DE10104858C1 - Packaging material web splitting method for packaging machine uses laser for providing perforations along packaging web for separation into individual webs after sterilization - Google Patents
Packaging material web splitting method for packaging machine uses laser for providing perforations along packaging web for separation into individual webs after sterilizationInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung einer breiten, mehrlagigen, in einer Verpackungsmaschine aseptisch zu verarbeitenden Packstoffbahn in mehrere, gleichbreite Einzel bahnen, die über eine entsprechende Anzahl von Schlauchformelementen der Form- und Füllstation der Verpackungsmaschine zugeführt und in dieser am Strang zu Einzelpackungen aus geformt, gefüllt, geschlossen und vereinzelt werden. Die Er findung betrifft ferner eine Verpackungsmaschine zur Durch führung des Verfahrens.The invention relates to a method for converting a wide, multi-layer, aseptic in a packaging machine processing packaging material web in several, equally wide single webs that have a corresponding number of tubular molded elements the form and fill station of the packaging machine fed and in this on the strand to individual packs shaped, filled, closed and isolated. The he The invention also relates to a packaging machine for through conduct of the procedure.
Zur rationellen Herstellung von Schlauchbeuteln, egal ob Drei seiten-Siegelrandbeutel (siehe hierzu DE P 29 32 236), sogenannte Stickpacks (siehe DE 93 12 664 U1) oder dgl. ist es grund sätzlich bekannt, die dafür vorgesehene Packstoffbahn in mehrere gleichbreite Streifen zu schneiden und diese Streifen an mehrere, parallel nebeneinander angeordnete Form- und Füll rohre (bei Dreiseiten-Siegelrandbeutel Formrohrpaare) durch entsprechende Anformelemente heranzuführen. Die dafür erfor derliche Mehrfachlängstrennung der Packstoffbahn erfolgt durch den Form- und Füllrohren vorgeschaltete Längsschneidmesser. Diese bekannte Methode, zu der bspw. auf die DE 44 46 936 A1 zu verweisen ist, arbeitet absolut zufriedenstellend und bedarf keiner weiteren Erläuterung was im Einzelnen die Elemente zum Füllen, zum Siegeln und auch zum Abzug und Querabschneiden der gebildeten Einzelbeutel betrifft.For the rational production of tubular bags, no matter if three side-sealed bags (see DE P 29 32 236), so-called Stickpacks (see DE 93 12 664 U1) or the like is the reason additionally known, the intended packaging material in cut several strips of equal width and these strips to several form and fill arranged in parallel next to each other tubes (in the case of three-sided sealed edge bags, shaped tube pairs) bring appropriate molding elements. The requisite The multiple longitudinal separation of the packaging material web takes place through rip cutters upstream of the form and fill pipes. This known method, for example towards DE 44 46 936 A1 is working, absolutely satisfactory and needs no further explanation as to what the elements of the Filling, for sealing and also for deduction and cross cutting of the formed single bag concerns.
Sofern es sich bei der Packstoffbahn um einlagiges Folienma terial handelt, kann diese Methode auch aseptisch bzw. mit einer für einen aseptischen Betrieb ausgebildeten Schlauch beutelmaschine betrieben werden, bei der die Packstoffbahn erst einer Sterilisation unterzogen und unmittelbar anschließend in einen Sterilraum eingeführt wird, in dessen Endbereich sich auch die Längsschneideinrichtungen und die Form- bzw. Füllrohre mit ihren zugehörigen Elementen (Formschultern oder Folien streifenanformelemente, Längssiegelwerkzeuge) unter Sterilbe dingungen befinden (siehe die aber nur in etwa einschlägige EP 0 816 233 A1).If the packaging material is a single-layer film material, this method can also be used aseptically or with a hose designed for aseptic operation bag machine are operated in which the packaging material first subjected to sterilization and immediately afterwards in a sterile room is introduced, in the end area of which also the longitudinal cutting devices and the shaped or filling pipes with their associated elements (shaped shoulders or foils strip forming elements, longitudinal sealing tools) under sterile conditions (see, however, only relevant EP 0 816 233 A1).
Nicht ohne weiteres anwendbar ist diese Methode, wenn zum Einen extreme Anforderungen an die Sterilhaltung gestellt werden und zum Anderen mehrlagiger Packstoff, also Verbundfolie verarbei tet werden soll. Die Lagen solcher Verbundfolien werden näm lich bei ihrer Herstellung durch Kleber zusammengefügt. Da dies nicht unter aseptischen Bedingungen erfolgt, bleibt dabei der Einschluß von Mikroorganismen bzw. Keimen in solchen Ver bundfolien nicht aus, die dann bei Zerschneiden der Pack stoffbahn gegf. frei werden können. Dies stellt insoweit noch nicht das eigentliche Problem dar, da ohne weiteres in Betracht gezogen werden kann, das Zerschneiden der Packstoffbahn in Einzelbahnen vor der Sterilisation vorzunehmen und die Einzel bahnen durch die Sterilisationsstation zu führen, wobei auch die gegf. verkeimten Schnittränder der Einzelbahnen erfaßt würden und einer Rekontaminationgefahr des Sterilraumes begegnet wäre. Damit ergibt sich aber das eigentliche Problem, denn es hat sich als außerordentlich schwierig und aufwendig, d. h., als nicht praktikabel erwiesen, die in der Regel relativ schmalen Einzelbahnen durch die ziemlich lange Strecke (Sterilisa tionsstation, Sterilraum mit bspw. Führungselementen, wie Vor schubwalzen, Schlaufenhebel, Bahnkantensteuerung, Form- und Siegelstation) zu führen, d. h., eine Einzelbahnführung ist für einen sicheren und störungsfreien Betrieb einer Schlauchbeu telverpackungsmaschine praktisch nicht realisierbar, zumal noch berücksichtigt werden muß, daß beim Trennschneiden Spannungen in der Packstoffbahn frei werden und zu unkontrollierbaren Seitenrandverläufen an den Einzelbahnen führen können, die in der Folgeförderstrecke praktisch nicht mehr bzw. nur mit beträchtlichem, von den Kosten her nicht mehr vertretbarem Aufwand zu korrigieren wären.This method is not readily applicable if, on the one hand extreme demands are placed on sterility and on the other hand, multi-layer packaging material, i.e. process composite film should be tet. The layers of such composite films are named Lich joined together in their manufacture by glue. As this does not take place under aseptic conditions Inclusion of microorganisms or germs in such ver bundles do not come out, then cut up the pack web of fabric if required can become free. So far, this represents not the real problem since easily considered can be pulled, cutting the packaging material into Single lanes before sterilization and the single lanes through the sterilization station, with the gegf. contaminated cut edges of the individual webs would be detected and a risk of recontamination of the sterile room would have been countered. But this gives the real problem, because it has proved to be extremely difficult and expensive, d. neck not practicable, which are usually relatively narrow Single tracks through the rather long route (Sterilisa tion station, sterile room with, for example, guide elements, such as pre push rollers, loop levers, web edge control, form and Sealing station), d. that is, a single path guidance is for safe and trouble-free operation of a hose bag tel packaging machine practically not feasible, especially still It must be taken into account that when cutting, tension become free in the packaging material web and become uncontrollable Lateral margins on the individual webs can lead to the subsequent conveyor line practically no longer or only with considerable, cost-prohibitive Effort would have to be corrected.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren und eine Verpackungsmaschine zu seiner Durchführung zu schaffen, die die Sterilisation auch der freigelegten Längs schnittränder einer bereits mehrfach längsschnittbehandelten Packstoffbahn zulassen, wobei ferner aber auch die Weiterführung der Ein zelbahnen bis zur Form- und Füllstation komplikationslos und ohne Zusatzaufwand gewährleistet ist.The invention is accordingly based on the object, a Ver drive and a packaging machine to carry it out create the sterilization even the exposed longitudinal cut edges of a profile that has already been treated several times Allow packaging material web, but also the continuation of the A single lanes to the forming and filling station without complications and is guaranteed without additional effort.
Diese Aufgabe ist hinsichtlich des Verfahrens nach der Er findung dadurch gelöst, daß an der breiten, mehrlagigen Pack stoffbahn vor ihrer Sterilisation im Abstand der Breite der Einzelbahnen durchgehende Längsschlitze per Laser eingeschnit ten werden, wobei in wählbaren Abständen die laserferne äußere Lage der Packstoffbahn zur Ausbildung von Perforationsstegen nur angeschnitten wird, wonach die an den Perforationsstegen noch zusammenhängenden Ein zelbahnen nach ihrer Sterilisation unter Weiterförderung in steriler Atmosphäre einer entsprechenden Anzahl von Schlauch formelementen zugefördert und dabei die Einzelbahnen vonein ander getrennt werden. This task is regarding the procedure according to the Er solved in that the wide, multi-layer pack web before sterilization at a distance of the width of the Single slots cut through longitudinal slots by laser ten, with the laser distant outer at selectable intervals Location of the packaging material web for the formation of perforation bars only cut, after which the A still connected on the perforation bars after their sterilization with further funding in sterile atmosphere of an appropriate number of tubing conveyed form elements and thereby the individual webs from each other be separated.
Das ganze Problem ist also auf gleichermaßen einfache und ele gante Weise dadurch gelöst, daß die mehrlagige Packstoff- bzw. Verbundfolienbahn zwar vor ihrer Sterilisation längsgeschnitten wird, dies aber nur insoweit, daß sich einerseits nur eine nachfolgend leicht trennbare Perforation ergibt, mit der aber andererseits dafür gesorgt ist, daß für die Weiterförderung ein noch zusammenhängendes und insoweit komplikationslos zu för derndes und zu führendes Bahngebilde vorliegt. Die tatsächli che, d. h. vollständige Trennung der Packstoffbahn in separat verarbeitbare Einzelbahnen ergibt sich dann praktisch auto matisch erst unmittelbar vor den Formrohren, da die Anformung der Einzelbahnen an die Rohrform mit einem Zerreißen der hier sogenannten Perforationsstege verbunden ist.So the whole problem is on equally simple and ele gante solved in that the multilayer packaging or Composite film web cut lengthways before sterilization will, but only to the extent that on the one hand there is only one subsequently easily separable perforation results, but with the on the other hand, it is ensured that a further funding is provided still coherent and so far without complications derndes and to be guided web structure is present. The actual che, d. H. complete separation of the packaging material in separate processable single webs are then practically auto matically just in front of the molded tubes, because the molding of the single tracks to the tube shape with a tearing of the ones here so-called perforation webs is connected.
Mit der Maßgabe "in wählbaren Abständen die laserferne äußere Lage der Packstoffbahn zur Ausbildung von Perforationsstegen nur anzu schneiden" ist dafür gesorgt, daß auch in diesem Bereich alle Trennebenen in der Verbundfolie für die Sterilisation zugäng lich angeschnitten sind, und außerdem, daß die Perforations stege leicht durch seitliche Zugbelastung zerreißen können. Abgesehen davon, daß die Schlitzlängen einem Vielfachen der Stegbreiten entsprechen, können die Stegbreiten und Schlitz längen durch entsprechende Lasersteuerung problemlos in An passung an das Lagenmaterial und auch die Lagenanzahl der jeweiligen Verbundfolie variiert werden.With the proviso "at selectable intervals, the outer layer of the laser remote Packaging material web for the formation of perforation webs only to be started cutting "ensures that everyone in this area too Separation levels in the composite film accessible for sterilization Lich are cut, and also that the perforations ridges can easily tear due to lateral tensile loads. Apart from the fact that the slot lengths are a multiple of Bridge widths correspond to the bridge widths and slot length easily with the appropriate laser control fit to the layer material and also the number of layers of respective composite film can be varied.
Steuerbare Laser, die derartige, spezielle Perforationslängs schnitte mit Perforationsstegen zulassen bzw. ermöglichen, sind bekannt und handelserhältlich, und es ist auch bekannt, Laser auf dem hier interessierenden unmittelbaren Sachgebiet zu ver wenden, dies aber in einem anderen Zusammenhang, nämlich zur Anbringung von Schwächungslinien bzw. von Aufreißhilfen. Controllable lasers, such special longitudinal perforations allow or enable cuts with perforation bars known and commercially available, and it is also known laser in the immediate subject area of interest here apply, but in a different context, namely to Attachment of weakening lines or tear aids.
Verwiesen sei hierzu bspw. auf die DE 196 36 429 C1 und die EP 0 473 517 B1.Reference is made, for example, to DE 196 36 429 C1 and EP 0 473 517 B1.
Aseptisch zu betreibende Schlauchbeutelverpackungsmaschinen bestehen im wesentlichen aus einer Sterilisationsstation mit sich daran anschließendem Sterilraum, in dessen Endbereich Formelemente, nämlich ein Formrohr mit Packstoffbahn-Anform elementen angeordnet sind, was keines besonderen druckschrift lichen Nachweises bedarf, da hinlänglich bekannt und in Be nutzung. Solche Maschinen sind jedoch weder für eine mehr bahnige Packstoffbahnverarbeitung bestimmt, noch sind sie ge eignet, den vorerläuterten speziellen Aseptikansprüchen zu genügen, und zwar allein schon aus dem Grund nicht, weil an derartigen Maschinen die vorbeschriebene Problematik nicht an steht.Tubular packaging machines to be operated aseptically essentially consist of a sterilization station with adjoining sterile room, in its end area Shaped elements, namely a molded tube with a molded sheet material elements are arranged, which is not a special document Lichen proof is required, as it is well known and in Be use. However, such machines are neither for one more lane packaging material processing determined, they are still ge suitable to the previously explained special aseptic claims are sufficient, and not just because of the reason Such machines do not address the problems described above stands.
Bezüglich der Verpackungsmaschine zur Durchführung des vorer läuterten Verfahrens besteht also die erfindungsgemäße Lösung einfach darin, daß im Zuförderweg der Packstoffbahn vor der Sterilisationsstation der mit mehrerem parallel nebeneinander angeordneten Formrohren bzw. Formrohrpaaren bestückten Ver packungsmaschine mehrere, der Anzahl der Formrohre minus eins entsprechende, bzgl. ihrer Schnittiefe und Schnittlänge steu erbare Laser angeordnet sind.Regarding the packaging machine for performing the previous refined method, there is the solution according to the invention simply in that in the feed path of the packaging material web before the Sterilization station with several in parallel side by side arranged shaped pipes or pairs of shaped pipes equipped Ver packing machine several, the number of shaped tubes minus one corresponding, with respect to their cutting depth and cutting length erable lasers are arranged.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die zugehörige Verpackungs maschine zu seiner Durchführung werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher er läutert. The method according to the invention and the associated packaging machine for its implementation are based on the graphical representation of exemplary embodiments he closer purifies.
Es zeigt schematischIt shows schematically
Fig. 1 in Seitenansicht die aseptisch arbeitende Schlauch beutel-Verpackungsmaschine; Figure 1 is a side view of the aseptic tube bag packaging machine.
Fig. 2 in Draufsicht die in vier Einzelbahnen geteilte Pack stoffbahn mit Zuordnung der Laser und der Formstationen. Fig. 2 in plan view of the divided into four individual webs of packing material with assignment of the laser and the forming stations.
Fig. 3 in extremer Vergrößerung einen Schnitt längs Linie I-I in Fig. 2. Fig. 3 along in extreme enlargement a section line II in Fig. 2.
Ausgegangen ist beim Ganzen von einer Schlauchbeutel-Verpac kungsmaschine, die eine Sterilisationsstation 6 mit sich daran anschließendem Sterilraum 7 umfaßt, in dessen Endbereich 8 Formelemente, nämlich Formrohre 9 mit Einzelbahn-Anformelementen 10 angeordnet sind, für die bevorzugt sogenannte Formschultern in Frage kommen.The starting point for the whole is a tubular bag packaging machine, which comprises a sterilization station 6 with an adjoining sterile room 7 , in the end region 8 shaped elements, namely shaped tubes 9 with single-web shaped elements 10 , for which so-called shaped shoulders are preferred.
Bei der Herstellung von Dreiseiten-Siegelrandbeuteln ist an Stelle eines Formrohres, wie einleitend vorerwähnt, jeweils ein Formrohrpaar 9' zu verwenden, wie sie auch gemäß Ausführungs beispiel in Fig. 2 ganz rechts, die Form- und Füllstation 2 bildend, dargestellt sind.In the manufacture of three-sided sealed-edge bags, instead of a molded tube, as mentioned in the introduction, a pair of molded tubes 9 'is to be used, as is also shown in the embodiment on the far right in FIG. 2, forming and filling station 2 .
Für eine solche Schlauchbeutel-Verpackungsmaschine ist nun zur Durchführung des schon weitestgehend vorerläuterten Verfahrens unter Verweis auf Fig. 1 wesentlich, daß im Zuförderweg ZW der Packstoffbahn PB vor der Sterilisationsstation 6 der mit meh rerern parallel nebeneinander angeordneten Formrohren 9 bzw. Formrohrpaaren 9' bestückten Verpackungsmaschine mehrere, der Anzahl der Formrohre 9 minus eins entsprechende, bzgl. ihrer Einschnittiefe steuerbare Laser 11 angeordnet sind. Beim Aus führungsbeispiel gemäß Fig. 2 wird die von der Vorratsrolle VR abgezogene, mehrlagige Packstoffbahn PB in vier Einzelbahnen EB gegliedert bzw. geteilt, d. h., es sind in diesem Falle drei Laser 11 mit der Einzelbahnbreite B entsprechendem Abstand nebeneinander unter der Packstoffbahnförderstrecke angeordnet.For such a tubular bag packaging machine, it is now essential to carry out the process which has already been largely explained, with reference to FIG. 1, that in the feed path ZW of the packaging material web PB in front of the sterilization station 6, the packaging machine equipped with a plurality of molded tubes 9 or molded tube pairs 9 'arranged in parallel next to one another a plurality of lasers 11 are arranged corresponding to the number of shaped tubes 9 minus one and controllable with respect to their incision depth. In the exemplary embodiment from FIG. 2, the multi-layer packaging material web PB drawn off from the supply roll VR is divided or divided into four individual webs EB, ie in this case three lasers 11 with the individual web width B are arranged next to one another below the packaging material web conveyor line.
Die Länge der Perforationsschlitze 3 kann dabei bspw. 50 mm bis 300 mm betragen bei einer Schnittbreite von bspw. 0,1 mm und die in der laserfernen Lage 4 stehenbleibenden Perforations stege 5 können bzgl. ihrer Länge bspw. ebenfalls variabel mit 0,1 bis 1 mm bemessen werden. Diese Perforationsstege 5 sind gestrichelt im extrem vergrößert in Fig. 3 dargestellten Schnitt I-I der Fig. 1 verdeutlicht, und zwar einer bspw. ein schließlich der Adhesive insgesamt aus sechs Lagen gebildeten Verbundfolie, wobei neben der Schnittdarstellung auch die üblichen Lagenbezeichnungen nur der Vollständigkeit halber mit angegeben sind. Die Gesamtstärke einer solchen Verbundfolie beträgt dabei nur 0,1 mm oder wenig mehr, was deutlich macht, daß es sich bei den hier sogenannten Perforationsstegen 5 um denkbar leicht zerreißbare Materialstege handelt, die, wie sich gezeigt hat, allein durch das Auflaufen der Einzelbahnen EB auf benachbarte Formschultern 10 geteilt bzw. durchgetrennt werden.The length of the perforation slots 3 can be, for example, 50 mm to 300 mm with a cutting width of, for example, 0.1 mm, and the perforation webs 5 remaining in the layer 4 remote from the laser can also be variable in length, for example, from 0.1 to 1 mm. These perforation webs 5 are shown in dashed lines in section II of FIG. 1, shown extremely enlarged in FIG. 3, namely a composite film, for example including the adhesive, consisting of a total of six layers, the sectional view also showing the usual layer names only for the sake of completeness are specified. The total thickness of such a composite film is only 0.1 mm or a little more, which makes it clear that the so-called perforation webs 5 here are extremely easily tearable material webs, which, as has been shown, solely due to the run-up of the individual webs EB be divided or severed onto adjacent form shoulders 10 .
Da beim Laserschneiden unvermeidbar Gase entstehen, ist auf der anderen Seite der Packstoffbahn PB eine Gasabsaugung 12 an geordnet. Bei den im Sterilraum 7 befindlichen und der Voll ständigkeit halber in Fig. 1 mit angedeuteten Bahnführungsele menten handelt es sich um ein Vorschubwalzenpaar 13, einen Sterilisationsmittelrakel 14, einen sogenannten Bahnschlaufen hebel 15 und eine Bahnkantensteuerung 16. Die Darstellung der Sterilisationsstation 6 in Form eines Sterilisationsmittel bades, das von der bereits geschnittenen Packstoffbahn PB, wie bspw. dargestellt, durchlaufen wird, ist nicht zwingend, d. h., es kann sich auch bspw. um eine Bedampfungs- oder auch Bestrahlungskammer handeln. Since gases inevitably arise during laser cutting, a gas extraction system 12 is arranged on the other side of the packaging material PB. The elements located in the sterile room 7 and for the sake of fullness in Fig. 1 with indicated Bahnführungsele elements are a pair of feed rollers 13 , a sterilizing agent doctor 14 , a so-called web loop lever 15 and a web edge control 16 . The representation of the sterilization station 6 in the form of a sterilizing agent bath, which is traversed by the already cut packaging material web PB, as shown, for example, is not mandatory, ie it can also be, for example, an evaporation or radiation chamber.
Was nun das Verfahren zur Umwandlung der entsprechend breit bemessenen, mehrlagigen, in einer Verpackungsmaschine aseptisch zu verarbeitenden Packstoffbahn PB in mehrere, gleichbreite Einzelbahnen EB betrifft, so werden diese wie bisher über eine entsprechende Anzahl von Formschultern 10 der Form- und Füll station 2 der Verpackungsmaschine zugeführt und in dieser gleichzeitig in mehreren Strängen zu Einzelpackungen EP aus geformt, gefüllt, geschlossen und vereinzelt.As for the process for converting the correspondingly wide, multi-layer packaging material web PB to be aseptically processed in a packaging machine into several individual webs EB of the same width, these will, as before, have a corresponding number of form shoulders 10 of the form and fill station 2 of the packaging machine fed and formed in this simultaneously in several strands into individual packs EP from, filled, closed and isolated.
Entscheidend ist nun aber, daß an der breiten, mehrlagigen Packstoffbahn PB vor ihrem Einlauf in die Sterilisationsstation 6 im Abstand der Breite B der Einzelbahnen EB die Längsschlitze 3 mit den entsprechend gesteuerten Lasern 11 eingeschnitten werden, und zwar durch alle Lagen hindurchgehend, wobei allerdings in wählbaren Abständen A die laserferne Lage 4 der Packstoffbahn PB, die an den hergestellten Einzelpackungen EP die Innenseite bildet zur Ausbildung der Perforationsstegen 5 nur angeschnitten wird, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. Danach werden die durch die Stege 5 noch zusammenhängenden Einzelbahnen EB nach ihrer Sterilisation unter Weiterförderung in steriler Atmosphäre einer entsprechenden Anzahl von Schlauchformelementen 1 und Formrohren zugefördert, was beim Übergang der noch bandartigen Einzelbahnen EB in Schlauchform automatisch mit einer Trennung der Perforationsstege 5 ver bunden ist. Die Längsversiegelung der zu Schläuchen umgeformten Einzelbahnen EB am Formrohr erfolgt dann in herkömmlicher Weise mit Längssiegelbacken 17 beim taktweisen Abzug der Schläuche durch Quersiegelbacken 18.It is now crucial, however, that the longitudinal slots 3 are cut with the appropriately controlled lasers 11 on the wide, multilayer packaging material web PB before it enters the sterilization station 6 at a distance of the width B of the individual webs EB, namely through all layers, although in Selectable distances A, the layer 4 of the packaging material web PB remote from the laser, which forms the inside of the individual packs EP produced to form the perforation webs 5 , as shown in FIG. 3. After that, by the fins 5 still contiguous individual webs EB be conveyed after its sterilization under further conveyance in a sterile atmosphere of a corresponding number of tube forming elements 1 and the form of tubes, which is automatically at the transition of the still band-like individual webs EB in tubular form with a separation of Perforationsstege 5 ver prevented. The longitudinal sealing of the individual webs EB formed into hoses on the shaped tube is then carried out in a conventional manner with longitudinal sealing jaws 17 when the hoses are withdrawn periodically by transverse sealing jaws 18 .
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