Beutel und Verfahren zu dessen Herstellung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Beutel, welcher mit einem selbstschliessenden Füllventil versehen und mittels mindestens einer Naht verschlossen ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Beutels.
Zum portionenweisen Verpacken von Getränken und andern Flüssigkeiten, sowie pulverförmigen oder gegebenenfalls körnigen Nahrungsmitteln oder dergleichen fliessendem Gut werden je länger je mehr Beutel aus einem vorzugsweise warmschweissbaren, geschmacklich neutralen Material verwendet, in welche das fliessende Gut durch eine Einfüllöffnung eingebracht wird, die nachträglich verschlossen, vorzugsweise verschweisst wird. Diese Verpackungsart hat den Nachteil, dass an der Abfüllstelle stets eine Vorrichtung zum Verschliessen des Beutels vorgesehen werden muss, die zum Beispiel für eine Hochfrequenzschweissung sehr teuer ist und bei nicht vollautomatischem Betriebe kleine Verpackungsgeschwindig- keit ergibt und ausserdem geschicktes Bedienungspersonal verlangt.
Es ist daher bereits versucht worden, ähnliche Beutel zum dichten Verpacken fliessender Substanzen zu schaffen, die mit einem selbstschliessenden Füllventil versehen sind, durch welches das Gut eingebracht werden kann und welches sich unter dem Innendruck des eingefüllten Gutes ähnlich einem Rückschlagventil selbst schliesst. Man hat zu diesem Zwecke zum Beispiel durch eine Nahtstelle des Beutels ein flaches Rohr eingeführt, durch welches das fliessende Gut eingebracht werden kann, und welches beim Aufhören des Einfülldruckes unter dem statischen Innendruck des im Beutel befindlichen Gutes derart flach zusammengepresst wird, dass ein Austreten des Gutes durch dasselbe ausgeschlossen ist.
Dieses quer zur Naht eingeführte Rohr hat aber verschiedene Nachteile. Vor allem entstehen an den Stellen, wo das Beutelmaterial mit dem eingeführten Rohr zusammenstösst, Materialüberlappungen, die das Verschweissen oder sonstige dichte Verschliessen des Beutels erschweren, die Naht erheblich schwächen und daher leicht zu Undichtheiten des Beutels führen.
Ferner bietet das an der fertigen Verpackung in den Beutel eingeführte und zu einem Teil aus demselben vorstehende Rohr einen nicht sehr ästhetischen Anblick.
Diese Nachteile können nun beim Beutel gemäss vorliegender Erfindung nicht auftreten, indem das Ventil durch mindestens einen im Beutelinnern an der Naht anliegenden Hohlraum gebildet ist. Der Hohlraum kann als das Beutelinnere mit dem Aussenraum verbindender Kanal ausgebildet sein. Die Naht kann dabei vorzugsweise die eine Begrenzung des Kanals bilden, wobei die Kanalwände aus einem Stück mit den Beutelwänden bestehen können und längs einer zweiten, vorzugsweise mindestens annähernd parallel zur genannten Naht verlaufenden Naht verbunden sind.
Um einen erfindungsgemässen Beutel der letztgenannten Art herzustellen, kann so vorgegangen werden, dass man ein Schlauchstück an einem Ende durch mindestens zwei Nähte derart flach verbindet, dass zwischen den Nähten ein labyrinthartiger, beidseitig offener Durchlass entsteht, und dass man hierauf das offene Schlauchende über das mit den Nähten versehene Schlauchende stülpt und verschliesst. Dadurch ist es möglich, den Beutel gemäss der Erfindung mit seinem Ventil aus einem einzigen Materialstück ausschliesslich durch Formgebung desselben und Verbindung bestimmter Teile des Material stückes herzustellen.
Wie erwähnt, wird der erfindungsgemässe Beutel vorzugsweise aus warm schweissbarem Material hergestellt, wobei die erwähnten Nähte als Schweissnähte ausgeführt werden können. Es ist aber auch möglich, die Nähte als Klebstellen auszubilden oder irgendeine andere geeignete Verbindungsart zu benützen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Beutels dargestellt, anhand welcher auch das erfindungsgemässe Verfahren zu deren Herstellung erläutert ist.
Fig. 1 zeigt zwei Fabrikationsstadien eines ersten Beutels in ausgezogenen bzw. strichpunktierten Linien.
Fig. 2 zeigt die entsprechenden Fabrikationsstadien eines zweiten Beutels in ausgezogenen bzw. strichpunktierten Linien.
Fig. 3 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform des Beutels; die
Fig. 4 und 5 zeigen die dem Ventil benachbarte Randpartie eines Beutels in zwei verschiedenen Stadien der Fabrikation, und die
Fig. 6 bis 10 zeigen weitere Ausführungsbeispiele.
Der in Fig. 1 dargestellte Beutel wird aus einem Schlauchstück 1 hergestellt, welches zuerst an den beiden Enden 2 und 3 offen ist. Solche Schlauchstücke 1 können zum Beispiel aus einem schlauchförmigen Rohmaterial, z. B. einem warm schweissbaren Kunststoff wie Polyvinylchlorid oder derglei chen geschnitten werden. Das in ausgezogenen Linien dargestellte Schlauchstück wird nun am Ende 3 im dargestellten, flachen Zustande mit zwei Schweissnähten 4 und 5 versehen, wobei die Nähte von verschiedenen Seiten des Schlauches ausgehend nicht ganz bis an die andere Seite reichen und somit einen labyrinthartigen Durchlass 6 begrenzen, welcher eine Verbindung zwischen dem Schlauchinnern und dem Schlauchende 3 herstellt bzw. frei lässt. Dieser Zustand des Schlauchendes 2 ist in Fig. 4 im Schnitt dargestellt.
Anschliessend wird nun der am Ende 2 noch offene Schlauch von diesem Ende her über das Ende 3 des Schlauches in die in Fig. 1 strichpunktierte Lage gestülpt. Diese Umstülpung kann bis zur innern Naht 5 am Ende 3 des Schlauches erfolgen, worauf das Schlauchende 3 die in Fig. 5 dargestellte Schnittform aufweist. Der Durchlass oder Kanal 6 liegt nun ganz im Innern des Schlauches 1. Schliesslich wird das übergestülpte Schlauchende 2 durch eine Naht 7 dicht verschlossen, womit der Beutel fertiggestellt ist. Dieser Beutel weist, wie aus Fig. 1 leicht ersichtlich ist, an der Stelle 8 eine schlitzartige Öff- nung auf, welche über den Kanal 6 mit dem Beutelinnern in Verbindung steht. Wird in die Öffnung 8 ein Füllstutzen eingeführt, so kann unter einem bestimmten Einfülldruck ein fliessendes Gut, z.
B. eine Flüssigkeit, eine Paste oder mehliges oder körniges Gut in den Beutel eingefüllt werden. Da der Beutel anfänglich praktisch ganz flach liegt, also sehr wenig Luft einschliesst, kann er vollständig mit dem Füllgut gefüllt werden, ohne dass für einen Luftaustritt gesorgt werden müsste. Hört der Einfülldruck auf, so wirkt auf die Wände des Kanals 6 nur noch der statische Innendruck der im Beutel befindlichen Substanz, welcher denselben dicht zusammenpresst und ein Austreten des Füllgutes verhindert. Viele zur Herstellung solcher Beutel vorzugsweise verwendete Kunststoffe haften ohnehin sehr gut aufeinander, so dass das durch den Kanal 6 gebildete Ventil sehr gut dichtet. Der längs der Naht 4 angeordnete Ventilkanal 6 kann verhältnismässig sehr lang ausgeführt werden, ohne an der fertigen Verpackung irgendwie aufzufallen.
Alle Schweissungen können flach und ohne Materialüberlappungen vorgenommen werden, was die Verschweissung erleichtert und die Gefahr einer Undichtheit am Beutel herabsetzt. Nach erfolgtem Einfüllen ist der Beutel ohne weiteres versandbereit.
In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform des Beutels dargestellt, wobei der flache Materialschlauch 1 zuerst am einen Ende 9 mit zwei Nähten 10 und 11 versehen wird. Der Kanal 6 zwischen den Nähten 10 und 11 liegt schief in der Ecke des Schlauches.
Es wird nun in analoger Weise wie oben im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, der Schlauch 1 vom Ende 13 her über die Naht 11 in die in Fig. 2 strichpunktierte Lage gestülpt. Hierauf wird das Endc 13 des Schlauches in der oben beschriebenen Weise verschlossen, womit der Beutel fertiggestellt ist. Die mit dem Kanal 6 versehene Schlauchecke ragt nun ins Innere des Beutels und bildet das selbstschlie ssende Ventil, das durchaus analog arbeitet wie das im Zusammenhange mit Fig. 1 beschriebene Ventil.
Fig. 3 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel. bei welchem anstelle der Naht 4 eine die Schlauch öffnung 3 auf keiner Seite ganz schliessende Naht 15 und zwei an die Schlauchseiten reichende, aber in der Mitte eine Öffnung 17 freilassende Nahtstücke 16 angebracht sind. Sind diese Nähte hergestellt, so wird das Schlauchende 2 in der im Zusammenhange mit Fig. 1 beschriebenen Weise bis an die Nahtstücke 16 über das Schlauchende 3 gestülpt. Schliesslich wird dann zur Fertigstellung des Beutels das Schlauchende 2 flach verschweisst. Am fertiggestellten Beutel bildet die Öffnung 17 die Einfüllöffnung, von welcher das einzufüllende Gut durch den einen oder andern der Ventilkanäle 6 ins Beutelinnere fliessen kann.
Es ist auch möglich, erfindungsgemässe Beutel auf andere Weise als nach dem erfindungsgemässen Verfahren herzustellen. Der Beutel kann zum Beispiel nicht aus einem Schlauchstück, sondern aus zwei separaten Materialblättern hergestellt werden, wobei die Blätter zuerst flach aufeinandergelegt, dann am einen Rand zum Beispiel gemäss Fig. 1 mit zwei Nähten versehen werden. Hierauf werden die freien Blattenden über die erstellten Nähte gestülpt und schliesslich der Beutel an den drei noch offenen Seiten verschlossen. Diese Fabrikationsweise hat den Vorteil, dass die seitlich nicht miteinander verbundenen Blätter viel leichter über die am einen Rand hergestellten Nähte gestülpt werden können als ein Schlauchstück. Anderseits ergibt sich dabei der Nachteil, dass sich überlappende Materialstücke miteinander verbunden werden müssen.
Um ein Umstülpen ganz zu vermeiden, kann auch ein separates Ventilstück eingesetzt werden, welches längs des einen Beutelrandes eingelegt und dann mit den Beutelrändern in geeigneter Weise verschweisst wird. So könnte zum Beispiel zwischen die beiden vorgenannten losen Materialblätter am einen Rand ein gefalteter Materialstreifen mit Öffnung nach aussen eingelegt werden, der vom einen Rand der Blätter nicht ganz bis zum andern reicht, worauf die vier Ränder der Blätter zusammen mit dem zwischengelegten Streifen mit Ausnahme einer Öffnung an dem bis zum Beutelrand reichenden Ende des eingesetzten Ventilstreifens dicht verschweisst würden. Bei dieser Herstellungsart ergibt sich der Vorteil, dass der Beutel ohne jedes Umstülpen von Teilen in einem fortlaufenden Arbeitsgange in flachem Zustand fertiggeschweisst werden kann.
Allerdings verbindet sich damit anderseits der Nachteil, dass Materialüberschneidungen in den Schweissstellen nicht zu vermeiden sind.
Der in Fig. 7 bis 9 dargestellte Beutel wird aus einem Schlauchstück 1 gemäss Fig. 6 hergestellt, welches auf einer Seite eine eingeschlagene Materialfalte 22 aufweist. Der Schlauch wird nun flach aufeinandergelegt und quer zu seiner Achse mit Schweissnähten 23 bzw. 24 versehen. Gleichzeitig oder in einem darauffolgenden Arbeitsgang wird auch noch die schlitzartige, äussere Öffnung 25 der Materialfalte 22 durch Schweissnähte 26 bis auf eine Lücke 27 dicht verschweisst. Wie besonders die Fig. 8 und 9 deutlich erkennen lassen, entsteht damit ein Beutel mit einem von einer Seitenkante desselben einwärts ragenden, durch die Materialfalte 22 gebildeten Ventilteil.
In dem in Fig. 8 dargestellten, gebrauchsfertigen Zustand des Beutels ist der in der Falte 22 gebildete Ventilraum nur durch die Lücke 27 mit dem Aussenraum, nicht aber mit dem eigentlichen Füllraum 28 des Beutels verbunden, weil die Innenkante 29 des Faltes 22 über die ganze Breite des Beutels zusammenhängt bzw. nicht durchbrochen ist, und an den Enden durch die Schweissnähte 23 und 24 auch seitlich dicht verbunden ist. Das Beutelinnere 28 ist also bei diesem Beutel absolut dicht bzw. steril verschlossen, was für bestimmte Zwecke wesentliche Vorteile mit sich bringt.
Zum Füllen des Beutels wird gemäss Fig. 9 ein Füllrohr 30 durch die Lücke 27 eingeführt und dann durch die Innenkante 29 der Ventilfalte 22 durchgestossen. Damit wird der Füllraum 28 des Beutels erst mit dem Ventilraum bzw. mit dem Aussenraum verbunden und kann nun in der in Fig. 9 angedeuteten Weise gefüllt werden. Die eingefüllte Flüssigkeit oder sonstige fliessende Substanz gelangt beim vollständig gefüllten Beutel auch in die zwischen der Ventilfalte 22 und den Aussenwänden des Beutels liegenden Räume, womit der Ventilraum zusammengedrückt wird und nach dem Entfernen des Füllrohres 30 einen dichten Abschluss des Beutels gewährleistet. Soll der Inhalt des Beutels entnommen werden, so kann wiederum ein Rohr gemäss Fig. 9 in den Beutel gesteckt und das Füllgut ausgesaugt oder durch Druck auf den Beutel ausgepresst werden.
Es ist dabei ohne weiteres möglich, nur einen bestimmten Teil des Füllgutes zu entnehmen, dann das Rohr wieder zu entfernen und den teilweise entleerten Beutel weiterhin mit geschlossenem Ventil aufzubewahren. Enthält der Beutel pulverförmige Güter, so kann auch eine Ecke des Beutels abgeschnitten oder abgerissen und der Beutelinhalt durch die entstehende Öffnung ausgegossen werden.
Der Beutel eignet sich auch hervorragend zum Einfüllen von pulverförmigen oder körnigen Trockensubstanzen, z. B. Ovomaltine, Tee oder Kaffee, welche Substanzen nachträglich durch Zugabe von Flüssigkeit gelöst bzw. ausgelaugt werden sollen. In diesem Falle kann es von Vorteil sein, den Beutel in an sich üblicher Weise zu füllen, wenn beispielsweise die Schweissnaht 23 noch nicht erstellt ist, und den Beutel erst nach der Füllung fertigzustellen. Die pulverförmige Masse ist dann in einem absolut dichten Beutel enthalten, welcher erst bei Gebrauch durch Einschieben eines Füllrohres geöffnet und als Ventilbeutel benützt werden kann. Die eingefüllte Lösungsflüssigkeit kann im Beutel auch geschüttelt und zum Beispiel die trinkfertige Lösung darin aufbewahrt werden.
Bei der in Fig. 10 dargestellten Ausführungsform des Beutels ist nur eine Ecke desselben als Materialfalte ins Beutelinnere geschlagen. Dabei ist wieder angenommen, der Beutel werde aus einem Schlauch 1 hergestellt, welcher nach erfolgtem Einschlagen der dreieckigen Falte 22 an seinen offenen Enden durch Schweissnähte 23 bzw. 24 verschlossen wird. Nachträglich oder gleichzeitig wird auch das innere, offene Ende der Materialfalte 22 durch eine Schweissnaht 31 dicht verschlossen, und die äussere Öffnung 25 der eingeschlagenen Materialfalte 22 kann durch Schweissstellungen 26 bis auf eine Lücke 27 verschlossen werden. Die Benützung dieses Beutels entspricht genau derjenigen des Beutels nach Fig. 7 bis 9.
Die Schweissnaht 31 könnte auch nur so weit geführt werden, dass an der innern Ecke 32 der eingeschlagenen Materialfalte 22 stets eine Öffnung verbleibt.
In entsprechender Weise könnte auch beim vorbereiteten Schlauchstück nach Fig. 6 an der Innenkante 29 der Materialfalte 22 etwas Material ausgeschnitten werden, um bereits bei der Herstellung des Beutels an dieser Stelle eine Füllöffnung zu erzeugen. Dabei können die Lücke 27 und diese nicht dargestellte Füllöffnung seitlich gegeneinander versetzt sein, um den Ventilweg zu vergrössern.
Die Schweissstellen 26 sind nicht unbedingt erforderlich und können gegebenenfalls auch weggelassen werden, wodurch eine ganz besonders einfache Herstellung des Ventilbeutels möglich wird.
Die Herstellung des Beutels nach Fig. 7 bis 9 kann leicht im Durchlaufverfahren erfolgen, indem ein beliebig langer Schlauch 1 laufend und in gleichmässigen Abständen mit verhältnismässig breiten Querschweissungen versehen und dann in der Mitte dieser Schweissungen vom ablaufenden Schlauchstück abge- schnitten wird, womit jede Schweissnaht zugleich Schweissnähte 23 und 23' bzw. 24 und 24' aufeinanderfolgender Beutel ergibt, wie in Fig. 7 in punktierten Linien angedeutet ist. Die Schweisselektroden können dabei rotierend ausgebildet sein und können zugleich auch die Schweissstellen 26 erzeugen, falls solche gewünscht werden.
Obwohl zur Herstellung des erfindungsgemässen Beutels vorzugsweise ein warm schweissbares Material verwendet wird, kann natürlich gegebenenfalls auch ein kalt unter hohem Druck verschweissbares Material venvendet werden, oder die Nähte können nicht durch Schweissnähte, sondern durch Klebstellen gebildet werden.
Versuche haben ergeben, dass die Beutel durchaus Das und flüssigkeitsdicht sind. Sie eignen sich daher vorzüglich zur Verpackung von Getränken und andern Gebrauchsfiüssigkeiten oder können auch als Luftkissen verwendet werden.