Titel

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG EINES VERPACKUNGSBEUTELS AUS FLEXIBLEM FOLIENMATERIAL UND VERSTEIFTEM TEILBEREICH SOWIE VERPACKUNGSBEUTEL

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines schlauchartigen Verpackungsbeutels aus einem flexiblen Folienmaterial, sowie einen Verpackungsbeutel.

Schlauchartige Verpackungsbeutel zur Aufnahme von flüssigen oder festen

Gütern, die im Allgemeinen mittels horizontalen oder vertikalen

Schlauchbeutelmaschinen hergestellt und befüllt werden, sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Diese aus flexiblem Folienmaterial hergestellten Verpackungsbeutel haben jedoch den Nachteil, dass sie z. B. trotz einer Prägung ihrer Kanten an den Ecken der Beutel

materialbedingt keine Formsteifigkeit aufweisen. Demzufolge weisen diese

Verpackungen, insbesondere bei Verwendung dünner Folien, relativ lappige

Beutel mit einer demzufolge schlechten Haptik auf. Zum Schutz ihres Inhalts ist es ferner erforderlich, dass diese Verpackung in stoß- und quetschsicheren

Umverpackungen transportiert und gelagert werden müssen.

Offenbarung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Verpackungsbeutels mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass aus einem flexiblen Folienmaterial ein Verpackungsbeutel hergestellt wird, der einen flexiblen und einen versteiften Teilbereich aufweist. Hierbei wird eine Versteifung des Verpackungsbeutels dadurch erreicht, dass in einem ersten

Verfahrensschritt ein flexibles Folienmaterial zugeführt wird. Danach wird in einem weiteren Verfahrensschritt dem flexiblen Folienmaterial ein Zusatzmaterial hinzugefügt. In einem abschließenden Verfahrensschritt wird aus dem

Zusatzmaterial wenigstens ein versteifter Teilbereich hergestellt, wobei das Zusatzmaterial ausgehärtet wird und den versteiften Teilbereich bildet. Infolge der durch den versteiften Teilbereich signifikant erhöhten Steifigkeit des

Verpackungsbeutels kann weitgehend auf den Einsatz von zusätzlich

erforderlichen Umverpackungen für die Lagerung und den Transport,

insbesondere bei Verpackungsbeuteln aus flexiblem Folienmaterial mit flüssigem oder bruchempfindlichem Inhalt, verzichtet werden. Das Verfahren zur

Herstellung eines versteiften Verpackungsbeutels kann betriebssicher und kostengünstig auf herkömmlichen Schlauchbeutelmaschinen durchgeführt werden.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann das Hinzufügen des Zusatzmaterials auf einer Innenseite und/oder einer Außenseite des

Folienmaterials erfolgen. Dadurch ist es möglich, die Haptik bzw. das

Anfassverhalten der Verpackung auf einfache Weise signifikant zu verbessern und im Wesentlichen ohne einen größeren verfahrenstechnischen Aufwand individuell auf die erforderlichen Packungseigenschaften anzupassen.

Erfindungsgemäß weist der versteifte Teilbereich eine Flächenform und/oder eine Linienform und/oder eine Gitterstruktur auf. Hierdurch ist es möglich, die Steifigkeit der Verpackung auf einfache und kostengünstige Weise beträchtlich zu verbessern.

Vorzugsweise wird das Zusatzmaterial mittels Wärme und/oder UV-Licht und/oder Elektronenstrahlen oder durch Kontakt mit der Umgebungsluft ausgehärtet. Je nach Taktzeit der Schlauchbeutelmaschine und/oder den lebensmittelrechtlichen Auflagen kann das erfindungsgemäße Verfahren dadurch bei den eingesetzten Produktionsmaschinen ohne größeren Zeit- und

Kostenaufwand auf die erforderliche Aushärtungsart umgerüstet werden. Weiterhin bevorzugt wird das Zusatzmaterial durch Aufsprühen oder Walzen hinzugefügt. Daher kann das erfindungsgemäße Verfahren, je nach Einsatzart, zur Herstellung von unterschiedlichen Verpackungen mit den jeweils individuell erforderlichen Steifigkeiten kosteneffizient und betriebssicher auf demselben Maschinentyp eingesetzt werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung können das flexible Folienmaterial und das Zusatzmaterial eine gleiche oder eine

unterschiedliche Materialzusammensetzung aufweisen. Hierdurch ist eine wirtschaftliche, d. h. zeit- und kostenoptimierte Anpassung des Verfahrens auf die Form- und Steifigkeitseigenschaften der herzustellenden Verpackung möglich. Ferner wird das Zusatzmaterial im Bereich einer Formschulter oder im

Bereich eines Formrohrs einer Schlauchbeutelmaschine hinzugefügt.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines

Verpackungsbeutels, die eine Folien-Zuführungsvorrichtung zum Zuführen von flexiblem Folienmaterial und eine Zusatzmaterial-Hinzufügevorrichtung zum

Hinzufügen eines Zusatzmaterials umfasst. Hierbei ist es möglich, die

Zusatzmaterial-Hinzufügevorrichtung auswechselbar anzuordnen, sodass bei der Fertigung rasch auf ein anderes Versteifungsmuster umgestellt werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ferner vorzugsweise eine

Aushärtungsvorrichtung zum Aushärten des hinzugefügten Zusatzmaterials. Hierbei kann weitestgehend die gleiche, erprobte und energieeffiziente Technik wie für die Siegelung der Fuß- und Kopfnaht des Schlauchbeutels ohne einen großen zusätzlichen Maschinenaufbau eingesetzt werden.

Weiterhin bevorzugt ist die Zusatzmaterial-Hinzufügevorrichtung im Bereich der Formschulter angeordnet, wobei eine Vielzahl von Öffnungen, insbesondere in der Formschulter, ausgebildet ist, durch welche das Zusatzmaterial eingebracht wird. Dadurch, dass das Zusatzmaterial in einem sehr frühen Vorschubstadium, d. h. beim Formen des Schlauchbeutels, eingebracht wird, kann der versteifte Teilbereich des Folienmaterials durch ebenfalls im Bereich der Formschulter erfolgendes Aushärten bereits beim Formen und vor dem Längssiegeln des Folienschlauchs hergestellt werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die

Zusatzmaterial-Hinzufügevorrichtung im Bereich des Formrohrs angeordnet. Dadurch, dass das Zusatzmaterial erst im Bereich des Formrohrs eingebracht und anschließend ausgehärtet wird, ist es möglich, den versteiften Teilbereich am bereits geformten Folienschlauch auszubilden. Dies ist insbesondere bei dünneren, empfindlicheren Folienmaterialien bzw. größerer Schichtdicke des eingebrachten Zusatzmaterials von Vorteil.

Weiterhin betrifft die Erfindung einen Verpackungsbeutel aus einem flexiblen Folienmaterial, der eine erste Quersiegelnaht, eine zweite Quersiegelnaht, eine Längssiegelnaht, zumindest einen flexiblen Teilbereich und zumindest einen versteiften Teilbereich umfasst. Der flexible Teilbereich ist aus dem

Folienmaterial hergestellt und der versteifte Teilbereich ist aus einem

Zusatzmaterial hergestellt, welches zur Versteifung des Verpackungsbeutels hinzugefügt und erhärtet wird. Hierdurch wird ein Verpackungsbeutel mit einer neuartigen Haptik bereitgestellt, wobei der versteifte Teilbereich eine

ausreichende Steifigkeit und Stabilität des Verpackungsbeutels sicherstellt. Der erfindungsgemäße Verpackungsbeutel ist hierbei auf bekannten Maschinen mit minimal erforderlichen Zusatzeinrichtungen kostengünstig herstellbar.

Erfindungsgemäß kann durch den versteiften Teilbereich eine besonders dünne Folie verwendet werden.

Besonders bevorzugt ist der zumindest eine versteifte Teilbereich auf einer Innen- und/oder Außenseite des Folienmaterials angeordnet, wodurch sowohl eine verbesserte haptischen Erkennung durch den Verbraucher als auch eine deutlich erhöhte Steifigkeit und Standfestigkeit des Verpackungsbeutels erreicht werden.

Vorzugsweise weist der zumindest eine versteifte Teilbereich des

erfindungsgemäßen Verpackungsbeutels eine Flächenform und/oder eine Linienform und/oder eine Gitterstruktur auf. Hierdurch ist es möglich, den Verpackungsbeutel je nach Einsatzzweck entsprechend sowohl in Längs- als auch Querrichtung des Folienschlauchs mit minimalem Zeit- und Kostenaufwand mittels des Zusatzmaterials zu versteifen, wodurch vorgegebene

Verpackungsbeutel mit denen gewünschten Formsteifigkeits- und

Haptikeigenschaften herstellbar sind. Ferner weist der versteifte Teilbereich eine derartige Struktur auf, dass diese eine stabile Haltestruktur bildet, damit der Verpackungsbeutel selbstständig steht. Hierdurch kann eine gleichmäßige Versteifung der gesamten Verpackung mit minimalem Zeit- und Kostenaufwand bei der Herstellung erreicht werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Maschine zur

Herstellung des Verpackungsbeutels gemäß einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Figur 2 eine schematische Vorderansicht eines Folienschlauchs von

Figur 1 ,

Figur 3 eine schematische Seitenansicht des Folienschlauch von Figur

2

Figur 4 eine schematische Seitenansicht eines gemäß der ersten

Ausführungsform hergestellten versteiften Verpackungsbeutels,

Figur 5 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur

Herstellung des Verpackungsbeutels gemäß einer zweiten Ausführungsform, und

Figur 6 eine schematische Draufsicht der Vorrichtung von Figur 5.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 eine

erfindungsgemäße Vorrichtung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung detailliert beschrieben. In Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Maschine zur Herstellung des Verpackungsbeutels gemäß einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Wie aus Figur 1 ersichtlich, umfasst die Vorrichtung 1 zur Herstellung eines Verpackungsbeutels eine nur

schematisch angedeutete Folien-Zuführungsvorrichtung 10, mittels der ein flexibles Folienmaterial 2 zugeführt wird, sowie eine Zusatzmaterial- Hinzufügevorrichtung 1 1 , die in diesem Ausführungsbeispiel an einem Formrohr 9 der Vorrichtung 1 angeordnet ist, durch die dem flexiblen Folienmaterial 2 ein Zusatzmaterial 7 (siehe Figur 2) hinzugefügt wird. Das Folienmaterial 2 wird durch eine in dieser Figur nicht dargestellte Längssiegelvorrichtung mittels einer

Längssiegelnaht 3 um das Formrohr 9 zu einem länglichen Folienschlauch 4 versiegelt. Wie aus Figur 1 weiter ersichtlich, weist der Folienschlauch 4 zudem eine erste Quersiegelnaht (Fußnaht) 14 auf, die an einem unteren Ende 17 des Folienschlauchs 4 durch eine hier nicht dargestellte Quersiegelvorrichtung ausgebildet wird.

Wie aus Figur 2 ersichtlich, die eine schematische Vorderansicht des

Folienschlauchs 4 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel von Figur 1 zeigt, wird aus dem hinzugefügten Zusatzmaterial 7 ein in einem gewünschten

Auftragsmuster ausgebildeter versteifter Teilbereich 6 in einem flexiblen

Teilbereich 16 des Folienschlauchs 4 zwischen der ersten Quersiegelnaht 14 (Fußnaht) und einer zweiten Quersiegelnaht 15 (Kopfnaht) ausgebildet. Hierbei sei angemerkt, dass der versteifte Teilbereich 6 eine beliebig wählbare

Flächenform und/oder Linienform und/oder Gitterstruktur aufweisen kann und nicht nur, wie in Fig. 2 dargestellt, auf einer Vorderseite bzw. einem Teilumfang des Folienschlauch 4, sondern auch auf dem gesamten Umfang des

Folienschlauchs ausgebildet sein kann.

Die Zusatzmaterial-Hinzufügevorrichtung 1 1 fügt, wie in der schematischen Seitenansicht von Figur 3 gezeigt, das Zusatzmaterial 7 für den versteiften

Teilbereich 6 über die Vielzahl von Öffnungen hinzu, von denen beispielhaft zwei mit dem Bezugszeichen 19 gekennzeichnet sind. Dieser Vorgang des

Hinzufügens bzw. Auftragens ist in Figur 3 durch Pfeile P symbolisiert. Hierbei sei angemerkt, dass das Zusatzmaterial 7 während eines Stillstands des

Folienmaterials 2 aufgebracht wird. Zudem weist jeder versteifte Teilbereich 6 in einer durch einen Pfeil A gekennzeichneten Vorschubrichtung des Folienschlauchs 4 jeweils einen vorgegebenen Abstand B zur ersten

Quersiegelnaht 14 bzw. einen vorgegebenen Abstand C zur zweiten

Quersiegelnaht 15 auf, um die Siegelungen der Fußnaht und Kopfnaht nicht störend zu beeinträchtigen.

Darüber hinaus weist die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung 1 eine

Aushärtungsvorrichtung 12 auf, die in Bezug auf die Vorschubrichtung A des Folienmaterials 2 nach der Zusatzmaterial-Hinzufügevorrichtung 1 1 am Formrohr 9 angeordnet ist. Die Aushärtungsvorrichtung 12 härtet das durch die

Zusatzmaterial-Hinzufügevorrichtung 1 1 hinzugefügte Zusatzmaterial 7 aus. Die Zusatzmaterial-Hinzufügevorrichtung 1 1 und die Aushärtungsvorrichtung 12 sind in der Darstellung von Figur 1 nur teilweise sichtbar. Hierbei sei angemerkt, dass als Zusatzmaterial nur derartige Materialien Verwendung finden, die durch die vorgesehene Zusatzmaterial-Hinzufügevorrichtung 1 1 (vorzugsweise als

Sprühsystem) gut verarbeitbar sind und Substanzen (z. B. Sensitizer) enthalten, die nach dem Auftrag aushärten. Darüber hinaus weisen die verwendeten Materialien auch die vorgegebenen lebensmittelrechtlichen Eigenschaften auf, um auf den genannten Verpackungsmaschinen verarbeitet werden zu können.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Verpackungsbeutels 1 aus flexiblen Folienmaterial 2 führt in einem ersten Verfahrensschritt das flexible Folienmaterial 2 zu, das über die Formschulter 8 um das Formrohr 9 geformt und durch die Längssiegelnaht 3 zum Folienschlauch 4 versiegelt wird. Dieser Zustand ist in der Darstellung von Figur 1 detailliert veranschaulicht.

In einem zweiten Verfahrensschritt wird durch eine Zusatzmaterial- Hinzufügevorrichtung 1 1 das Zusatzmaterial 7 auf das flexible Folienmaterial 2 aufgebracht. Das Zusatzmaterial 7 wird hierbei in einem beliebig wählbaren Auftragsmuster aufgesprüht, das eine Flächenform und/oder eine Linienform und/oder eine Gitterstruktur aufweisen kann und sich, je nach Verwendungsart, über einen Teil oder den gesamten Umfang des Folienschlauchs 4 erstreckt. Das Zusatzmaterial wird dabei bei einem nichtbewegtem Folienschlauch aufgebracht.

In einem nachfolgenden dritten Verfahrensschritt wird aus dem hinzugefügten Zusatzmaterial 7 zumindest ein versteifter Teilbereich 6 hergestellt, indem das Zusatzmaterial 7 vorzugsweise mittels Wärme oder UV-Licht oder Elektronenstrahlen ausgehärtet wird. Hierzu wird der Folienschlauch 4 ein kurzes Stück in Richtung des Pfeils A bewegt. Gleichzeitig oder anschließend mit diesem dritten Verfahrensschritt wird die erste Quersiegelnaht (Fußnaht) 14 am unteren Ende 17 des Folienschlauchs 4 hergestellt. Hierbei sei angemerkt, dass zwischen der ersten Quersiegelnaht 14 und dem versteiften Teilbereich 6 der

Abstand B (siehe Figur 3) vorgesehen ist, um die Qualität der Siegelung der Fußnaht 14 nicht zu beeinträchtigen.

Nachdem der halbfertige Verpackungsbeutel 1 über das hohlzylindrische Formrohr 9 befüllt wurde, wird abschließend die zweite Quersiegelnaht 15

(Kopfnaht) am Folienschlauch 4 hergestellt und der Verpackungsbeutel 5 somit verschlossen. Bei der Herstellung der zweiten Quersiegelnaht 15 kann vorzugsweise gleichzeitig auch die erste Quersiegelnaht eines weiteren, nachfolgend herzustellenden Verpackungsbeutels 5 hergestellt werden. Hierbei sei angemerkt, dass zwischen der zweiten Quersiegelnaht 15 und dem versteiften Teilbereich 6 der Abstand C (siehe Figur 3) vorgesehen ist, um die Qualität der Siegelung der Kopfnaht 15 nicht zu beeinträchtigen.

Figur 4 zeigt eine schematische Seitenansicht eines derartigen, fertig

hergestellten und befüllten Verpackungsbeutels 5, der vom Folienschlauch 4 abgetrennt wurde. Wie aus Figur 4 ersichtlich, umfasst der Verpackungsbeutel 5 die Längssiegelnaht 3, die erste Quersiegelnaht 14, die zweite Quersiegelnaht 15, den flexiblen Teilbereich 16 und den versteiften Teilbereich 6, der hier beispielhaft die Form eines doppelten Rahmens aufweist. Hierbei ist der flexible Teilbereich 16 aus dem Folienmaterial 2 hergestellt und der versteifte Teilbereich aus dem Zusatzmaterial 7 hergestellt, welches zur Versteifung des

Verpackungsbeutel 5 hinzugefügt und ausgehärtet wurde.

Der erfindungsgemäße Verpackungsbeutel 5 weist insbesondere den Vorteil auf, dass die Struktur des versteiften Teilbereichs 6 je nach Einsatzzweck des

Verpackungsbeutels 5 so gewählt werden kann, dass diese eine so stabile Haltestruktur bereitstellt, dass der Verpackungsbeutel 5 aufgrund seiner hohen Steifigkeit und Formstabilität selbstständig steht. Dadurch kann der

Verpackungsbeutel, insbesondere für bruchempfindliche oder flüssige

Inhaltsstoffe, so ausgelegt werden, dass bisher erforderliche stoß- und quetschsichere Umverpackungen zum Schutz des Inhaltes entfallen können. Zudem können derartige Verpackungsbeutel dadurch sehr gut stehend in Transportschachteln und Präsentationsdisplays angeordnet werden.

Beim erfindungsgemäßen Verpackungsbeutel ist zur Erzeugung der

verbesserten Formsteifigkeit und Standfestigkeit des Verpackungsbeutels zudem nur ein vergleichsweise geringer Materialeinsatz des Zusatzmaterials

erforderlich, der zu den geringen Gesamtkosten der Verpackung beiträgt. Das neuartige Herstellungsverfahren von partiell versteiften Verpackungsbeuteln aus dem flexiblen Folienmaterial mit versteiften Teilbereichen ist betriebssicher durchführbar und kann selbst auf bestehenden vertikalen und horizontalen

Schlauchbeutelmaschinen nachträglich integriert werden.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 5 und 6 ein zweites

Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung des Verpackungsbeutels beschrieben, wobei gleiche Teile mit den gleichen

Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet sind. Das in den Figuren 5 und 6 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass hierbei die Zusatzmaterial-Hinzufügevorrichtung 1 1 sich an der Formschulter 8 der

Vorrichtung 1 angeordnet sind. Wie aus Figur 5 ersichtlich, wird das

Folienmaterial 2 über die Formschulter 8 zugeführt, in der eine Vielzahl von Öffnungen 13 ausgebildet sind, durch die das Zusatzmaterial 7 über jeweils eine an jeder Öffnung 13 angeschlossene Zulaufleitung 20 von der Zusatzmaterial- Hinzufügevorrichtung 1 1 während eines Vorschubtakts des Folienmaterials 2 aufgebracht wird. Mehrere dieser Öffnungen 13 sind, wie aus Figur 6 genauer ersichtlich, in der Formschulter 8 an einem Übergangsbereich 18 zwischen der Formschulter 8 und dem Formrohr 9 am gesamten Umfang ausgebildet. In der Draufsicht von Figur 6 ist außerdem die bereits gesiegelte Längssiegelnaht 3 zu sehen. Hierbei sei angemerkt, dass zur Vereinfachung der Darstellung die Zulaufleitungen 20 in Figur 6 nicht veranschaulicht sind.

Wie aus Figur 5 ferner ersichtlich, bildet das von der Zusatzmaterial- Hinzufügevorrichtung 1 1 durch die Vielzahl der Öffnungen 13 (Sprühdüsen) auf dem flexiblen Folienmaterial 2 aufgesprühte Zusatzmaterial 7 nach Aushärtung den versteiften Teilbereich 6, der hier beispielhaft als Gitterstruktur dargestellt ist.

Durch die Positionierung der Zusatzmaterial-Hinzufügevorrichtung 1 1 an der Formschulter 8 können vorzugsweise linienartige Strukturen und/oder,

Gitterstrukturen als versteifte Teilbereiche auf das vorbeigewegte Folienmaterial 2 aufgebracht werden.