DE4218998A1 - Behälter für die Verpackung von Lebensmitteln, Verfahren zur Herstellung eines solchen Behälters und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents
Behälter für die Verpackung von Lebensmitteln, Verfahren zur Herstellung eines solchen Behälters und Vorrichtung zur Durchführung dieses VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Behälter für die Verpackung von
Lebensmitteln, mit einer tiefgezogenen Schale aus Kunststoff
und einer damit oberseitig über einen Flanschabschnitt um
laufend fest verbundenen, vorzugsweise verschweißten Abdec
kung in Form einer Kunststoff-Verbundfolie, gemäß dem Ober
begriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft dar
über hinaus ein Verfahren zur Herstellung eines Lebensmit
telbehälters gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 19
sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur
Herstellung eines Lebensmittelbehälters gemäß dem Oberbe
griff des Patentanspruchs 27.
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 Lichtein
flüssen, 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 sauer
stoffhaltigen Atmosphäre abgeschirmt wird. Dabei ist ein
weiteres, wichtiges Kriterium bei diesen Behältnissen darin
zu sehen, daß die Herstellung bzw. die Verarbeitung des Be
hälters ebenso wie die Befüllung einfach durchgeführt werden
kann, wobei vorzugsweise eine raumsparende, linear angeord
nete Fertigungsanlage anzustreben ist. Diese Fertigungsanla
gen haben den Vorteil, daß sie modular aufgebaut werden kön
nen, so daß die einzelnen Arbeitsstationen je nach dem her
zustellenden Behältnis individuell zusammengestellt und so
wirtschaftlich eingesetzt werden können.
Ein herkömmlicher Behälter dieser Art besteht in der Regel
aus zwei Teilen, nämlich einer tiefgezogenen Kunststoff
schale mit oberseitigem Randflansch und einer damit ver
schweißten Abdeckung in Form einer Kunststoff-Verbundfolie.
Diese Kunststoff-Verbundfolie besitzt regelmäßig eine
Trägermaterialschicht aus beispielsweise axial gerecktem Po
lyamid 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 Poly
ethylen-Kunststoffsystem besteht. Auch der Behälterboden,
d. h. die tiefgezogene Kunststoffschale des Behälters wird
bei höherwertigen Verpackungen aus einer Kunststoff-Verbund
folie hergestellt. Um Gewicht zu sparen, verwendet man form
stabile Folien, beispielsweise auf Polystyrol-Basis mit ei
ner Stärke im Bereich zwischen 700 und 1000 µm. Die Polysty
rol-Basisschicht trägt in diesem Fall wiederum eine Sperr
schicht 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 Ge
staltung und Festigkeit mit verhältnismäßig einfach zu steu
ernden Maschinen herstellen, wobei auch das Umrüsten der
Verpackungsanlage beim Umstellen von einer Ware auf die an
dere verhältnismäßig schnell vonstatten gehen kann.
Bei Verwendung von Polyvinylchlorid (PVC) als mechanisch
stabilisierende Lage der Verbund-Hartfolie gelingt es, die
Wandstärke der Unterfolie ohne Festigkeitseinbußen zu redu
zieren. 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.
Man hat dieses Problem bereits frühzeitig erkannt und ver
sucht, Lebensmittelverpackungen so aufzubauen, daß der An
teil 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 Papp
kartonschicht und zumindest einseitig eine Polyester-Deck
schicht 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 Fal
tung 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 Sauerstoffdurchläs
sigkeit auftritt und aufgrund des fehlenden oberseitigen
Randflansches eine Verbindung mit einer Abdeckfolie nicht
möglich ist.
In der deutschen Patentschrift 10 36 153 wird eine Vor
richtung 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 Ver
fahren läßt sich kein Behälter herstellen, der den bei emp
findlichen 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 Flüchtig
keit, die etwa um den Faktor 4 höher ist als diejenige von
Sauerstoff. Leicht verderbliche Waren lassen sich deshalb in
einer Verpackung gemäß DE-PS 10 36 153 nicht aufbewahren. Im
übrigen läßt sich das aus dieser Schrift bekannte Verfahren
nicht mit Tiefziehanlagen herkömmlicher Bauart kombinieren,
ohne hier durchgreifende Veränderungen der Anlage vorzuneh
men.
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 20 34 154 beschrieben. Im Falle der GB-PS
1 043 215 wird ein aus einem Kartonzuschnitt gefalteter Behäl
ter über einen umlaufenden, oberen abgewinkelten Flanschbe
reich mit einer eingezogenen Kunststofform verbunden. Da die
Verbindung zwischen Kunststoffauskleidung und Kartonzu
schnitt allerdings lediglich im Flanschbereich vorgesehen
ist, ist die Kunststoffauskleidung auch in diesem Fall noch
verhältnismäßig steif auszubilden, da der außenseitige Kar
tonzuschnitt eine Bewehrung bildet und nur bedingt zur Aus
steifung der Behälterschale herangezogen werden kann.
Schließlich benötigt dieses Verfahren eine erhebliche Menge
an Karton. Eine Integration des Verfahrens in herkömmliche,
marktübliche Verpackungssysteme ist dabei ebenfalls nicht
möglich.
Im Falle des Behälters gemäß GB-PS 1 136 885 wird ebenfalls
ein gefalteter Kartonzuschnitt innenseitig mit einem Kunst
stoffsystem ausgekleidet, das dann auch den umlaufenden, ab
gewinkelten Flansch für die Anbringung einer Abdeckfolie
ausbildet. Um die Kunststoffolie in die Negativform mit ein
gelegtem Kartonzuschnitt durch Unterdruck einziehen zu kön
nen, ist der Kartonzuschnitt so gestaltet, daß er flächenmä
ßig kleiner ist als die Außenoberfläche der eingezogenen
Kunststoffolie. Die versteifende Funktion des Kar
tonzuschnitts ist deshalb auch in diesem bekannten Fall ver
hältnismäßig eingeschränkt.
Eine vollkommene, versteifende Ummantelung eines wan
nenförmigen Kunststoffbehälters mit einem Verstärkungs
material-Zuschnitt aus Pappe ist in der DE-PS 20 34 154 be
schrieben. Bei der Herstellung eines solchen Behälters ist
allerdings ein verhältnismäßig komplex aufgebautes Werkzeug
erforderlich. Zunächst wird der Pappezuschnitt in eine Nega
tivform eingefaltet, die mit einem Oberstempel zusammen
wirkt, mittels dem dann eine Folienbahn in die Form einge
drückt wird. Zum Einfalten des Pappezuschnitts kommt ein
Saugstempel zur Anwendung, der den Pappezuschnitt bei einer
Relativbewegung zwischen Saugstempel und Negativform fest
hält. Um die Kunststoffolie mit der Innenoberfläche des
Pappezuschnitts fest verbinden zu können, wird nach dem Ein
formen der Kunststoffolie mittels des Oberstempels in den
Raum zwischen Oberstempel und eingeformter Kunststoffolie
ein Druckmittel eingespeist, das dann die Endformung des Be
hälters und die feste Haftung der Folie an dem gefalteten
Zuschnitt bewirkt. Dieses Herstellungsverfahren läßt sich
schwerlich ohne größere Umbaumaßnahmen mit auf dem Markt be
findlichen Verpackungsmaschinen gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 27 durchführen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Be
hälter für die Verpackung von Lebensmitteln gemäß dem Ober
begriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der sich dadurch ausz
eichnet, daß die zur Herstellung des Behälters erforderliche
Menge an nicht wiederverwertbarem bzw. nicht recycelbarem
Kunststoff erheblich verringert ist, wobei gleichzeitig al
lerdings nach wie vor höchste Dichtigkeitswerte sicherge
stellt werden. Der Aufbau des Behälters soll darüber hinaus
so sein, daß er mit herkömmlichen, vorzugsweise linear auf
gebauten Verpackungsmaschinen gemäß dem Oberbegriff des An
spruchs 27 mit möglichst geringem Umbau-Aufwand hergestellt
werden kann, ohne die Leistungsfähigkeit dieser
Verpackungsmaschinen zu beeinträchtigen. Eine weitere Auf
gabe der Erfindung besteht darin, ein möglichst einfaches
Verfahren zur Herstellung eines solchen Behälters zu schaf
fen, das sich in den Verfahrensablauf bei marktüblichen Ver
packungsmaschinen nahtlos einfügt. Schließlich besteht ein
weiteres Ziel der Erfindung darin, eine Vorrichtung zur
Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, mit dem die Be
hälter mit geringstmöglichem vorrichtungstechnischen Aufwand
qualitativ hochwertig hergestellt werden können.
Die vorstehend angesprochenen Ziele der Erfindung werden be
züglich der Schaffung des Behälters mit den Merkmalen des
Anspruchs 1, bezüglich des Verfahrens durch die Verfahrens
schritte des Anspruchs 19 und bezüglich der Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs
27 gelöst.
Erfindungsgemäß wird die bislang verwendete Verbund-Hartfolie
aus Polystyrol (PS) oder Polyvinylchlorid (PVC) durch einen
Weichfolien-Verbund, d. h. eine extrem flexible Verbundfolie
ersetzt, die im Verhältnis zu Hartfolien eine wesentlich ge
ringere Flächensteifigkeit hat. Dieser Weichfolien-Verbund
erhält seine die Behälterstruktur stabilisierende Form durch
einen Einsatz in Form eines Cellulose- oder Holzschliffscha
leneinsatzes oder eines aufgerichteten Kartonzuschnitts, der
in die in Schalenform gebrachte, sehr dünnwandige Verbundfo
lie so eingesetzt wird, daß er den Weichfolien-Verbund flä
chig aussteift. Weil der Kartonzuschnitt beidseitig mit ei
ner Kunststoffbeschichtung versehen ist, ergibt sich der
Vorteil, daß die flächige Verbindung zwischen dem ausstei
fenden Kartonzuschnitt und der in Behälterform gebrachten
Weich-Verbundfolie in kürzester Zeit, beispielsweise durch
einen punktuellen oder flächenerfassenden Thermoschweißvor
gang hergestellt werden kann. Bei Verwendung einer Cellu
lose- oder Holzschliffschale ergibt sich eine innige Verbin
dung 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. Gleich
zeitig stellt die beidseitige Beschichtung des Kartonzu
schnitts aber auch sicher, daß mit hoher Taktfrequenz aus
beispielsweise streifenförmigen aber auch anderen Zuschnit
ten - auch mit durchgehendem Zuschnittboden - schachtelar
tige, räumlich stabile Kartoneinsätze hergestellt werden
können, indem die sich überlappenden Falzabschnitte thermo
verschweißt werden. Die Verarbeitung des beidseitig be
schichteten 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 Vorrats
rolle durchgeführt wird. Entsprechendes gilt bei der Verwen
dung von Cellulose- oder Holzschliffschalen, die in der Ver
packungsanlage entweder in vorgeformtem Zustand zwischenge
stapelt und vereinzelt oder aber in einer separaten Arbeits
station urgeformt werden. Da erfindungsgemäß vorzugsweise
der bereits fertig geformte bzw. gefaltete, d. h. der aufge
richtete und damit räumlich formstabile Kartonzuschnitt bzw.
Schaleneinsatz in die ausgeformte Mulde des Weichfolien-Ver
bundes eingesetzt wird, ergeben sich bei der lagemäßigen
Ausrichtung zwischen Kartonzuschnitt und Weichfolien-Verbund
keine Probleme. Der eine räumlich stabile Struktur aufwei
sende, 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 Schalenein
satzes oder des aufgerichteten Kartonzuschnitts eine Fasen
fläche 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 zu
geführt 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 die
ser 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
Verpackungs-Kunststoffabfall nicht ins Gewicht fällt. Bei
der Verwendung einer Cellulose- oder Holzschliffschale ent
fällt dieser zusätzliche Kunststoffanteil vollkommen.
Der erfindungsgemäße Aufbau des Behälters ist unabhängig von
der Dichtigkeit des eingesetzten Schaleneinsatzes bzw. Kar
tonzuschnitts 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 stabili
sierenden 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 Scha
leneinsätzen verpreßt wird, kann den lebensmitteltechnischen
Anforderungen, insbesondere der Feuchtigkeitsresistenz ge
zielt Rechnung getragen werden.
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 Kar
tonzuschnitt 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 Ein
setzens des Kartonzuschnitts von oben durch eine Luftströ
mung zu stabilisieren. Die Positionierungsgenauigkeit des
Kartonzuschnitts in der vorzugsweise tiefgezogenen Verbund
folie kann auf diese Weise zusätzlich verbessert werden und
die Beschädigungsgefahr für die sehr dünnwandige Ver
bundfolie wird spürbar herabgesetzt.
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 Ver
packungsanlagen 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 ausstei
fende Kartonzuschnitt in die vorgeformte, vorzugsweise tief
gezogene Form eingesetzt wird. Die erfindungsgemäße Vorrich
tung zur Durchführung des Herstellungsverfahrens für die um
weltfreundlichere Lebensmittelverpackung kann durch einfa
ches Umrüsten von bereits auf dem Markt befindlichen Verpac
kungsanlagen 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 Verarbei
tung von beispielsweise in Streifen geschnittenen oder an
derweitig vorgestanzten Kartonzuschnitten gewonnene, räum
lich stabile, d. h. aufgerichtete und durch Thermoschweißung
stabilisierte Kartonzuschnitte in die tiefgezogene Ver
bundfolie eingesetzt werden. Die übrigen Bestandteile der
herkömmlichen Verpackungsanlage können unverändert beibehal
ten werden.
Der erfindungsgemäße Aufbau des Behälters eröffnet die Mög
lichkeit, die zur Ausbildung des Behälters erforderliche
Kartonagemenge auf ein Minimum zu reduzieren, was z. B.
durch die Gewinnung des aufgerichteten Kartoneinsatzes aus
einem streifenförmigen Zuschnitt sichergestellt ist. Um al
lerdings für die Verpackung von feuchteren bzw. stärker
fetthaltigen Substraten bzw. Lebensmitteln einen zusätzli
chen 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 unbeschich
tete 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 beispiels
weise durch feuchtigkeitsbedingte Aufquellung leidet. Das
Gewicht der Verpackung muß durch diese Maßnahme nicht ange
hoben werden. Denn der Karton kann bedingt durch die stabi
lere, über den Boden des Zuschnitts flächig gestützte Struk
tur mit geringerer Stärke ausgeführt werden.
Vorzugsweise wird die umlaufende Wandung des Schalenein
satzes bzw. des aufgerichteten Kartonzuschnitts so gestal
tet, 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 Einsetzen des Karton
zuschnitts und beim späteren Versiegeln möglichst geringen
mechanischen Beanspruchungen unterworfen wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche. In den Ansprüchen 2 bis 18 sind vorteil
hafte Ausgestaltungen der Behälters an sich umrissen, die
Ansprüche 20 bis 26 bilden das erfindungsgemäße Herstel
lungsverfahren weiter und in den Ansprüchen 28 bis 42 werden
vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung zur Durchfüh
rung des Verfahrens unter Schutz gestellt.
Eine qualitativ äußerst hochwertige Verpackung ergibt sich
mit der Weiterbildung gemäß Anspruch 4. Derartige Weichfo
lien-Verbundsysteme sind auf dem Markt mit Qualitäten er
hältlich, die dem betreffenden Anwendungsgebiet optimal an
gepaßt sind. Bereits mit Dicken von etwa 150 µm sind diese
Weichfolien-Verbundsysteme sicher, d. h. beschädigungsarm
verarbeitbar, selbst wenn tiefere Behälter ausgeformt werden
müssen.
Die Außenschicht des Weichfolien-Verbundsystems wird vor
zugsweise von einem Polyamid-Kunststoff, einem vor
behandelten, beispielsweise koronabehandelten Polyethylen-
Kunststoff mit hohem Schmelzpunkt, einem Polyester-Kunst
stoff oder einem Polypropylen-System gebildet. Die Verwen
dung von Polyethylen für die Außenschicht bringt zusätzliche
preisliche Vorteile. Wenn ein Polypropylen-System verwendet
wird, ergibt sich ein Verbund, der vollständig und ohne vor
herige Separation recycelbar ist.
Wenn die Siegelschicht des Behälters gemäß Anspruch 7 ausge
bildet wird, läßt sich der nicht ohne weiteres recycelbare
Weichfolien-Verbund sehr einfach vom übrigen Teil des Behäl
ters trennen. Gleichwohl läßt sich über die Siegelschicht
und die Kunststoffbeschichtung des Kartonzuschnitts eine
sehr stabile Verbindung, beispielsweise durch Anwendung ei
nes Thermoschweißverfahrens herstellen, so daß die mechani
sche Aussteifung des flexiblen Weichfolien-Verbundes durch
den Karton langlebig aufrechterhalten wird.
Die Sperrschicht wird erfindungsgemäß nach wie vor von einem
Ethylen-Vinyl-Alkohol (EVOH bzw. EVAL) gebildet. Da erfin
dungsgemäß jedoch die Dicke der Kunststoffummantelung des
Behälters stark verringert ist, eröffnet der erfindungsge
mäße Aufbau des Behälters die Möglichkeit, die Dicke dieser
Ethylen-Vinyl-Alkoholschicht im Verhältnis zur Gesamtstärke
anzuheben. Dadurch kann die Schutzwirkung für das Lebensmit
tel verbessert werden, ohne dadurch die Menge an nicht recy
celbarem Kunststoff spürbar anheben zu müssen.
Wenn der Schaleneinsatz bzw. der Kartonzuschnitt die Scha
lenwand vollständig auskleidet und einen nach innen ab
geknickten 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 punktver
schweißt sind, eine sehr hohe Verwindungssteifigkeit. Durch
die flächige Verbindung des Kartoneinsatzes mit der außen
liegenden Umhüllung aus dem Weichfolien-Verbund überträgt
diese Verwindungssteifigkeit unmittelbar auf den tiefgezoge
nen Weichfolien-Verbund, der damit selbst bei schweren Ver
packungen zuverlässig vor Überbeanspruchungen bzw. Überdeh
nungen geschützt wird. Durch die Wahl des Zuschnitts des
Kartons kann gezielt Einfluß auf Lage und Größe der
bodenseitigen Öffnung genommen werden, was vorteilhafter
weise auch im Hinblick auf die zu verpackende Ware ge
schieht. Für spezielle Substrate wird vorzugsweise ein Kar
tonzuschnitt mit durchgehendem Boden gewählt, der dann eine
noch höhere Tragfähigkeit hat. Der Aufbau des Kartonzu
schnitts gemäß Anspruch 8 hat deshalb den besonderen Vor
teil, dem Behältnis mit einem Minimum an Kartonverbrauch
eine ausreichende Stabilität zu verleihen.
Vorzugsweise wird bei Verwendung eines streifenförmigen Kar
tonzuschnitts die Breite des Bodenflansches so gewählt, daß
sie im Bereich zwischen 10 und 40% der Behälterweite liegt.
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 umgefalz
ten, und in der gefalteten Form überlappenden Falzabschnit
ten aus einem streifenförmigen Zuschnitt herstellen. Die Wi
derstandsfähigkeit 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 Kartonzu
schnitts. Schließlich ist durch diese Maßnahme sicherge
stellt, daß auch im Bereich des oberen Behälterrandes keine
unbeschichtete Karton-Schnittkante in unmittelbare Berührung
mit dem zu verpackenden Substrat gelangt. Es hat sich ge
zeigt, daß bereits Breiten von einigen mm diesen Effekt
zuverlässig unterstützen.
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 herstel
len, vorzugsweise thermoverschweißen. Die Kunststoffbe
schichtung nach Anspruch 12 geht mit der Siegelschicht des
Weichfolien-Verbundsystems eine ebenso sichere wie schnell
herstellbare Verbindung ein, die auch bei tiefen Temperatu
ren langzeitstabil ist. Der erfindungsgemäße Behälter eignet
sich deshalb auch in besonderem Maße für die Tiefkühlverpac
kungen. 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.
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 Verbundfo
lie einen Behälter schafft, der festigkeitsmäßig dem her
kömmlichen Behälter aus tiefgezogener Verbund-Hartfolie in
nichts nachsteht.
Aufgrund der doppelseitigen Beschichtung des Kartonzu
schnitts ist sichergestellt, daß das Lebensmittel mit dem
Kartonmaterial selbst nicht in Berührung kommt. Für diesen
Bereich kann deshalb ein Recycling-Karton, d. h. ein minder
wertiger Karton verwendet werden. Gepreßte Cellulose oder
ein Holzschliffverbund sind grundsätzlich lebensmittelecht.
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 Be
standteilen zu trennen.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfin
dungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des Lebensmit
telbehälters ist Gegenstand des Anspruchs 20. Mit dieser
Weiterbildung gelingt es, die Verpackungsanlage sehr kompakt
auszubilden. Ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung be
steht darin, daß die Negativform für die Herstellung der
Einformungen im Weichfolien-Verbund gleichzeitig zur Posi
tionierung des Weichfolien-Verbundes bezüglich der einzuset
zenden Schaleneinsätze bzw. Kartonzuschnitte genutzt werden
kann. Dadurch kann die Arbeitsgenauigkeit des Herstellungs
verfahrens angehoben werden, wobei die Gefahr, das Weichfo
lien-Verbundsystem zu beschädigen, ohnehin dadurch schon
sehr klein ist, daß der Schaleneinsatz relativ glatt bzw.
der Kartoneinsatz beidseitig kunststoffbeschichtet ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren der flächigen Aussteifung ei
nes Weichfolien-Verbundes mit einem räumlich stabilen, d. h.
verwendungssteifen Kartonzuschnitt läßt sich auf verschie
dene Art und Weise durchführen. Es ist beispielsweise mög
lich, den Kartonzuschnitt in Streifenform zuzuführen und die
räumliche Kartonstruktur erst in der bereits tiefgezogenen
Verbundfolie herzustellen. Vorteilhafter, insbesondere im
Hinblick auf die Verwendung herkömmlicher Verpackungsanla
gen, ist jedoch die Weiterbildung des Anspruchs 21, gemäß
der der Kartonzuschnitt im bereits gefalteten Zustand in die
in Schalenform gebrachte Kunststoffolie eingesetzt wird.
Die Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 24 führt zu
besonders stabilen Behältern. Die Verzahnung zwischen Scha
leneinsatz 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.
Wenn die ausgeformte Mulde der Kunststoffolie während des
Einsetzens des Kartonzuschnitts durch eine Luftströmung sta
bilisiert wird, können Fehlsteuerungen selbst bei sehr dünn
wandigen Weichfolien-Verbundsystemen zuverlässig ausge
schlossen werden. Vorteilhaft wird allerdings diese stabili
sierende Luftströmung mit einer Saugströmung kombiniert, die
von der Gegenform auf die Außenseite des Weichfolien-Verbun
des aufgebracht wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann durch
wegs mit herkömmlichen Komponenten von marktüblichen Verpac
kungsanlagen ausgeführt werden. Ein näheres Eingehen auf die
Weiterbildungen der Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 28 bis
42 ist deshalb an dieser Stelle nicht notwendig. Diese Wei
terbildungen 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 Ar
beitsgang und in einer Arbeitsstation, was Gegenstand des
Anspruchs 37 ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der üb
rigen Unteransprüche.
Nachstehend werden anhand schematischer Zeichnungen mehrere
Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zei
gen:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht einer Anlage für
die Herstellung eines erfindungsgemäßen Le
bensmittelbehälters;
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht gemäß II-II
in Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht gemäß III-III
in Fig. 1;
Fig. 4 die Ansicht gemäß IV in Fig. 3;
Fig. 5 die Einzelheit "V" in Fig. 6;
Fig. 6 eine schematische Schnittansicht gemäß VI-VI
in Fig. 1 mit einer etwas modifizierten Formgebung des ein
gesetzten Kartonzuschnitts;
Fig. 7 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt gemäß
VII-VII in Fig. 1;
Fig. 8 den Schnitt gemäß VIII-VIII in Fig. 6 - 90°
gedreht - im Bereich einer Seitenwand, die mit einer Ein
richtung zur Ausbildung von versteifenden Sicken ausge
stattet 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 Randflan
sches;
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht der mit der Unterform
gemäß Fig. 9 korrespondierenden Oberform;
Fig. 12 eine erste Ausführungsform eines Kartonzuschnitts
im ungefalteten Zustand;
Fig. 13 eine weitere Ausführungsform eines Karton
zuschnitts im ungefalteten Zustand;
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht einer Eckkante des
aus dem Zuschnitt gemäß Fig. 13 gefalteten Karton-Ein
satzes;
Fig. 15 eine Seitenansicht einer Anlage zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Be
hälters;
Fig. 16 eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform ei
nes Kartonzuschnitts im Zustand vor dem Aufrichten;
Fig. 17 eine perspektivische Ansicht des Kartonzuschnitts
im aufgerichteten Zustand; und
Fig. 18 eine Einzelheit der Ansicht gemäß Fig. 17 im Be
reich einer Seitenkante.
In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 20 eine auf einer Walze
aufgewickelte Verbundfolie bezeichnet, wie sie beispiels
weise von der Firma "WALKI" in verschiedenen Ausführungen
mit unterschiedlichen Schutzeigenschaften auf dem Markt an
geboten wird. Bei dieser Verbundfolie handelt es sich um
einen Weichfolien-Verbund, beispielsweise mit folgendem Auf
bau:
Die ein mechanisches Schutzschild ausbildende Außenschicht
wird beispielsweise von einem Polyamid, einem vorbehandel
ten, vorzugsweise koronabehandelten Polyethylen, vorzugs
weise mit hohem Schmelzpunkt, oder einem Polyester-Kunst
stoff gebildet. Die Dicke dieser Schicht beträgt beispiels
weise 30 µm. An diese mechanische Schutzschicht schließt
sich eine für Sauerstoff und Kohlendioxid wirksame Sperr
schicht aus Ethylen-Vinyl-Alkohol (EVOH bzw. EVAL) an. Die
bei der Darstellung gemäß Fig. 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 flächen
stabil 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.
Die Verbundfolie 20 wird beispielsweise in einer Breite von
etwa 400 bis 500 mm von einer Walze 22 abgezogen und der li
near aufgebauten Verpackungsanlage zugeführt, die weitgehend
Arbeitsstationen beinhaltet, wie sie bei herkömmlichen Ver
packungsmaschinen beispielsweise der Firma "Multivac" reali
siert sind. Im folgenden werden die Hauptstationen der Ver
packungsmaschine näher beschrieben:
Mit 30 ist eine Tiefziehstation bezeichnet, in der die mit
tels 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 Negativfor
men 36 ausgebildet sind. Das Negativform-Werkzeug 34 eignet
sich deshalb zur gleichzeitigen Herstellung von vier Tief
ziehungen. Es soll jedoch bereits an dieser Stelle hervorge
hoben 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.
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 Verbund
folie in die in Fig. 2 gezeigte Form bringbar ist, welche
die Außenform des späteren, fertiggestellten Lebensmittelbe
hälters darstellt. Pro Werkzeughub werden - wie aus Fig. 1
ersichtlich - vier Einformungen in die Verbundfolie 20 ein
gebracht. Die Einformungen sind in Fig. 1 mit dem Bezugs
zeichen 42 gekennzeichnet.
Von der Tiefziehstation 30 läuft die Verbundfolie bzw. der
Weichfolien-Verbund mittels einer Transportkette intermit
tierend zu einer Arbeitsstation 50, in der - vorzugsweise in
einem Arbeitsgang - in die Vierergruppe der Einformungen 42
eine entsprechende Anzahl von verwindungssteif aufgerichte
ten Kartonzuschnitten 52 eingesetzt wird. Die Verbundfolie
20 ist im Bereich dieser Arbeitsstation noch vollflächig zu
sammenhängend, was am besten aus der Darstellung gemäß Fig.
3 hervorgeht. Der dünne Weichfolien-Verbund 20 wird nicht -
hervorgehoben in der Darstellung gemäß Fig. 3 - zwischen
den einzelnen Einformungen durch eine Führungsschiene ge
stützt. 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 Verpac
kung bilden. Im einzelnen ist die Tiefe T der Innenausneh
mung 56 gleich dem Maß V der Einformung 42. Auch die übrige
Kontur der Innenausnehmung 56 entspricht der Form der Ein
formung 42, so daß im nach oben gefahrenen Zustand des unte
ren Werkzeugs 54 sich eine flächige, satte Anlage der Ver
bundfolie 20 am unteren Werkzeug 54 einstellt. Mit dem Be
zugszeichen 60 ist ein nachfolgend als Transportplatte be
zeichneter Transport- und Formstempel gezeigt, der ebenfalls
in Vertikalrichtung bewegbar montiert und an einem Schwen
karm 62 mit einer Schwenkachse 64 gehalten ist. Die Trans
portplatte 60 hat eine der Anzahl der darunterliegenden In
nenausnehmungen 56 entsprechende Zahl von Vorsprüngen in
Form von Positivformen 66, mit denen nachfolgend näher zu
beschreibende, in schachtelähnliche Form gebrachte Kartonzu
schnitte von einer Faltstation 70 zur Arbeitsstation 50
transportierbar und in die Einformungen 42 einsetzbar sind.
Die Kartonzuschnitte 52 (vgl. Fig. 3) werden aus einem
beidseitig beschichteten Karton gewonnen, der auf einer Kar
tonrolle 72 aufgewickelt ist. Bei der in Fig. 1 gezeigten
Ausführungsform der Behälter-Fertigungs-, Befüllungs- und
Versiegelungsanlage erfolgt die Herstellung der Kartonzu
schnitte 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 verarbei
tenden Behälter. Die Streifen 76-1 bis 76-4 laufen nachfol
gend 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 Positiv
formen 66 an der Transportplatte 60 definiert in Lage gehal
ten wird. In Fig. 1 sind die auf der Unterseite der Trans
portplatte 60 befindlichen Kartoneinsätze 52 lediglich mit
gestrichelten Linien angedeutet, wobei aus Vereinfachungs
gründen lediglich zwei solcher Kartoneinsätze gezeigt sind.
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 ver
bunden, vorzugsweise thermoverschweißt werden, so daß am
Ausgang der Einrichtung 84 räumlich stabile, verwindungs
steife Pappkarton-Zuschnitteinsätze 52 vorliegen, die mit
tels der Transportplatte 60 erfaßt und lagegenau durch eine
getaktete, zyklische Verschwenkbewegung, was in Fig. 1
durch den Pfeil S angedeutet ist, über den Innenausnehmungen
56 des unteren Werkzeugs 54 der Arbeitsstation exakt posi
tioniert werden können. Anstelle der kontinuierlichen Her
stellung der Pappkarton-Einsätze ist es auch möglich, diese
Einsätze im Batchbetrieb fertiggestellt der Anlage zuzufüh
ren und sozusagen "just in time" mittels der Transportplatte
60 der Arbeitsstation 50 zuzuführen.
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 Kunst
stoffbeschichtung versehen, die aus einem thermisch
schweißbaren Polyethylen-Kunststoff (PE) besteht. Die Dicke
dieser Kunststoffbeschichtung liegt beispielsweise im Be
reich zwischen 10 und 15 µm und es wird vorzugsweise die An
ordnung 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 Be
reich 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 Kar
toneinsatzes entspricht im wesentlichen dem Maß V der Ein
formung 42 bzw. der Tiefe T der Innenausnehmung 56 in der
unteren Form 54.
Um die Kartoneinsätze 52 während des Transports in die Lage
gemäß Fig. 3 gegen Herabfallen zu sichern, sind in der Sei
tenwand der Positivform 66 eine Vielzahl von reihenartig an
geordneten 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 ge
setzt werden, können sich die rippenförmigen Kolben 90 gegen
die Kraft von Rückstellfedern 96 über die Wandung 98 gering
fügig hinaus strecken und gelangen in Reibkrafteingriff mit
der Innenoberfläche der Wandungen 88 des aufgerichteten Kar
tons 52. Dieser Zustand der leistenförmigen Kolben 90 ist in
Fig. 11 auf der dem Betrachter zugewandten Seitenwand 98
angedeutet, während die rippenförmigen Kolben 90 in der be
nachbarten Seitenwand in der zurückgezogenen Lage gezeigt
sind.
Vorstehend wurde bereits beschrieben, daß die Kartoneinsätze
aus Streifen 86-1 bis 86-4 gebildet sind. Im aufgerichteten
und verwindungssteif verbundenen, vorzugsweise thermover
schweißten Zustand des Falzstreifens entsteht in der ein
fachsten 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 einstell
baren Bruchteil der Gesamtweite W des Behälters.
Aufgrund des durchbrochenen Bodens 100 ergibt sich die Mög
lichkeit, 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 zugehöri
gen 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 Nacho
benbewegen des unteren Werkzeugs 54 die satte Anlage der
tiefgezogenen Verbundfolie 20 an der Innenwandung der Aus
nehmung 56 gefördert wird. Das Druckluftkanalsystem 104 kann
darüber hinaus zusätzlich zur Steuerung der Hubbewegung der
rippenförmigen Kolben 90 genutzt werden.
Die Darstellungen gemäß Fig. 1 und 3 differieren insoweit
voneinander, als der Kartoneinsatz gemäß Fig. 1 nicht nur
mit einem Bodenflansch 102, sondern zusätzlich noch mit ei
nem oberseitigen Randflansch 108 mit einer wählbaren Breite
B108 ausgestattet ist. Dieser oberseitige Randflansch 108
ist allerdings lediglich dann förderlich, wenn besonders
schwere Verpackungen hergestellt werden sollen. Fig. 4 läßt
diesen oberseitigen Randflansch 108 besonders deutlich er
kennen. 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 Thermover
schweißung statt. Da der Karton auf beiden Seiten beschich
tet ist, kann unabhängig von der Faltmethode in jedem Falle
eine feste Verbindung dieser überlappenden Bereiche sicher
gestellt werden.
Fig. 6 zeigt die Lagezuordnung zwischen unterem Werkzeug 54
und der Transportplatte 60 als oberem Werkzeug kurz vor Er
reichen 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 Transport
platte 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 vorhan
den - auch im Bereich des oberen Randflansches 108 gegen die
Verbundfolie 20 gepreßt. Beim Zusammenpressen kann der ggf.
vorhandene obere Flansch 108 - siehe Fig. 10 - etwas zusam
mengedrückt 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 Ober
flächenkontur des unteren Werkzeugs 54 abstützt. Im ge
schlossenen 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-Ver
bund 20 überträgt.
Insbesondere dann, wenn besonders stabile Behälter her
gestellt werden müssen, werden die Innenausnehmungen 56 im
unteren Werkzeugteil 54 so gestaltet, wie dies der Einzel
heit gemäß Fig. 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 ge
genüberliegen. Dieser Zustand kann dem Schnitt gemäß Fig. 8
entnommen werden.
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 Ver
tiefungen 116 gegen die Kraft der Rückstellfedern 96 ein
drücken. Es entsteht auf diese Weise eine im wesentlichen
vertikal gesickte Profilierung der Seitenwände des Behält
nisses, was zu einer Erhöhung der Stabilität des Behälters
führt. Wenn der Steuerdruck im Kanalsystem 94 abgebaut wird,
drücken 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 Weichfo
lien-Verbund 20 bei.
Fig. 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-Verbun
des. 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 Beschich
tungsfilm 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 entwe
der von einem Polyamid, einem vorbehandelten, vorzugsweise
koronabehandelten Polyethylen mit hohem Schmelzpunkt oder
einem Polyesterkunststoff gebildet ist.
Die auf diese Weise ausgesteiften Einformungen 42 verlassen
schließlich die Arbeitsstation 50 und werden einer Lebens
mittel-Beschickungsstation 120 und daraufhin einer Versiege
lungsstation 130 zugeführt. In der Darstellung gemäß Fig. 1
ist die Befüllungsstation 120 nicht gezeigt, da sich diese
Station nicht von herkömmlichen Befüllungsstationen unter
scheidet. In der Versiegelungsstation 130 läuft eine her
kömmliche Deck-Verbundfolie 132 in die Anlage zu. Die Deck
folie 132 wird kontinuierlich von einer Rolle 134 abgezogen
und über Umlenkwalzen 136, 138 zugeführt. Auch die Versiege
lungsstation 130 hat wiederum ein unteres Stützwerkzeug 140,
die mit einer Siegelplatte 142 zusammenwirkt. Die Siegel
platte 142 ist nach oben und nach unten bewegbar und parti
ell beheizt, um an den in Fig. 1 strichpunktiert schraf
fierten Bereichen VS eine Thermoverschweißung zwischen der
Deckfolie 132 und der Siegelschicht 20-3 des Weichfolien-
Verbundes 20 zu bewirken.
Fig. 10 zeigt den Zustand des Behälters nach dem Ver
siegeln. 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-Ver
bund 20 thermoverschweißt ist. Fig. 10 zeigt, daß auch die
Deckfolie 132 als Verbundfolie ausgebildet ist, wobei eine
Siegelschicht 132-3 der Siegelschicht 20-3 gegenüber zu lie
gen 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.
Fig. 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, zwi
schen denen flächige Stege 146 verbleiben, die mit den Ver
siegelungsbereichen VS zusammenfallen. Im Bereich dieser
flächigen Stege 146 sind partielle Beheizungseinrichtungen
148 vorgesehen, die sich auch in den Bereich der oberseiti
gen Randflansche 108 hinein erstrecken können. Nicht gezeigt
in den Darstellungen sind zusätzliche Einrichtungen, wie z. B.
eine Evakuierungseinrichtung oder eine Rückbegasungs
einrichtung. Es ist jedoch an dieser Stelle hervorzuheben,
daß diese Einrichtungen mit der erfindungsgemäßen Anlage zur
Herstellung und Befüllung der Lebensmittelbehälter selbst
verständlich verwendet werden können.
Nach dem Durchlaufen der Versiegelungsstation 130 hängen die
einzelnen Behälter über die Deckfolie 132 und den noch zu
sammenhängenden Weichfolien-Verbund 20 zusammen. Die gefüll
ten und versiegelten Behälter gelangen dann in eine Schneid
einrichtung 150. In dieser Einrichtung 150 werden die Behäl
ter entlang von Linien zerschnitten, die in den Versiege
lungsbereichen VS liegen. Eine solche Trennebene ist mit
strichpunktierter Linie in Fig. 10 mit 152 bezeichnet. Vor
zugsweise 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.
Schließlich sollen anhand der Fig. 12 bis 14 vorteilhafte
Zuschnitte mit entsprechenden Falzungen für den beidseitig
beschichteten Karton beschrieben werden. Fig. 12 zeigt
einen zugeschnittenen Kartonstreifen, mit dem ein Kartonein
satz gemäß Fig. 4 herstellbar ist. Mit gestrichelten Linien
sind die Faltlinien bezeichnet. Die schraffierten Flächen
stellen die Überlappungsbereiche dar, in denen zur Herstel
lung eines verwindungssteifen räumlichen Gebildes eine
Thermoverschweißung der in Überlappung kommenden Oberflächen
vorgenommen wird.
Eine Ausführungsform des Karton-Streifenzuschnitts, mit dem
ein oberseitig umlaufender Randflansch 108′ herstellbar ist,
ist in Fig. 13, 14 gezeigt. Die Dickenlinien stellen die
Randbegrenzungen des Zuschnitts bzw. Einschnittlinien dar.
Die dünnen Linien sind Faltlinien. Der Zuschnitt gemäß Fig.
13 wird im Bereich der Ecken so gefaltet, wie dies in der
perspektivischen Darstellung nach Fig. 14 ersichtlich ist.
Im aufgerichteten Zustand kommen die Faltlinien 160, 162 in
Anlage miteinander. Die dazwischenliegende Faltlinie 164 be
grenzt einen nach außen gefalteten Lappen, der vorzugsweise
in eine Wandebene des aufgerichteten Einsatzes geschwenkt
und mit dieser Fläche thermoverschweißt wird. Die Randflan
sche 108′ überlappen sich im Bereich Ü und werden dort eben
falls thermoverschweißt.
Fig. 15 zeigt noch einmal in Übersicht eine Seitenansicht
der erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung einer Lebens
mittelverpackung. Diejenigen Stationen der Anlage, die den
zuvor beschriebenen Arbeitsstationen entsprechen, sind mit
identischen Bezugszeichen gekennzeichnet. In dieser Gesamt
ansicht über die Darstellung gemäß Fig. 1 hinausgehend eine
mit 120 bezeichnete Befüllungsstation erkennbar. Auch ist
die Zulaufstelle der Deckfolie 132 im einzelnen ersichtlich.
Die Darstellung gemäß Fig. 15 läßt erkennen, daß sich die
erfindungsgemäße Anlage zur Herstellung der Behälter von ei
ner marktüblichen Verpackungsanlage nur hinsichtlich der Ar
beitsstation 50 unterscheidet. Die übrigen Stationen 30,
120, 140 und 150 können in identischer Ausbildung ggf. mit
geringfügigen Umkonstruktionen von einer herkömmlichen An
lage übernommen werden.
Das erfindungsgemäße Konzept der Behälterherstellung erlaubt
es sogar, die Stationen 30 und 50 zu einer Einheit Z zusam
menzufassen, wodurch eine sehr kompakte Anlage entsteht.
In den Fig. 16 bis 18 sind weitere Ausführungsformen der
Erfindung, nämlich weitere Ausgestaltungen des die Schale
aussteifenden, zweiseitig kunststoffbeschichteten Kartonzu
schnitts dargestellt. Fig. 16 ist eine schematische Drauf
sicht auf eine Ausführungsform des Kartonzuschnitts im unge
falteten Zustand. In Fig. 16 ist lediglich eine Hälfte des
Kartonzuschnitts gezeigt. Die Symmetrieachse des mit 252 be
zeichneten Kartonzuschnitts ist mit 254 bezeichnet. Die dün
nen Linien in Fig. 16 stellen Falzlinien 280 dar, die vor
zugsweise vorgeprägt sind, um das Aufrichten des Kartonzu
schnitts entweder in einer separaten Arbeitsstation oder
aber in der tiefgezogenen Verbundfolie in kurzer Zeit zu
erlauben.
Fig. 17 zeigt den Kartonzuschnitt im aufgerichteten Zu
stand. Im Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Aus
führungsformen schließen sich an die Seitenwände 250 keine
oberen Randflanschabschnitte an. Im weiteren Unterschied ist
der Kartonzuschnitt 252 nicht von einem Kartonstreifen ge
bildet, sondern von einem flächigen Gebilde, so daß nach dem
Aufrichten ein Behältnis mit einer durchgehenden Bodenwan
dung 256 entsteht. Hierdurch wird das Behältnis formstabi
ler, so daß die Wandstärke des Kartons weiter reduziert wer
den 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
Fig. 16 bzw. 17 bietet sich deshalb insbesondere dann an,
wenn feuchtere bzw. stärker fetthaltige Substrate kontamina
tionsfrei 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.
Schließlich ist der Kartonzuschnitt nach Fig. 16 und 17 so
gestaltet, daß scharfe Kanten im aufgerichteten Zustand ver
mieden werden. Es entstehen im Bereich der Eckkanten Fasen
flächen 258, die im stumpfen Winkel zu den benachbarten Sei
tenflächen 250 stehen. Auf diese Weise wird der Gefahr von
Beschädigungen der dünnwandigen, tiefgezogenen Verbundfolie
beim Einsetzen des Kartonzuschnitts 252 wirksam begegnet.
Fig. 17 läßt darüber hinaus erkennen, daß der Karton
zuschnitt 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, tiefge
zogenen Verbundfolie entweder beim Einsetzen des Kartonzu
schnitts und/oder beim abschließenden Versiegelungsvorgang
wirksam entgegen.
Mit dem Bezugszeichen 260 ist eine weitere Falzlinie be
zeichnet, die den Seitenwänden 250 im Bereich der bo
denseitigen Kante eine örtlich begrenzte Nachgiebigkeit ver
leiht, so daß auch in diesem Bereich Überdehnungen der tief
gezogenen Verbundfolie ausgeschlossen werden können.
Der Kartonzuschnitt gemäß Fig. 16 bzw. 17 kann in der glei
chen Weise gehandhabt und in die tiefgezogene Ver
bundfolienmulde 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.
Der Kartonzuschnitt gemäß Fig. 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 un
mittelbaren Kontakt mit dem in der Regel Wasser aufnehmenden
Karton treten kann.
In Fig. 18 ist eine weitere Ausgestaltung eines Kar
tonzuschnitts 352 angedeutet. Die Besonderheit dieses Kar
tonzuschnitts besteht darin, daß auch die unteren Eckkanten
abgeflacht bzw. abgestumpft sind. Es schließt sich dement
sprechend an eine obere Fasenfläche 358 eine untere Fasen
fläche 368 an. Mit dieser Ausgestaltung wird das Einsetzen
des Kartonzuschnitts 352 weiter vereinfacht, wobei die Ge
fahr von Beschädigungen der tiefgezogenen Verbundfolie auch
unter thermischer Beanspruchung weiter vermindert werden
kann.
Selbstverständlich sind Abweichungen der vorstehend be
schriebenen Erfindung möglich, ohne den Grundgedanken der
Erfindung zu verlassen. So ist es beispielsweise auch mög
lich, im Bereich der Tiefziehstation 30 zusätzlich mit Posi
tivformen 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.
Es ist auch nicht erforderlich, den Kartonzuschnitt obersei
tig mit einem Randflansch - umlaufend oder nicht - auszubil
den. In diesem Fall vereinfacht sich die Ver
siegelungsstation, da die Versiegelungsplatte eine ein
fachere Form erhalten kann. Falls ein oberseitiger, ab
gewinkelter Randflansch des Kartonzuschnitts bzw. -einsatzes
nicht vorgesehen ist, vereinfacht sich auch die Ausbildung
der Heizeinrichtungen, da diese dann den vom Randflansch ab
gedeckten Bereich nicht mehr erfassen müssen.
Schließlich kann die Vorrichtung auch so abgewandelt werden,
daß die Zuführvorrichtung für die aufgerichteten Kartonein
sätze getrennt von der Oberform in der Arbeitsstation, d. h.
vom Formstempel, ausgebildet wird.
Vorstehend wurde die Erfindung anhand von Ausführungsbei
spielen beschrieben, bei denen in die tiefgezogene Schale
ein Kartonzuschnitt eingesetzt wird. Die eingangs beschrie
bene Aufgabe wird gleichermaßen gelöst, wenn ein Schalenein
satz in Form einer Cellulose- oder Holzschliffschale mit ei
ner ansonsten vergleichbaren Geometrie verwendet wird.
Mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau des Behälters ergibt
sich eine Lebensmittelverpackung, die - wie am besten aus
Fig. 10 ersichtlich - allseitig eine sauerstoff- und CO₂-
undurchlässige Hülle ausbildet. Dabei wird das Herstellungs
verfahren möglichst einfach gehalten, wobei herkömmliche
Verpackungsanlagen mit gleicher Taktfrequenz und mit ge
ringstmöglichem Umbau-Aufwand genutzt werden können.
Die Erfindung schafft somit einen Behälter für die Verpac
kung von Lebensmitteln, mit einer tiefgezogenen Schale aus
Kunststoff und einer damit oberseitig über einen Flanschab
schnitt umlaufend verschweißten Abdeckung in Form einer
Kunststoff-Verbundfolie. Zur Verbesserung der Umweltfreund
lichkeit der Verpackung bei gleichzeitiger Vereinfachung der
Herstellung mit herkömmlichen Verpackungsmaschinen wird die
Schale (42) von einem dünnwandigen, in sich nicht flächen
stabilen Weichfolien-Verbundsystem (20) gebildet und innen
seitig zumindest im Bereich der Schalenwand, die sich
vorzugsweise leicht konisch nach oben öffnet, entweder durch
einen Cellulose oder Holzschliff enthaltenden, formstabilen
Schaleneinsatz oder durch einen zweiseitig kunststoffbe
schichteten und mit der Schale (42) zumindest an diskreten
Stellen (118) verschweißten Kartonzuschnitt (52) flächig
ausgesteift.
Claims (42)
1. Behälter für die Verpackung von Lebensmitteln, mit
einer tiefgezogenen Schale aus Kunststoff und einer da
mit oberseitig über einen Flanschabschnitt umlaufend
verschweißten Abdeckung in Form einer Kunststoff-Ver
bundfolie, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (42)
von einem dünnwandigen, in sich nicht flächenstabilen
Weichfolien-Verbundsystem (20) gebildet und innenseitig
zumindest im Bereich der Schalenwand, die sich vorzugs
weise leicht konisch nach oben öffnet, durch einen Cel
lulose oder Holzschliff enthaltenden, formstabilen
Schaleneinsatz oder einen zweiseitig kunststoffbe
schichteten und mit der Schale (42) zumindest an dis
kreten Stellen (118) verschweißten Kartonzuschnitt (52)
flächig ausgesteift ist, der aus einem Zuschnitt (81-1
bis 86-4; 252; 352) mit an die Innenkontur der Schale
(42) angepaßter Falzung (80; 260; 280) gewonnen ist und
durch Verschweißung ausgewählter, sich in der gefalte
ten Endform überlappender Falzabschnitte (110; Ü; 210)
eine räumlich stabile Struktur hat.
2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kartonzuschnitt (52) aus einem streifenförmigen Zu
schnitt (81-1 bis 86-4) gewonnen ist, der durch Ver
schweißung ausgewählter, sich in der gefalteten Endform
überlappender Falzabschnitte (110; Ü; 210) in eine
räumlich stabile, kragenartige Struktur gebracht ist.
3. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kartonzuschnitt (252) oder der Schaleneinsatz einen
durchgehenden Boden (256) hat.
4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Weichfolien-Verbundsystem (20)
der Schale (42) von einer mehrschichtigen Verbundfolie
(20) mit einer ein mechanisches Schutzschild aus
bildenden Außenschicht (20-1), einer im mittleren Be
reich liegenden Sauerstoff- und CO₂-Sperrschicht (20-2)
und einer inneren Siegelschicht (20-3) gebildet ist.
5. Behälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Außenschicht (20-1) von einem PA-System, einem vor
behandelten, beispielsweise koronabehandelten Poly
ethylen (PE)-System mit hohem Schmelzpunkt, einem Po
lyester-Kunststoffsystem oder einem Polypropylen-System
gebildet ist.
6. Behälter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Sperrschicht (20-2) von einem Ethy
len-Vinyl-Alkoholsystem (EVOH) gebildet ist.
7. Behälter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Siegelschicht (20-3) von einem
vorzugsweise peelbaren Polyethylen (PE)-System gebil
det ist.
8. Behälter nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Kartonzuschnitt (52) oder der
Schaleneinsatz die Schalenwand (42-1) vollständig aus
kleidet und einen nach innen abgeknickten Bodenflansch
(102) hat.
9. Behälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Bodenflansch (102) eine Breite (B102) hat, die zwi
schen 5 und 40% der Behälterweite (W) ausmacht.
10. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Kartonzuschnitt (52) oder der
Schaleneinsatz oberseitig einen umlaufenden, nach außen
abgewinkelten Randflansch (108; 108′) hat.
11. Behälter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
der Randflansch (108; 108′) eine Breite (B108) zwischen
2 und 10 mm, vorzugsweise von 5 mm hat.
12. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Kunststoffbeschichtung (52-2) des
Kartonzuschnitts (52) von einem thermisch schweißbaren
Polyethylen (PE)-System gebildet ist.
13. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Weichfolien-Verbundsystem (20)
eine Dicke (D20) im Bereich zwischen 150 und 200 µm
hat.
14. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Kartonzuschnitt (52; 252; 352)
oder der Schaleneinsatz ein Flächengewicht im Bereich
zwischen 200 und 300 g/m² hat.
15. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Kunststoffbeschichtung (52-2) des
Kartonzuschnitts (52) eine Dicke (D20) zwischen etwa 10
und 15 µm hat.
16. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Kartonzuschnitt (52; 252; 352)
als Trägermaterial (52-1) einen Recycling-Karton auf
weist.
17. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Kunststoffbeschichtung (52-2) des
Kartonzuschnitts (52; 252; 352) von einem abschälbaren
(peelbaren) Kunststoff, vorzugsweise auf der Basis von
Polyethylen (PE) gebildet ist.
18. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Fasermasse des Schaleneinsatzes
Additive wie z. B. Circoniumacetat zur Verbesserung der
Feuchtigkeitsstabilität beigemengt sind.
19. Verfahren zur Herstellung eines Lebensmittel-Behälters
insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 18, bei dem
eine Kunststoffolie in einer Formeinrichtung in Scha
lenform gebracht und die Schale mit dem Lebensmittel
gefüllt und anschließend mittels einer Siegelfolie
ggf. nach Durchführung eines Evakuierungs- und/oder
Schutzbegasungs-Verfahrensschritts mit einem oberen
Flansch der Schale umlaufend gasdicht verbunden wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
- a) in die Schale (42) vor der Befüllung ein die Kunst stoffolie (20) zumindest im Bereich der Wandungen (42- 1) und im Übergang zum Schalenboden (42-2) aus steifender Einsatz entweder in Form eines Cellulose oder Holzschliff enthaltenden, formstabilen Schalenein satzes oder eines beidseitig kunststoffbeschichteten Kartonzuschnitts (52; 252; 352) eingesetzt wird, und
- b) der eingesetzte Schaleneinsatz bzw. Kartonzuschnitt (52; 252; 352) mit der Kunststoffolie (20) an ausge wählten Bereichen (118) fest verbunden, vorzugsweise thermoverschweißt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
das Einsetzen des Schaleneinsatzes bzw. des Kartonzu
schnitts (52; 252; 352) und dessen Verbinden mit der
Kunststoffolie (20) an ein- und derselben Arbeitsposi
tion (50) erfolgt, wobei das Einsetzen des Schalenein
satzes bzw. des Kartonzuschnitt (52; 252; 352) vorzugs
weise im vorgeformten bzw. gefalteten, d. h. aufgerich
teten Zustand in die in Schalenform gebrachte
Kunststoffolie (42) eingesetzt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kartonzuschnitt (52; 252; 352) aus einem Zuschnitt
(86-1 bis 86-4; 252; 352) geformt wird, der eine der
Innenkontur der in Schalenform gebrachten Kunststoffo
lie (42) entsprechende Falzung hat und nach dem Falten
durch Verbindung, insbesondere Verschweißung ausgewähl
ter, sich in der gefalteten Endform überlappender
Falzabschnitte (110; Ü; 210) eine räumlich stabile
Struktur erhalten hat.
22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kartonzuschnitt aus einem streifenförmigen Zu
schnitt (86-1 bis 86-4) geformt wird, der eine der In
nenkontur der in Schalenform gebrachten Kunststoffolie
(42) entsprechende Falzung hat und nach dem Falten
durch Verbindung, insbesondere Verschweißung ausgewähl
ter, sich in der gefalteten Endform überlappender
Falzabschnitte (110; Ü) eine räumlich stabile, kragen
artige Struktur mit ausschnittsweise offener Bodenflä
che erhalten hat.
23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kartonzuschnitt (52; 252; 352)
in die in Schalenform gebrachte Kunststoffolie (42)
eingesetzt wird, nachdem die ausgewählten, sich in der
gefalteten Form überlappenden Falzabschnitte (110; Ü;
210) fest miteinander verbunden worden sind.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schaleneinsatz bzw. der Karton
zuschnitt (52; 252; 352) zumindest im Bereich der Sei
tenwandungen (42-1) des Behälters mit der gegenüberlie
genden Wand der in Schalenform gebrachten Kunststoffo
lie (20) verzahnt wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch
gekennzeichnet, daß die in Schalenform gebrachte Mulde
(42) der Kunststoffolie (20) während des Einsetzens des
Schaleneinsatzes bzw. des Kartonzuschnitts (52; 252;
352) durch eine Luftströmung (106) stabilisiert wird.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß
die Luftströmung (106) durch eine bodenseitige Öffnung
(100) des Schaleneinsatzes bzw. des aus streifenförmi
gen Karton gewonnenen bzw. aufgerichteten Kartonzu
schnitts (52) in das Innere der tiefgezogenen Mulde
(42) gerichtet wird.
27. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her
stellung eines Lebensmittelbehälters gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 18, insbesondere zur Durchführung des
Verfahrens nach einem der Ansprüche 19 bis 26, mit ei
ner Formstation zur Ausbildung einer Mulde in einer der
Formstation (30) zugeführten Kunststoffolie und einer
einer Lebensmittel-Befüllungsstation (120) nachge
schalteten Versiegelungsstation (140), dadurch gekenn
zeichnet, daß der Lebensmittel-Befüllungsstation (120)
eine Arbeitsstation (50) vorgeschaltet ist, in der in
die Schale (42) vor der Befüllung ein die Kunst
stoffolie (20) zumindest im Bereich der Wandungen (42-
1) und im Übergang zum Schalenboden (42-2) aussteifen
der Schaleneinsatz oder ein beidseitig kunststoffbe
schichteter Kartonzuschnitt (52; 252; 352) eingesetzt
wird, und der eingesetzte Schaleneinsatz bzw. Kartonzu
schnitt (52) mit der Kunststoffolie (20) an ausgewähl
ten Bereichen (118) fest verbunden, vorzugsweise ther
moverschweißt wird.
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet,
daß die Arbeitsstation (50) eine die wannenartig ver
formte Kunststoffolie (42, 20) formschlüssig aufneh
mende, untere Negativform (54) und eine über dieser in
fluchtende Gegenüberlage bringbare, obere Postiv-Form
(66) aufweist, wobei der Schaleneinsatz bzw. der
Kartonzuschnitt (52; 252; 352) im geschlossenen Zustand
der Form flächig gegen die Kunststoffolie (42, 20)
drückbar und mit dieser durch zumindest partielle Be
heizung (112) der Negativform (54) fest verbindbar ist.
29. Vorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekenn
zeichnet, daß in der oberen Positivform (66) ein Kanal
system (104) ausgebildet ist, durch das bei Annäherung
an die Negativform (54) ein die wannenförmig umgeformte
Kunststoffolie (42) stabilisierender Fluidstrom (106)
auf die Kunststoffolie (42) gerichtet werden kann.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden Formhälften (66, 54) der
Arbeitsstation (50) vertikal bewegbar sind.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch
gekennzeichnet, daß die Positivform (66) als Transport
einrichtung (60, 62) für den Schaleneinsatz bzw. für
den Kartonzuschnitt (52) ausgebildet ist.
32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet,
daß die Transporteinrichtung (60, 62) zwischen der Ar
beitsstation (50) und einer Faltstation (70) hin- und
herbewegbar ist, in der der Kartonzuschnitt (52; 252;
352) aufgerichtet wird.
33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet,
daß die Faltstation (70) eine Heizeinrichtung (84) zur
Verschweißung von in der gefalteten bzw. aufgerichteten
Endform überlappenden Falzabschnitten (110; Ü; 210)
aufweist.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch
gekennzeichnet, daß die Positivform (66) im Bereich der
der Muldenwandung (42-1) gegenüberliegenden Sei
tenflächen (98) eine Reihe von im wesentlichen leisten-
bzw. rippenförmigen Kolben (90) aufnimmt, die sich im
Parallelabstand zueinander im wesentlichen senkrecht zu
den horizontalen Kanten der Positivform (66) erstrecken
und mittels einer Druckfluidbetätigung (94) aus einer
versenkten Lage in eine vorstehende Lage bringbar sind.
35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet,
daß die leisten- bzw. rippenförmigen Kolben (90) im
Schließzustand der aus Positivform (66) und Negativform
(54) bestehenden Form entsprechenden Vertiefungen (116)
in den Seitenwänden der Negativform (54) gegenüber lie
gen, in die hinein der Schaleneinsatz bzw. der
Kartonzuschnitt (52; 252; 352) zusammen mit der einge
formten Kunststoffolie (20) verformbar ist.
36. Vorrichtung nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekenn
zeichnet, daß die rippenförmigen Kolben (90) federnd
abgestützt sind.
37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 36, dadurch
gekennzeichnet, daß die Seitenwände (114) und die sich
daran anschließenden Kantenbereiche der Negativform
(54) mit einer Heizeinrichtung (112) ausgestattet sind.
38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 38, dadurch
gekennzeichnet, daß die Arbeitsstation (50) zugleich
die Formstation der Kunststoffolie (20) ausbildet.
39. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 38, dadurch
gekennzeichnet, daß die Formstation (30) ein Tiefzieh-
Werkzeug (34) aufweist, in das die Kunststoffolie
(20) mit unter Druckunterstützung nach geeigneter Vor
heizung einziehbar ist.
40. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 39, dadurch
gekennzeichnet, daß jede Station der Vorrichtung so
aufgebaut ist, daß jeweils in einem Arbeitsgang eine
Gruppe von Behältern weiterverarbeitet, beschichtet
bzw. fertiggestellt werden kann.
41. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 40, dadurch
gekennzeichnet, daß die Behälter über die Kunststoffo
lie (20) zusammenhängend durch die Vorrichtung trans
portiert werden, und daß der Versiegelungsstation (130)
eine Trenneinrichtung (150) nachgeschaltet ist, an der
die einzelnen Behälter (156) vereinzelt werden.
42. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 41, dadurch
gekennzeichnet, daß die Versiegelungsstation (130) eine
beheizte Versiegelungsplatte (142) aufweist, deren Re
lief und/oder deren Heizeinrichtung (148) derart an die
Gestalt der eingesetzten Schaleneinsätze bzw. Kartonzu
schnitte (52; 252; 352) angepaßt ist, daß die Versiege
lung zwischen der Kunststoffolie (20) und einer Deckfo
lie (132) umlaufend dicht durch die Schweißnaht außer
halb des Schaleneinsatzes bzw. des Kartonzuschnitts be
wirkt wird.
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|---|---|---|---|
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