Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Verpackungsschale, beispielsweise für Lebensmittel, die aus einer tiefgezogenen Kunststofffolie hergestellt ist, sowie eine Vorrich- tung zur Herstellung derartiger Verpackungsschalen.

Verpackungsschalen aus tiefgezogenen Kunststofffolien eignen sich beispielsweise als Fleischverpackung oder sogenannte Ready Meal Trays zur Aufnahme von Fertigmahlzeiten, die lediglich noch erwärmt werden müssen, und bieten je nach Art des verwendeten Kunststoffes u.a. gute Kaltschlagzähigkeit und hohe Transparenz.

Bei der Verwendung als Lebensmittelverpackung ist es üblich, derartige Verpackungsschalen mit einem oberseitig umlaufenden Siegelrand zu versehen, auf den nach Befüllung der Verpackungsschale mit dem zu verpackenden Gut eine Siegelfolie aufgelegt wird und mit dem Siegelrand verschweißt bzw. versiegelt wird, so dass das Gut in der Verpackungsschale eingeschlossen und vor Umgebungseinflüssen geschützt ist. Für Ready Meal Trays und Verpackungsschalen mit hoher Transparenz und Kaltschlagzähigkeit bietet sich der Einsatz einer Kunststofffolie aus Polyethylen- terephthalat (PET) an. Problematisch bei den bislang verwendeten Verpak- kungsschalen mit Siegelrand, die nachfolgend einfach als Siegelschalen bezeichnet werden, ist es, dass die üblicherweise als Siegelfolie verwendeten Po-

BESTÄTIGUNGSKOPIE lyolefinfolien, insbesondere Polyethylenfolien auf PET nicht oder nur unzureichend haften, d.h. es ist keine zufriedenstellende Siegelbarkeit gegeben.

Diesem Problem ist man bisher begegnet, indem man die für die Herstellung der Verpackungsschale verwendete erste Kunststofffolie mehrschichtig aufgebaut hat, wobei die Oberseite der Kunststofffolie aus einer Lage eines mit der Siegelfolie kompatiblen, insbesondere identischen Kunststoffes, wie Polyethylen besteht, während die untere Lage aus PET gebildet wird und ein solcher Verbund z.B. durch Koextrusion oder Laminieren hergestellt wird. Mit einer sol- chen Ausführungsform ist eine gute Siegelbarkeit gegeben, jedoch sind derartige Siegelschalen aufwendig und teuer und sind aufgrund des hohen Polyethy- lengehalts beim Recycling problematisch, da solchermaßen wiedergewonnenes recyceltes PET nicht mehr transparent ist. Insbesondere der hohe PE-Anteil im Stanzgitter der Restfolie nach Abschluss des Tiefziehens erweist sich hierbei als problematisch. Eine übliche auf eine PET-Schicht auflaminierte PE-Schicht weist eine Dicke von etwa 40-60 pm auf. Selbst bei einer insgesamt etwa 1 mm starken Verbundfolie enthält das Stanzgitter der Restfolie, welches zu Recyclingzwecken vermählen wird, somit 4 % PE, bei entsprechend dünneren Verbundfolien auch bis zu 12 %. Wird ein derartiges Mahlgut in den Produktionsprozess der Verbundfolie zurückgespeist, was an sich wünschenswert ist, so wird die produzierte PET-Schicht vollständig milchig und verliert ihre Transparenz. Tolerierbar wären allenfalls PE-Gehalte bis zu etwa 1 %.

Eine andere Möglichkeit zur Lösung des obigen Problems besteht darin, die Siegelfolie so auszugestalten, dass sie auf PET haftet, jedoch verteuert dies die Siegelfolie erheblich und hat sich von daher im Markt nicht durchgesetzt. Die gleiche Problematik stellt sich auch bei anderen mit Polyolefinen nicht oder nur schlecht verschweißbaren Kunststoffen, wie Polymilchsäurepolymeren (PLA) oder Polystyrol (PS). Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Verpackungsschale der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die sich zu besonders niedrigen Kosten herstellen lässt, eine gute Haftung einer üblicherweise nicht mit der Kunststoff- folie der Verpackungsschale verschweißbaren Siegelfolie auf dem Siegelrand gewährleistet und beim Recycling einer derartigen Verpackungsschale oder deren erneut die Herstellung hochtransparenter Folien oder anderer Erzeugnisse ermöglicht.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird vorgeschlagen, die Verpackungsschale aus einer ersten Kunststofffolie und die Siegelfolie aus einer zweiten Kunststofffolie herzustellen, welche Kunststofffolien unter Anwendung von Druck und Wärme nicht miteinander verschweißbar sind und auf die Verpackungsschale nur im Bereich des oberseitig der Seitenwände umlaufenden Siegelrandes im mit der Siegelfolie zu verschweißenden Bereich eine streifenartig umlaufende Beschichtung aus einem mit der Siegelfolie verschweißbaren Material aufzubringen.

Auf diese Weise wird der Anteil des siegelfähigen Materials auf maximal 1 ,5 % des gesamten Materialgehalts der Verpackungsschale begrenzt.

Für die erste Kunststofffolie, aus der die Verpackungsschale tiefgezogen wird, kommen insbesondere PET, PLA und PS als Ausgangspolymere in Frage, während die zweite Kunststofffolie zur Ausbildung der Siegelfolie aus einem Poly- olefin, wie Polyethylen oder Polypropylen gebildet sein kann.

Die Beschichtung, über welche die Schweißverbindung zwischen dem Siegelrand der erfindungsgemäßen Verpackungsschale und der Siegelfolie hergestellt wird, kann aus einem Polyolefin, wie Polyethylen oder Polypropylen, vorzugsweise Polyethylen gebildet sein oder auf Basis eines Kautschuks ausgebildet sein.

Somit wird der Anteil des Polyolefins, insbesondere Polyethylen an der z.B. aus PET gebildeten Verpackungsschale soweit reduziert, dass trotz der guten Haftung der Siegelfolie an der Verpackungsschale ein r-PET im Recycling herge- stellt werden kann, welches wiederum transparente Folien oder andere Produkte ergibt. Darüber hinaus ist die Kostensteigerung in Relation zu den erzielten Vorteilen vernachlässigbar gering. Eine solchermaßen ausgeführte Verpackungsschale kann somit vollständig und einschließlich des anfallenden Stanzgitters z.B. bei einer Anlagenstörung wieder vermählen und rückgeführt werden, ohne die Transparenz zu beeinträchtigen. Im Normalfall wird überdies nur das Stanzgitter rückgeführt, auf dem gar keine siegelfähige Beschichtung aufgebracht ist, d.h. es handelt sich um reines Material der ersten Kunststofffolie, z.B. reines PET.

Zur Aufbringung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen, lediglich im Siegel- randbereich aufgetragenen streifenförmigen Beschichtung zur Herstellung der Siegelfähigkeit zwischen dem Siegelrand der Verpackungsschale und der Siegelfolie stehen verschiedene Verfahren offen.

Nach einem Vorschlag der Erfindung wird eine aus siegelfähigem Material be- stehende Folie so ausgestanzt, dass ein Stanzteil erhalten wird, welches den Siegelrand der Verpackungsschale bedeckt und vor, während oder nach dem Tiefziehen der Verpackungsschale aus der ersten Kunststofffolie auf diese aufgebracht wird, so dass der Siegelrand der erhaltenen Verpackungsschale mit der siegelfähigen Beschichtung versehen ist.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann der Auftrag der siegelfähigen Beschichtung im sogenannten Thermotransferverfahren auf den Siegelrand der erfindungsgemäßen Verpackungsschale erfolgen. Eine weitere Möglichkeit der Aufbringung besteht in der Durchführung einer Transferbeschichtung im Siegelrandbereich, indem der Siegelrand an mindestens einer Walze vorbeigeführt wird, die die siegelfähige Beschichtung in flüssiger Form an ihre Oberfläche trägt und an den Siegelrand abgibt. Zur Schaffung der Beschichtung in flüssiger Form kann beispielsweise ein Kautschuk oder Polyethylen in Lösung vorgehalten werden, wobei das Lösungsmittel anschließend gegebenenfalls unter Energiezufuhr in einer Heizeinrichtung verdampft, oder aber die siegelfähige Beschichtung wird mittels UV-Strahlen im sogenannten Coronaverfahren aktiviert, so dass auf ein Lösungsmittel verzichtet werden kann.

Eine weitere Möglichkeit der Aufbringung der siegelfähigen Beschichtung auf den Siegelrand der Verpackungsschale gemäß der Erfindung besteht darin, ein- geeignetes Hot-Melt der siegelfähigen Beschichtung über mindestens eine robotergeführte Auftragsdüse auf den Siegelrand der zuvor tiefgezogenen Verpackungsschale aufzutragen.

Auch ist es möglich, den das Verpackungsgut aufnehmenden Innenraum der erfindungsgemäßen Verpackungsschale unmittelbar nach dem Tiefziehen derselben durch vorübergehendes Einbringen einer Abdeckung abzuschotten und dann den gesamten freibleibenden Siegelrandbereich der Schale einem Sprühnebel auszusetzen, welcher die siegelfähige Beschichtung auf den freibleibenden Siegelrandbereich der Verpackungsschale aufbringt, ohne dass es zu einer Verunreinigung des Innenraums derselben kommt.

Die Aufbringung der siegelfähigen Beschichtung kann nicht nur im Bereich des Siegelrandes erfolgen, sondern auch an anderen gewünschten Bereichen, z.B. auch an den Oberkanten von mehrere Kavitäten der Verpackungsschale abtei- lenden Trennwänden.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die siegelfähige Beschichtung auf die gewünschten Bereiche der Verpackungsschale aufgedruckt bzw. aufgestempelt. Hierzu wird vorgeschlagen, eine Stempelstation vorzusehen, in welche die Verpackungsschale eingelegt und im Bereich der zu bedruckenden bzw. zu benetzenden Ränder flexibel unterstützt wird. Mittels eines temperierbaren Stempels wird sodann die siegelfähige Beschichtung auf die zu benetzenden Ränder der Verpackungsschale übertragen. Es versteht sich, dass das Aufbringen der siegelfähigen Beschichtung auf die gewünschten Bereiche der Verpackungsschale noch in einer Thermoform- station zur Herstellung der Verpackungsschalen oder auch in einem nachgeschalteten Arbeitsgang an der bereits tiefgezogenen Verpackungsschale durchgeführt werden kann.

Es versteht sich, dass auch noch weitere Aufbringungsverfahren zur Anwendung kommen können, um lediglich den Siegelrandbereich einer Verpackungsschale mit einer siegelfähigerr Beschichtung zu versehen.

Insbesondere ist vorgesehen, als siegelfähige Beschichtung Polyethylen einzusetzen, welches sich mit den üblichen Siegelfolien auf Basis von Polyethylen zuverlässig versiegeln lässt, oder aber es wird ein Kautschuk eingesetzt. Sofern eine gute Haftung zur ersten Kunststofffolie bei guter Verbindbarkeit mit der zweiten Kunststofffolie gegeben ist, kann es sich um diverse Arten von Naturoder Synthesekautschuken oder Mischungen derselben handeln.

Die Verpackungsschale kann sowohl aus geschäumtem als auch ungeschäum- tem Kunststoffmaterial oder Kombinationen derselben bestehen.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung der vorgenannten Verpackungsschalen umfasst eine Stempelstation, in welche die Verpackungsschalen einlegbar sind, mit einem Stempel, der dem Verlauf des Siegelrandes folgende erhabene Stempelbereiche aufweist und der taktweise auf die Ver- packungsschalen aufsetzbar ist, und mittels der erhabenen Bereiche eine Beschichtung aus einem siegelfähigen Material auf den Siegelrand aufbringbar ist.

Eine solche Stempelstation kann sowohl in die Tiefziehstation integriert ausgebildet sein als auch der Tiefziehstation nachgeordnet vorgesehen sein.

Das Aufbringungsverfahren zeichnet sich insoweit dadurch aus, dass inline oder separat hergestellte Verpackungsschalen taktweise einzeln mittels des niedergehenden Stempels im Bereich des Siegelrandes mit der Beschichtung versehen werden, bevor zu einem späteren Zeitpunkt das Verpackungsgut eingefüllt und die Siegelfolie aufgebracht wird.

Es versteht sich, dass der Stempel nach jedem Auftrag der Beschichtung auf den Siegelrand in seinen erhabenen Bereichen erneut mit der Beschichtung versehen wird, bevor diese auf die nächste Verpackungsschale im Bereich des Siegelrandes übertragen wird.

Dies kann z.B. durch Benetzen oder durch Aufbringen mittels einer Rakelwalze oder dergleichen erfolgen. Die Beschichtung ist für diesen Zweck bevorzugt flüssig oder viskos ausgeführt.

Die erhabenen Bereiche des Stempels sind vorteilhaft mit einer gegenüber der Beschichtung nicht haftenden Oberfläche ausgerüstet.

Weiterhin kann nach einem Vorschlag der Erfindung die Stempelstation Stützflächen für die Abstützung des Siegelrandes auf der dem Stempel gegenüberliegenden Seite aufweisen. Diese Stützfläche ist nach einem weiteren Vorschlag von einer dem Verlauf des Siegelrandes folgenden Schnur gebildet, die aus einem weicheren Material als die erhabenen Bereiche des Stempels gefertigt ist. Als Material für die Schnur kommt beispielsweise ein weiches Silikon oder EPDM infrage und die erhabenen Bereiche des Stempels werden z.B. aus einem demgegenüber härteren und vorzugsweise wärmeleitfähig modifizierten Silikon hergestellt, an dem auch die Beschichtung nicht anhaftet.

Der Stempel kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung linear auf die Ver-packungsschale aufgesetzt werden oder alternativ auch als Stempelrad ausgeführt sein, welches an der Oberfläche der Verpackungsschale abrollt. Um einen möglichst homogenen Auftrag der Beschichtung auf den Siegelrand mittels eines Stempels sicherzustellen, weist dieser eine Fase entlang der Ränder der erhabenen Stempelbereiche auf. Es versteht sich, dass anstelle der vorangehend erläuterten Übertragung der Beschichtung mittels Stempel auch die eingangs bereits erwähnten Auftragsarten vorgesehen sein können. Weitere Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 in schematisierter Darstellung eine Vorrichtung zur Herstellung von Verpackungsschalen gemäß der Erfindung;

Figur 2 in schematisierter Darstellung eine Verpackungsschale gemäß der

Erfindung in einer Schnittansicht;

Figur 3 eine Einzelheit der Stempelstation gemäß Figur 1.

In der Figur 2 ist eine Verpackungsschale z.B. zur Verpackung von Lebensmitteln dargestellt, die aus einer Folie nach dem Tiefziehverfahren hergestellt ist, dergestalt, dass sie einen Boden 10, Seitenwände 11 und einen oberseitig an die Seitenwände 11 anschließenden umlaufenden Siegelrand 12 umfasst.

Die Verpackungsschale 1 ist hierbei aus vorzugsweise transparentem reinen PET hergestellt, indem eine solche reine PET-Folie zu einer solchen Verpackungsschale 1 tiefgezogen wird. Um in an sich bekannter Weise auf eine solche Verpackungsschale 1 nach Befüllen mit dem Verpackungsgut eine Siegelfolie 2 aufzubringen, ist der umlaufende Siegelrand 12, auf dem die Siegelfolie 2 zur Auflage kommt, mit einer streifenartig umlaufenden Beschichtung 3 aus einem mit der Siegelfolie 2 siegelfähigen Material versehen.

Dies ist dem Umstand geschuldet, dass Siegelfolien 2 üblicherweise aus einem leicht verschweißbaren Kunststoff, etwa einem Polyolefin, wie Polyethylen hergestellt sind, die sich aber im dargestellten Ausführungsbeispiel einer Verpackungsschale 1 aus reinem PET nicht oder nur sehr schlecht in dem mit S gekennzeichneten Bereich aufsiegeln, d.h. mit dem Siegelrand 12 verschweis- sen lässt.

Die Beschichtung 3, die beispielsweise auf Basis eines Polyolefins, wie Poly- ethylen hergestellt ist, wird in der nachfolgend noch geschilderten Weise nach dem Tiefziehen der Verpackungsschale 1 auf den Siegelrand 12 haftfest aufgebracht, so dass anschließend nach Auflegen der Siegelfolie 2 in den mit S gekennzeichneten Bereichen einen thermische Verschweißung mit der Siegelfolie 2 bewirkt werden kann.

Auf diese Weise kommt die Verpackungsschale 1 ohne die im Stand der Technik übliche vollflächige Ausbildung der Oberseite der zur Verpackungsschale 1 tiefgezogenen Folie aus einem Polyolefin aus und der Anteil an der Beschichtung 3 aus Polyolefin beträgt auf diese Weise maximal 3 Gew.-%, vorzugsweise maximal 1 ,5 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Verpackungsschale 1 , so dass diese vollständig in den Produktionskreislauf zurückgegeben werden kann, ohne dass die PET-Folie zur Herstellung der Verpackungsschale 1 an Transparenz einbüßt. Insbesondere ermöglicht der nur im Bereich des Siegelrandes 12 erfolgende Auftrag der polyolefinen Beschichtung 3, dass nach dem Tiefziehen der Folie zur Verpackungsschale 1 ein Stanzgitter der Restfolie zurückbleibt, welches keinerlei Polyolefin-Anteile aufweist, so dass dieses Stanzgitter uneingeschränkt wiederverwertet werden kann.

Die Herstellung einer solchen Verpackungsschale 1 gemäß Figur 2 ist schema- tisch in der Figur 1 dargestellt.

Von einer Vorratsrolle 40 wird eine Folie 4 bestehend aus reinem Polyethylen- terephthalat (PET) einer Tiefziehstation 41 zugeführt, die einen taktweise gemäß Pfeil A bewegbaren Tiefziehstempel 411 oberhalb der Folie 4 und eine der Form der Verpackungsschale 1 angepasste Matrize 410 unterhalb der Folie 4 umfasst.

Die solchermaßen in an sich bekannter Weise tiefgezogenen und aus der Folie 4 ausgestanzten Verpackungsschalen 1 werden sodann gemäß Pfeil B über ein Transportmittel 42 einer Stempelstation 43 zugeführt, die eine Schalenaufnahme 430 umfasst, in welcher die Verpackungsschale 1 eingelegt und z.B. in nicht näher dargestellter Weise mittels eines Vakuumsaugers in Position gehalten wird. Die Schalenaufnahme 430 umfasst, wie im Detail aus der Figur 3 ersicht- lieh, Stützflächen 430a für die flexible Unterstützung bzw. Abstützung des Siegelrandes 12 der eingelegten Verpackungs-schale 1 im Bereich der Unterseite des Siegelrandes 12.

Die Oberseite des Siegelrandes 12 liegt einem taktweise gemäß Pfeil D be- wegbaren Stempel 431 der Stempelstation 43 gegenüber, wobei dieser Stempel 431 erhabene Bereiche 431 a aufweist, die dem Verlauf des Siegelrandes 12 folgen und vor dem Aufsetzen des Stempel 431 auf die Verpackungsschale 1 mit der Beschichtung 3 benetzt bzw. getränkt werden. Die Beschichtung kann zu diesem Zweck mittels einer Heizung geschmolzen oder mittels eines Lö- sungsmittels verflüssigt werden und wird z.B. mittels einer Rakelwalze auf die den Siegelrand 2 zugewandte Oberfläche der erhabenen Bereiche 431a des Stempels 431 aufgetragen.

Nachfolgend wird, wie aus Figur 3 ersichtlich, der Stempel 431 auf die Ver- packungsschale 1 abgesenkt, wobei die erhabenen Bereiche 431a auf dem Siegelrand 12 der Verpackungsschale zur Anlage kommen und die Beschichtung 3 wird auf den Siegelrand 12 übertragen.

Insbesondere wird die Stützfläche 430a der Schalenaufnahme 430 von einer umlaufenden entsprechend der Kontur des Siegelrandes 12 ausgerichteten Schnur aus EPDM gebildet, während die erhabenen Bereiche 431a des Stempels 431 aus einer entsprechend härteren Silikonschnur gebildet werden, an denen die Beschichtung 3 nicht anhaftet. Man erkennt ferner, dass die erhabenen Bereiche 431a entlang ihrer Ränder mit einer Verrundung oder Fase 432 ausgebildet sind, um eine gleichmäßige Übertragung der Beschichtung 3 auf den Siegelrand 12 der Verpackungsschale sicherzustellen. Nachfolgend fährt der Stempel 431 wieder nach oben und die solchermaßen beschichtete und freigegebene Verpackungsschale 1 kann gemäß Pfeil C aus der Vorrichtung entfernt, nachfolgend mit dem Verpackungsgut befüllt und nach Auflegen der Siegelfolie 2 entlang der Bereiche S mit dieser unter Zwischenlage der siegelfähigen Beschichtung 3 verschweißt werden.