EP0604507B1 - Packaging container for food, a method of manufacturing the container, and a device for carrying out the method - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a container for the packaging of foodstuffs, with a thermoformed plastic tray and a cover, preferably welded, in the form of a plastic composite film, which is connected to the top side circumferentially via a flange section, according to the preamble of patent claim 1.
- the invention also relates to a method for producing a food container according to the preamble of claim 19 and a device for performing a method for producing a food container according to the preamble of claim 27.
- Packaging containers of the type described in the introduction are used and used in particular for foods which, owing to their easy perishability, are particularly useful during transport and storage against external influences, such as, for. B. must be protected from excessive temperature or light influences.
- These containers must therefore not only be sufficiently dimensionally stable and preferably stackable, but also be such that the goods accommodated in the container are preferably hermetic to the environment, in particular to an oxygen-containing one Atmosphere is shielded.
- Another important criterion for these containers is that the manufacture or processing of the container as well as the filling can be carried out easily, preferably with a space-saving, linearly arranged production system.
- These production systems have the advantage that they can be constructed modularly, so that the individual workstations can be put together individually, depending on the container to be manufactured, and can thus be used economically.
- a conventional container of this type generally consists of two parts, namely a deep-drawn plastic shell with an edge flange on the top and a cover welded to it in the form of a plastic composite film.
- This plastic composite film regularly has a carrier material layer made of, for example, axially stretched polyamide or polyester, a carbon dioxide or oxygen barrier layer made of ethylene vinyl alcohol (EVOH) and a sealing layer for sealing the cover with the rest of the shell, the sealing layer in the Usually consists of a polyethylene plastic system.
- the container bottom ie the deep-drawn plastic shell of the container, is also made from a plastic composite film in the case of higher-quality packaging.
- dimensionally stable films are used, for example polystyrene-based films with a thickness in the range between 700 and 1000 ⁇ m.
- the polystyrene base layer in turn carries a barrier layer made of an ethylene-vinyl alcohol system and a polyethylene sealing layer facing the cover, which can be thermally welded to the cover.
- These films are suitable for both negative and positive deformation with and without mechanical pre-stretching of the film. In this way, container shapes of different designs and strengths can be produced with relatively easy-to-control machines, with the retrofitting of the Packaging system when moving from one product to the other can proceed relatively quickly.
- a container made of a laminate is known from DE-GM 73 30 156, which has a cardboard layer and at least one side with a polyester cover layer.
- the main application of this laminate is seen in its use in the manufacture of a container suitable for cooking or reheating food for humans.
- the laminate is suitably cut for this purpose, then folded and pressed into a shape in the form of a shell, the parts of the surface which are superimposed during the folding being attached to one another by heat sealing.
- German Patent 1,036,153 an apparatus for producing flat packs is described, which consist of thermoplastic coated paper, which is cut and folded in such a way that there are also lateral, outwardly bent upper packaging edges, over which a cover sheet made of plastic is then welded all around in a sealing station.
- a protective gas such as, for. B. carbon dioxide
- Carbon dioxide has a volatility that is about 4 times higher than that of oxygen. Easily perishable goods can therefore not be stored in a package according to DE-PS 1 036 153.
- the method known from this document cannot be combined with deep-drawing systems of conventional Bauert without making drastic changes to the system.
- a container for frozen food which is formed by a dimensionally stable shell with a film lined on the inside and a lid sealing film.
- the shell is made from a pre-cut blank that is only folded at the fold lines to obtain a spatially stable structure.
- the film subsequently molded into the shell does not lie against the shell wall, so that an air cushion can form. As a result, only a bowl-shaped shape for sealing the container against leakage of liquid is produced.
- a folded cardboard blank is also lined on the inside with a plastic system, which then also forms the circumferential, angled flange for the attachment of a cover film.
- the cardboard blank is designed in such a way that it is smaller in area than the outer surface of the inserted plastic film. The stiffening function of the cardboard blank is therefore also relatively limited in this known case.
- a complete, stiffening sheathing of a trough-shaped plastic container with a cardboard reinforcement material blank is described in DE-PS 2 034 154.
- a relatively complex tool is required.
- the cardboard blank is folded into a negative form, which interacts with an upper stamp, by means of which a film web is then pressed into the form.
- a suction stamp is used to fold in the cardboard blank, which holds the cardboard blank with a relative movement between the suction stamp and the negative form.
- a pressure medium is fed into the space between the upper stamp and the molded plastic film by means of the upper die after the plastic die has been molded in, which then provides the final shape of the container and the firm adhesion of the film to the folded blank causes.
- the invention is therefore based on the object to provide a container for packaging food according to the preamble of claim 1, which is characterized in that the amount of non-recyclable or non-recyclable plastic required to produce the container is considerably reduced, wherein at the same time, however, the highest tightness values are still ensured.
- the structure of the container should also be such that it can be manufactured with conventional, preferably linear packaging machines according to the preamble of claim 27 with as little conversion effort as possible without impairing the performance of these packaging machines.
- Another object of the invention is to provide a method for producing such a container that is as simple as possible and that fits seamlessly into the process sequence in standard packaging machines.
- the soft film composite which has a substantially lower surface rigidity than rigid films, is given its shape which stabilizes the container structure an erected cardboard blank, which is used in the shell-shaped, very thin-walled composite film so that it flatly stiffens the soft film composite.
- the cardboard blank is provided with a plastic coating on both sides, there is the advantage that the flat connection between the stiffening cardboard blank and the soft composite film made into a container can be made in a very short time, for example by a selective or area-covering thermal welding process.
- the double-sided coating of the cardboard blank also ensures that box-like, spatially stable cardboard inserts can be produced with a high cycle frequency from, for example, strip-shaped but also other blanks - even with a continuous blank bottom, by thermally welding the overlapping fold sections.
- the processing of the cartons coated on both sides to form spatially stable container inserts with a spatially stable structure and circumferential wall collar can take place with such a high number of cycles that the production of the carton blanks is carried out in parallel with the processing of the soft composite film in a continuous deduction from a supply roll.
- the folded, at least selectively thermofused cardboard blank which has a spatially stable structure, can be handled like a tray insert with a relatively robust gripper device and accordingly positioned exactly over the depressions molded into the composite soft film.
- the risk of injuring the very thin-walled soft film composite when inserting the cardboard blank is reduced, especially if the edge areas of the tray insert or the erected cardboard blank have a chamfer surface that is at an obtuse angle to the adjacent wall surfaces.
- the measures according to the invention make it possible to work with a soft film composite system which only has a thickness in the range between 150 and 200 ⁇ m. In this way, the amount of plastic in the packaging that can no longer be reprocessed can be reduced to approximately 20% compared to conventional containers.
- plastic coating of the cardboard blank can be made extremely thin-walled, for example with a thickness of about 12 microns, so that this packaging plastic waste is not significant. When using a cellulose or wood pulp bowl, this additional plastic content is completely eliminated.
- the structure of the container according to the invention is completely sealed from the outside, regardless of the tightness of the shell insert or cardboard blank used, with a circumferential collar wall, in particular in the region of the corner edges.
- the container according to the invention is therefore also suitable for packaging processes in which the interior of the packaging is evacuated and / or, if necessary, back-gassed after being filled with a stabilizing medium.
- the result is extremely high-quality packaging, with only a fraction of non-recyclable plastic.
- Suitable additives to the cellulose or ground wood pulp, which are then pressed into the shell inserts, can be used to take specific account of the food technology requirements, in particular the moisture resistance.
- the construction of the container according to the invention benefits from the use of a very economical manufacturing process. If - according to a further development of the invention - the cardboard blank inserted into the molded trough of the composite film is obtained from a strip-like material, the opening on the base side, which is already stable in space, regularly results in an opening which can advantageously be used to to stabilize the preformed soft film composite from above by inserting the carton blank from above.
- the positioning accuracy of the cardboard blank in the preferably deep-drawn composite film can be additionally improved in this way and the risk of damage to the very thin-walled composite film is noticeably reduced.
- the construction of the container according to the invention enables a manufacturing process that can be integrated seamlessly and without sacrificing performance in the process flow of commercially available packaging machines, as described at the beginning.
- the linear structure of such packaging systems can be maintained according to the invention. It is only necessary to complete the step of filling the container with the goods to be packaged to precede, in which the cardboard blank stiffening the composite soft film is inserted into the preformed, preferably deep-drawn shape.
- the device according to the invention for carrying out the manufacturing process for the more environmentally friendly food packaging can be obtained by simply retrofitting packaging systems already on the market.
- the throughput of the packaging system does not have to be reduced. It is only necessary to provide an additional device with which either spatially stable, i.e.
- the construction of the container according to the invention opens up the possibility of reducing the amount of cardboard required to form the container to a minimum, which is ensured, for example, by obtaining the erected cardboard insert from a strip-shaped blank.
- the cardboard insert or the tray insert which is coated on both sides, has a continuous bottom, from which the collar-like above circumferential side walls are angled. In this case there is no longer any risk that an uncoated cut edge of the carton comes into direct contact with the food to be packaged.
- This measure also effectively prevents the outer appearance of the packaging, for example in the area of the cardboard cut edge suffers from swelling due to moisture. This measure does not have to increase the weight of the packaging. This is because the cardboard can be made with less thickness due to the more stable structure that is supported across the bottom of the blank.
- the circumferential wall of the tray insert or the erected cardboard blank is designed so that the container opens slightly conically upwards.
- this measure simplifies the shaping process of the shell and it has the additional advantage that the outer composite film is subjected to as little mechanical stress as possible when the cardboard blank is inserted and when it is subsequently sealed.
- a high-quality packaging results with the further development according to claim 4.
- Such soft film composite systems are available on the market with qualities that are optimally adapted to the application area in question. With a thickness of around 150 ⁇ m, these soft film composite systems are safe, i.e. Can be processed with little damage, even if deeper containers have to be formed.
- the outer layer of the soft film composite system is preferably made of a polyamide plastic, a pretreated, for example corona-treated polyethylene plastic with a high melting point, a polyester plastic or a polypropylene system.
- a polyamide plastic for example corona-treated polyethylene plastic with a high melting point
- polyester plastic for example corona-treated polyethylene plastic with a high melting point
- polypropylene system for example corona-treated polyethylene plastic with a high melting point
- polypropylene system for the outer layer brings additional price advantages. If a polypropylene system is used, the result is a composite that is completely recyclable without prior separation.
- the non-easily recyclable soft film composite can be separated very easily from the rest of the container. Nonetheless, a very stable connection can be made via the sealing layer and the plastic coating of the cardboard blank, for example by using a thermal welding process, so that the mechanical stiffening of the flexible soft film composite by the cardboard is maintained over the long term.
- the barrier layer is still formed by an ethylene-vinyl alcohol (EVOH or EVAL).
- EVOH or EVAL ethylene-vinyl alcohol
- the thickness of the plastic casing of the container is greatly reduced, the construction of the container according to the invention opens up the possibility of increasing the thickness of this ethylene-vinyl alcohol layer in relation to the overall thickness. This can improve the protective effect for the food without noticeably increasing the amount of non-recyclable plastic.
- the cardboard blank insert for the deep-drawn soft film has a very stiffening effect. Nevertheless, the insert can even be made from very simply designed, strip-like cardboard blanks which are formed with individually selected folds or fold lines.
- the position and size of the opening on the bottom can be influenced in a targeted manner, which advantageously also takes place with regard to the goods to be packaged.
- a cardboard blank with a continuous bottom is preferably chosen, which then has an even higher load-bearing capacity.
- the structure of the cardboard blank according to claim 8 therefore has the particular advantage of giving the container sufficient stability with a minimum of cardboard consumption.
- the width of the base flange is preferably selected so that it lies in the range between 10 and 40% of the container width.
- this edge flange can also be produced from a strip-shaped blank by thermowelding of folded-over fold sections which overlap in the folded form.
- the resistance of the container to twisting is additionally improved in this way.
- the upper, peripheral flange offers protection for the edge of the deep-drawn soft film when inserting the cardboard blank.
- the cardboard insert With a plastic coating of the cardboard blank according to claim 12, the cardboard insert can on the one hand be erected very easily and, on the other hand, in the erected form it can be economically produced to a warp-resistant structure, preferably thermowelded.
- the plastic coating according to claim 12 forms a connection with the sealing layer of the soft-film composite system that is as secure as it is quickly producible and that is long-term stable even at low temperatures.
- the container according to the invention is therefore particularly suitable for deep-freeze packaging. Nevertheless, after opening the container and after the packaged goods have been used up, the cardboard blank can be separated very easily from the flexible film composite system, which further improves the environmental compatibility of the container according to the invention.
- a very torsion-resistant container insert can be produced, which, in combination with the composite film surrounding this insert, creates a container that is in no way inferior to the conventional container made of thermoformed composite hard film.
- the double-sided coating of the cardboard blank ensures that the food does not come into contact with the cardboard material itself.
- a recycling box i.e. an inferior carton can be used.
- the cardboard coating is also preferably made of a peelable plastic, so that the consumer is able in a few steps to recycle the recyclable Separate the components of the packaging from the non-recyclable components.
- a particularly advantageous development of the method according to the invention for producing the food container is the subject of claim 19.
- the packaging system can be made very compact.
- Another advantage of this embodiment is that the negative mold for the production of the indentations in the soft film composite can simultaneously be used for positioning the soft foil composite with respect to the tray inserts or cardboard blanks to be used. This allows the working accuracy of the manufacturing process to be increased, and the risk of damaging the soft film composite system is already very small in that the shell insert is relatively smooth or smooth.
- the cardboard insert is plastic coated on both sides.
- the method according to the invention of the flat stiffening of a soft film composite with a spatially stable, i.e. Rigid cardboard cutting can be carried out in various ways. For example, it is possible to feed the cardboard blank in strip form and to produce the spatial cardboard structure only in the already deep-drawn composite film.
- the development of the method according to claim 24 leads to particularly stable containers.
- the interlocking between the shell insert or cardboard blank and the plastic composite film leads to an even higher stability of the container and to an even better stiffening together with the soft film composite, which is not inherently stable on the surface.
- This type of design of the side walls has advantages when flushing the filling material with gas.
- the device for carrying out the method can be implemented with conventional components of standard packaging systems. A closer look at the developments of the device according to claims 28 to 42 is therefore not necessary at this point. These further developments aim in particular to protect the soft film composite as effectively as possible during transport through the packaging system and to keep the clock frequency of the device high.
- the device according to the invention is also suitable for the production of several containers in one work step and in one work station, which is the subject of claim 37.
- the reference numeral 20 denotes a composite film wound on a roller, as it is offered on the market by the company "WALKI” in various versions with different protective properties.
- This composite film is a soft film composite, for example with the following structure:
- the outer layer forming a mechanical protective shield is formed, for example, from a polyamide, a pretreated, preferably corona-treated polyethylene, preferably with a high melting point, or a polyester plastic.
- the thickness of this layer is, for example, 30 microns.
- This mechanical protective layer is followed by a barrier layer made of ethylene vinyl alcohol (EVOH or EVAL), which is effective for oxygen and carbon dioxide.
- EVOH or EVAL ethylene vinyl alcohol
- the upper layer facing in the illustration according to FIG. 1 is formed by a sealing layer which is preferably formed by a peelable or peelable polyethylene plastic or plastic system.
- the term "soft film composite" is to be understood in the following to mean a composite film which is flexible, i.e. is not inherently stable.
- the wall thickness of this soft film composite is preferably in the range between 150 and 200 ⁇ m, the EVAL barrier layer having a thickness in the range between 4 and 30 ⁇ m and the sealing layer in the range between 50 and 100 ⁇ m.
- the composite film 20 is drawn off, for example, in a width of approximately 400 to 500 mm from a roller 22 and fed to the linearly structured packaging system, which largely includes work stations, such as those realized in conventional packaging machines, for example from the "Multivac" company are.
- the main stations of the packaging machine are described in more detail below:
- a deep-drawing station in which the composite film 20 preheated by means of a heating device 32 is negatively deformed in the deep-drawing process.
- a negative mold tool 34 which can be moved back and forth in the vertical direction (arrow B) is provided, in which four negative molds 36 are formed.
- the negative molding tool 34 is therefore suitable for the simultaneous production of four deep-drawing operations.
- the invention is not limited to the special arrangement and shape of the containers shown. Rather, any type of packaging and also of packaging groups can be produced by replacing the negative molding tool 34 in the area of the deep-drawing station 30 without departing from the basic concept of the invention.
- Each negative mold 36 is connected via a line duct system 38 to a negative pressure connection 40, so that a vacuum can be generated in a time-controlled manner below the composite film 20 drawn over the negative molds 36, with which the composite film can be brought into the form shown in FIG represents later, finished food container.
- a vacuum can be generated in a time-controlled manner below the composite film 20 drawn over the negative molds 36, with which the composite film can be brought into the form shown in FIG represents later, finished food container.
- four indentations are introduced into the composite film 20 per tool stroke. The indentations are identified in FIG. 1 by reference number 42.
- the composite film or the soft film composite runs intermittently by means of a transport chain to a work station 50, in which - preferably in one operation - a corresponding number of torsionally rigid cardboard blanks 52 are inserted into the group of four of the indentations 42.
- the composite film In the area of this workstation, 20 is still connected over the entire surface, which can best be seen from the illustration according to FIG. 3.
- the thin soft film composite 20 is not - emphasized in the illustration according to FIG. 3 - supported between the individual indentations by a guide rail.
- the exact positioning of the indentations 42 in the work station 50 is carried out with the aid of a lower tool part 54, which is guided to be movable in the vertical direction via columns 58 and has inner recesses 56 which form the negative for the final shape of the packaging to be produced.
- the depth T of the inner recess 56 is equal to the dimension V of the indentation 42.
- the remaining contour of the inner recess 56 also corresponds to the shape of the indentation 42, so that when the lower tool 54 is moved upward, there is a flat, full contact of the composite film 20 on the lower tool 54.
- the reference numeral 60 shows a transport and shaping stamp, referred to below as the transport plate, which is also mounted such that it can move in the vertical direction and is held on a swivel arm 62 with a swivel axis 64.
- the transport plate. 60 has a number of projections in the form of positive molds 66 corresponding to the number of inner recesses 56 below, with which cardboard blanks which are to be described in more detail below and are brought into a box-like shape can be transported from a folding station 70 to the workstation 50 and can be inserted into the indentations 42.
- the cardboard blanks 52 are obtained from a cardboard coated on both sides, which is wound on a cardboard roll 72.
- the production of the cardboard blanks 52 takes place synchronously and in time with the processing of the soft film composite 20.
- 74 is a cutting device with which the cardboard web 76 in strips 76-1 to 76-4 is divided. The number of strips corresponds to the Number of containers to be processed simultaneously in one work step.
- the strips 76-1 to 76-4 subsequently run into a folding device 78, in which the individual strips are provided with such a cut and folding lines 80 that a cup-like cardboard insert 52 is produced from a single strip in a cardboard folding device 82 , which is held in position by the individual positive molds 66 on the transport plate 60.
- a folding device 78 in which the individual strips are provided with such a cut and folding lines 80 that a cup-like cardboard insert 52 is produced from a single strip in a cardboard folding device 82 , which is held in position by the individual positive molds 66 on the transport plate 60.
- the cardboard inserts 52 located on the underside of the transport plate 60 are only indicated with dashed lines, only two such cardboard inserts being shown for reasons of simplification.
- the transport plate 60 is preceded by a device 84 in which individual strips 86-1 to 86-4 which have been cut to length are erected in a box shape and are firmly connected to one another in the region of the overlapping fold sections, preferably thermowelded, so that spatially stable at the exit of the device 84 , torsion-resistant cardboard cut inserts 52 are present, which can be gripped by means of the transport plate 60 and positioned precisely by means of a clocked, cyclical pivoting movement, which is indicated in FIG. 1 by the arrow S, over the inner recesses 56 of the lower tool 54 of the work station.
- a device 84 in which individual strips 86-1 to 86-4 which have been cut to length are erected in a box shape and are firmly connected to one another in the region of the overlapping fold sections, preferably thermowelded, so that spatially stable at the exit of the device 84 , torsion-resistant cardboard cut inserts 52 are present, which can be gripped by means of the transport plate 60 and positioned precisely by means of
- the cardboard 76 is provided on both sides with a plastic coating which consists of a thermally weldable polyethylene plastic (PE).
- PE polyethylene plastic
- the thickness of this plastic coating is, for example, in the range between 10 and 15 ⁇ m and the arrangement is preferably such that the coating is easily peelable, ie peelable.
- the core material of the coated cardboard 76 consists of so-called recycled cardboard and a basis weight in the range between 200 and 300 g / m2 is preferably selected for the cardboard blank.
- the folding of the cardboard strips 86 takes place in coordination with the shape of the positive mold 66 in such a way that the cardboard insert 52 surrounds the positive mold 66 in a form-fitting manner.
- the height H of the cardboard insert essentially corresponds to the dimension V of the indentation 42 or the depth T of the inner recess 56 in the lower mold 54.
- a large number of strip-like or rib-shaped pistons 90 arranged in rows are slidably slidably received in the side wall of the positive mold 66.
- the control spaces 92 lying behind these strip-shaped or rib-shaped pistons 90 are connected to a channel system 94. If the control spaces 92 are pressurized in a timed manner via the channel system 94, the rib-shaped pistons 90 can extend slightly beyond the wall 98 against the force of return springs 96 and come into frictional engagement with the inner surface of the walls 88 of the erected carton 52. This state the strip-shaped piston 90 is indicated in FIG. 11 on the side wall 98 facing the viewer, while the rib-shaped pistons 90 are shown in the retracted position in the adjacent side wall.
- the cardboard inserts are formed from strips 86-1 to 86-4.
- a structure is formed with a circumferential collar formed by the wall sections 88 and an open floor 100 which is essentially at right angles thereto and which is formed by floor flanges 102 which are bent inwards.
- the width B102 of these flanges is an adjustable fraction of the total width W of the container.
- a compressed air duct system 104 is provided in the transport plate 60 and the associated holder, with which an air flow indicated by the arrows 106 can be generated in a time-controlled manner.
- the air flow emerges from the bottom end face of the positive molds 66 and is directed into the interior of the indentations 42, so that when the lower tool 54 is moved upwards, the full contact of the deep-drawn composite film 20 on the inner wall of the recess 56 is promoted.
- the compressed air duct system 104 can also be used to control the stroke movement of the rib-shaped pistons 90.
- FIGS. 1 and 3 differ from one another insofar as the cardboard insert according to FIG. 1 is not only equipped with a bottom flange 102 but also with an upper edge flange 108 with an optional width B108. However, this top edge flange 108 is only beneficial if particularly heavy packaging is to be produced.
- Figure 4 shows this top flange 108 particularly clearly. Hatched areas 110 are indicated where folded fold sections of the cardboard blank overlap in the erected form. In these areas, there is preferably a flat or selective thermal welding instead of. Since the cardboard is coated on both sides, a firm connection of these overlapping areas can be ensured regardless of the folding method.
- FIG. 6 shows the position assignment between the lower tool 54 and the transport plate 60 as the upper tool shortly before the bottom dead center of the transport plate 60 is reached.
- the lower tool 54 has already reached the top dead center.
- the cardboard insert 52 lies together with the composite film 20 snugly against the inner contour 56 of the lower tool 54.
- the positive molds 66 of the transport plate 60 are positively immersed in the indentations.
- the cardboard insert 52 is thereby pressed flat against the composite film 20 both in the area of the wall sections 88 and in the area of the bottom flange 102 and - if present - also in the area of the upper edge flange 108.
- the upper flange 108 which may be present - see FIG.
- a heating device designated 112 is actuated, so that in the area of the contact sections between the cardboard insert 52 and the composite film, spot or area welding occurs at the points 118. This welding covers the entire contact area between the cardboard insert 52 and the film 20.
- the cardboard insert thus stiffens the flexible, i.e. flaccid soft film over a large area, so that the dimensional stability of the cardboard insert 52 is completely transferred to the soft film composite 20.
- the inner recesses 56 in the lower tool part 54 are designed in the way that this is the case in detail 9 can be removed.
- a series of elongated depressions 116 are formed in wall surfaces 114, which, when the positive molds 66 are completely retracted, lie flush with the strip-shaped pistons 90. This state can be seen in the section according to FIG. 8.
- the duct system 94 is pressurized with compressed air so that the rib-shaped or strip-shaped pistons 90 perform a full stroke outwards and the carton 52 together with the outer skin from the soft film composite 20 into the Depress recesses 116 against the force of the return springs 96.
- the springs 96 push the pistons 90 in question again.
- the beaded shape of the side walls is retained and also contributes to an improvement in the areal connection between the cardboard insert 52 and the soft film composite 20.
- FIG. 5 shows an enlarged representation of a section of the container immediately after the connection between the cardboard insert 52 and the soft film composite 20 has been completed.
- This representation shows the multilayer structure of both the coated cardboard and the soft film composite.
- 52-1 denotes the core area made from recycled cardboard.
- 118 denote those locations at which a thermal seal is produced between the coating film 52-2 and a sealing layer 20-3 of the soft film composite 20.
- the sealing layer preferably consists of peelable, ie peelable polyethylene (PE plastic).
- 20-2 denotes the oxygen and CO2 barrier layer made of ethylene vinyl alcohol (EVAL) and 20-1 the mechanical protection outer layer, which is formed either from a polyamide, a pretreated, preferably corona-treated high-melting point polyethylene or a polyester plastic is.
- EVAL ethylene vinyl alcohol
- the indentations 42 braced in this way finally leave the work station 50 and are fed to a food loading station 120 and then to a sealing station 130.
- the filling station 120 is not shown in the illustration according to FIG. 1, since this station does not differ from conventional filling stations.
- a conventional composite cover film 132 runs into the system in the sealing station 130.
- the cover film 132 is continuously pulled off a roll 134 and fed via deflection rolls 136, 138.
- the sealing station 130 also has a lower support tool 140, which interacts with a sealing plate 142.
- the sealing plate 142 can be moved upwards and downwards and is partially heated in order to bring about a thermal welding between the cover film 132 and the sealing layer 20-3 of the soft film composite 20 at the hatched areas VS in FIG. 1.
- FIG. 10 shows the condition of the container after sealing.
- This figure shows that the cover film 132, when the top edge flange 108 is present, nestles closely around it and is thermally welded to the soft film composite 20 in the area VS.
- FIG. 10 shows that the cover film 132 is also designed as a composite film, a sealing layer 132-3 coming to lie opposite the sealing layer 20-3.
- 132-2 denotes an oxygen and / or CO2 barrier layer made of ethylene vinyl alcohol (EVAL). The inside of the packaging is therefore surrounded on all sides by a composite film with a barrier layer.
- EVAL ethylene vinyl alcohol
- FIG. 7 shows in detail how the sealing plate 142 must be designed in order to be able to seal the container in the manner according to the invention.
- the sealing plate has correspondingly designed depressions 144, between which flat webs 146 remain which coincide with the sealing areas VS.
- partial heating devices 148 are provided, which can also extend into the area of the top edge flanges 108. Additional devices, such as, for example, are not shown in the illustrations.
- these devices can of course be used with the plant according to the invention for the production and filling of the food containers.
- the individual containers After passing through the sealing station 130, the individual containers are connected via the cover film 132 and the still connected soft film composite 20.
- the filled and sealed containers then pass into a cutting device 150.
- the containers are cut along lines that lie in the sealing areas VS. Such a parting plane is designated by a dash-dotted line in FIG. 10 with 152.
- the cutting device 150 preferably has a longitudinal cutting knife 154 and a transverse cutting knife 156.
- the containers 158 separated behind the cutting device 150 can then be removed and suitably packed.
- FIG. 12 shows a cut cardboard strip with which a cardboard insert according to FIG. 4 can be produced. With dashed lines the fold lines are marked. The hatched areas represent the overlap areas in which the surfaces that overlap are thermally welded in order to produce a torsionally rigid spatial structure.
- FIGS. 13, 14 An embodiment of the cardboard strip cut, with which an edge flange 108 ′ running around the top side can be produced, is shown in FIGS. 13, 14.
- the thick lines represent the margins of the cut or cut lines.
- the thin lines are fold lines.
- the blank according to FIG. 13 is folded in the area of the corners, as can be seen in the perspective illustration according to FIG. 14.
- the intermediate folding line 164 delimits an outwardly folded flap, which is preferably pivoted into a wall plane of the erected insert and is heat-welded to this surface.
- FIG. 15 shows an overview again of a side view of the plant according to the invention for producing a food packaging. Those stations in the system that correspond to the previously described work stations are identified by identical reference numerals. In this overall view, a filling station designated 120 can be seen going beyond the representation according to FIG. The feed point of the cover film 132 can also be seen in detail.
- the illustration according to FIG. 15 shows that the system according to the invention for producing the containers differs from a conventional packaging system only with regard to workstation 50. The other stations 30, 120, 140 and 150 can be taken over by a conventional system in identical training, if necessary with minor reconstructions.
- FIGS. 16 to 18 show further embodiments of the invention, namely further configurations of the cardboard blank which stiffens the shell and is coated on both sides with plastic.
- Figure 16 is a schematic plan view of an embodiment of the carton blank in the unfolded state. In Figure 16, only one half of the cardboard blank is shown. The axis of symmetry of the carton blank designated 252 is designated 254. The thin lines in FIG. 16 represent fold lines 280, which are preferably pre-embossed to allow the cardboard blank to be erected either in a separate work station or in the deep-drawn composite film in a short time.
- Figure 17 shows the cardboard blank in the erected state.
- the cardboard blank 252 is not formed by a cardboard strip, but by a flat structure, so that a container with a continuous bottom wall 256 is formed after erection. This makes the container more dimensionally stable, so that the wall thickness of the carton can be reduced further.
- this design has the advantage that no uncoated area of the cardboard blank is directly exposed to the substrate to be packaged. The use of a cardboard blank according to FIGS. 16 and 17 is therefore particularly appropriate when substrates that are moist or have a higher fat content are to be packed without contamination.
- Overlap areas of the folded wall sections are designated by 210. In these Areas are preferably punctiform or flat thermowelding, which can be achieved with simple measures due to the double-sided coating of the cardboard blank.
- the cardboard blank according to FIGS. 16 and 17 is designed in such a way that sharp edges are avoided in the erected state.
- Chamfer surfaces 258 are formed in the area of the corner edges, which are at an obtuse angle to the adjacent side surfaces 250. In this way, the risk of damage to the thin-walled, deep-drawn composite film is effectively countered when inserting the cardboard blank 252.
- Figure 17 also shows that the cardboard blank is selected so that the cardboard blank opens up slightly.
- the side walls 250 are slightly tapered upwards. This measure also effectively counteracts overstressing of the thin-walled, deep-drawn composite film either when inserting the cardboard blank and / or during the final sealing process.
- Reference number 260 denotes a further fold line which gives the side walls 250 a locally limited flexibility in the region of the bottom edge, so that overstretching of the thermoformed composite film can also be excluded in this region.
- the cardboard blank according to FIGS. 16 and 17 can be handled in the same way and inserted into the deep-drawn composite film trough, as has been described with reference to the exemplary embodiments described above. This method is therefore no longer to be described in connection with this embodiment.
- the cardboard blank according to FIGS. 16 and 17 can be provided with a cut-out 262 indicated by dash-dot lines.
- the cutting edge which arises at the edge of the punched out can be thermally sealed during the punching process, so that even in this case the inserted substrate cannot come into direct contact with the cardboard, which as a rule absorbs water.
- FIG. 352 A further embodiment of a cardboard blank 352 is indicated in FIG.
- the peculiarity of this cardboard blank is that the lower corner edges are flattened or blunted. Accordingly, an upper chamfer surface 358 adjoins a lower chamfer surface 368. With this configuration, the insertion of the cardboard blank 352 is further simplified, the risk of damage to the thermoformed composite film being able to be further reduced even under thermal stress.
- FIGS. 19 and 20 show a particularly advantageous embodiment of the device for producing the container according to the invention. With this device, it is possible to integrate the units for deep-drawing the soft film and for inserting the stiffening shell into a conventional hard film packaging system in a space-saving manner and with a minimum of conversion work. Those components which are functionally comparable to components of versions already described are provided with similar reference numerals in FIGS. 19 and 20, which is increased by "400".
- the soft film 420 runs into the molding station, ie into the deep-drawing station 430, and is heated there by means of a heating plate 432, which is located above a modular molding insert 434.
- the thermoforming station is immediately adjacent the work station, ie the tray insertion station 450, which in turn has a modular insert 454.
- Both modules 434 and 454 preferably have a common carrier, via which a synchronous lifting movement is initiated.
- the common carrier can be taken over from the conventional hard film packaging system without reconstructions.
- a transport and fixing stamp 460 for the trays or cardboard blanks 452 to be inserted cooperates with the module 454 after the module has completed its HSP working stroke and the stamp 460 has been inserted into the mold.
- FIG. 20 shows that the transport and fixing stamp 460 has to perform a simple pivoting movement by only 90 ° in order to transport the shell inserts into the mold. This keeps the number of cycles high.
- other kinematic devices can also be used.
- FIG. 19 and 20 represent the conditions only schematically. Of course, it is advantageous to design the modules 434 and 454 in such a way that the bridge sections B1 and B2 become the same size, which is indicated in FIG. 20.
- the film runs from the work station 450 with deep-drawn drawings and inserted shell inserts to a sealing and sealing station 530, in which the upper film 532 fed in via a deflection roller 538 runs in, as indicated in FIG. 15.
- the sealing station is simplified because the sealing plate can have a simpler shape. If a top-side, angled edge flange of the cardboard blank or insert is not provided, the design of the heating devices is also simplified since they then no longer have to cover the area covered by the edge flange.
- the device can also be modified so that the feed device for the erected carton inserts is separate from the top mold in the work station, i.e. from the form stamp.
- the construction of the container described above results in a food packaging which, as can best be seen in FIG. 10, forms an oxygen and CO2-impermeable envelope on all sides.
- the manufacturing process kept as simple as possible, whereby conventional packaging systems can be used with the same clock frequency and with the least possible conversion effort.
- the invention thus creates a container for the packaging of foodstuffs, with a thermoformed shell made of plastic and a cover in the form of a plastic composite film that is welded around the top via a flange section.
- the shell (42) is formed by a thin-walled, non-area-stable soft-film composite system (20) and on the inside at least in the region of the shell wall, which preferably has a slightly conical upward direction opens, either by means of a dimensionally stable shell insert containing cellulose or wood pulp or by a cardboard blank (52) which is plastic-coated on two sides and welded to the shell (42) at least at discrete points (118).
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Behälter für die Verpackung von Lebensmitteln, mit einer tiefgezogenen Schale aus Kunststoff und einer damit oberseitig über einen Flanschabschnitt umlaufend fest verbundenen, vorzugsweise verschweißten Abdeckung in Form einer Kunststoff-Verbundfolie, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung eines Lebensmittelbehälters gemaß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 19 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung eines Lebensmittelbehälters gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 27.The invention relates to a container for the packaging of foodstuffs, with a thermoformed plastic tray and a cover, preferably welded, in the form of a plastic composite film, which is connected to the top side circumferentially via a flange section, according to the preamble of
Verpackungsbehälter der eingangs beschriebenen Art werden insbesondere für Lebensmittel gebraucht und verwendet, die aufgrund ihrer leichten Verderblichkeit in besonderem Maße beim Transport und bei der Lagerung vor Einflüssen von Außen, wie z. B. vor übermäßigen Temperatur- oder Lichteinflüssen, geschützt werden müssen. Diese Behältnisse müssen deshalb nicht nur ausreichend formstabil und vorzugsweise stapelbar, sondern darüber hinaus so beschaffen sein, daß die im Behältnis aufgenommene Ware vorzugsweise hermetisch gegenüber der Umgebung, insbesondere gegenüber einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre abgeschirmt wird. Dabei ist ein weiteres, wichtiges Kriterium bei diesen Behältnissen darin zu sehen, daß die Herstellung bzw. die Verarbeitung des Behälters ebenso wie die Befüllung einfach durchgeführt werden kann, wobei vorzugsweise eine raumsparende, linear angeordnete Fertigungsanlage anzustreben ist. Diese Fertigungsanlagen haben den Vorteil, daß sie modular aufgebaut werden können, so daß die einzelnen Arbeitsstationen je nach dem herzustellenden Behältnis individuell zusammengestellt und so wirtschaftlich eingesetzt werden können.Packaging containers of the type described in the introduction are used and used in particular for foods which, owing to their easy perishability, are particularly useful during transport and storage against external influences, such as, for. B. must be protected from excessive temperature or light influences. These containers must therefore not only be sufficiently dimensionally stable and preferably stackable, but also be such that the goods accommodated in the container are preferably hermetic to the environment, in particular to an oxygen-containing one Atmosphere is shielded. Another important criterion for these containers is that the manufacture or processing of the container as well as the filling can be carried out easily, preferably with a space-saving, linearly arranged production system. These production systems have the advantage that they can be constructed modularly, so that the individual workstations can be put together individually, depending on the container to be manufactured, and can thus be used economically.
Ein herkömmlicher Behälter dieser Art besteht in der Regel aus zwei Teilen, nämlich einer tiefgezogenen Kunststoffschale mit oberseitigem Randflansch und einer damit verschweißten Abdeckung in Form einer Kunststoff-Verbundfolie. Diese Kunststoff-Verbundfolie besitzt regelmäßig eine Trägermaterialschicht aus beispielsweise axial gerecktem Polyamid oder Polyester, eine Kohlendioxid- bzw. Sauerstoff-Sperrschicht aus Ethylen-Vinyl-Alkohol (EVOH) und eine Siegelschicht zum Versiegeln der Abdeckung mit der übrigen Schale, wobei die Siegelschicht in der Regel aus einem Polyethylen-Kunststoffsystem besteht. Auch der Behälterboden, d.h. die tiefgezogene Kunststoffschale des Behälters wird bei höherwertigen Verpackungen aus einer Kunststoff-Verbundfolie hergestellt. Um Gewicht zu sparen, verwendet man formstabile Folien, beispielsweise auf Polystyrol-Basis mit einer Stärke im Bereich zwischen 700 und 1000 µm. Die Polystyrol-Basisschicht trägt in diesem Fall wiederum eine Sperrschicht aus einem Ethylen-Vinyl-Alkoholsystem und eine der Abdeckung zugewandte Polyethylen-Siegelschicht, die mit der Abdeckung thermoverschweißbar ist. Diese Folien eignen sich sowohl für die Negativ- als auch für die Positiv-Verformung mit und ohne mechanischer Vordehnung der Folie. Auf diese Weise lassen sich Behälterformen unterschiedlicher Gestaltung und Festigkeit mit verhältnismäßig einfach zu steuernden Maschinen herstellen, wobei auch das Umrüsten der Verpakkungsanlage beim Umstellen von einer Ware auf die andere verhältnismäßig schnell vonstatten gehen kann.A conventional container of this type generally consists of two parts, namely a deep-drawn plastic shell with an edge flange on the top and a cover welded to it in the form of a plastic composite film. This plastic composite film regularly has a carrier material layer made of, for example, axially stretched polyamide or polyester, a carbon dioxide or oxygen barrier layer made of ethylene vinyl alcohol (EVOH) and a sealing layer for sealing the cover with the rest of the shell, the sealing layer in the Usually consists of a polyethylene plastic system. The container bottom, ie the deep-drawn plastic shell of the container, is also made from a plastic composite film in the case of higher-quality packaging. To save weight, dimensionally stable films are used, for example polystyrene-based films with a thickness in the range between 700 and 1000 µm. In this case, the polystyrene base layer in turn carries a barrier layer made of an ethylene-vinyl alcohol system and a polyethylene sealing layer facing the cover, which can be thermally welded to the cover. These films are suitable for both negative and positive deformation with and without mechanical pre-stretching of the film. In this way, container shapes of different designs and strengths can be produced with relatively easy-to-control machines, with the retrofitting of the Packaging system when moving from one product to the other can proceed relatively quickly.
Bei Verwendung von Polyvinylchlorid (PVC) als mechanisch stabilisierende Lage der Verbund-Hartfolie gelingt es, die Wandstärke der Unterfolie ohne Festigkeitseinbußen zu reduzieren. Dennoch wird auch bei dieser Werkstoffauswahl pro Verpackung eine erhebliche Menge an Kunststoff benötigt, der aufgrund des Verbundaufbaus den Nachteil hat, daß er einem Recycling, d.h. einer Wiederverwertung nicht mehr zugeführt werden kann.When using polyvinyl chloride (PVC) as a mechanically stabilizing layer of the composite hard film, it is possible to reduce the wall thickness of the lower film without sacrificing strength. Nevertheless, even with this selection of materials, a considerable amount of plastic is required per packaging, which, due to the composite structure, has the disadvantage that it can be recycled, i.e. can no longer be recycled.
Man hat dieses Problem bereits frühzeitig erkannt und versucht, Lebensmittelverpackungen so aufzubauen, daß der Anteil an nicht mehr wiederverwendbarem Kunststoff verringert werden konnte. So ist beispielsweise aus dem DE-GM 73 30 156 ein Behälter aus einem Schichtstoff bekannt, der eine Pappkartonschicht und zumindest einseitig eine Polyester-Deckschicht aufweist. Das hauptsächliche Anwendungsgebiet dieses Schichtstoffs wird in der Verwendung zur Herstellung eines Behälters gesehen, der sich zum Kochen oder Wiedererhitzen von Nahrungsmitteln für Menschen eignet. Der Schichtstoff wird zu diesem Zweck geeignet zugeschnitten, dann durch Faltung und Eindrücken in eine Form in Schalenform gebracht, wobei die bei der Faltung in Übereinanderlage kommenden Oberflächenteile durch Heißversiegelung aneinander befestigt werden. Ein solcher Behälter läßt sich allerdings auch mit einer Kunststoff-Verbundfolie der vorstehend beschriebenen Art nicht hermetisch verschließen, wobei insbesondere in den Eckbereichen des Behälters eine zu große Sauerstoffdurchlässigkeit auftritt und aufgrund des fehlenden oberseitigen Randflansches eine Verbindung mit einer Abdeckfolie nicht möglich ist.This problem was recognized early on and attempts were made to construct food packaging in such a way that the proportion of plastic which could no longer be reused could be reduced. For example, a container made of a laminate is known from DE-GM 73 30 156, which has a cardboard layer and at least one side with a polyester cover layer. The main application of this laminate is seen in its use in the manufacture of a container suitable for cooking or reheating food for humans. The laminate is suitably cut for this purpose, then folded and pressed into a shape in the form of a shell, the parts of the surface which are superimposed during the folding being attached to one another by heat sealing. However, such a container cannot be hermetically sealed with a plastic composite film of the type described above, too high oxygen permeability occurring in particular in the corner regions of the container, and a connection to a cover film is not possible due to the lack of an upper edge flange.
In der deutschen Patentschrift 1 036 153 wird eine Vorrichtung zum Herstellen von Flachpackungen beschrieben, die aus thermoplastisch beschichtetem Papier bestehen, das so zugeschnitten und gefaltet wird, daß auch seitliche, nach außen umgebogene obere Verpackungsränder entstehen, über die dann in einer Verschließstation eine Deckbahn aus Kunststoff umlaufend angeschweißt wird. Auch mit diesem bekannten Verfahren läßt sich kein Behälter herstellen, der den bei empfindlichen Waren geforderten Dichtigkeitskriterien gerecht wird Dabei ist zu berücksichtigen, daß bei besonders hochwertigen Verpackungen eine Evakuierung der Packung bzw. eine Rückbegasung der Packung mit einem Schutzgas, wie z. B. Kohlendioxid, gefordert ist. Kohlendioxid hat eine Flüchtigkeit, die etwa um den Faktor 4 höher ist als diejenige von Sauerstoff. Leicht verderbliche Waren lassen sich deshalb in einer Verpackung gemäß DE-PS 1 036 153 nicht aufbewahren. Im übrigen läßt sich das aus dieser Schrift bekannte Verfahren nicht mit Tiefziehanlagen herkömmlicher Bauert kombinieren, ohne hier durchgreifende Veränderungen der Anlage vorzunehmen.In German Patent 1,036,153 an apparatus for producing flat packs is described, which consist of thermoplastic coated paper, which is cut and folded in such a way that there are also lateral, outwardly bent upper packaging edges, over which a cover sheet made of plastic is then welded all around in a sealing station. Even with this known method, it is not possible to produce a container that meets the tightness criteria required for sensitive goods. It should be borne in mind that, in the case of particularly high-quality packaging, evacuation of the package or back-gassing of the package with a protective gas, such as, for. B. carbon dioxide is required. Carbon dioxide has a volatility that is about 4 times higher than that of oxygen. Easily perishable goods can therefore not be stored in a package according to DE-PS 1 036 153. Moreover, the method known from this document cannot be combined with deep-drawing systems of conventional Bauert without making drastic changes to the system.
In der Druckschrift US-PS 42 57 530 wird ein Behälter für Tiefkühlkost beschrieben, der von einer formstabilen Schale mit einer innenseitig ausgekleideten Folie und einer Deckelabschlußfolie gebildet ist. Die Schale wird hierbei aus einem vorgestanzten Zuschnitt hergestellt, die lediglich an den Falzlinien geknickt werden, um eine räumlich stabile Struktur zu erhalten. Die nachträglich in die Schale eingeformte Folie liegt nicht an der Schalenwand an, so daß sich ein Luftpolster ausbilden kann. Dadurch wird lediglich eine schüsselförmige Ausformung zur Abdichtung des Behälters gegen Durchsickern von Flüssigkeit hergestellt.In the document US-
Man hat schließlich auch schon versucht, Behälter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so aufzubauen, daß die Schale sowohl ein Kartonteil als auch ein Kunststoffteil aus tiefgezogener Kunststoffolie aufwies. Beispiele für solche Behälter sind in der GB-PS 1 136 885, der GB-PS 1 043 215 und der DE-PS 2 034 154 beschrieben. Im Falle der GB-PS 1 043 215 wird ein aus einem Kartonzuschnitt gefalteter Behälter über einen umlaufenden, oberen abgewinkelten Flanschbereich mit einer eingezogenen Kunststofform verbunden. Da die Verbindung zwischen Kunststoffauskleidung und Kartonzuschnitt allerdings lediglich im Flanschbereich vorgesehen ist, ist die Kunststoffauskleidung auch in diesem Fall noch verhältnismäßig steif auszubilden, da der außenseitige Kartonzuschnitt nur eine Bewehrung bildet und daher nur bedingt zur Aussteifung der Behälterschale herangezogen werden kann. Schließlich benötigt dieses Verfahren eine erhebliche Menge an Karton. Eine Integration des Verfahrens in herkömmliche, marktübliche Verpakkungssysteme ist dabei ebenfalls nicht möglich.Finally, attempts have also been made to construct containers according to the preamble of
Im Falle des Behälters gemäß GB-PS 1 136 885 wird ebenfalls ein gefalteter Kartonzuschnitt innenseitig mit einem Kunststoffsystem ausgekleidet, das dann auch den umlaufenden, abgewinkelten Flansch für die Anbringung einer Abdeckfolie ausbildet. Um die Kunststoffolie in die Negativfom mit eingelegtem Kartonzuschnitt durch Unterdruck einziehen zu können, ist der Kartonzuschnitt so gestaltet, daß er flächenmäßig kleiner ist als die Außenoberfläche der eingezogenen Kunststoffolie. Die versteifende Funktion des Kartonzuschnitts ist deshalb auch in diesem bekannten Fall verhältnismäßig eingeschränkt.In the case of the container according to GB-
Eine vollkommene, versteifende Ummantelung eines wannenförmigen Kunststoffbehälters mit einem Verstärkungsmaterial-Zuschnitt aus Pappe ist in der DE-PS 2 034 154 beschrieben. Bei der Herstellung eines solchen Behälters ist allerdings ein verhältnismäßig komplex aufgebautes Werkzeug erforderlich. Zunächst wird der Pappezuschnitt in eine Negativform eingefaltet, die mit einem Oberstempel zusammenwirkt, mittels dem dann eine Folienbahn in die Form eingedrückt wird. Zum Einfalten des Pappezuschnitts kommt ein Saugstempel zur Anwendung, der den Pappezuschnitt bei einer Relativbewegung zwischen Saugstempel und Negativform festhält. Um die Kunststoffolie mit der Innenoberfläche des Pappezuschnitts fest verbinden zu können, wird nach dem Einformen der Kunststoffolie mittels des Oberstempels in den Raum zwischen Oberstempel und eingeformter Kunststoffolie ein Druckmittel eingespeist, das dann die Endformung des Behälters und die feste Haftung der Folie an dem gefalteten Zuschnitt bewirkt. Dieses Herstellungsverfahren läßt sich schwerlich ohne größere Umbaumaßnahmen mit auf dem Markt befindlichen Verpakkungsmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 27 durchführen.A complete, stiffening sheathing of a trough-shaped plastic container with a cardboard reinforcement material blank is described in DE-PS 2 034 154. When producing such a container, however, a relatively complex tool is required. First, the cardboard blank is folded into a negative form, which interacts with an upper stamp, by means of which a film web is then pressed into the form. A suction stamp is used to fold in the cardboard blank, which holds the cardboard blank with a relative movement between the suction stamp and the negative form. In order to be able to firmly connect the plastic film to the inner surface of the cardboard blank, a pressure medium is fed into the space between the upper stamp and the molded plastic film by means of the upper die after the plastic die has been molded in, which then provides the final shape of the container and the firm adhesion of the film to the folded blank causes. This manufacturing method can hardly be carried out without major conversion measures with packaging machines on the market according to the preamble of claim 27.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Behälter für die Verpackung von Lebensmitteln gemäß den Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der sich dadurch auszeichnet, daß die zur Herstellung des Behälters erforderliche Menge an nicht wiederverwertbarem bzw. nicht recycelbarem Kunststoff erheblich verringert ist, wobei gleichzeitig allerdings nach wie vor höchste Dichtigkeitswerte sichergestellt werden. Der Aufbau des Behälters soll darüber hinaus so sein, daß er mit herkömmlichen, vorzugsweise linear aufgebauten Verpakkungsmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 27 mit möglichst geringem Umbau-Aufwand hergestellt werden kann, ohne die Leistungsfähigkeit dieser Verpackungsmaschinen zu beeinträchtigen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein möglichst einfaches Verfahren zur Herstellung eines solchen Behälters zu schaffen, das sich in den Verfahrensablauf bei marktüblichen Verpackungsmaschinen nahtlos einfügt. Schließlich besteht ein weiteres Ziel der Erfindung darin, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, mit dem die Behälter mit geringstmöglichem vorrichtungstechnischen Aufwand qualitativ hochwertig hergestellt werden können.The invention is therefore based on the object to provide a container for packaging food according to the preamble of
Die vorstehend angesprochenen Ziele der Erfindung werden bezüglich der Schaffung des Behälters mit den Merkmalen des Anspruchs 1, bezüglich des Verfahrens durch die Verfahrensschritte des Anspruchs 19 und bezüglich der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 27 gelöst.The above-mentioned objects of the invention are achieved with regard to the creation of the container with the features of
Erfindunggemäß erhält die im Verhältnis zu Hartfolien eine wesentlich geringere Flächensteifigkeit aufweisende Weichfolien-Verbund seine die Behälterstruktur stabilisierende Form durch einen aufgerichteten Kartonzuschnitt, der in die in Schalenform gebrachte, sehr dünnwandige Verbundfolie so eingesetzt wird, daß er den Weichfolien-Verbund flächig aussteift. Weil der Kartonzuschnitt beidseitig mit einer Kunststoffbeschichtung versehen ist, ergibt sich der Vorteil, daß die flächige Verbindung zwischen dem aussteifenden Kartonzuschnitt und der in Behälterform gebrachten Weich-Verbundfolie in kürzester Zeit, beispielsweise durch einen punktuellen oder flächenerfassenden Thermoschweißvorgang hergestellt werden kann. Bei Verwendung einer Cellulose- oder Holzschliffschale ergibt sich eine innige Verbindung zwischen dem Schaleneinsatz und der tiefgezogenen Folie dadurch, daß die unter Wärmeeinwirkung fließende Folien- bzw. Siegelschicht in die fasrige Oberfläche des Cellulose- oder Holzschliffproduktes eindringen kann, wobei allerdings eine gute Peelbarkeit gegeben ist, so daß eine gesonderte Entsorgung von Träger und Siegelschicht möglich ist. Gleichzeitig stellt die beidseitige Beschichtung des Kartonzuschnitts aber auch sicher, daß mit hoher Taktfrequenz aus beispielsweise streifenförmigen aber auch anderen Zuschnitten - auch mit durchgehendem Zuschnittboden - schachtelartige, räumlich stabile Kartoneinsätze hergestellt werden können, indem die sich überlappenden Falzabschnitte thermoverschweißt werden. Die Verarbeitung des beidseitig beschichteten Kartons zu räumlich stabilen Behältereinsätzen mit räumlich stabiler Struktur und umlaufendem Wandkragen kann mit so hoher Taktzahl erfolgen, daß die Herstellung der Kartonzuschnitte parallel mit der Verarbeitung der Weich-Verbundfolie im kontinuierlichen Abzug von einer Vorratsrolle durchgeführt wird. Entsprechendes gilt bei der Verwendung von Cellulose- oder Holzschliffschalen, die in der Verpackungsanlage entweder in vorgeformtem Zustand zwischengestapelt und vereinzelt oder aber in einer separaten Arbeitsstation urgeformt werden. Da erfindungsgemäß vorzugsweise der bereits gefaltete, d.h. der aufgerichtete und damit räumlich formstabile Kartonzuschnitt in die ausgeformte Mulde des Weichfolien-Verbundes eingesetzt wird, ergeben sich bei der lagemäßigen Ausrichtung zwischen Kartonzuschnitt und Weichfolien-Verbund keine Probleme. Der eine räumlich stabile Struktur aufweisende, gefaltete und zumindest punktuell thermoverschweißte Kartonzuschnitt kann ebenso wie ein Schaleneinsatz mit einer verhältnismäßig robusten Greifereinrichtung gehandhabt und dementsprechend exakt über den in die Verbund-Weichfolie eingeformten Vertiefungen positioniert werden. Das Risiko, den sehr dünnwandigen Weichfolien-Verbund beim Einsetzen des Kartonzuschnitts zu verletzen, wird vermindert, und zwar insbesondere dann, wenn die Kantenbereiche des Schaleneinsatzes oder des aufgerichteten Kartonzuschnitts eine Fasenfläche aufweisen, die im stumpfen Winkel zu den benachbarten Wandflächen steht. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es möglich, mit einem Weichfolien-Verbundsystem zu arbeiten, das lediglich eine Dicke im Bereich zwischen 150 und 200 µm hat. Auf diese Weise gelingt es, diejenige Kunststoffmenge der Verpackung, die einer Wiederaufbereitung nicht mehr zugeführt werden kann, im Vergleich zu herkömmlichen Behältern auf etwa 20 % zu verringern. Wenn beispielsweise bei einer herkömmlichen Polystyrol-Hartfolie mit einer Dicke von 750 µm und einer Folienbreite von 425 mm pro 1000 m Folie 333 kg nicht mehr wiederaufbereitbarer Kunststoff anfiel, wird dieser Kunststoffanteil durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen auf etwa 70 kg reduziert. Die Kunststoffbeschichtung des Kartonzuschnitts kann äußerst dünnwandig, beispielsweise mit einer Stärke von etwa 12 µm ausgeführt werden, so daß dieser Verpakkungs-Kunststoffabfall nicht ins Gewicht fällt. Bei der Verwendung einer Cellulose- oder Holzschliffschale entfällt dieser zusätzliche Kunststoffanteil vollkommen.According to the invention, the soft film composite, which has a substantially lower surface rigidity than rigid films, is given its shape which stabilizes the container structure an erected cardboard blank, which is used in the shell-shaped, very thin-walled composite film so that it flatly stiffens the soft film composite. Because the cardboard blank is provided with a plastic coating on both sides, there is the advantage that the flat connection between the stiffening cardboard blank and the soft composite film made into a container can be made in a very short time, for example by a selective or area-covering thermal welding process. When using a cellulose or wood pulp shell, there is an intimate connection between the shell insert and the deep-drawn film in that the film or sealing layer flowing under the influence of heat can penetrate into the fibrous surface of the cellulose or wood pulp product, although there is good peelability , so that a separate disposal of carrier and sealing layer is possible. At the same time, the double-sided coating of the cardboard blank also ensures that box-like, spatially stable cardboard inserts can be produced with a high cycle frequency from, for example, strip-shaped but also other blanks - even with a continuous blank bottom, by thermally welding the overlapping fold sections. The processing of the cartons coated on both sides to form spatially stable container inserts with a spatially stable structure and circumferential wall collar can take place with such a high number of cycles that the production of the carton blanks is carried out in parallel with the processing of the soft composite film in a continuous deduction from a supply roll. The same applies to the use of cellulose or wood pulp trays, which are either stacked and separated in the pre-formed state in the packaging system or preformed in a separate work station. Since, according to the invention, the already folded, that is to say the erected and thus spatially stable, cardboard blank is preferably inserted into the molded depression of the soft film composite there are no problems with the positional alignment between the cardboard blank and the soft film composite. The folded, at least selectively thermofused cardboard blank, which has a spatially stable structure, can be handled like a tray insert with a relatively robust gripper device and accordingly positioned exactly over the depressions molded into the composite soft film. The risk of injuring the very thin-walled soft film composite when inserting the cardboard blank is reduced, especially if the edge areas of the tray insert or the erected cardboard blank have a chamfer surface that is at an obtuse angle to the adjacent wall surfaces. The measures according to the invention make it possible to work with a soft film composite system which only has a thickness in the range between 150 and 200 μm. In this way, the amount of plastic in the packaging that can no longer be reprocessed can be reduced to approximately 20% compared to conventional containers. If, for example, with a conventional polystyrene hard film with a thickness of 750 μm and a film width of 425 mm per 1000 m of film, 333 kg of non-reusable plastic were obtained, this proportion of plastic is reduced to approximately 70 kg by the measures according to the invention. The plastic coating of the cardboard blank can be made extremely thin-walled, for example with a thickness of about 12 microns, so that this packaging plastic waste is not significant. When using a cellulose or wood pulp bowl, this additional plastic content is completely eliminated.
Der erfindungsgemäße Aufbau des Behälters ist unabhängig von der Dichtigkeit des eingesetzten Schaleneinsatzes bzw. Kartonzuschnitts mit umlaufender Kragenwand, insbesondere im Bereich der Eckkanten nach außen hin vollkommen dicht. Der erfindungsgemäße Behälter eignet sich deshalb auch für Verpackungsverfahren, bei denen der Innenraum der Verpackung evakuiert und/oder ggf. nach dem Befüllen mit einem stabilisierenden Medium rückbegast wird. Es entsteht auf diese Weise eine qualitativ äußerst hochwertige Verpackung, bei der allerdings lediglich nur noch ein Bruchteil an nicht recycelbarem Kunststoff anfällt. Durch geeignete Additive zur Cellulose- oder Holzschliffmasse, die dann zu den Schaleneinsätzen verpreßt wird, kann den lebensmitteltechnischen Anforderungen, insbesondere der Feuchtigkeitsresistenz gezielt Rechnung getragen werden.The structure of the container according to the invention is completely sealed from the outside, regardless of the tightness of the shell insert or cardboard blank used, with a circumferential collar wall, in particular in the region of the corner edges. Of the The container according to the invention is therefore also suitable for packaging processes in which the interior of the packaging is evacuated and / or, if necessary, back-gassed after being filled with a stabilizing medium. The result is extremely high-quality packaging, with only a fraction of non-recyclable plastic. Suitable additives to the cellulose or ground wood pulp, which are then pressed into the shell inserts, can be used to take specific account of the food technology requirements, in particular the moisture resistance.
Dabei kommt der erfindungsgemäße Aufbau des Behälters der Anwendung eines sehr wirtschaftlichen Herstellungsverfahrens zugute. Wenn - gemäß einer Weiterbildung der Erfindung - der in die ausgeformte Mulde der Verbundfolie eingesetzte Kartonzuschnitt aus einem streifenförmigen Material gewonnen wird, ergibt sich bei der Herstellung des räumlich bereits stabilen Kartonzuschnitt-Einsatzes bodenseitig regelmäßig eine Öffnung, die in vorteilhafter Weise dazu genutzt werden kann, den vorgeformten Weichfolien-Verbund während des Einsetzens des Kartonzuschnitts von oben durch eine Lauftströmung zu stabilisieren. Die Positionierungsgenauigkeit des Kartonzuschnitts in der vorzugsweise tiefgezogenen Verbundfolie kann auf diese Weise zusätzlich verbessert werden und die Beschädigungsgefahr für die sehr dünnwandige Verbundfolie wird spürbar herabgesetzt.The construction of the container according to the invention benefits from the use of a very economical manufacturing process. If - according to a further development of the invention - the cardboard blank inserted into the molded trough of the composite film is obtained from a strip-like material, the opening on the base side, which is already stable in space, regularly results in an opening which can advantageously be used to to stabilize the preformed soft film composite from above by inserting the carton blank from above. The positioning accuracy of the cardboard blank in the preferably deep-drawn composite film can be additionally improved in this way and the risk of damage to the very thin-walled composite film is noticeably reduced.
Der erfindungsgemäße Aufbau des Behälters ermöglicht ein Herstellungsverfahren, das sich nahtlos und ohne Einbußen in der Leistungsfähigkeit in den Verfahrensablauf marktüblicher Verpackungsmaschinen, wie sie eingangs beschrieben worden sind, eingliedern läßt. Der lineare Aufbau derartiger Verpackungsanlagen kann erfindungsgemäß beibehalten werden. Es ist lediglich erforderlich, dem Arbeitsschritt des Befüllens des Behälters mit der zu verpackenden Ware einen Schritt voranzustellen, bei dem der die Verbund-Weichfolie aussteifende Kartonzuschnitt in die vorgeformte, vorzugsweise tiefgezogene Form eingesetzt wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Herstellungsverfahrens für die umweltfreundlichere Lebensmittelverpackung kann durch einfaches Umrüsten von bereits auf dem Markt befindlichen Verpackungsanlagen gewonnen werden. Die Durchsatzleistung der Verpackungsanlage muß dabei nicht vermindert werden. Es ist lediglich eine zusätzliche Einrichtung vorzusehen, mit der entweder bereits fertiggestellt angelieferte Schaleneinsätze oder Kartons oder parallel durch kontinuierliche Verarbeitung von beispielsweise in Streifen geschnittenen oder anderweitig vorgestanzten Kartonzuschnitten gewonnene, räumlich stabile, d.h. aufgerichtete und durch Thermoschweißung stabilisierte Kartonzuschnitte in die tiefgezogene Verbundfolie eingesetzt werden. Die übrigen Bestandteile der herkömmlichen Verpackungsanlage können unverändert beibehalten werden.The construction of the container according to the invention enables a manufacturing process that can be integrated seamlessly and without sacrificing performance in the process flow of commercially available packaging machines, as described at the beginning. The linear structure of such packaging systems can be maintained according to the invention. It is only necessary to complete the step of filling the container with the goods to be packaged to precede, in which the cardboard blank stiffening the composite soft film is inserted into the preformed, preferably deep-drawn shape. The device according to the invention for carrying out the manufacturing process for the more environmentally friendly food packaging can be obtained by simply retrofitting packaging systems already on the market. The throughput of the packaging system does not have to be reduced. It is only necessary to provide an additional device with which either spatially stable, i.e. erected and thermally welded cardboard blanks are inserted into the deep-drawn composite film, either in the form of tray inserts or cardboard boxes that have already been delivered, or in parallel by continuous processing of cardboard blanks cut into strips or otherwise pre-punched. The remaining components of the conventional packaging system can be kept unchanged.
Der erfindungsgemäße Aufbau des Behälters eröffnet die Möglichkeit, die zur Ausbildung des Behälters erforderliche Kartonnagemenge auf ein Minimum zu reduzieren, was z.B. durch die Gewinnung des aufgerichteten Kartoneinsatzes aus einem streifenförmigen Zuschnitt sichergestellt ist. Um allerdings für die Verpackung von feuchteren bzw. stärker fetthaltigen Substraten bzw. Lebensmitteln einen zusätzlichen Schutz vor Kontamination bereitzustellen, ist es von Vorteil, wenn der aus einem beidseitig beschichteten Karton bestehende Kartoneinsatz bzw. der Schaleneinsatz einen durchgehenden Boden hat, von dem die kragenartig nach oben vorstehenden, umlaufenden Seitenwände abgewinkelt sind. In diesem Fall besteht keine Gefahr mehr, daß eine unbeschichtete Schnittkante des Kartons in direkten Kontakt mit dem zu verpackenden Lebensmittel gelangt. Durch diese Maßnahme wird ferner wirksam verhindert, daß das äußere Erscheinungsbild der Verpackung im Bereich der Karton-Schnittkante beispielsweise durch feuchtigkeitsbedingte Aufquellung leidet. Das Gewicht der Verpackung muß durch diese Maßnahme nicht angehoben werden. Denn der Karton kann bedingt durch die stabilere, über den Boden des Zuschnitts flächig gestützte Struktur mit geringerer Stärke ausgeführt werden.The construction of the container according to the invention opens up the possibility of reducing the amount of cardboard required to form the container to a minimum, which is ensured, for example, by obtaining the erected cardboard insert from a strip-shaped blank. However, in order to provide additional protection against contamination for the packaging of moist or more fatty substrates or food, it is advantageous if the cardboard insert or the tray insert, which is coated on both sides, has a continuous bottom, from which the collar-like above circumferential side walls are angled. In this case there is no longer any risk that an uncoated cut edge of the carton comes into direct contact with the food to be packaged. This measure also effectively prevents the outer appearance of the packaging, for example in the area of the cardboard cut edge suffers from swelling due to moisture. This measure does not have to increase the weight of the packaging. This is because the cardboard can be made with less thickness due to the more stable structure that is supported across the bottom of the blank.
Vorzugsweise wird die umlaufende Wandung des Schaleneinsatzes bzw. des aufgerichteten Kartonzuschnitts so gestaltet, daß sich der Behälter nach oben leicht konisch öffnet. Diese Maßnahme erleichtert zum einen den Formgebungsprozeß der Schale und sie sie bringt den zusätzlichen Vorteil mit sich, daß die äußere Verbundfolie beim Eisetzen des Kartonzuschnitts und beim späteren Versiegeln möglichst geringen mechanischen Beanspruchungen unterworfen wird.Preferably, the circumferential wall of the tray insert or the erected cardboard blank is designed so that the container opens slightly conically upwards. On the one hand, this measure simplifies the shaping process of the shell and it has the additional advantage that the outer composite film is subjected to as little mechanical stress as possible when the cardboard blank is inserted and when it is subsequently sealed.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. In den Ansprüchen 2 bis 18 sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Behälters an sich umrissen, die Ansprüche 20 bis 26 bilden das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren weiter und in den Ansprüchen 28 bis 42 werden vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens unter Schutz gestellt.Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims. Advantageous embodiments of the container are outlined in claims 2 to 18, claims 20 to 26 further develop the manufacturing method according to the invention, and claims 28 to 42 protect advantageous developments of the device for carrying out the method.
Eine qualitativ äußerst hochwertige Verpackung ergibt sich mit der Weiterbildung gemäß Anspruch 4. Derartige Weichfolien-Verbundsysteme sind auf dem Markt mit Qualitäten erhältlich, die dem betreffenden Anwendungsgebiet optimal angepaßt sind. Bereits mit Dicken von etwa 150 µm sind diese Weichfolien-Verbundsysteme sicher, d.h. beschädigungsarm verarbeitbar, selbst wenn tiefere Behälter ausgeformt werden müssen.A high-quality packaging results with the further development according to claim 4. Such soft film composite systems are available on the market with qualities that are optimally adapted to the application area in question. With a thickness of around 150 µm, these soft film composite systems are safe, i.e. Can be processed with little damage, even if deeper containers have to be formed.
Die Außenschicht des Weichfolien-Verbundsystems wird vorzugsweise von einem Polyamid-Kunststoff, einem vorbehandelten, beispielsweise koronabehandelten Polyethylen-Kunststoff mit hohem Schmelzpunkt, einem Polyester-Kunststoff oder einem Polypropylen-System gebildet. Die Verwendung von Polyethylen für die Außenschicht bringt zusätzliche preisliche Vorteile. Wenn ein Polypropylen-System verwendet wird, ergibt sich ein Verbund, der vollständig und ohne vorherige Separation recycelbar ist.The outer layer of the soft film composite system is preferably made of a polyamide plastic, a pretreated, for example corona-treated polyethylene plastic with a high melting point, a polyester plastic or a polypropylene system. The use of polyethylene for the outer layer brings additional price advantages. If a polypropylene system is used, the result is a composite that is completely recyclable without prior separation.
Wenn die Siegelschicht des Behälters gemäß Anspruch 7 ausgebildet wird, läßt sich der nicht ohne weiteres recycelbare Weichfolien-Verbund sehr einfach vom übrigen Teil des Behälters trennen. Gleichwohl läßt sich über die Siegelschicht und die Kunststoffbeschichtung des Kartonzuschnitts eine sehr stabile Verbindung, beispielsweise durch Anwendung eines Thermoschweißverfahrens herstellen, so daß die mechanische Aussteifung des flexiblen Weichfolien-Verbundes durch den Karton langlebig aufrechterhalten wird.If the sealing layer of the container is formed according to claim 7, the non-easily recyclable soft film composite can be separated very easily from the rest of the container. Nonetheless, a very stable connection can be made via the sealing layer and the plastic coating of the cardboard blank, for example by using a thermal welding process, so that the mechanical stiffening of the flexible soft film composite by the cardboard is maintained over the long term.
Die Sperrschicht wird erfindungsgemäß nach wie vor von einem Ethylen-Vinyl-Alkohol (EVOH bzw. EVAL) gebildet. Da erfindungsgemäß jedoch die Dicke der Kunststoffummantelung des Behälters stark verringert ist, eröffnet der erfindungsgemäße Aufbau des Behälters die Möglichkeit, die Dicke dieser Ethylen-Vinyl-Alkoholschicht im Verhältnis zur Gesamtstärke anzuheben. Dadurch kann die Schutzwirkung für das Lebensmittel verbessert werden, ohne dadurch die Menge an nicht recycelbarem Kunststoff spürbar anheben zu müssen.According to the invention, the barrier layer is still formed by an ethylene-vinyl alcohol (EVOH or EVAL). However, since according to the invention the thickness of the plastic casing of the container is greatly reduced, the construction of the container according to the invention opens up the possibility of increasing the thickness of this ethylene-vinyl alcohol layer in relation to the overall thickness. This can improve the protective effect for the food without noticeably increasing the amount of non-recyclable plastic.
Wenn der Schaleneinsatz bzw. Kartonzuschnitt die Schalenwand vollständig auskleidet und einen nach innen abgeknickten Bodenflansch hat, ergibt sich eine sehr gute, aussteifende Wirkung des Kartonzuschnitt-Einsatzes für die tiefgezogene Weichfolie. Gleichwohl läßt sich der Einsatz sogar aus sehr einfach gestalteten, streifenartigen Kartonzuschnitten, die mit individuell gewählten Falzen bzw. Faltlinien ausgebildet werden, herstellen. Der nach innen abgeknickte Bodenflansch gibt dem Kartoneinsatz selbst dann, wenn die überlappten Falzabschnitte lediglich punktverschweißt sind, eine sehr hohe Verwindungssteifigkeit. Durch die flächige Verbindung des Kartoneinsatzes mit der außenliegenden Umhüllung aus dem Weichfolien-Verbund überträgt diese Verwindungssteifigkeit unmittelbar auf den tiefgezogenen Weichfolien-Verbund, der damit selbst bei schweren Verpackungen zuverlässig vor Überbeanspruchungen bzw. Überdehnungen geschützt wird. Durch die Wahl des Zuschnitts des Kartons kann gezielt Einfluß auf Lage und Größe der bodenseitigen Öffnung genommen werden, was vorteilhafterweise auch im Hinblick auf die zu verpackende Ware geschieht. Für spezielle Substrate wird vorzugsweise ein Kartonzuschnitt mit durchgehendem Boden gewählt, der dann eine noch höhere Tragfähigkeit hat. Der Aufbau des Kartonzuschnitts gemäß Anspruch 8 hat deshalb den besonderen Vorteil, dem Behältnis mit einem Minimum an Kartonverbrauch eine ausreichende Stabilität zu verleihen.If the shell insert or cardboard blank completely lines the shell wall and has a bottom flange that is bent inwards, the cardboard blank insert for the deep-drawn soft film has a very stiffening effect. Nevertheless, the insert can even be made from very simply designed, strip-like cardboard blanks which are formed with individually selected folds or fold lines. The bottom flange, which is bent inwards, gives the carton insert a very good impression, even if the overlapped fold sections are only spot welded high torsional rigidity. Due to the flat connection of the cardboard insert with the outer wrapping made of the soft film composite, this torsional stiffness is transferred directly to the deep-drawn soft film composite, which is thus reliably protected against overstressing or overstretching even with heavy packaging. By choosing the cut of the cardboard box, the position and size of the opening on the bottom can be influenced in a targeted manner, which advantageously also takes place with regard to the goods to be packaged. For special substrates, a cardboard blank with a continuous bottom is preferably chosen, which then has an even higher load-bearing capacity. The structure of the cardboard blank according to claim 8 therefore has the particular advantage of giving the container sufficient stability with a minimum of cardboard consumption.
Vorzugsweise wird bei Verwendung eines streifenförmigen Kartonzuschnitts die Breite des Bodenflansches so gewählt, daß sie im Bereich zwischen 10 und 40 % der Behälterweite liegt.When using a strip-shaped cardboard blank, the width of the base flange is preferably selected so that it lies in the range between 10 and 40% of the container width.
Für besonders schwere Verpackungen ist es von Vorteil, den Schaleneinsatz bzw. den Kartonzuschnitt gemäß Anspruch 10 weiterzubilden und auch oberseitig mit einem umlaufenden, nach außen abgewinkelten Randflansch auszustatten. Aufgrund der beidseitigen Beschichtung des Kartons läßt sich auch dieser Randflansch durch Thermoverschweißung von umgefalzten, und in der gefalteten Form überlappenden Falzabschnitten aus einem streifenförmigen Zuschnitt herstellen. Die Widerstandsfähigkeit des Behälters gegen Verwindungen wird auf diese Weise zusätzlich verbessert. Darüber hinaus bietet der obere, umlaufende Randflansch einen Schutz für die Kante der tiefgezogenen Weichfolie beim Einsetzen des Kartonzuschnitts. Schließlich ist durch diese Maßmahme sichergestellt, daß auch im Bereich des oberen Behälterrandes keine unbeschichtete Karton-Schnittkante in unmittelbare Berührung mit dem zu verpackenden Substrat gelangt. Es hat sich gezeigt, daß bereits Breiten von einigen mm diesen Effekt zuverlässig unterstützen.For particularly heavy packaging, it is advantageous to develop the tray insert or the cardboard blank according to claim 10 and also to equip the top with a circumferential, outwardly angled edge flange. Because of the coating of the cardboard on both sides, this edge flange can also be produced from a strip-shaped blank by thermowelding of folded-over fold sections which overlap in the folded form. The resistance of the container to twisting is additionally improved in this way. In addition, the upper, peripheral flange offers protection for the edge of the deep-drawn soft film when inserting the cardboard blank. Finally, this measure ensures that even in the area of the upper container edge no uncoated cardboard cut edge comes into direct contact with the substrate to be packaged. It has shown that widths of a few mm support this effect reliably.
Mit einer Kunststoffbeschichtung des Kartonzuschnitts nach Anspruch 12 läßt sich der Kartoneinsatz zum einen sehr leicht aufrichten und zum anderen in der aufgerichteten Form wirtschaftlich zu einer verwindungssteifen Struktur herstellen, vorzugsweise thermoverschweißen. Die Kunststoffbeschichtung nach Anspruch 12 geht mit der Siegelschicht des Weichfolien-Verbundsystems eine ebenso sichere wie schnell herstellbare Verbindung ein, die auch bei tiefen Temperaturen langzeitstabil ist. Der erfindungsgemäße Behälter eignet sich deshalb auch in besonderem Maße für die Tiefkühlverpackungen. Gleichwohl läßt sich der Kartonzuschnitt nach dem Öffnen des Behälters und nach dem Verbrauch der verpackten Ware sehr leicht vom Weichfolien-Verbundsystem trennen, was die Umweltverträglichkeit des erfindungsgemäßen Behälters zusätzlich verbessert.With a plastic coating of the cardboard blank according to claim 12, the cardboard insert can on the one hand be erected very easily and, on the other hand, in the erected form it can be economically produced to a warp-resistant structure, preferably thermowelded. The plastic coating according to claim 12 forms a connection with the sealing layer of the soft-film composite system that is as secure as it is quickly producible and that is long-term stable even at low temperatures. The container according to the invention is therefore particularly suitable for deep-freeze packaging. Nevertheless, after opening the container and after the packaged goods have been used up, the cardboard blank can be separated very easily from the flexible film composite system, which further improves the environmental compatibility of the container according to the invention.
Bereits mit Flächengewichten von etwa 200 bis 300 g/m2 läßt sich ein sehr verwindungssteifer Behältereinsatz herstellen, der im Verbund mit der diesen Einsatz umgebenden Verbundfolie einen Behälter schafft, der festigkeitsmäßig dem herkömmlichen Behälter aus tiefgezogener Verbund-Hartfolie in nichts nachsteht.Even with basis weights of about 200 to 300 g / m2, a very torsion-resistant container insert can be produced, which, in combination with the composite film surrounding this insert, creates a container that is in no way inferior to the conventional container made of thermoformed composite hard film.
Aufgrund der doppelseitigen Beschichtung des Kartonzuschnitts ist sichergestellt, daß das Lebensmittel mit dem Kartonmaterial selbst nicht in Berührung kommt. Für diesen Bereich kann deshalb ein Recycling-Karton, d.h. ein minderwertiger Karton verwendet werden.The double-sided coating of the cardboard blank ensures that the food does not come into contact with the cardboard material itself. A recycling box, i.e. an inferior carton can be used.
Auch die Kartonbeschichtung wird vorzugsweise von einem peelbaren Kunststoff gebildet, so daß der Verbraucher mit wenigen Handgriffen in der Lage ist, die wiederverwertbaren Bestandteile der Verpackung von den nicht recycelbaren Bestandteilen zu trennen.The cardboard coating is also preferably made of a peelable plastic, so that the consumer is able in a few steps to recycle the recyclable Separate the components of the packaging from the non-recyclable components.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des Lebensmittelbehälters ist Gegenstand des Anspruchs 19. Mit dieser Weiterbildung gelingt es, die Verpackungsanlage sehr kompakt auszubilden. Ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, daß die Negativform für die Herstellung der Einformungen im Weichfolien-Verbund gleichzeitig zur Positionierung des Weichfolien-Verbundes bezüglich der einzusetzenden Schaleneinsätze bzw. Kartonzuschnitte genutzt werden kann. Dadurch kann die Arbeitsgenauigkeit des Herstellungsverfahrens angehoben werden, wobei die Gefahr, das Weichfolien-Verbundsystem zu beschädigen, ohnehin dadurch schon sehr klein ist, daß der Schaleneinsatz relativ glatt bwz. der Kartoneinsatz beidseitig kunststoffbeschichtet ist.A particularly advantageous development of the method according to the invention for producing the food container is the subject of claim 19. With this development, the packaging system can be made very compact. Another advantage of this embodiment is that the negative mold for the production of the indentations in the soft film composite can simultaneously be used for positioning the soft foil composite with respect to the tray inserts or cardboard blanks to be used. This allows the working accuracy of the manufacturing process to be increased, and the risk of damaging the soft film composite system is already very small in that the shell insert is relatively smooth or smooth. the cardboard insert is plastic coated on both sides.
Das erfindungsgemäße Verfahren der flächigen Aussteifung eines Weichfolien-Verbundes mit einem räumlich stabilen, d.h. verwendungssteifen Kartonzuschnitt läßt sich auf verschiedene Art und Weise durchführen. Es ist beispielsweise möglich, den Kartonzuschnitt in Streifenform zuzuführen und die räumliche Kartonstruktur erst in der bereits tiefgezogenen Verbundfolie herzustellen. Vorteilhafter, insbesondere im Hinblick auf die Verwendung herkömmlicher Verpackungsanlagen, ist jedoch die Weiterbildung des Anspruchs 20, gemäß der der Kartonzuschnitt im bereits gefalteten Zustand in die in Schalenform gebrachte Kunststoffolie eingesetzt wird.The method according to the invention of the flat stiffening of a soft film composite with a spatially stable, i.e. Rigid cardboard cutting can be carried out in various ways. For example, it is possible to feed the cardboard blank in strip form and to produce the spatial cardboard structure only in the already deep-drawn composite film. Advantageous, in particular with regard to the use of conventional packaging systems, is the further development of
Die Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 24 führt zu besonders stabilen Behältern. Die Verzahnung zwischen Schaleneinsatz bzw. Kartonzuschnitt und Kunststoff-Verbundfolie führt zu einer noch höheren Stabilität des Behälters und zu einer noch besseren Aussteifung zusammen mit dem an sich nicht flächenstabilen Weichfolien-Verbund. Darüber hinaus hat diese Art der Ausbildung der Seitenwände Vorteile bei der Umspülung des Füllgutes mit Gas.The development of the method according to claim 24 leads to particularly stable containers. The interlocking between the shell insert or cardboard blank and the plastic composite film leads to an even higher stability of the container and to an even better stiffening together with the soft film composite, which is not inherently stable on the surface. Furthermore This type of design of the side walls has advantages when flushing the filling material with gas.
Wenn die ausgeformte Mulde der Kunststoffolie während des Einsetzens des Kartonzuschnitts durch eine Luftströmung stabilisiert wird, können Fehlsteuerungen selbst bei sehr dünnwandigen Weichfolien-Verbundsystemen zuverlässig ausgeschlossen werden. Vorteilhaft wird allerdings diese stabilisierende Luftströmung mit einer Saugströmung kombiniert, die von der Gegenform auf die Außenseite des Weichfolien-Verbundes aufgebracht wird.If the molded trough of the plastic film is stabilized by an air flow during the insertion of the cardboard blank, incorrect controls can be reliably ruled out, even with very thin-walled soft film composite systems. However, this stabilizing air flow is advantageously combined with a suction flow which is applied from the counterform to the outside of the soft film composite.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann durchwegs mit herkömmlichen Komponenten von marktüblichen Verpackungsanlagen ausgeführt werden. Ein näheres Eingehen auf die Weiterbildungen der Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 28 bis 42 ist deshalb an dieser Stelle nicht notwendig. Diese Weiterbildungen zielen insbesondere darauf ab, den Weichfolien-Verbund beim Transport durch die Verpackungsanlage möglichst wirksam zu schonen und die Taktfrequenz der Vorrichtung hoch zu halten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich auch für die Herstellung von mehreren Behältern in einem Arbeitsgang und in einer Arbeitsstation, was Gegenstand des Anspruchs 37 ist.The device for carrying out the method can be implemented with conventional components of standard packaging systems. A closer look at the developments of the device according to claims 28 to 42 is therefore not necessary at this point. These further developments aim in particular to protect the soft film composite as effectively as possible during transport through the packaging system and to keep the clock frequency of the device high. The device according to the invention is also suitable for the production of several containers in one work step and in one work station, which is the subject of claim 37.
Mit der Weiterbildung der Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 43 bis 45 ergibt sich der besondere Vorteil einer äußerst einfachen und platzsparenden Integration der Folien- Tiefzieh- und Schalen- bzw. Kartonzuschnitt-Einlegestation in herkömmliche Verpackungsanlagen bzw. -straßen. Die Verpackungsanlage kann dabei unverändert im gleichen Takt betrieben werden, und es ist keine Verlängerung der Folien-Durchlaufstrecke erforderlich. Die modulare Bauweise erleichtert das Umrüsten der Anlage zur Verarbeitung verschiedenster Behältnisformen.With the development of the device according to claims 43 to 45, there is the particular advantage of an extremely simple and space-saving integration of the film, deep-drawing and tray or cardboard blank insertion station in conventional packaging systems or lines. The packaging system can be operated unchanged in the same cycle, and there is no need to extend the film throughput. The modular design makes it easy to convert the system to process a wide variety of container shapes.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.Further advantageous embodiments are the subject of the remaining subclaims.
Nachstehend werden anhand schematischer Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Draufsicht einer Anlage für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Lebensmittelbehälters;
- Fig. 2
- eine schematische Schnittansicht gemäß II-II in
Figur 1; - Fig. 3
- eine schematische Schnittansicht gemäß III-III in
Figur 1; - Fig. 4
- die Ansicht gemäß IV in Figur 3;
- Fig. 5
- die Einzelheit "V" in Figur 6;
- Fig. 6
- eine schematische Schnittansicht gemäß VI-VI in
Figur 1 mit einer etwas modifizierten Formgebung des eingesetzten Kartonzuschnitts; - Fig. 7
- in vergrößertem Maßstab einen Schnitt gemäß VII-VII in
Figur 1; - Fig. 8
- den Schnitt gemäß VIII-VIII in Figur 6 - 90° gedreht - im Bereich einer Seitenwand, die mit einer Einrichtung zur Ausbildung von versteifenden Sicken ausgestattet ist;
- Fig. 9
- eine perspektivische Ansicht der unteren Werkzeughälfte zur Aufnahme des Kartonzuschnitts;
- Fig. 10
- in vergrößertem Maßstab eine Teil-Schnittansicht des versiegelten Behälters im Bereich des oberen Randflansches;
- Fig. 11
- eine perspektivische Ansicht der mit der Unterform gemäß Figur 9 korrespondierenden Oberform;
- Fig. 12
- eine erste Ausführungsform eines Kartonzuschnitts im ungefalteten Zustand;
- Fig. 13
- eine weitere Ausführungsform eines Kartonzuschnitts im ungefalteten Zustand;
- Fig. 14
- eine perspektivische Ansicht einer Eckkante des aus dem Zuschnitt gemäß Figur 13 gefalteten Karton-Einsatzes;
- Fig. 15
- eine Seitenansicht einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Behälters;
- Fig. 16
- eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform eines Kartonzuschnitts im Zustand vor dem Aufrichten;
- Fig. 17
- eine perspektivische Ansicht des Kartonzuschnitts im aufgerichteten Zustand;
- Fig. 18
- eine Einzelheit der Ansicht gemäß Figur 17 im Bereich einer Seitenkante;
- Fig. 19
- eine schematische Schnittdarstellung im Bereich der Form- und Arbeitsstation gemäß einer weiteren Variante; und
- Fig. 20
- eine Draufsicht der Verpackungsanlage gemäß Figur 19.
- Fig. 1
- a schematic plan view of a plant for the production of a food container according to the invention;
- Fig. 2
- a schematic sectional view according to II-II in Figure 1;
- Fig. 3
- a schematic sectional view according to III-III in Figure 1;
- Fig. 4
- the view according to IV in Figure 3;
- Fig. 5
- the detail "V" in Figure 6;
- Fig. 6
- a schematic sectional view according to VI-VI in Figure 1 with a slightly modified shape of the cardboard blank used;
- Fig. 7
- on an enlarged scale a section according to VII-VII in Figure 1;
- Fig. 8
- the section according to VIII-VIII in Figure 6 - rotated 90 ° - in the region of a side wall, which is equipped with a device for forming stiffening beads;
- Fig. 9
- a perspective view of the lower half of the tool for receiving the cardboard blank;
- Fig. 10
- on an enlarged scale, a partial sectional view of the sealed container in the region of the upper edge flange;
- Fig. 11
- a perspective view of the upper mold corresponding to the lower mold according to FIG. 9;
- Fig. 12
- a first embodiment of a cardboard blank in the unfolded state;
- Fig. 13
- a further embodiment of a cardboard blank in the unfolded state;
- Fig. 14
- a perspective view of a corner edge of the cardboard insert folded from the blank according to Figure 13;
- Fig. 15
- a side view of a plant for performing the method according to the invention for producing a container;
- Fig. 16
- a plan view of another embodiment of a cardboard blank in the state before erection;
- Fig. 17
- a perspective view of the carton blank in the erected state;
- Fig. 18
- a detail of the view of Figure 17 in the region of a side edge;
- Fig. 19
- a schematic sectional view in the area of the molding and work station according to another variant; and
- Fig. 20
- a plan view of the packaging system according to Figure 19.
In Figur 1 ist mit dem Bezugszeichen 20 eine auf einer Walze aufgewickelte Verbundfolie bezeichnet, wie sie beispielsweise von der Firma "WALKI" in verschiedenen Ausführungen mit unterschiedlichen Schutzeigenschaften auf dem Markt angeboten wird. Bei dieser Verbundfolie handelt es sich um einen Weichfolien-Verbund, beispielsweise mit folgendem Aufbau:In FIG. 1, the
Die ein mechanisches Schutzschild ausbildende Außenschicht wird beispielsweise von einem Polyamid, einem vorbehandelten, vorzugsweise koronabehandelten Polyethylen, vorzugsweise mit hohem Schmelzpunkt, oder einem Polyester-Kunststoff gebildet. Die Dicke dieser Schicht beträgt beispielsweise 30 µm. An diese mechanische Schutzschicht schließt sich eine für Sauerstoff und Kohlendioxid wirksame Sperrschicht aus Ethylen-Vinyl-Alkohol (EVOH bzw. EVAL) an. Die bei der Darstellung gemäß Figur 1 zugewandte obere Schicht wird von einer Siegelschicht gebildet, die vorzugsweise von einem abschälbaren bzw. peelbaren Polyethylen-Kunststoff bzw. -Kunststoffsystem gebildet ist. Unter dem Begriff "Weichfolien-Verbund" soll im folgenden eine Verbundfolie verstanden werden, die flexibel, d.h. in sich nicht flächenstabil ist. Die Wandstärke dieses Weichfolien-Verbundes liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 150 und 200 µm, wobei die EVAL-Sperrschicht eine Dicke im Bereich zwischen 4 und 30 µm und die Siegelschicht eine Stärke im Bereich zwischen 50 und 100 µm hat.The outer layer forming a mechanical protective shield is formed, for example, from a polyamide, a pretreated, preferably corona-treated polyethylene, preferably with a high melting point, or a polyester plastic. The thickness of this layer is, for example, 30 microns. This mechanical protective layer is followed by a barrier layer made of ethylene vinyl alcohol (EVOH or EVAL), which is effective for oxygen and carbon dioxide. The upper layer facing in the illustration according to FIG. 1 is formed by a sealing layer which is preferably formed by a peelable or peelable polyethylene plastic or plastic system. The term "soft film composite" is to be understood in the following to mean a composite film which is flexible, i.e. is not inherently stable. The wall thickness of this soft film composite is preferably in the range between 150 and 200 μm, the EVAL barrier layer having a thickness in the range between 4 and 30 μm and the sealing layer in the range between 50 and 100 μm.
Die Verbundfolie 20 wird beispielsweise in einer Breite von etwa 400 bis 500 mm von einer Walze 22 abgezogen und der linear aufgebauten Verpackungsanlage zugeführt, die weitgehend Arbeitsstationen beinhaltet, wie sie bei herkömmlichen Verpackungsmaschinen beispielsweise der Firma "Multivac" realisiert sind. Im folgenden werden die Hauptstationen der Verpackungsmaschine näher beschrieben:The
Mit 30 ist eine Tiefziehstation bezeichnet, in der die mittels einer Heizeinrichtung 32 vorgewärmte Verbundfolie 20 im Tiefziehverfahren negativ verformt wird. Zu diesem Zweck ist ein in vertikaler Richtung (Pfeil B) hin- und herbewegbares Negativform-Werkzeug 34 vorgesehen, in dem vier Negativformen 36 ausgebildet sind. Das Negativform-Werkzeug 34 eignet sich deshalb zur gleichzeitigen Herstellung von vier Tiefziehungen. Es soll jedoch bereits an dieser Stelle hervorgehoben werden, daß die Erfindung nicht auf die dargestellte, spezielle Anordnung und Form der Behälter beschränkt ist. Vielmehr kann durch Auswechseln des Negativform-Werkzeugs 34 im Bereich der Tiefziehstation 30 jede Art von Verpackung und auch von Verpackungsgruppen hergestellt werden, ohne das Grundkonzept der Erfindung zu verlassen.30 denotes a deep-drawing station, in which the
Jede Negativform 36 ist über ein Leitungskanalsystem 38 mit einem Unterdruckanschluß 40 verbunden, so daß unterhalb der über die Negativformen 36 gezogenen Verbundfolie 20 zeitlich gesteuert ein Unterdruck erzeugbar ist, mit dem die Verbundfolie in die in Figur 2 gezeigte Form bringbar ist, welche die Außenform des späteren, fertiggestellten Lebensmittelbehälters darstellt. Pro Werkzeughub werden - wie aus Figur 1 ersichtlich - vier Einformungen in die Verbundfolie 20 eingebracht. Die Einformungen sind in Figur 1 mit dem Bezugszeichen 42 gekennzeichnet.Each
Von der Tiefziehstation 30 läuft die Verbundfolie bzw. der Weichfolien-Verbund mittels einer Transportkette intermittierend zu einer Arbeitsstation 50, in der - vorzugsweise in einem Arbeitsgang - in die Vierergruppe der Einformungen 42 eine entsprechende Anzahl von verwindungssteif aufgerichteten Kartonzuschnitten 52 eingesetzt wird. Die Verbundfolie 20 ist im Bereich dieser Arbeitsstation noch vollflächig zusammenhängend, was am besten aus der Darstellung gemäß Figur 3 hervorgeht. Der dünne Weichfolien-Verbund 20 wird nicht - hervorgehoben in der Darstellung gemäß Figur 3 - zwischen den einzelnen Einformungen durch eine Führungsschiene gestützt. Die genaue Positionierung der Einformungen 42 in der Arbeitsstation 50 erfolgt unter Zuhilfenahme eines unteren Werkzeugteils 54, das über Säulen 58 in vertikaler Richtung bewegbar geführt ist und Innenausnehmungen 56 aufweist, die das Negativ zur endgültigen Form der herzustellenden Verpackung bilden. Im einzelnen ist die Tiefe T der Innenausnehmung 56 gleich dem Maß V der Einformung 42. Auch die übrige Kontur der Innenausnehmung 56 entspricht der Form der Einformung 42, so daß im nach oben gefahrenen Zustand des unteren Werkzeugs 54 sich eine flächige, satte Anlage der Verbundfolie 20 am unteren Werkzeug 54 einstellt. Mit dem Bezugszeichen 60 ist ein nachfolgend als Transportplatte bezeichneter Transport- und Formstempel gezeigt, der ebenfalls in Vertikalrichtung bewegbar montiert und an einem Schwenkarm 62 mit einer Schwenkachse 64 gehalten ist. Die Transportplatte. 60 hat eine der Anzahl der darunterliegenden Innenausnehmungen 56 entsprechende Zahl von Vorsprüngen in Form von Positivformen 66, mit denen nachfolgend näher zu beschreibende, in schachtelähnliche Form gebrachte Kartonzuschnitte von einer Faltstation 70 zur Arbeitsstation 50 transportierbar und in die Einformungen 42 einsetzbar sind.From the
Die Kartonzuschnitte 52 (vgl. Figur 3) werden aus einem beidseitig beschichteten Karton gewonnen, der auf einer Kartonrolle 72 aufgewickelt ist. Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform der Behälter-Fertigungs-, Befüllungs- und Versiegelungsanlage erfolgt die Herstellung der Kartonzuschnitte 52 synchron und im Takt mit der Verarbeitung des Weichfolien-Verbundes 20. Mit 74 ist eine Schneideinrichtung bezeichnet, mit der die Kartonbahn 76 in Streifen 76-1 bis 76-4 unterteilt wird. Die Anzahl der Streifen entspricht der Anzahl der in einem Arbeitsschritt gleichzeitig zu verarbeitenden Behälter. Die Streifen 76-1 bis 76-4 laufen nachfolgend in eine Falzeinrichtung 78 ein, in der die einzelnen Streifen mit einem solchen Zuschnitt und solchen Falzlinien 80 versehen werden, daß aus jeweils einem Einzelstreifen in einer Karton-Falteinrichtung 82 jeweils ein becherartiger Kartoneinsatz 52 entsteht, der durch die einzelnen Positivformen 66 an der Transportplatte 60 definiert in Lage gehalten wird. In Figur 1 sind die auf der Unterseite der Transportplatte 60 befindlichen Kartoneinsätze 52 lediglich mit gestrichelten Linien angedeutet, wobei aus Vereinfachungsgründen lediglich zwei solcher Kartoneinsätze gezeigt sind.The cardboard blanks 52 (see FIG. 3) are obtained from a cardboard coated on both sides, which is wound on a
Der Transportplatte 60 vorgeschaltet ist eine Einrichtung 84, in der einzelnen entsprechend abgelängten Streifen 86-1 bis 86-4 in Schachtelform aufgerichtet und im Bereich der sich dann überlappenden Falzabschnitte miteinander fest verbunden, vorzugsweise thermoverschweißt werden, so daß am Ausgang der Einrichtung 84 räumlich stabile, verwindungssteife Pappkarton-Zuschnitteinsätze 52 vorliegen, die mittels der Transportplatte 60 erfaßt und lagegenau durch eine getaktete, zyklische Verschwenkbewegung, was in Figur 1 durch den Pfeil S angedeutet ist, über den Innenausnehmungen 56 des unteren Werkzeugs 54 der Arbeitsstation exakt positioniert werden können. Anstelle der kontinuierlichen Herstellung der Pappkarton-Einsätze ist es auch möglich, diese Einsätze im Batchbetrieb fertiggestellt der Anlage zuzuführen und sozusagen "just in time" mittels der Transportplatte 60 der Arbeitsstation 50 zuzuführen.The
Um die Herstellung des Kartonage-Einsatzes zu vereinfachen und auch im Hinblick auf die nachfolgende Weiterverarbeitung des Einsatzes ist der Karton 76 beidseitig mit einer Kunststoffbeschichtung versehen, die aus einem thermisch schweißbaren Polyethylen-Kunststoff (PE) besteht. Die Dicke dieser Kunststoffbeschichtung liegt beispielsweise im Bereich zwischen 10 und 15 µm und es wird vorzugsweise die Anordnung so getroffen, daß die Beschichtung leicht abziehbar, d.h. peelbar ist. Das Kernmaterial des beschichteten Kartons 76 besteht aus sogenanntem Recycling-Karton und es wird für den Kartonzuschnitt vorzugsweise ein Flächengewicht im Bereich zwischen 200 und 300 g/m2 gewählt. Im aufgerichteten und zumindest punktuell verschweißten Zustand des gefalzten und gefalteten Kartonstreifens 86-1 bis 86-4 läßt sich der Einsatz am besten über die Wandabschnitte 88 transportieren. Die Faltung der Kartonstreifen 86 erfolgt in Abstimmung an die Form der Positivform 66 derart, daß der Kartoneinsatz 52 die Positivform 66 formschlüssig umgibt. Die Höhe H des Kartoneinsatzes entspricht im wesentlichen dem Maß V der Einformung 42 bzw. der Tiefe T der Innenausnehmung 56 in der unteren Form 54.In order to simplify the manufacture of the cardboard insert and also with regard to the subsequent further processing of the insert, the
Um die Kartoneinsätze 52 während des Transports in die Lage gemäß Figur 3 gegen Herabfallen zu sichern, sind in der Seitenwand der Positivform 66 eine Vielzahl von reihenartig angeordneten leisten- bzw. rippenförmigen Kolben 90 gleitend verschiebbar aufgenommen. Die hinter diesen leisten- bzw. rippenförmigen Kolben 90 liegenden Steuerräume 92 sind an ein Kanalsystem 94 angeschlossen. Wenn die Steuerräume 92 über das Kanalsystem 94 zeitlich gesteuert unter Druck gesetzt werden, können sich die rippenförmigen Kolben 90 gegen die Kraft von Rückstellfedern 96 über die Wandung 98 geringfügig hinausstrecken und gelangen in Reibkrafteingriff mit der Innenoberfläche der Wandungen 88 des aufgerichteten Kartons 52. Dieser Zustand der leistenförmigen Kolben 90 ist in Figur 11 auf der dem Betrachter zugewandten Seitenwand 98 angedeutet, während die rippenförmigen Kolben 90 in der benachbarten Seitenwand in der zurückgezogenen Lage gezeigt sind.In order to secure the cardboard inserts 52 against falling during the transport into the position according to FIG. 3, a large number of strip-like or rib-shaped
Vorstehend wurde bereits beschrieben, daß die Kartoneinsätze aus Streifen 86-1 bis 86-4 gebildet sind. Im aufgerichteten und verwindungssteif verbundenen, vorzugsweise thermoverschweißten Zustand des Falzstreifens entsteht in der einfachsten Ausgestaltung ein Gebilde mit einem umlaufenden, von den Wandabschnitten 88 gebildeten Kragen und einem dazu im wesentlichen rechten Winkel stehenden, offenen Boden 100, der von nach innen abgeknickten Bodenflanschen 102 gebildet ist. Die Breite B102 dieser Flansche beträgt einen einstellbaren Bruchteil der Gesamtweite W des Behälters.It has already been described above that the cardboard inserts are formed from strips 86-1 to 86-4. Im erected and the torsionally rigid, preferably thermowelded state of the folded strip, in the simplest embodiment a structure is formed with a circumferential collar formed by the
Aufgrund des durchbrochenen Bodens 100 ergibt sich die Möglichkeit, über die Transportplatte 60 beim Einsetzen des Kartons 52 in die Einformungen 42 letztere zu stützen. Zu diesem Zweck ist in der Transportplatte 60 und der zugehörigen Halterung ein Druckluftkanalsystem 104 vorgesehen, mit dem zeitlich gesteuert eine durch die Pfeile 106 angedeutete Luftströmung erzeugbar ist. Die Luftströmung tritt aus der bodenseitigen Stirnfläche der Positivformen 66 und ist in das Innere der Einformungen 42 gerichtet, so daß beim Nachobenbewegen des unteren Werkzeugs 54 die satte Anlage der tiefgezogenen Verbundfolie 20 an der Innenwandung der Ausnehmung 56 gefördert wird. Das Druckluftkanalsystem 104 kann darüber hinaus zusätzlich zur Steuerung der Hubbewegung der rippenförmigen Kolben 90 genutzt werden.Because of the
Die Darstellungen gemäß Figur 1 und 3 differieren insoweit voneinander, als der Kartoneinsatz gemäß Figur 1 nicht nur mit einem Bodenflansch 102, sondern zusätzlich noch mit einem oberseiten Randflansch 108 mit einer wahlbaren Breite B108 ausgestattet ist. Dieser oberseitige Randflansch 108 ist allerdings lediglich dann förderlich, wenn besonders schwere Verpackungen hergestellt werden sollen. Figur 4 läßt diesen oberseitigen Randflansch 108 besonders deutlich erkennen. Schraffiert sind diejenigen Bereiche 110 angedeutet, an denen sich gefaltete Falzabschnitte des Kartonzuschnitts in der aufgerichteten Form überlappen. In diesen Bereichen findet vorzugsweise eine flächige oder punktuelle Thermoverschweißung statt. Da der Karton auf beiden Seiten beschichtet ist, kann unabhängig von der Faltmethode in jedem Falle eine feste Verbindung dieser überlappenden Bereiche sichergestellt werden.The representations according to FIGS. 1 and 3 differ from one another insofar as the cardboard insert according to FIG. 1 is not only equipped with a
Figur 6 zeigt die Lagezuordnung zwischen unterem Werkzeug 54 und der Transportplatte 60 als oberem Werkzeug kurz vor Erreichen des unteren Totpunkts der Transportplatte 60. Das untere Werkzeug 54 hat bereits den oberen Totpunkt erreicht. Der Kartoneinsatz 52 liegt zusammen mit der Verbundfolie 20 satt an der Innenkontur 56 des unteren Werkzeugs 54 an. Formschlüssig tauchen die Positivformen 66 der Transportplatte 60 in die Einformungen ein. Der Kartoneinsatz 52 wird dadurch flächig sowohl im Bereich der Wandabschnitte 88 als auch im Bereich des Bodenflansches 102 und - soweit vorhanden - auch im Bereich des oberen Randflansches 108 gegen die Verbundfolie 20 gepreßt. Beim Zusammenpressen kann der ggf. vorhandene obere Flansch 108 - siehe Figur 10 - etwas zusammengedrückt werden, so daß die Dicke D108 kleiner wird als die Wandstärke D52. Die Verbundfolie 20 wird dabei nicht überbeansprucht, da sie sich ihrerseits flächig an der Oberflächenkontur des unteren Werkzeugs 54 abstützt. Im geschlossenen Zustand der Werkzeugteile 54, 60 wird eine mit 112 bezeichnete Heizeinrichtung betätigt, so daß im Bereich der Kontaktabschnitte zwischen Kartoneinsatz 52 und Verbundfolie eine punktuelle oder flächige Verschweißung an den Stellen 118 stattfindet. Diese Verschweißung erfaßt die gesamte Kontaktfläche zwischen Kartoneinsatz 52 und Folie 20. Der Kartoneinsatz versteift damit die flexible, d.h. schlaffe Weichfolie flächig, so daß sich die Formstabilität des Kartoneinsatzes 52 vollständig auf den Weichfolien-Verbund 20 überträgt.FIG. 6 shows the position assignment between the
Insbesondere dann, wenn besonders stabile Behälter hergestellt werden müssen, werden die Innenausnehmungen 56 im unteren Werkzeugteil 54 so gestaltet, wie dies der Einzelheit gemäß Figur 9 entnehmbar ist. In diesem Fall werden in Wandflächen 114 eine Reihe von länglichen Vertiefungen 116 ausgebildet, die im vollständig eingefahrenen Zustand der Positivformen 66 den leistenförmigen Kolben 90 fluchtend gegenüberliegen. Dieser Zustand kann dem Schnitt gemäß Figur 8 entnommen werden.In particular, when particularly stable containers have to be produced, the
Vorzugsweise dann, wenn die Heizeinrichtungen 112 aktiviert werden, wird das Kanalsystem 94 mit Druckluft beaufschlagt, so daß die rippen- bzw. leistenförmigen Kolben 90 einen vollen Hub nach außen ausführen und den Karton 52 zusammen mit der Außenhaut aus dem Weichfolien-Verbund 20 in die Vertiefungen 116 gegen die Kraft der Rückstellfedern 96 eindrücken. Es entsteht auf diese Weise eine im wesentlichen vertikal gesickte Profilierung der Seitenwände des Behältnisses, was zu einer Erhöhung der Stabilität des Behälters führt. Wenn der Steuerdruck im Kanalsystem 94 abgebaut wird, drükken die Federn 96 die betreffenden Kolben 90 wieder nach innen. Die gesickte Form der Seitenwände bleibt allerdings erhalten und trägt darüber hinaus zu einer Verbesserung der flächigen Verbindung zwischen Kartoneinsatz 52 und Weichfolien-Verbund 20 bei.Preferably, when the
Figur 5 zeigt in vergrößerter Darstellung einen Schnitt des Behälters unmittelbar nach der Fertigstellung der Verbindung zwischen Kartoneinsatz 52 und Weichfolien-Verbund 20. Man erkennt aus dieser Darstellung den Mehrschichtaufbau sowohl des beschichteten Kartons als auch des Weichfolien-Verbundes. 52-1 bezeichnet den Kernbereich aus Recycling-Karton. Mit 52-2 sind die Beschichtungsfilme aus thermisch schweißbarem Polyethylen (PE) angedeutet, die eine Dicke von etwa 10 bis 15 µm haben. 118 bezeichnen diejenigen Stellen, an denen eine Thermoverschweißung zwischen dem Beschichtungsfilm 52-2 und einer Siegelschicht 20-3 des Weichfolien-Verbundes 20 hergestellt ist. Die Siegelschicht besteht vorzugsweise aus abziehbarem, d.h. peelbarem Polyethylen (PE-Kunststoff). 20-2 bezeichnet die Sauerstoff- und CO2-Sperrschicht aus Ethylen-Vinyl-Alkohol (EVAL) und 20-1 die den mechanischen Schutz bildende Außenschicht, welche entweder von einem Polyamid, einem vorbehandelten, vorzugsweise koronabehandelten Polyethylen mit hohem Schmelzpunkt oder einem Polyesterkunststoff gebildet ist.FIG. 5 shows an enlarged representation of a section of the container immediately after the connection between the
Die auf diese Weise ausgesteiften Einformungen 42 verlassen schließlich die Arbeitsstation 50 und werden einer Lebensmittel-Beschickungsstation 120 und daraufhin einer Versiegelungsstation 130 zugeführt. In der Darstellung gemäß Figur 1 ist die Befüllungsstation 120 nicht gezeigt, da sich diese Station nicht von herkömmlichen Befüllungsstationen unterscheidet. In der Versiegelungsstation 130 läuft eine herkömmliche Deck-Verbundfolie 132 in die Anlage zu. Die Deckfolie 132 wird kontinuierlich von einer Rolle 134 abgezogen und über Umlenkwalzen 136, 138 zugeführt. Auch die Versiegelungsstation 130 hat wiederum ein unteres Stützwerkzeug 140, die mit einer Siegelplatte 142 zusammenwirkt. Die Siegelplatte 142 ist nach oben und nach unten bewegbar und partiell beheizt, um an den in Figur 1 strichpunktiert schraffierten Bereichen VS eine Thermoverschweißung zwischen der Deckfolie 132 und der Siegelschicht 20-3 des Weichfolien-Verbundes 20 zu bewirken.The
Figur 10 zeigt den Zustand des Behälters nach dem Versiegeln. Diese Figur läßt erkennen, daß sich die Deckfolie 132 bei vorhandenem oberseitigen Randflansch 108 um diesen eng herumschmiegt und im Bereich VS mit dem Weichfolien-Verbund 20 thermoverschweißt ist. Figur 10 zeigt, daß auch die Deckfolie 132 als Verbundfolie ausgebildet ist, wobei eine Siegelschicht 132-3 der Siegelschicht 20-3 gegenüber zu liegen kommt. Mit 132-2 ist eine Sauerstoff- und/oder CO2-Sperrschicht aus Ethylen-Vinyl-Alkohol (EVAL) bezeichnet. Das Innere der Verpackung ist folglich allseitig von einer Verbundfolie mit Sperrschicht umgeben.Figure 10 shows the condition of the container after sealing. This figure shows that the
Figur 7 läßt im einzelnen erkennen, wie die Siegelplatte 142 ausgebildet werden muß, um den Behälter in erfindungsgemäßer Weise versiegeln zu können. Die Siegelplatte hat für den Fall, daß der Kartoneinsatz einen oberseitigen Randflansch 108 hat, entsprechend ausgebildete Vertiefungen 144, zwischen denen flächige Stege 146 verbleiben, die mit den Versiegelungsbereichen VS zusammenfallen. Im Bereich dieser flächigen Stege 146 sind partielle Beheizungseinrichtungen 148 vorgesehen, die sich auch in den Bereich der oberseitigen Randflansche 108 hinein erstrecken können. Nicht gezeigt in den Darstellungen sind zusätzliche Einrichtungen, wie z. B. eine Evakuierungseinrichtung oder eine Rückbegasungseinrichtung. Es ist jedoch an dieser Stelle hervorzuheben, daß diese Einrichtungen mit der erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung und Befüllung der Lebensmittelbehälter selbstverständlich verwendet werden können.FIG. 7 shows in detail how the sealing
Nach dem Durchlaufen der Versiegelungsstation 130 hängen die einzelnen Behälter über die Deckfolie 132 und den noch zusammenhängenden Weichfolien-Verbund 20 zusammen. Die gefüllten und versiegelten Behälter gelangen dann in eine Schneideinrichtung 150. In dieser Einrichtung 150 werden die Behälter entlang von Linien zerschnitten, die in den Versiegelungsbereichen VS liegen. Eine solche Trennebene ist mit strichpunktierter Linie in Figur 10 mit 152 bezeichnet. Vorzugsweise weist die Schneideinrichtung 150 ein Längs-Schneidmesser 154 und ein Quer-Schneidmesser 156 auf. Die hinter der Schneideinrichtung 150 vereinzelten Behälter 158 können dann entnommen und geeignet verpackt werden.After passing through the sealing
Schließlich sollen anhand der Figuren 12 bis 14 vorteilhafte Zuschnitte mit entsprechenden Falzungen für den beidseitig beschichteten Karton beschrieben werden. Figur 12 zeigt einen zugeschnittenen Kartonstreifen, mit dem ein Kartoneinsatz gemäß Figur 4 herstellbar ist. Mit gestrichelten Linien sind die Faltlinien bezeichnet. Die schraffierten Flächen stellen die Überlappungsbereiche dar, in denen zur Herstellung eines verwindungssteifen räumlichen Gebildes eine Thermoverschweißung der in Überlappung kommenden Oberflächen vorgenommen wird.Finally, advantageous cuts with corresponding folds for the cardboard coated on both sides are to be described with reference to FIGS. 12 to 14. FIG. 12 shows a cut cardboard strip with which a cardboard insert according to FIG. 4 can be produced. With dashed lines the fold lines are marked. The hatched areas represent the overlap areas in which the surfaces that overlap are thermally welded in order to produce a torsionally rigid spatial structure.
Eine Ausführungsform des Karton-Streifenzuschnitts, mit dem ein oberseitig umlaufender Randflansch 108' herstellbar ist, ist in Figur 13, 14 gezeigt. Die Dickenlinien stellen die Randbegrenzungen des Zuschnitts bzw. Einschnittlinien dar. Die dünnen Linien sind Faltlinien. Der Zuschnitt gemäß Figur 13 wird im Bereich der Ecken so gefaltet, wie dies in der perspektivischen Darstellung nach Figur 14 ersichtlich ist. Im aufgerichteten Zustand kommen die Faltlinien 160, 162 in Anlage miteinander. Die dazwischenliegende Faltlinie 164 begrenzt einen nach außen gefalteten Lappen, der vorzugsweise in eine Wandebene des aufgerichteten Einsatzes geschwenkt und mit dieser Fläche thermoverschweißt wird. Die Randflansche 108' überlappen sich im Bereich Ü und werden dort ebenfalls thermoverschweißt.An embodiment of the cardboard strip cut, with which an
Figur 15 zeigt noch einmal in Übersicht eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung einer Lebensmittelverpackung. Diejenigen Stationen der Anlage, die den zuvor beschriebenen Arbeitsstationen entsprechen, sind mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet. In dieser Gesamtansicht über die Darstellung gemäß Figur 1 hinausgehend eine mit 120 bezeichnete Befüllungsstation erkennbar. Auch ist die Zulaufstelle der Deckfolie 132 im einzelnen ersichtlich. Die Darstellung gemäß Figur 15 läßt erkennen, daß sich die erfindungsgemäße Anlage zur Herstellung der Behälter von einer marktüblichen Verpackungsanlage nur hinsichtlich der Arbeitsstation 50 unterscheidet. Die übrigen Stationen 30, 120, 140 und 150 können in identischer Ausbildung ggf. mit geringfügigen Umkonstruktionen von einer herkömmlichen Anlage übernommen werden.FIG. 15 shows an overview again of a side view of the plant according to the invention for producing a food packaging. Those stations in the system that correspond to the previously described work stations are identified by identical reference numerals. In this overall view, a filling station designated 120 can be seen going beyond the representation according to FIG. The feed point of the
Das erfindungsgemäße Konzept der Behälterherstellung erlaubt es sogar, die Stationen 30 und 50 zu einer Einheit Z zusammenzufassen, wodurch eine sehr kompakte Anlage entsteht.The concept of container production according to the invention even allows
In den Figuren 16 bis 18 sind weitere Ausführungsformen der Erfindung, nämlich weitere Ausgestaltungen des die Schale aussteifenden, zweiseitig kunststoffbeschichteten Kartonzuschnitts dargestellt. Figur 16 ist eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform des Kartonzuschnitts im ungefalteten Zustand. In Figur 16 ist lediglich eine Hälfte des Kartonzuschnitts gezeigt. Die Symmetrieachse des mit 252 bezeichneten Kartonzuschnitts ist mit 254 bezeichnet. Die dünnen Linien in Figur 16 stellen Falzlinien 280 dar, die vorzugsweise vorgeprägt sind, um das Aufrichten des Kartonzuschnitts entweder in einer separaten Arbeitsstation oder aber in der tiefgezogenen Verbundfolie in kurzer Zeit zu erlauben.FIGS. 16 to 18 show further embodiments of the invention, namely further configurations of the cardboard blank which stiffens the shell and is coated on both sides with plastic. Figure 16 is a schematic plan view of an embodiment of the carton blank in the unfolded state. In Figure 16, only one half of the cardboard blank is shown. The axis of symmetry of the carton blank designated 252 is designated 254. The thin lines in FIG. 16 represent
Figur 17 zeigt den Kartonzuschnitt im aufgerichteten Zustand. Im Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen schließen sich an die Seitenwände 250 keine oberen Randflanschabschnitte an. Im weiteren Unterschied ist der Kartonzuschnitt 252 nicht von einem Kartonstreifen gebildet, sondern von einem flächigen Gebilde, so daß nach dem Aufrichten ein Behältnis mit einer durchgehenden Bodenwandung 256 entsteht. Hierdurch wird das Behältnis formstabiler, so daß die Wandstärke des Kartons weiter reduziert werden kann. Darüber hinaus wird durch diese Ausbildung der Vorteil erzielt, daß kein unbeschichteter Bereich des Kartonzuschnitts dem zu verpackenden Substrat unmittelbar ausgesetzt ist. Die Verwendung eines Kartonzuschnitts gemäß Figur 16 bzw. 17 bietet sich deshalb insbesondere dann an, wenn feuchtere bzw. stärker fetthaltige Substrate kontaminationsfrei verpackt werden sollen. Überlappungsbereiche der gefalteten Wandabschnitte sind mit 210 bezeichnet. In diesen Bereichen findet vorzugsweise eine punktuelle oder flächige Thermoverschweißung statt, was aufgrund der doppelseitigen Beschichtung des Kartonzuschnitts mit einfachen Maßnahmen realisiert werden kann.Figure 17 shows the cardboard blank in the erected state. In contrast to the embodiments described above, no upper edge flange sections adjoin the
Schließlich ist der Kartonzuschnitt nach Figur 16 und 17 so gestaltet, daß scharfe Kanten im aufgerichteten Zustand vermieden werden. Es entstehen im Bereich der Eckkanten Fasenflächen 258, die im stumpfen Winkel zu den benachbarten Seitenflächen 250 stehen. Auf diese Weise wird der Gefahr von Beschädigungen der dünnwandigen, tiefgezogenen Verbundfolie beim Einsetzen des Kartonzuschnitts 252 wirksam begegnet.Finally, the cardboard blank according to FIGS. 16 and 17 is designed in such a way that sharp edges are avoided in the erected state. Chamfer surfaces 258 are formed in the area of the corner edges, which are at an obtuse angle to the adjacent side surfaces 250. In this way, the risk of damage to the thin-walled, deep-drawn composite film is effectively countered when inserting the
Figur 17 läßt darüber hinaus erkennen, daß der Kartonzuschnitt so gewählt ist, daß sich der Kartonzuschnitt nach oben leicht öffnet. Mit anderen Worten, die Seitenwände 250 verlaufen leicht konisch nach oben auseinander. Auch diese Maßnahme wirkt Überbeanspruchungen der dünnwandigen, tiefgezogenen Verbundfolie entweder beim Einsetzen des Kartonzuschnitts und/oder beim abschließenden Versiegelungsvorgang wirksam entgegen.Figure 17 also shows that the cardboard blank is selected so that the cardboard blank opens up slightly. In other words, the
Mit dem Bezugszeichen 260 ist eine weitere Falzlinie bezeichnet, die den Seitenwänden 250 im Bereich der bodenseitigen Kante eine örtlich begrenzte Nachgiebigkeit verleiht, so daß auch in diesem Bereich Überdehnungen der tiefgezogenen Verbundfolie ausgeschlossen werden können.
Der Kartonzuschnitt gemäß Figur 16 bzw. 17 kann in der gleichen Weise gehandhabt und in die tiefgezogene Verbundfolienmulde eingesetzt werden, wie dies anhand der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist. Dieses Verfahren soll deshalb im Zusammenhang mit dieser Ausführungsform nicht mehr näher beschrieben werden.The cardboard blank according to FIGS. 16 and 17 can be handled in the same way and inserted into the deep-drawn composite film trough, as has been described with reference to the exemplary embodiments described above. This method is therefore no longer to be described in connection with this embodiment.
Der Kartonzuschnitt gemäß Figur 16 bzw. 17 kann entsprechend einer alternativen Ausgestaltung mit einer strichpunktiert angedeuteten Ausstanzung 262 ausgestattet werden. Die am Rand der Ausstanzung entstehende Schnittkante kann dabei thermisch während des Stanzvorgangs versiegelt werden, so daß auch in diesem Fall das eingelegte Substrat nicht in unmittelbaren Kontakt mit dem in der Regel Wasser aufnehmenden Karton treten kann.According to an alternative embodiment, the cardboard blank according to FIGS. 16 and 17 can be provided with a cut-out 262 indicated by dash-dot lines. The cutting edge which arises at the edge of the punched out can be thermally sealed during the punching process, so that even in this case the inserted substrate cannot come into direct contact with the cardboard, which as a rule absorbs water.
In Figur 18 ist eine weitere Ausgestaltung eines Kartonzuschnitts 352 angedeutet. Die Besonderheit dieses Kartonzuschnitts besteht darin, daß auch die unteren Eckkanten abgeflacht bzw. abgestumpft sind. Es schließt sich dementsprechend an eine obere Fasenfläche 358 eine untere Fasenfläche 368 an. Mit dieser Ausgestaltung wird das Einsetzen des Kartonzuschnitts 352 weiter vereinfacht, wobei die Gefahr von Beschädigungen der tiefgezogenen Verbundfolie auch unter thermischer Beanspruchung weiter vermindert werden kann.A further embodiment of a
In den Figuren 19 und 20 ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Behälters gezeigt. Mit dieser Vorrichtung gelingt es, die Einheiten für das Tiefziehen der Weichfolie und für das Einlegen der aussteifenden Schale platzsparend und mit einem Minimum an Umbauaufwand in eine herkömmliche Hartfolien-Verpackungsanlage zu integrieren. Diejenigen Bauelemente, welche funktionell mit Komponenten bereits beschriebener Ausführungen vergleichbar sind, sind in den Figuren 19 und 20 mit ähnlichen Bezugszeichen versehen, die um "400" erhöht ist.FIGS. 19 and 20 show a particularly advantageous embodiment of the device for producing the container according to the invention. With this device, it is possible to integrate the units for deep-drawing the soft film and for inserting the stiffening shell into a conventional hard film packaging system in a space-saving manner and with a minimum of conversion work. Those components which are functionally comparable to components of versions already described are provided with similar reference numerals in FIGS. 19 and 20, which is increased by "400".
Die Weichfolie 420 läuft in die Form-, d.h. in die Tiefziehstation 430 ein und wird dort mittels einer Heizplatte 432 erwärmt, welche sich oberhalb eines modularen Formeinsatzes 434 befindet. Der Tiefziehstation unmittelbar benachbart ist die Arbeitsstatiuon, d.h. die Schalen-Einlegestation 450 angeordnet, die wiederum einen modularen Einsatz 454 aufweist. Beide Module 434 und 454 haben vorzugsweise einen gemeinsamen Träger, über den eine synchrone Hubbewegung eingeleitet wird. Der gemeinsame Träger kann ohne Umkonstruktionen aus der herkömmlichen Hartfolien-Verpackungsanlage übernommen werden.The
Mit dem Modul 454 arbeitet ein Transport- und Fixierstempel 460 für die einzulegenden Schalen oder Kartonzuschnitten 452 zusammen, nachdem der Modul seinen Arbeitshub HSP durchlaufen hat und der Stempel 460 in die Form eingefahren ist.A transport and fixing
Falls die Verpackungsform geändert werden soll, ist es lediglich erforderlich, die Module 434 und 454, sowie den Kopf des Stempels 460 auszutauschen.If the packaging form is to be changed, it is only necessary to replace the
Figur 20 läßt erkennen, daß der Transport- und Fixierstempel 460 eine einfache Schwenkbewegung um lediglich 90° ausführen muß, um die Schalen-Einsätze in die Form zu transportieren. Hierdurch wird die Taktzahl hoch gehalten. Selbstverständlich sind auch andere kinematische Vorrichtungen anwendbar.FIG. 20 shows that the transport and fixing
Die Figuren 19 und 20 geben die Verhältnisse lediglich schematisch wieder. Selbstverständlich ist es von Vorteil, die Module 434 und 454 so zu gestalten, daß die Brückenabschnitte B1 und B2 gleich groß werden, was in Fig. 20 angedeutet ist.Figures 19 and 20 represent the conditions only schematically. Of course, it is advantageous to design the
Von der Arbeitsstation 450 läuft die Folie mit Tiefziehungen und eingelegten Schalen-Einsätzen zu einer Siegel- und Verschlußstation 530, in der die über eine Umlenkrolle 538 zugeführte Oberfolie 532 - wie etwa in Figur 15 angedeutet - einläuft.The film runs from the
Selbstverständlich sind Abweichungen der vorstehend beschriebenen Erfindung möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. So ist es beispielsweise auch möglich, im Bereich der Tiefziehstation 30 zusätzlich mit Positivformen zu arbeiten, falls besonders tiefe Behältnisse hergestellt werden sollen. Diese Positivformen können dann dazu genutzt werden, den Weichfolien-Verbund 20 vor dem Tiefziehvorgang vorzuverformen, um extreme Foliendehnungen auszuschließen.Of course, deviations from the invention described above are possible without departing from the basic idea of the invention. For example, it is also possible to additionally work with positive molds in the area of the deep-drawing
Es ist auch nicht erforderlich, den Kartonzuschnitt oberseitig mit einem Randflansch - umlaufend oder nicht - auszubilden. In diesem Fall vereinfacht sich die Versiegelungsstation, da die Versiegelungsplatte eine einfachere Form erhalten kann. Falls ein oberseitiger, abgewinkelter Randflansch des Kartonzuschnitts bzw. -einsatzes nicht vorgesehen ist, vereinfacht sich auch die Ausbildung der Heizeinrichtungen, da diese dann den vom Randflansch abgedeckten Bereich nicht mehr erfassen müssen.It is also not necessary to design the cardboard blank on the top with an edge flange - all the way around or not. In this case, the sealing station is simplified because the sealing plate can have a simpler shape. If a top-side, angled edge flange of the cardboard blank or insert is not provided, the design of the heating devices is also simplified since they then no longer have to cover the area covered by the edge flange.
Schließlich kann die Vorrichtung auch so abgewandelt werden, daß die Zuführvorrichtung für die aufgerichteten Kartoneinsätze getrennt von der Oberform in der Arbeitsstation, d.h. vom Formstempel, ausgebildet wird.Finally, the device can also be modified so that the feed device for the erected carton inserts is separate from the top mold in the work station, i.e. from the form stamp.
Vorstehend wurde die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, bei denen in die tiefgezogene Schale ein Kartonzuschnitt eingesetzt wird. Die eingangs beschriebene Aufgabe wird gleichermaßen gelöst, wenn ein Schaleneinsatz in Form einer Cellulose- oder Holzschliffschale mit einer ansonsten vergleichbaren Geometrie verwendet wird.The invention has been described above using exemplary embodiments in which a cardboard blank is inserted into the deep-drawn shell. The object described at the outset is also achieved if a shell insert in the form of a cellulose or ground wood shell with an otherwise comparable geometry is used.
Mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau des Behälters ergibt sich eine Lebensmittelverpackung, die - wie am besten aus Figur 10 ersichtlich - allseitig eine sauerstoff- und CO2-undurchlössige Hülle ausbildet. Dabei wird das Herstellungsverfahren möglichst einfach gehalten, wobei herkömmliche Verpackungsanlagen mit gleicher Taktfrequenz und mit geringstmöglichem Umbau-Aufwand genutzt werden können.The construction of the container described above results in a food packaging which, as can best be seen in FIG. 10, forms an oxygen and CO2-impermeable envelope on all sides. The manufacturing process kept as simple as possible, whereby conventional packaging systems can be used with the same clock frequency and with the least possible conversion effort.
Die Erfindung schafft somit einen Behälter für die Verpackung von Lebensmitteln, mit einer tiefgezogenen Schale aus Kunststoff und einer damit oberseitig über einen Flanschabschnitt umlaufend verschweißten Abdeckung in Form einer Kunststoff-Verbundfolie. Zur Verbesserung der Umweltfreundlichkeit der Verpackung bei gleichzeitiger Vereinfachung der Herstellung mit herkömmlichen Verpackungsmaschinen wird die Schale (42) von einem dünnwandigen, in sich nicht flächenstabilen Weichfolien-Verbundsystem (20) gebildet und innenseitig zumindest im Bereich der Schalenwand, die sich vorzugsweise leich konisch nach oben öffnet, entweder durch einen Cellulose oder Holzschliff enthaltenden, formstabilen Schaleneinsatz oder durch einen zweiseitig kunststoffbeschichteten und mit der Schale (42) zumindest an diskreten Stellen (118) verschweißten Kartonzuschnitt (52) flächig ausgesteift.The invention thus creates a container for the packaging of foodstuffs, with a thermoformed shell made of plastic and a cover in the form of a plastic composite film that is welded around the top via a flange section. In order to improve the environmental friendliness of the packaging while at the same time simplifying production using conventional packaging machines, the shell (42) is formed by a thin-walled, non-area-stable soft-film composite system (20) and on the inside at least in the region of the shell wall, which preferably has a slightly conical upward direction opens, either by means of a dimensionally stable shell insert containing cellulose or wood pulp or by a cardboard blank (52) which is plastic-coated on two sides and welded to the shell (42) at least at discrete points (118).
Claims (45)
- A receptacle for packaging food, comprising a deep-drawn bowl having a thin-walled plastic soft foil system, which is not surface-stable in itself, and a cover welded therewith circumferentially on the upper side via a flange portion in the form of a plastic compound foil, characterized in that the soft foil system is a soft foil compound system which is fully stiffened at the inside in the area of the bowl wall, which preferably opens slightly conically toward the top, bya) a dimensionally stable bowl insert containing cellulose or wood pulporb) a cardboard blank (52) plastic-laminated on both sides and welded with the bowl (42) at least at discrete points (118), which cardboard blank is obtained from a blank (81-1 to 86-4; 152; 352) having a folding (80; 260; 280) adapted to the inner contour of the bowl (42) and has a spatially stable structure due to the welding of selected folding sections (110; Ü; 210) overlapping in the final folded shape,wherein the stiffening comprises at least a partial area of the bottom of the bowl.
- A receptacle according to claim 1, characterized in that the cardboard blank (52) is obtained from a strip-shaped blank (81-1 to 86-4) to which a spatially stable, collar-like structure has been imparted by the welding of selected folding sections (110; Ü; 210) overlapping in the final folded shape.
- A receptacle according to claim 1, characterized in that the cardboard blank (252) or the bowl insert has a one-piece bottom (256).
- A receptacle according to any one of the claims 1 to 3, characterized in that the soft-foil compound system (20) of the bowl (42) is constituted by a multi-layer compound foil (20) having an outer layer (20-1) capable of bearing mechanical load, an oxygen and CO2 barrier layer (20-2) positioned in the central portion and an inner sealing layer (20-3).
- A receptacle according to claim 4, characterized in that the outer layer (20-1) is constituted by a PA synthetic, a pretreated, for example corona-treated polyethylene (PE) synthetic having a high melting point, a polyester synthetic or a polypropelene synthetic material.
- A receptacle according to claim 4 or 5, characterized in that the barrier layer (20-2) is constituted by an ethylene vinyl alcohol (EVOH).
- A receptacle according to any one of the claims 4 to 6, characterized in that the sealing layer (20-3) is constituted by a preferably peelable polyethylene (PE) synthetic material.
- A receptacle according to any one of the claims 2 to 7, characterized in that the cardboard blank (52) or the bowl insert completely lines the bowl wall (42-1) and includes an inwardly bent bottom flange (102).
- A receptacle according to claim 8, characterized in that the bottom flange (102) has a width (B102) which is between 5 and 40% of the width (W) of the receptacle.
- A receptacle according to any one of the claims 1 to 9, characterized in that the cardboard blank (52) or the bowl insert has a circumferential outwardly bent edge flange (108; 108') at the upper side.
- A receptacle according to claim 10, characterized in that the edge flange (108; 108') has a width (B108) of between 2 and 10 mm, preferably of 5 mm.
- A receptacle according to any one of the claims 1 to 11, characterized in that the plastic coating (52-2) of the cardboard blank (52) is formed of a thermally weldable polyethylene (PE) synthetic material.
- A receptacle according to any one of the claims 1 to 12, characterized in that the soft foil (20) has a thickness (D20) ranging from 150 to 200 um.
- A receptacle according to any one of the claims 1 to 13, characterized in that the cardboard blank (52; 252; 352) or the bowl insert has a gsm substance ranging from 200 to 300 g/m2.
- A receptacle according to any one of the claims 1 to 14, characterized in that the plastic coating (52-2) of the cardboard blank (52) has a thickness (D20) ranging from approximately 10 to 15 um.
- A receptacle according to any one of the claims 1 to 15, characterized in that the cardboard blank (52; 252; 352) comprises a cardboard obtained from recycled waste products as base material (52-1).
- A receptacle according to any one of the claims 1 to 16, characterized in that the plastic coating (52-2) of the cardboard blank (52; 252; 352) is constituted by a synthetic material, preferably on the basis of polyethylene without any residues, which can be stripped off the adjacent stiffening.
- A receptacle according to any one of the claims 1 to 17, characterized in that additives such as, e.g., zirconium acetate, are added to the fiber mass of the bowl insert so as to improve the moisture stability.
- A method of manufacturing a food receptacle in which a plastic foil is brought into bowl shape in a shaping means and the bowl is filled with food and then circumferentially connected gas-tight with an upper flange of the bowl, characterized in that,a) prior to filling, an insert stiffening the plastic foil (20) at least in the area of the walls (42-1) and in the transition region to the bottom of the bowl (42-2) is inserted into the bowl (42) which consists of a deep-drawn thin-walled plastic soft foil system, the insert being either a dimensionally stable bowl insert containing cellulose or wood pulp or a cardboard blank (52; 252; 352) plastic-laminated on both sides, andb) the inserted bowl insert or cardboard blank (52; 252; 352) is fixedly connected, preferably thermally supported and welded, with the plastic foil (20) in selected areas (118) so that the stiffening covers the wall and at least a partial area of the bottom of the bowl.
- A method according to claim 19, characterized in that the bowl insert or the cardboard blank (52; 252; 352), resp., is inserted and is connected with the plastic foil (20) at the same working position (50), the bowl insert or the cardboard blank (52; 252; 352) being inserted into the plastic foil (42) brought into bowl shape preferably in the pre-formed or folded, i.e. erected state.
- A method according to claim 20, characterized in that the cardboard blank (52; 252; 352) is formed of a blank (86-1 to 86-4; 252; 352) which has a folding corresponding to the inner contour of the plastic foil (42) brought into bowl shape and to which a spatially stable structure has been imparted after folding by the connection, particularly the welding of selected folding portions (110; Ü; 210) overlapping in the final folded shape.
- A method according to claim 20, characterized in that the cardboard blank is formed of a strip-shaped blank (86-1 to 86-4) which has a folding corresponding to the inner contour of the plastic foil (42) brought into bowl shape and to which a spatially stable, collar-like structure having open cutouts in the bottom surface has been imparted after folding by the connection, particularly the welding of selected folding portions (110; Ü) overlapping in the final folded shape.
- A method according to claim 21 or 22, characterized in that the cardboard blank (52; 252; 352) is inserted into the plastic foil (42) brought into bowl shape, after the selected folding portions (110; Ü; 210) overlapping in the folded shape have been fixedly connected to each other.
- A method according to any one of the claims 18 to 23, characterized in that the bowl insert or the cardboard blank (52; 252; 352), resp., is indented with the opposite wall of the plastic foil (20) brought into bowl shape at least in the area of the side walls (42-1).
- A method according to any one of the claims 18 to 24, characterized in that the trough (42) of the plastic foil (20) brought into bowl shape is stabilized by an airflow (106) during insertion of the bowl insert or the cardboard blank (52; 252; 352), respectively.
- A method according to claim 25, characterized in that the air flow (106) is directed through a bottom-side orifice (100) of the bowl insert or the cardboard blank (52) obtained and erected from a strip-shaped cardboard into the inside of the deep-drawn trough (42).
- An apparatus for manufacturing a food receptacle, comprising a shaping station for forming a trough in a plastic foil fed to the shaping station (30) and a sealing station (140) connected to a food filling station (120), characterized in that a working station (50) is disposed ahead of the food filling station (120), in which working station a bowl insert stiffening the plastic foil (20) at least in the area of the walls (42-1) and in the transition region to the bottom of the bowl (42-2) or a cardboard blank (52; 252; 352) plastic-laminated on both sides is inserted into the bowl (42) prior to filling, and in that the inserted bowl insert or cardboard blank (52), resp., is fixedly connected, preferably connected with the aid of heat, such as e.g. thermally welded, in selected portions (118) so that the stiffening covers at least the wall and a partial area of the bottom of the bowl.
- An apparatus according to claim 27, characterized in that the working station (50) includes a lower negative mould (54) receiving the trough-shaped plastic foil (42, 20) with form-fit and an upper positive mould (66) which thereupon can be brought into an aligning opposed position, wherein the bowl insert or the cardboard blank (52; 252; 352), resp., is adapted to be pressed in the closed state of the mould fully against the plastic foil (42; 20) and to be fixedly connected therewith by an at least partial heating (112) of the negative mould (54).
- An apparatus according to claim 27 or 28, characterized in that in the upper positive mould (66) a channel system (104) is formed through which, during approximation to the negative mould (54), a fluid stream (106) stabilizing the trough-like formed plastic foil (42) can be directed to the plastic foil (42).
- An apparatus according to any one of the claims 27 to 29, characterized in that the two mould halves (66, 54) of the working station (50) are vertically movable.
- An apparatus according to any one of the claims 27 to 30, characterized in that the positive mould (66) is designed as a transport means (60, 62) for the bowl insert or the cardboard blank (52), respectively.
- An apparatus according to claim 31, characterized in that the transport means (60, 62) can be reciprocated between the working station (50) and a folding station (70) in which the cardboard blank (52; 252; 352) is erected.
- An apparatus according to claim 32, characterized in that the folding station (70) includes a heating means (84) for welding folding portions (110; Ü; 210) which overlap in the folded and erected final form.
- An apparatus according to any one of the claims 31 to 33, characterized in that in the area of the side faces (98) opposing the trough wall (42-1) the positive mould (66) receives a number of substantially ribbed plungers (90) which extend at a parallel distance from each other substantially vertically to the horizontal edges of the positive mould (66) and can be brought from an embedded position into a protruding position by actuating a pressure fluid.
- An apparatus according to claim 34, characterized in that in the closed state of the mould consisting of the positive mould (66) and the negative mould (54) the ribbed plungers (90) are positioned opposite to corresponding recesses (116) in the side walls of the negative mould (54) into which the bowl insert or the cardboard blank (52; 252; 352), resp., can be formed together with the inserted plastic foil (20).
- An apparatus according to claim 34 or 35, characterized in that the ribbed plungers (90) are resiliently supported.
- An apparatus according to any one of the claims 29 to 36, characterized in that the side walls (114) and the adjacent edge areas of the negative mould (54) are equipped with a heating means (112).
- An apparatus according to any one of the claims 27 to 38, characterized in that the working station (50) at the same time constitutes the forming station of the plastic foil (20).
- An apparatus according to any one of the claims 27 to 38, characterized in that the forming station (30) includes a deep-drawing die (34) into which the plastic foil (20) can be drawn while being pressure-assisted after having been appropriately preheated.
- An apparatus according to any one of the claims 27 to 39, characterized in that each station of the apparatus is designed so that in one operating cycle a group of receptacles can be further processed, coated and finished.
- An apparatus according to any one of the claims 27 to 40, characterized in that the receptacles are conveyed through the apparatus connected via the plastic foil (20), and in that a separating means (150) for separating the individual receptacles (156) is connected to the sealing station (130).
- An apparatus according to any one of the claims 27 to 41, characterized in that the sealing station (130) includes a heated sealing plate (142) the relief and/or the heating means (148) of which is adapted to the shape of the inserted bowl inserts or cardboard blanks (52; 252; 352), resp., such that the sealing between the plastic foil (20) and a cover foil (132) is effected in a circumferentially tight manner by the weld seam outside of the bowl insert or the cardboard blank, respectively.
- An apparatus, in particular according to any one of the claims 27 to 42, characterized in that the forming station (430) and/or the working station (450) have exchangeable modules.
- An apparatus according to claim 43, characterized in that the module (430) of the forming station substantially has the dimensions of the heating means of a hard foil packaging system.
- An apparatus according to claim 43 or 44, characterized in that the modules have substantially equal dimensions.
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