging material would be damaged, for example, if the fiber-based packaging material tears. Improved deformability therefore ensures that the fiber-based packaging material can be deformed better or more without it tearing or being destroyed. The deformability is improved in particular by improving the extensibility and compressibility of the fiber-based packaging material. Improved extensibility and compressibility also improves the possibility of bending a layer of the fiber-based packaging material. The moistening medium improves deformability, particularly because the fibers of the fiber-based packaging material can slide against each other better and the snagging of the surfaces of fibers of the fiber-based packaging material lying on top of each other is reduced. The non-moistened fiber-based packaging material can, for example, be stretched by 2% without tearing. By improving the deformability by 5%, it can then be achieved that the fiber-based packaging material can be stretched by 7% without tearing.

Das Einbringen des Befeuchtungsmediums in Schritt a) erfolgt bevorzugt mit einem Befeuchtungswerkzeug, welches die Oberfläche des faserbasierten Packmaterials benetzt und dann ggf. unterstützt, damit das Befeuchtungsmedium ausgehend von der Oberfläche in das innere Volumen eindringt.The introduction of the moistening medium in step a) is preferably carried out using a moistening tool, which wets the surface of the fiber-based packaging material and then, if necessary, supports it so that the moistening medium penetrates from the surface into the inner volume.

Das Einbringen des Befeuchtungsmediums in Schritt a) kann mit verschiedenen Verfahren durchgeführt werden. Das Befeuchtungsmedium kann beispielsweise durch Sprühen per Düsen, Wasserauftrag per Walze oder Schwamm o.ä. auf die Oberfläche aufgebracht werden bzw. in das innere Volumen eingebracht werden.The introduction of the humidification medium in step a) can be carried out using various methods. The humidification medium can be applied to the surface or introduced into the inner volume by spraying it using nozzles, applying water using a roller or sponge, etc.

Bevorzugt erfolgen Unterstützungsmaßnahmen, die das Eindringen des Befeuchtungsmediums in das innere Volumen begünstigen. Beispielsweise kann ein Sprühen per Düsen mit einem Mindestdruck erfolgen, so dass ein Eindringen des Befeuchtungsmediums in das innere Volumen begünstigt wird. In weiteren Ausführungsvarianten können Walzen mit Druck auf das faserbasierte Packmaterial wirken, um das Befeuchtungsmedium in das innere Volumen einzubringen.Preferably, support measures are used that promote the penetration of the moistening medium into the inner volume. For example, spraying can be carried out using nozzles with a minimum pressure so that the penetration of the moistening medium into the inner volume is promoted. In other design variants, rollers can act with pressure on the fiber-based packing material in order to introduce the moistening medium into the inner volume.

In weiteren Ausführungsvarianten wird das faserbasierte Packmaterial zum Einbringen des Befeuchtungsmediums in das innere Volumen konditioniert (z.B. durch Lagerung bei erhöhter Luftfeuchtigkeit). Gegebenenfalls kann) ein zeitlicher Abstand zwischen dem Ende von Schritt a) und dem Beginn Schritt b) dann größer sein. Bevorzugt werden dann noch Maßnahmen durchgeführt, mit denen sichergestellt wird, dass das Befeuchtungsmedium (die in Schritt a) in das innere Volumen eingebrachte Feuchtigkeit) auch während dem Siegelprozess ausreichend zur Verfügung steht und nicht vorher schon zu stark abnimmt. Beispielsweise kann die Luftfeuchtigkeit, der das faserbasierte Packmaterial während des Siegelprozesses Schritt b) ausgesetzt ist, gezielt erhöht eingestellt sein, um ein Austrocknen des faserbasierten Packmaterials zu verhindern.In further design variants, the fiber-based packaging material is conditioned to introduce the humidification medium into the inner volume (e.g. by storing it at increased air humidity). If necessary, the time interval between the end of step a) and the start of step b) can then be longer. Preferably, measures are then taken to ensure that the humidification medium (the moisture introduced into the inner volume in step a)) is also sufficiently available during the sealing process and does not decrease too much beforehand. For example, the air humidity to which the fiber-based packaging material is exposed during the sealing process step b) can be deliberately set to be increased in order to prevent the fiber-based packaging material from drying out.

Das Siegeln des Stapels in Schritt b) erfolgt bevorzugt mit einem Siegelwerkzeug welches Siegelbacken aufweist, zwischen welchen der Stapel von Lagen unter Druck und ggf. zusätzlich unter Einwirkung von weiteren Einflüssen (bspw. Wärme und/oder Vibrationen) zusammengedrückt wird, so dass sich eine Verbindung zwischen den Lagen ausbildet. Wie schon ausgeführt ist die Verbindung bevorzugt eine stoffschlüssige Verbindung. Besonders bevorzugt ist die Verbindung vollständig geschlossen. Das bedeutet, dass keine Durchgänge durch die Siegelverbindung existieren. Besonders bevorzugt kann kein in der Verpackung enthaltenes Produkt durch die in Schritt b) durch das Siegeln gebildete Verbindung austreten. Weiter bevorzugt ist die durch das Siegeln ausgebildete Verbindung sogar geeignet, ein Ein- und Austreten von Feuchtigkeit und/oder Dampf aus der Verpackung zu verhindern.The sealing of the stack in step b) is preferably carried out with a sealing tool which has sealing jaws, between which the stack of layers is pressed together under pressure and possibly also under the influence of other influences (e.g. heat and/or vibrations), so that a connection is formed between the layers. As already explained, the connection is preferably a material-locking connection. The connection is particularly preferably completely closed. This means that there are no passages through the sealing connection. Particularly preferably, no product contained in the packaging can escape through the connection formed by sealing in step b). More preferably, the connection formed by sealing is even suitable for preventing moisture and/or steam from entering and escaping from the packaging.

Zur Ausbildung einer geschlossenen Verbindung bei Stapeln von Lagen von faserbasierten Packmaterialien gemäß den Schritten a) und b) ist die Einbringung des Befeuchtungsmediums gemäß Schritt a) von erheblichem Vorteil, weil dadurch die Verformbarkeit der Lagen des faserbasierten Packmaterials erheblich verbessert wird und so eine Anpassung der Form der Lagen an Lagensprünge und/oder Enden von Lagen erreicht wird.In order to form a closed connection when stacking layers of fiber-based packaging materials according to steps a) and b), the introduction of the moistening medium according to step a) is of considerable advantage because this significantly improves the deformability of the layers of the fiber-based packaging material and thus achieves an adaptation of the shape of the layers to layer jumps and/or ends of layers.

Besonders vorteilhaft ist, wenn in Schritt b) ein Befeuchtungsmedium in Oberflächenbereiche der Lagen in dem linienförmigen Siegelbereich eingebracht wird, um die Ausbildung einer Verbindung zwischen den Lagen zu unterstützen.It is particularly advantageous if, in step b), a moistening medium is introduced into surface areas of the layers in the linear sealing area in order to support the formation of a connection between the layers.

Das Befeuchtungsmedium kann zusätzlich in und/oder an Oberflächenbereiche der Lagen aufgebracht werden, um bei der Ausbildung der Verbindung mitzuwirken. Unter Einwirkung des Befeuchtungsmediums verbessert sich die Ausbildung von Verbindungen von Fasern aus verschiedenen Lagen des Stapels miteinander.The moistening medium can also be applied in and/or on surface areas of the layers to help form the connection. The moistening medium improves the formation of connections between fibers from different layers of the stack.

Außerdem vorteilhaft ist, wenn eine Oberfläche mindestens einer Lage eine Siegelschicht aufweist, die beim Siegeln des Stapels mit weiteren Lagen eine Siegelverbindung ausbildet.It is also advantageous if a surface of at least one layer has a sealing layer which forms a sealing connection with further layers when the stack is sealed.

Die Siegelschicht kann insbesondere Teil einer Barriereschicht sein, mit der die Oberfläche des faserbasierten Packmaterials beschichtet ist.The sealing layer can in particular be part of a barrier layer with which the surface of the fibre-based packaging material is coated.

Durch eine Barriereschicht wird das Austreten von Gasen, Feuchtigkeit oder fettigen/öligen Substanzen aus dem faserbasierten Packmaterial erschwert, weil der Durchtritt der Medien durch die Barriereschicht beeinträchtigt oder sogar verhindert ist. Die Barriereschicht kann insbesondere eine Dampf- und oder Feuchtigkeitsbarriere für die hergestellte Verpackung bereitstellen. Derartige Barriereschichten sind häufig auf Basis von (natürlichen oder synthetischen) Kunststoffen hergestellt.A barrier layer makes it more difficult for gases, moisture or greasy/oily substances to escape from the fiber-based packaging material because the passage of the media through the barrier layer is impaired or even prevented. The barrier layer can in particular provide a vapor and/or moisture barrier for the packaging produced. Such barrier layers are often made from (natural or synthetic) plastics.

Die Siegelschicht kann auch nicht Teil einer Barriereschicht sein, sondern lediglich eine zur Ausbildung der Siegelung vorgesehene Beschichtung im Bereich des linienförmigen Siegelbereichs.The sealing layer may also not be part of a barrier layer, but merely a coating intended to form the seal in the area of the linear sealing area.

Beim Eintritt des Befeuchtungsmediums in das faserbasierte Packmaterial in Schritt a) erfolgt die Einbringung in das innere Volumen bevorzugt ausgehend von einer Seite des faserbasierten Packmaterials, die nicht mit der Siegelschicht und/oder Barriereschicht beschichtet ist, weil das Eindringen durch die Siegelschicht und/oder Barriereschicht bevorzugt behindert wird.When the moistening medium enters the fiber-based packaging material in step a), the introduction into the inner volume preferably takes place starting from a side of the fiber-based packaging material that is not coated with the sealing layer and/or barrier layer, because the penetration is preferably hindered by the sealing layer and/or barrier layer.

Bevorzugt wird die Siegelung in Schritt b) bei dieser Ausführungsvariante zwischen Teilen der Barriereschicht bzw. Siegelschicht ausgebildet. Eine verbesserte Verformbarkeit durch das in das innere Volumen des faserbasierten Packmaterials eingebrachte Befeuchtungsmediums ist hier sehr hilfreich, weil eine Anpassung der Form des beschichten faserbasierten Packmaterials ermöglicht wird, die ein Verschließen von Räumen an Lagensprüngen und/oder Enden von Lagen ermöglicht. Die Barriereschichten bzw. Siegelschichten auf benachbarten Lagen in dem Stapel können durch verbesserte Verformbarkeit des faserbasierten Packmaterials aneinander anliegen. So können die Räume in der Siegelung geschlossen werden und es kann eine (durchgängige) Siegelverbindung ausgebildet werden.Preferably, the seal in step b) is formed between parts of the barrier layer or sealing layer in this embodiment. Improved deformability due to the moistening medium introduced into the inner volume of the fiber-based packaging material is very helpful here because it enables the shape of the coated fiber-based packaging material to be adapted, which enables spaces at layer jumps and/or ends of layers to be closed. The barrier layers or sealing layers on adjacent layers in the stack can lie against one another due to the improved deformability of the fiber-based packaging material. In this way, the spaces in the seal can be closed and a (continuous) sealing connection can be formed.

Das Ende ist zwischen zwei äußeren Lagen angeordnet, die in einem Abstand von dem Ende aneinander anliegen und zu dem Ende hin auseinanderlaufen, so dass ein annähernd dreiecksförmiger Raum zwischen den äußeren Lagen und dem Ende gebildet ist, wobei der dreiecksförmige Raum durch die permanente Verformung der Lagen in Schritt b) zumindest größtenteils geschlossen wird.The end is arranged between two outer layers which abut one another at a distance from the end and diverge towards the end so that an approximately triangular space is formed between the outer layers and the end, the triangular space being at least largely closed by the permanent deformation of the layers in step b).

Derartige (annähernd) dreiecksförmige Räume bilden sich insbesondere dann, wenn beispielsweise Faltungen von Lagen in dem linienförmigen Siegelbereich vorliegen. Mit dem beschriebenen Verfahren kann insbesondere in solchen Bereichen die Verformbarkeit des faserbasierten Packmaterials verbessert werden.Such (approximately) triangular spaces form in particular when, for example, folds of layers are present in the linear sealing area. The method described can be used to improve the deformability of the fiber-based packaging material, particularly in such areas.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn nach Schritt a) und vor Schritt b) eine Einwirkzeit vorgesehen ist, welche ein Einwirken des Befeuchtungsmediums in dem inneren Volumen der Lagen begünstigt.It is particularly advantageous if after step a) and before step b) an exposure time is provided which promotes the action of the moistening medium in the inner volume of the layers.

Ein zeitlicher Abstand zwischen Schritt a) und Schritt b) kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass Schritt a) und Schritt b) an hintereinander angeordneten Bearbeitungsstationen in einer Vorrichtung zur Herstellung von Verpackungen und zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens stattfinden.A time interval between step a) and step b) can be achieved, for example, by performing step a) and step b) at processing stations arranged one after the other in a device for producing packaging and for carrying out the method described.

Außerdem vorteilhaft ist es, wenn in Schritt a) das Befeuchtungsmedium bereichsweise in den linienförmigen Siegelbereich eingebracht wird, wobei die Einbringung des Befeuchtungsmediums insbesondere in einer Umgebung eines Endes erfolgt.It is also advantageous if, in step a), the moistening medium is introduced into the linear sealing area in regions, wherein the moistening medium is introduced in particular in the vicinity of one end.

Bevorzugt wird Schritt a) hierfür mit einem Befeuchtungswerkzeug ausgeführt, welches für eine lokal begrenzte Applikation des Befeuchtungsmediums geeignet ist.Preferably, step a) is carried out using a humidification tool which is suitable for a locally limited application of the humidification medium.

Darüber hinaus vorteilhaft ist es, wenn in Schritt a) das Befeuchtungsmedium in an dem Ende anliegende Lagen eingebracht wird, um eine Anpassung der Formung dieser anliegenden Lagen an das Ende zu begünstigen.Furthermore, it is advantageous if, in step a), the moistening medium is introduced into layers adjacent to the end in order to promote an adaptation of the shape of these adjacent layers to the end.

Auch vorteilhaft ist es, wenn die in Schritt b) zum Siegeln verwendeten Siegelbacken des Siegelwerkzeugs an die Enden in dem Stapel von Lagen angepasste Oberflächenkonturen aufweisen.It is also advantageous if the sealing jaws of the sealing tool used for sealing in step b) have surface contours adapted to the ends in the stack of layers.

Besonders bevorzugt sind solche Siegelbacken so ausgeführt, dass sie im Bereich von Enden von Lagen beim Siegeln einen (etwas) erhöhten Druck auf den Stapel ausüben, welcher die gewünschte Verformung der Lagen im Bereich des Endes unterstützt, um Räume innerhalb der Siegelung zu schließen.Particularly preferably, such sealing jaws are designed in such a way that they exert a (slightly) increased pressure on the stack in the region of the ends of layers during sealing, which supports the desired deformation of the layers in the region of the end in order to close spaces within the seal.

Außerdem vorteilhaft ist es, wenn während Schritt a) und/oder Schritt b) ein Druck auf die Lagen ausgeübt wird, welcher ein Eindringen und Verteilen des Befeuchtungsmediums in dem inneren Volumen der Lagen unterstützt.It is also advantageous if, during step a) and/or step b), a pressure is exerted on the layers, which supports penetration and distribution of the moistening medium in the inner volume of the layers.

Darüber hinaus vorteilhaft ist es, wenn während Schritt a) und/oder Schritt b) mit Vibrationen auf die Lagen eingewirkt wird, um ein Eindringen und Verteilen des Befeuchtungsmediums in dem inneren Volumen der Lagen zu unterstützen.Furthermore, it is advantageous if vibrations are applied to the layers during step a) and/or step b) in order to support penetration and distribution of the moistening medium in the inner volume of the layers.

Vibrationen werden insbesondere auch für Schritt a) angewendet und nicht nur für Schritt b), so dass die Vibrationen auch beim Eindringen/Verteilen des Befeuchtungsmediums in dem inneren Volumen wirken.Vibrations are particularly applied for step a) and not only for step b), so that the vibrations also act on the penetration/distribution of the humidification medium in the inner volume.

Auch vorteilhaft ist es, wenn Lagen des faserbasierten Packmaterials in Bereichen eines Endes angepasste Materialeigenschaften aufweisen.It is also advantageous if layers of the fiber-based packaging material have adapted material properties in areas of one end.

Angepasste Materialeigenschaften können insbesondere eine verbesserte Aufnahmefähigkeit für Befeuchtungsmedien in diesen Bereichen beinhalten, durch welche die Verformbarkeit des faserbasierten Packmaterials in diesen Bereichen noch weiter erhöht wird.Adapted material properties can in particular include an improved absorption capacity for moistening media in these areas, which further increases the deformability of the fiber-based packaging material in these areas.

Außerdem vorteilhaft ist es, wenn ein Ende durch eine umgefaltete Lage gebildet ist, so dass eine Endstirnfläche des Endes von einer umgebogenen Oberfläche der Lage gebildet ist und eine Höhe des Endes im Wesentlichen der doppelten Dicke der Lage entspricht.It is also advantageous if one end is formed by a folded layer, so that an end face of the end is formed by a bent surface of the layer and a height of the end corresponds substantially to twice the thickness of the layer.

Solche durch umgefaltete Lagen gebildeten Enden sind keine Enden des Materials der Lage an sich. Das Material der Lagen selbst ist durch die Umfaltung durchgehend. Es handelt sich vielmehr um Enden der Lagen bei einer Betrachtung entlang des linienförmigen Bereiches in dem Lagenstapel. Der Begriffe "Ende" ist hier so definiert, dass Lagen innerhalb des Stapels in dem linienförmigen Bereich aufhören, d.h. sich nicht komplett entlang des linienförmigen Bereiches erstrecken.Such ends formed by folded layers are not ends of the material of the layer itself. The material of the layers itself is continuous through the fold. Rather, they are ends of the layers when viewed along the linear region in the layer stack. The term "end" is defined here in such a way that layers within the stack stop in the linear region, i.e. do not extend completely along the linear region.

Auch vorteilhaft ist es, wenn ein Ende durch eine abgeschnittene Lage gebildet ist und eine Höhe des Endes im Wesentlichen der Dicke der Lage entspricht.It is also advantageous if one end is formed by a cut-off layer and a height of the end essentially corresponds to the thickness of the layer.

Darüber hinaus vorteilhaft ist es, wenn der Stapel von Lagen eine Verpackung bildet, die durch die mit dem Verfahren hergestellte Verbindung zumindest abschnittsweise verschlossen wird.Furthermore, it is advantageous if the stack of layers forms a package which is at least partially closed by the connection produced by the method.

Hier auch beschrieben werden soll eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens aufweisend ein Befeuchtungswerkzeug zur Durchführung von Schritt a) und ein Siegelwerkzeug mit Siegelbacken zur Durchführung von Schritt b).Also to be described here is a device for carrying out the described method comprising a moistening tool for carrying out step a) and a sealing tool with sealing jaws for carrying out step b).

Hier auch beschrieben werden soll eine Verpackung, die unter Anwendung des beschriebenen Verfahrens hergestellt wurde.Also to be described here is a packaging that was produced using the described process.

Es soll darauf hingewiesen werden, dass die im Zusammenhang mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren geschilderten besonderen Vorteile und Ausgestaltungsmerkmale auch auf die im Folgenden beschriebene Vorrichtung und die Verpackung anwendbar und übertragbar sind.It should be noted that the particular advantages and design features described in connection with the method described above are also applicable and transferable to the device and packaging described below.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen bevorzugte Ausführungsbeispiele, auf welche die Erfindung nicht beschränkt ist. Es ist insbesondere darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die in den Figuren dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:

Fig. 1:
eine beschriebene Verpackung;
Fig. 2:
einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsvariante eines zu siegelnden Bereichs einer beschriebenen Verpackung;
Fig. 3:
einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsvariante eines zu siegelnden Bereichs einer beschriebenen Verpackung;
Fig. 4:
einen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsvariante eines zu siegelnden Bereichs einer beschriebenen Verpackung;
Fig. 5:
einen Abschnitt eines zu siegelnden Bereichs einer Verpackung;
Fig. 6:
eine weitere Variante eines Abschnitts eines zu siegelnden Bereichs einer Verpackung;
Fig. 7:
eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens;
Fig. 8:
eine Variante eines Abschnitts eines zu siegelnden Bereichs einer Verpackung mit einer Siegelschicht; und
Fig. 9:
die Variante eines Abschnitts eines zu siegelnden Bereichs einer Verpackung gemäß Fig 9 nach der Anwendung des Verfahrens.
The invention and the technical environment of the invention are explained in more detail below with reference to the figures. The figures show preferred embodiments to which the invention is not limited. It should be noted in particular that the figures and in particular the proportions shown in the figures are only schematic. They show:
Fig.1:
a described packaging;
Fig. 2:
a cross-section through a first embodiment of an area to be sealed of a written package;
Fig. 3:
a cross-section through a second embodiment of an area to be sealed of a written package;
Fig.4:
a cross-section through a third embodiment of an area to be sealed of a written package;
Fig.5:
a portion of an area of a package to be sealed;
Fig.6:
another variant of a section of an area of a package to be sealed;
Fig.7:
a device for carrying out the described method;
Fig.8:
a variant of a portion of a region to be sealed of a package with a sealing layer; and
Fig. 9:
the variant of a section of a packaging area to be sealed according to Fig. 9 after applying the procedure.

Fig. 1 zeigt eine Verpackung 17, wie sie mit dem hier beschriebenen Verfahren hergestellt bzw. gesiegelt werden kann. Zu erkennen ist, dass es sich um eine beutelförmige Verpackung 17 handelt. Diese beutelförmige Verpackung 17 ist aus einem faserbasierten Packmaterial gefertigt. Das faserbasierte Packmaterial ist bevorzugt mit einer Längssiegelung 25 zu einem schlauchförmigen Ausgangsmaterial 26 (Zwischenprodukt) geformt. Zusätzlich existieren bevorzugt zwei linienförmige Siegelbereiche 3, mit denen von dem schlauchförmigen Ausgangsmaterial 26 die eigentliche Verpackung 17 abgeschlossen wird. In den linienförmigen Siegelbereichen 3 sowie mit den Längssiegelungen 25 sind jeweils Verbindungen 18 als Siegelverbindungen ausgebildet. Die einzelnen Verpackungen 17 sind von dem schlauchförmigen Ausgangsmaterial 26 durch Schnitte 21 abgetrennt. Fig.1 shows a packaging 17 as it can be produced or sealed using the method described here. It can be seen that it is a bag-shaped packaging 17. This bag-shaped packaging 17 is made from a fiber-based packaging material. The fiber-based packaging material is preferably formed with a longitudinal seal 25 to form a tubular starting material 26 (intermediate product). In addition, there are preferably two linear sealing areas 3 with which the actual packaging 17 is closed off from the tubular starting material 26. In the linear sealing areas 3 and with the longitudinal seals 25, connections 18 are formed as sealing connections. The individual packages 17 are separated from the tubular starting material 26 by cuts 21.

Fig. 2, 3 und 4 zeigen jeweils verschiedene schlauchförmige Ausgangsmaterialien 26, die zur Herstellung von beschriebenen Verpackungen 17 verwendet werden können, jeweils in dem Bereich, in welchem auch die in Fig. 1 schon dargestellten linienförmigen Siegelbereiche 3 eingebracht werden. Die Fig. 2, 3 und 4 können jeweils auch als Querschnitte durch beschriebene Verpackungen 17 bzw. den Stapel 1 der Lagen 2 verstanden werden. Zu erkennen ist, dass das schlauchförmige Ausgangsmaterial 26 jeweils mit einer Längssiegelung 25 aus einem flächigen Ausgangsmaterial aus faserbasiertem Packmaterial hergestellt wurde. Bevorzugt ist das schlauchförmige Ausgangsmaterial 26 jeweils beidseitig in einem Faltbereich 27 umgefaltet, so dass ein Verpackungsvolumen ausgebildet ist. Bei der Durchführung der Siegelung werden alle hier im Querschnitt dargestellten Ebenen aufeinandergedrückt und damit ergeben sich entlang der Siegelverbindung Lagensprünge bzw. Enden 5 von Lagen 2, an denen die Ausbildung der Siegelverbindung durch das hier beschriebene Verfahren verbessert werden kann. Die einzelnen Positionen 4 der Enden 5 sind in den Fig. 2, 3 und 4 jeweils dargestellt. Fig. 2, 3 and 4 show different tubular starting materials 26 which can be used to produce the described packaging 17, each in the area in which the Fig.1 already shown linear sealing areas 3 are introduced. The Fig. 2, 3 and 4 can can also be understood as cross sections through the described packaging 17 or the stack 1 of the layers 2. It can be seen that the tubular starting material 26 was produced with a longitudinal seal 25 from a flat starting material made of fiber-based packaging material. Preferably, the tubular starting material 26 is folded over on both sides in a folding area 27 so that a packaging volume is formed. When sealing is carried out, all the levels shown here in cross section are pressed against one another and this results in layer jumps or ends 5 of layers 2 along the sealing connection, at which the formation of the sealing connection can be improved by the method described here. The individual positions 4 of the ends 5 are shown in the Fig. 2, 3 and 4 shown in each case.

Zu erkennen ist, dass Enden 5 von Lagen 2 sich beispielsweise an Positionen 4 befinden, an denen die Längssiegelung 25 auf den linienförmigen Siegelbereich 3 trifft. Zu erkennen ist weiterhin, dass Enden 5 von Lagen 2 sich beispielsweise an Positionen 4 innerhalb der Faltbereiche 27 befinden. Gemäß Fig. 2 ist die Längssiegelung 25 durch einen umgeklappten Bereich des flächigen Ausgangsmaterials hergestellt. Gemäß Fig. 3 ist die Längssiegelung 25 durch einen Überlappungsbereich des flächigen Ausgangsmaterials hergestellt. Gemäß Fig. 4 ist die Längssiegelung 25 in einem Faltbereich 27 ausgeführt.It can be seen that ends 5 of layers 2 are located, for example, at positions 4, where the longitudinal seal 25 meets the linear sealing area 3. It can also be seen that ends 5 of layers 2 are located, for example, at positions 4 within the folding areas 27. According to Fig.2 the longitudinal seal 25 is made by a folded-over area of the flat starting material. According to Fig.3 the longitudinal seal 25 is produced by an overlapping area of the flat starting material. According to Fig.4 the longitudinal seal 25 is executed in a folding area 27.

Die Fig. 5 und 6 zeigen jeweils einen Abschnitt eines zu siegelnden Bereichs einer Verpackung 17. Fig. 5 zeigt beispielsweise eine Situation, wie sie sich in dem Faltbereich 27 gemäß den Fig. 2 und 3 beim Siegeln einstellt. Fig. 5 zeigt beispielsweise eine Situation, wie sie sich an dem Ende 5 der Lage 2 an der Längssiegelung 25 gemäß Fig. 3 einstellt.The Fig. 5 and 6 each show a section of an area of a package 17 to be sealed. Fig.5 shows, for example, a situation as it occurs in the folding area 27 according to the Fig. 2 and 3 when sealing. Fig.5 shows, for example, a situation as it occurs at the end 5 of the layer 2 at the longitudinal seal 25 according to Fig.3 sets.

Zu erkennen ist jeweils der Stapel 1 der Lagen 2. Es existieren äußere Lagen 11 und dazwischen angeordnete weitere Lagen 2, die jeweils an einer Position 4 ein Ende 5 innerhalb des Stapels 1 bilden. Ausgehend von dem Ende 5 erstreckt sich zwischen den äußeren Lagen 11 ein dreiecksförmiger Raum 12, der von einer Endstirnfläche 13 des Endes 5 der Lagen 2 sowie jeweils von Oberflächenbereichen 10 der äußeren Lagen 11 begrenzt wird und der aufgrund der Dicke 16 der Lage 2 mit dem Ende 5 eine Höhe 15 hat und sich über einen Abstand 23 hinweg erstreckt. Der Abstand 23 wird vornehmlich durch die Steifigkeit der Lagen 2 hervorgerufen. Je größer der Abstand 23 ist, um so größer ist der dreiecksförmige Raum 12. Durch die Einbringung von Befeuchtungsmedium 6 in das innere Volumen 7 der Lagen 2 (und insbesondere der äußeren Lagen 11) kann der dreiecksförmige Raum 12 beim Siegeln geschlossen oder zumindest erheblich verkleinert werden. Die Einbringung von Befeuchtungsmedium 6 in das innere Volumen 7 erfolgt bevorzugt über Oberflächenbereiche 10 der Lagen 2.The stack 1 of the layers 2 can be seen in each case. There are outer layers 11 and further layers 2 arranged between them, each of which forms an end 5 within the stack 1 at a position 4. Starting from the end 5, a triangular space 12 extends between the outer layers 11, which is bordered by an end face 13 of the end 5 of the layers 2 and by surface areas 10 of the outer layers 11 and which, due to the thickness 16 of the layer 2 with the end 5, has a height 15 and extends over a distance 23. The distance 23 is primarily caused by the rigidity of the layers 2. The larger the distance 23, the larger the triangular space 12. By introducing moistening medium 6 into the inner volume 7 of the layers 2 (and in particular the outer layers 11), the triangular space 12 can be closed or at least significantly reduced during sealing. The moistening medium 6 is preferably introduced into the inner volume 7 via surface areas 10 of the layers 2.

Bei der Variante gemäß Fig. 5 wird das Ende 5 durch eine Oberfläche 14 der Lage 2 gebildet, die umgebogen ist, so dass die Oberfläche 14 die Endstirnfläche 13 bildet. Die Höhe 15 des dreiecksförmigen Raumes 12 entspricht dadurch der doppelten Dicke 16 der Lagen 2.In the variant according to Fig.5 the end 5 is formed by a surface 14 of the layer 2, which is bent over so that the surface 14 forms the end face 13. The height 15 of the triangular space 12 thus corresponds to twice the thickness 16 of the layers 2.

Bei der Variante gemäß Fig. 6 wird das Ende 5 durch eine abgeschnittene Lage 2 gebildet. Die Höhe 15 des dreiecksförmigen Raumes 12 entspricht dadurch der Dicke 16 der Lagen 2.In the variant according to Fig.6 the end 5 is formed by a cut-off layer 2. The height 15 of the triangular space 12 therefore corresponds to the thickness 16 of the layers 2.

Die Fig. 7 zeigt eine Vorrichtung 19 zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens. Zu erkennen ist ein Befeuchtungswerkzeug 20 zur Durchführung von Verfahrensschritt a) sowie ein Siegelwerkzeug 9 mit Siegelbacken 8 zur Durchführung von Verfahrensschritt b). Mit dem Befeuchtungswerkzeug 20 wird ein Befeuchtungsmedium 6 in das innere Volumen 7 der Lagen 2 eingebracht. Die Siegelbacken 8 können Oberflächenkonturen 22 aufweisen, die die Verformung der Lagen 2 im Bereich von Enden von Lagen 2 unterstützen. Die Lagen 2 bzw. der Stapel 1 der Lagen 2 durchläuft bevorzugt das Befeuchtungswerkzeug 20 und das Siegelwerkzeug 9 nacheinander. Das Befeuchtungswerkzeug 20 und das Siegelwerkzeug 9 bilden bevorzugt Bearbeitungsstationen der Vorrichtung 19, wobei die Vorrichtung 19 bevorzugt Teil einer (übergeordneten) Vorrichtung 19 zur Herstellung von beutelartigen Verpackungen 17 ist.The Fig.7 shows a device 19 for carrying out the described method. A moistening tool 20 for carrying out method step a) and a sealing tool 9 with sealing jaws 8 for carrying out method step b) can be seen. The moistening tool 20 is used to introduce a moistening medium 6 into the inner volume 7 of the layers 2. The sealing jaws 8 can have surface contours 22 that support the deformation of the layers 2 in the area of the ends of the layers 2. The layers 2 or the stack 1 of the layers 2 preferably pass through the moistening tool 20 and the sealing tool 9 one after the other. The moistening tool 20 and the sealing tool 9 preferably form processing stations of the device 19, the device 19 preferably being part of a (higher-level) device 19 for producing bag-like packaging 17.

Die Fig. 8 und Fig. 9 zeigen eine Variante eines Abschnitts eines zu siegelnden Bereichs einer Verpackung 17 mit einer Siegelschicht 24, vor und nach der Anwendung des beschriebenen Verfahrens. Die Variante gemäß den Fig. 8 und Fig. 9 entspricht der Darstellung in Fig. 5. Die in den Fig. 8 und 9 dargestellten Verformungsprinzipien würden sich auch ohne die Siegelschicht 24 ähnlich einstellen. Anhand der Fig. 8 und Fig. 9 soll die Auswirkung der Siegelschicht 24 auf das beschriebene Verfahren verdeutlicht werden.The Fig.8 and Fig.9 show a variant of a section of a region to be sealed of a package 17 with a sealing layer 24, before and after the application of the described method. The variant according to the Fig.8 and Fig.9 corresponds to the representation in Fig.5 . The Fig.8 and 9 The deformation principles shown would also be similar without the sealing layer 24. Based on the Fig.8 and Fig.9 The effect of the sealing layer 24 on the described process should be clarified.

In Fig 8 zu erkennen ist der dreiecksförmige Raum 12 zwischen den Lagen 2 in dem Stapel 1. Aufgrund der Siegelschicht 24 auf den Lagen 2 ist dieser Raum vollständig von der Siegelschicht 24 umgeben. Wenn eine ausreichende Verformbarkeit der Lagen 2 nicht gegeben ist, verbleibt in dem dreiecksförmigen Raum 12 trotz der Siegelung ein Hohlraum, weil die Siegelschichten 24 nicht zum aneinander Anliegen gebracht werden können. Durch die Einbringung des Befeuchtungsmediums 6 in Schritt a) des beschriebenen Verfahrens wird allerdings die Verfombarkeit der Lagen 2 erheblich verbessert. Hierdurch ist es möglich, dass die Lagen 2 beim Siegeln so verformt werden, dass sich der in Fig. 9 dargestellte Zustand einstellt und der dreiecksförmige Raum 12 vollständig geschlossen wird.In Fig. 8 the triangular space 12 between the layers 2 in the stack 1 can be seen. Due to the sealing layer 24 on the layers 2, this space is completely surrounded by the sealing layer 24. If the layers 2 are not sufficiently deformable, a hollow space remains in the triangular space 12 despite the sealing, because the sealing layers 24 cannot be made to lie against one another. However, the introduction of the moistening medium 6 in step a) of the described method significantly improves the deformability of the layers 2. This makes it possible for the layers 2 to be deformed during sealing in such a way that the Fig.9 shown state is established and the triangular space 12 is completely closed.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Stapelstack
22
LagePosition
33
linienförmiger Siegelbereichlinear sealing area
44
Positionposition
55
EndeEnd
66
BefeuchtungsmediumHumidification medium
77
inneres Volumeninternal volume
88th
SiegelbackenSealing jaws
99
SiegelwerkzeugSealing tool
1010
OberflächenbereichSurface area
1111
äußere Lageouter layer
1212
dreiecksförmiger Raumtriangular room
1313
EndstirnflächeEnd face
1414
Oberflächesurface
1515
HöheHeight
1616
Dickethickness
1717
VerpackungPackaging
1818
VerbindungConnection
1919
Vorrichtungcontraption
2020
BefeuchtungswerkzeugHumidification tool
2121
Schnittcut
2222
OberflächenkonturSurface contour
2323
AbstandDistance
2424
SiegelschichtSealing layer
2525
LängssiegelungLongitudinal sealing
2626
schlauchförmiges Ausgangsmaterialtubular starting material
2727
FaltbereichFolding area

Claims (14)

Verfahren zum Siegeln eines Stapels (1) von Lagen (2) eines faserbasierten Packmaterials entlang eines linienförmigen Siegelbereichs (3), wobei der Stapel (1) von Lagen (2) an mindestens einer Position (4) entlang des linienförmigen Siegelbereichs (3) ein Ende (5) mindestens einer Lage (2) aufweist, aufweisend die folgenden Schritte: a) Einbringen eines Befeuchtungsmediums (6) in das innere Volumen (7) mindestens einer Lage (2) in dem linienförmigen Siegelbereich (3) vor dem Siegeln, um eine Verformbarkeit der Lagen (2) beim Siegeln zu unterstützen; und b) Siegeln des Stapels (1) von Lagen (2) mit Siegelbacken (8) eines Siegelwerkzeuges (9), wobei eine permanente Verformung der Lagen (2) im Bereich des Endes (5) erfolgt, wobei das Ende (5) zwischen zwei äußeren Lagen (11) angeordnet ist, die in einem Abstand (23) von dem Ende (5) aneinander anliegen und zu dem Ende (5) hin auseinanderlaufen, so dass ein annähernd dreiecksförmiger Raum (12) zwischen den äußeren Lagen (11) und dem Ende (5) gebildet ist, wobei der dreiecksförmige Raum (12) durch die permanente Verformung der Lagen (2) in Schritt b) zumindest größtenteils geschlossen wird.Method for sealing a stack (1) of layers (2) of a fiber-based packaging material along a linear sealing region (3), wherein the stack (1) of layers (2) has an end (5) of at least one layer (2) at at least one position (4) along the linear sealing region (3), comprising the following steps: a) introducing a moistening medium (6) into the inner volume (7) of at least one layer (2) in the linear sealing region (3) prior to sealing in order to support the deformability of the layers (2) during sealing; and b) sealing the stack (1) of layers (2) with sealing jaws (8) of a sealing tool (9), whereby a permanent deformation of the layers (2) takes place in the region of the end (5), wherein the end (5) is arranged between two outer layers (11) which abut one another at a distance (23) from the end (5) and diverge towards the end (5), so that an approximately triangular space (12) is formed between the outer layers (11) and the end (5), wherein the triangular space (12) is at least largely closed by the permanent deformation of the layers (2) in step b). Verfahren nach Anspruch 1, wobei in Schritt b) ein Befeuchtungsmedium (6) in Oberflächenbereiche (10) der Lagen (2) in dem linienförmigen Siegelbereich (3) eingebracht wird, um die Ausbildung einer Verbindung (18) zwischen den Lagen (2) zu unterstützen.Method according to claim 1, wherein in step b) a moistening medium (6) is introduced into surface regions (10) of the layers (2) in the linear sealing region (3) in order to support the formation of a connection (18) between the layers (2). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Oberfläche (14) mindestens einer Lage (2) eine Siegelschicht (24) aufweist, die beim Siegeln des Stapels (1) mit weiteren Lagen (2) eine Siegelverbindung ausbildet.Method according to one of the preceding claims, wherein a surface (14) of at least one layer (2) has a sealing layer (24) which forms a sealing connection with further layers (2) when the stack (1) is sealed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach Schritt a) und vor Schritt b) eine Einwirkzeit vorgesehen ist, welche ein Einwirken des Befeuchtungsmediums (6) in dem inneren Volumen (7) der Lagen (2) begünstigt.Method according to one of the preceding claims, wherein after step a) and before step b) an exposure time is provided which promotes an action of the moistening medium (6) in the inner volume (7) of the layers (2). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Schritt a) das Befeuchtungsmedium (6) bereichsweise in den linienförmigen Siegelbereich (3) eingebracht wird, wobei die Einbringung des Befeuchtungsmediums (6) insbesondere in einer Umgebung eines Endes (5) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein in step a) the moistening medium (6) is introduced in regions into the linear sealing region (3), wherein the introduction of the moistening medium (6) takes place in particular in an area surrounding an end (5). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Schritt a) das Befeuchtungsmedium (6) in an dem Ende anliegende Lagen (2) eingebracht wird, um eine Anpassung der Formung dieser anliegenden Lagen (2) an das Ende (5) zu begünstigen.Method according to one of the preceding claims, wherein in step a) the moistening medium (6) is introduced into layers (2) adjacent to the end in order to promote an adaptation of the shape of these adjacent layers (2) to the end (5). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die in Schritt b) zum Siegeln verwendeten Siegelbacken (8) des Siegelwerkzeugs (9) an die Enden (5) in dem Stapel (1) von Lagen (2) angepassten Oberflächenkonturen (22) aufweisen.Method according to one of the preceding claims, wherein the sealing jaws (8) of the sealing tool (9) used for sealing in step b) have surface contours (22) adapted to the ends (5) in the stack (1) of layers (2). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei während Schritt a) und/oder Schritt b) ein Druck auf die Lagen (2) ausgeübt wird, welcher ein Eindringen und Verteilen des Befeuchtungsmediums (6) in dem inneren Volumen (7) der Lagen (2) unterstützt.Method according to one of the preceding claims, wherein during step a) and/or step b) a pressure is exerted on the layers (2) which supports penetration and distribution of the moistening medium (6) in the inner volume (7) of the layers (2). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei während Schritt a) und/oder Schritt b) mit Vibrationen auf die Lagen (2) eingewirkt wird, um ein Eindringen und Verteilen des Befeuchtungsmediums (6) in dem inneren Volumen (7) der Lagen (2) zu unterstützen.Method according to one of the preceding claims, wherein during step a) and/or step b) vibrations are applied to the layers (2) in order to assist penetration and distribution of the moistening medium (6) in the inner volume (7) of the layers (2). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Lagen (2) des faserbasierten Packmaterials in Bereichen eines Endes (5) angepasste Materialeigenschaften aufweisen.Method according to one of the preceding claims, wherein layers (2) of the fiber-based packing material have adapted material properties in regions of an end (5). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Ende (5) durch eine umgefaltete Lage (2) gebildet ist, so dass eine Endstirnfläche (13) des Endes (5) von einer umgebogenen Oberfläche (14) der Lage (2) gebildet ist und eine Höhe (15) des Endes (5) im Wesentlichen der doppelten Dicke (16) der Lage (2) entspricht.Method according to one of the preceding claims, wherein an end (5) is formed by a folded-over layer (2) such that an end face (13) of the end (5) is formed by a bent-over surface (14) of the layer (2) and a height (15) of the end (5) corresponds substantially to twice the thickness (16) of the layer (2). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Ende (5) durch eine abgeschnittene Lage (2) gebildet ist und eine Höhe (15) des Endes (5) im Wesentlichen der Dicke (16) der Lage (2) entspricht.Method according to one of the preceding claims, wherein an end (5) is formed by a cut-off layer (2) and a height (15) of the end (5) substantially corresponds to the thickness (16) of the layer (2). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stapel (1) von Lagen (2) eine Verpackung (17) bildet, die durch die mit dem Verfahren hergestellte Verbindung (18) zumindest abschnittsweise verschlossen wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the stack (1) of layers (2) forms a packaging (17) which is at least partially closed by the connection (18) produced by the method. Vorrichtung (19) zur Durchführung des Verfahrens aufweisend ein Befeuchtungswerkzeug (20) zur Durchführung von Schritt a) und ein Siegelwerkzeug (9) mit Siegelbacken (8) zur Durchführung von Schritt b).Device (19) for carrying out the method comprising a moistening tool (20) for carrying out step a) and a sealing tool (9) with sealing jaws (8) for carrying out step b).
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