Verfahren zur Herstellung von Folienbeuteln mit Seitenfalten

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Folienbeutein, die V-förmig eingelegte Seitenfalten (5) und eine Beutelöffnung aufweisen, wobei die Seitenfalten unterhalb der Beutelöffnung enden und wobei das obere Ende der Seitenfalten von einer Abdeckfolie verschlossen ist. Erfindungsgemäß werden in eine ebene Folienbahn (11) fensterförmige Ausstanzungen (12) eingebracht, die das obere Ende der später gebildeten Seitenfalten (5) begrenzen. Auf die Folienbahn werden dann Folienzettel (9) aus einer Abdeckfolie aufgelegt sowie mit Abschnitten (a) der Folienbahn, die an die fensterförmigen Ausstanzungen (12) angrenzen und jeweils die obere Folienlage der später gebildeten Seitenfalten bilden, verschweißt. Die Folienzettel (9) sind breiter als die später gebildeten Seitenfalten (5) und stehen in die fensterförmigen Ausstanzungen (12) hinein vor. Die Folienbahn durchläuft Faltstationen (13), in der durch Falten der Folienbahn Seitenfalten (5) gebildet werden. Die über die Berandung der Seitenfalten vorstehenden Randabschnitte (14) der Folienzettel (9) werden dann mit der darunter liegenden Siegelschicht der Folienbahn verschweißt. Schließlich wird die Folienbahn zu einem flachgelegten Folienschlauch (15) gefaltet, der zu Folienbeuteln verarbeitet wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Folienbeuteln, die zwei Frontseiten aus einer mehrschichtigen Verbundfolie, V-förmig eingelegte Seitenfalten und eine kopfseitige Beutelöffnung aufweisen, wobei die Seitenfalten unterhalb der Beutelöffnung enden und wobei das obere Ende der Seitenfalten von einer aufgesiegelten Abdeckfolie verschlossen ist, die das jeweilige Seitenfaltenende an einer der beiden Frontseiten festlegt. Die Verbundfolie weist beutelinnenseitig eine Siegelschicht aus einem schweißbaren thermoplastischen Kunststoff und eine bedruckte, nicht siegelfähige Außenschicht auf. In der Beutelöffnung kann ein Wiederverschluss angeordnet sein.

[0002] Die bei dem Verfahren hergestellten, flach liegenden Folienbeutel werden in Beutelfülleinrichtungen mit Füllgut beschickt. Die Befüllung erfolgt am Kopf der Beutel. Nach der Befüllung wird die Beutelöffnung geschlossen. Es bleibt noch das technische Problem, die oberen Enden der abgesetzten Seitenfalten dicht zu verschließen. Dies ist schwierig, da die im Bereich der Seitenfalten aufeinander liegenden Außenschichten der Verbundfolie nicht auf sich selbst verschweißbar sind.

[0003] Ein Verfahren zur Herstellung der beschriebenen Folienbeutel ist aus US 6 068 585 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren werden auf eine ebene Folienbahn vorgefaltete Folienabschnitte, welche die späteren Seitenfalten der Folienbeutel bilden, quer zur Bahnrichtung aufgelegt und mit der ebenen Folienbahn verschweißt. Ein Folienstreifen, an den Rastelemente eines Wiederverschlusses angeformt sind, wird über das Ende der Seitenfalten gelegt und mit den Seitenfalten sowie der Folienbahn durch Siegelnähte verbunden. Danach wird eine zweite Folienbahn zugeführt, die bereits mit einem Gegenstück für den Wiederverschluss versehen ist, und durch Längs- und Quersiegelnähte mit der unteren Folienbahn zu einem aus beutelförmigen Abschnitten bestehenden Beutelstrang verbunden, von dem einzelne Beutel abtrennbar sind. Die Handhabung der für die Seitenfalten benötigten vorgefalteten Streifen sowie ihre Applikation auf der ebenen Folienbahn ist aufwendig. Auch in funktionsmäßiger Hinsicht sind die zahlreichen Siegelnähte, die zur Verbindung der Seitenfalten mit den Frontseiten notwendig sind, nachteilig. So ist es schwierig und erfordert eine sehr genaue Einhaltung der Prozessparameter beim Siegeln, um sicherzustellen, dass die Längssiegelnähte über ihre gesamte Länge einschließlich der kritischen Anschlussbereiche am Beutelboden und im Bereich des aufgesiegelten Wiederverschlusses völlig dicht sind.

[0004] Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung der eingangs beschriebenen Folienbeutel anzugeben, bei dem die Frontseiten und Seitenfalten der Folienbeutel durch Falten einer ebenen Materialbahn gebildet werden. Dabei ergibt sich das technische Problem, die Abdeckfolie zum Verschließen der oberen Enden der Seitenfalten so aufzubringen, dass die Produktionsgeschwindigkeit nicht leidet. Da die Folienbeutel aus einer Folienbahn gefertigt werden, die bis zum fertigen Beutel mehrere Arbeitsstationen durchläuft, bestimmt die langsamste Arbeitsstation die Produktionsgeschwindigkeit der gesamten Anlage. Die Aufgabe besteht darin, das Verschließen der Seitenfalten so in den Verfahrensablauf zu integrieren, dass sich das Auflegen und Befestigen der Abdeckfolien zum Verschließen der Seitenfalten nicht nachteilig auf die Produktionsgeschwindigkeit auswirkt.

[0005] Gegenstand der Erfindung und Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren mit folgenden Verfahrensschritten:

a) in eine ebene Folienbahn aus einer mehrschichtigen Verbundfolie, die eine Siegelschicht aus einem schweißbaren thermoplastischen Kunststoff und eine bedruckte, nicht siegelfähige Außenschicht aufweist, werden fensterförmige Ausstanzungen eingebracht, die das obere Ende später gebildeter Seitenfalten begrenzen;

b) auf die Folienbahn werden Folienzettel aus einer Abdeckfolie aufgelegt sowie mit Abschnitten der Folienbahn, die an die fensterförmigen Ausstanzungen unmittelbar oder mit einem kleinen Abstand angrenzen und an den später gebildeten Seitenfalten jeweils die obere Folienlage der Seitenfalten bilden, verschweißt, wobei die Folienzettel in die fensterförmigen Ausstanzungen hinein vorstehen und breiter sind als die später gebildeten Seitenfalten;

c) die Folienbahn wird durch eine Faltstation geführt, in der durch Falten der Folienbahn Seitenfalten gebildet werden;

d) die danach über die Berandung der Seitenfalten vorstehenden Randabschnitte der Folienzettel werden mit der darunter liegenden Siegelschicht der Folienbahn verschweißt;

e) die Folienbahn wird zu einem flachgelegten Folienschlauch gefaltet, der zu Folienbeuteln weiterverarbeitet wird.

[0006] Mit Längs- und Quersiegelnähten können die aufeinander liegenden Folienlagen des im Verfahrensschritt e) gebildeten Folienschlauchs zu einem aus beutelförmigen Abschnitten bestehenden Beutelstrang verbunden werden, von dem einzelne Beutel abtrennbar sind. Wenn die herzustellenden Folienbeutel mit einem Wiederverschluss ausgerüstet werden sollen, werden im Anschluss an den Verfahrensschritt b) Wiederverschlüsse quer zur Bahnrichtung auf die Siegelschicht der ebenen Folienbahn aufgelegt und mit der Folienbahn verbunden.

[0007] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Folienzettel aus einer Abdeckfolie verwendet und auf die ebene Folienbahn aufgesiegelt. Danach durchläuft die Folienbahn mit aufgesiegelten Folienzetteln weitere Arbeitsstationen, in denen gegebenenfalls Wiederverschlüsse aufgesiegelt und Seitenfalten gebildet werden, bevor die Folienzettel umfangsseitig so auf die Folienbahn aufgesiegelt werden, dass die oberen Enden der Seitenfalten zwischen der Folienbahn und den aufgesiegelten Folienzetteln eingeschlossen sind. Das Auflegen und Befestigen der Folienzettel einerseits sowie der weitere Siegelvorgang andererseits werden im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens unterschiedlichen Arbeitsstationen zugeordnet. Durch diese Aufteilung werden die Maßnahmen zur Abdichtung der Seitenfalten so in den Verfahrensablauf integriert, dass die Produktionsgeschwindigkeit nicht beeinträchtigt ist.

[0008] Als Abdeckfolie wird vorzugsweise eine mehrschichtige Verbundfolie verwendet, die an ihrer einen Seite eine Siegelschicht aus einem schweißbaren thermoplastischen Kunststoff und an ihrer anderen Seite eine nicht siegelfähige Schicht aufweist. Sowohl für die Folienbahn als auch für die Folienzettel können Verbundfolien verwendet werden, die eine polyolefinische Siegelschicht und eine nichtsiegelfähige Schicht aus Polyester aufweisen.

[0009] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Außenkanten des flachgelegten Folienschlauches durch Längssiegelnähte, welche die Frontflächen des Folienschlauches mit der angrenzenden Folienlage der V-förmigen Seitenfalten verbinden, verstärkt werden. Zweckmäßig erstrecken sich die Folienzettel bis in den Bereich dieser Längssiegelnähte.

[0010] Die aufgesiegelten Abdeckfolien verschließen die Seitenfalten an ihrem oberen Ende in aller Regel ausreichend. Sofern in Bezug auf die Dichtigkeit außergewöhnlich hohe Anforderungen gestellt werden, sieht das Verfahren als weitere Ausgestaltung vor, dass die oberen Ränder der V-förmig eingelegten Seitenfalten miteinander verbunden und erst anschließend die an den Seitenfalten überstehenden Folienabschnitte der Folienzettel mit der Folienbahn verschweißt werden. Um eine zusätzliche Verbindung zwischen den Folienlagen der Seitenfalten herzustellen, wird vorzugsweise das folgende Verfahren angewandt. Die Außenschichten der Verbundfolien werden in streifenförmigen Abschnitten, die sich entlang des das obere Ende der Seitenfalten begrenzenden Randes der fensterförmigen Ausstanzungen erstrecken, durch Laserablation zumindest teilweise entfernt. Dadurch wird die Siegelschicht der Verbundfolie lokal freigelegt, so dass anschließend die Siegelschichten thermisch durch eine Siegelnaht verbunden werden können. Bei der Laserablation wird das Material der Außenschicht durch Laserbestrahlung abgetragen. Die Laserstrahlen dringen bei der Laserablation in das zu bearbeitende Material ein. Die Einwirkungstiefe bleibt während eines Impulses gering, wobei der Energieeintrag in diese Schicht jedoch so hoch ist, dass Molekülverbindungen aufgebrochen werden und Materie bei hinreichender Energie pro Fläche herausgeschleudert werden. Das passiert so schnell, dass keine Hitze in das zurückbleibende feste Material dringen kann. Die Ablation erfolgt also ohne eine nennenswerte thermische Belastung der Umgebung der direkten Strahleneinwirkung. Jeder Impuls des Lasers sprengt eine dünne Schicht des Substrats. Da der Laser mit mehreren hundert Impulsen pro Sekunde arbeitet, ist ein schneller Bearbeitungsprozess gewährleistet.

[0011] Die Laserablation der nicht siegelfähigen Außenschicht der Verbundfolie kann in den streifenförmigen Abschnitten vollflächig erfolgen. Bei einem vollflächigen Abtrag besteht allerdings die Gefahr, dass bei der Verdampfung der Kunststoffmoleküle Rückstände auf der freigelegten Fläche verbleiben, die die Siegeleigenschaften der freigelegten Siegelschicht beeinträchtigen. Ein rasterförmiges Lasern der Fläche verringert die Kontamination der freigelegten Fläche. Vorzugsweise wird die Außenschicht im Bereich des an die fensterförmigen Ausstanzungen angrenzenden streifenförmigen Abschnitts daher in Form eines Rasters durch Laserablation entfernt. Vorteilhaft ist es auch, wenn eine Verbundfolie verwendet wird, deren Außenschicht an den Stellen, die durch Laserablation entfernt werden, unbedruckt ist oder deren Außenschicht in Bereichen, die durch Laserablation entfernt werden, nicht mit der Siegelschicht verklebt ist. Dadurch kann bei der Laserablation eine Kontamination der freigelegten Flächen durch Restkleber bzw. Restdruckfarbe vermieden werden. Es erweist sich auch als vorteilhaft, wenn die Verbundfolie in den Flächenabschnitten, in denen die Außenschicht durch Laserablation entfernt wird, perforiert wird. Während des nachfolgenden Siegelvorganges tritt das schmelzflüssige Material der Siegelschicht in die Perforationsfläche ein und füllt dieses aus. Das schmelzflüssige Material weist keine Kontamination auf und bildet eine wirksame Kontaktfläche für die Siegelverbindung.

[0012] Die beschriebenen zusätzlichen Maßnahmen lassen sich vorteilhaft auf die folgende Weise in den Verfahrensablauf integrieren. Die Materialbahn wird mit oben liegender, nicht siegelfähiger Außenschicht den ersten Arbeitsstationen zugeführt, in denen die fensterförmigen Ausstanzungen gestanzt und durch Laserablation streifenförmige Abschnitte in der Außenschicht abgetragen werden. Danach wird die Folienbahn gewendet, die Folienzettel angeschweißt sowie die weiteren Verfahrensschritte durchgeführt.

[0013] Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen schematisch:

Fig. 1

einen Folienbeutel aus einer mehrschichtigen Verbundfolie,

Fig. 2

einen Schnitt A-A aus Fig. 1 in einer im Vergleich zu der Fig. 1 vergrößerten Darstellung,

Fig. 3

einen Schnitt B-B aus Fig. 2,

Fig. 4

Verfahrensschritte zur Herstellung der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Folienbeuteln und

Fig. 5

einen Folienbeutel gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung.

[0014] Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Folienbeutel besteht aus einer mehrschichtigen Verbundfolie 1, die beutelinnenseitig eine Siegelschicht 2 aus einem schweißbaren thermoplastischen Kunststoff, z. B. Polyethylen, und beutelaußenseitig eine bedruckte, nicht siegelfähige Außenschicht 3, z. B. aus Polyester aufweist. Der Folienbeutel weist zwei Frontseiten 4, 4', V-förmig eingelegte Seitenfalten 5 sowie einen Wiederverschluss 6 in einer kopfseitigen Öffnung des Beutels auf. Am oberen Rand des Folienbeutels sind die Frontseiten 4, 4' durch eine zusätzliche Siegelnaht 7 verbunden, die einen Originalitätsverschluss bildet und beim erstmaligen Gebrauch des Folienbeutels abgetrennt wird. Die Seitenfalten 5 enden unterhalb des Wiederverschlusses 6 und sind an ihrem oberen, in das Innere des Beutels vorstehenden Ende 8 von einer Abdeckfolie verschlossen, die das jeweilige Seitenfaltenende an einer der beiden Frontseiten 4' festlegt. Den Figuren entnimmt man, dass die Abdeckfolie als Folienzettel 9 konfektioniert ist, die breiter sind als die Seitenfalten 5 und sich bis in den Bereich einer Längssiegelnaht 10 des Folienbeutels erstrecken. Die Folienzettel 9 sind auf die Seitenfalten 5 aufgesiegelt und an einem überstehenden Abschnitt mit der hinter den Seitenfalten 5 liegenden Frontseite 4' des Folienbeutels verschweißt.

[0015] Anhand einer sehr vereinfachten Darstellung ist in Fig. 4 das Verfahren zur Herstellung der Folienbeutel dargestellt. In eine ebene Folienbahn 11 aus einer mehrschichtigen Verbundfolie, die eine Siegelschicht aus einem schweißbaren thermoplastischen Kunststoff und eine bedruckte, nicht siegelfähige Außenschicht aufweist, werden fensterförmige Ausstanzungen 12 eingebracht, die das obere Ende 8 der später gebildeten Seitenfalten begrenzen. Auf die ebene Folienbahn 11 werden Folienzettel 9 aus einer Abdeckfolie aufgelegt sowie mit Abschnitten a der Folienbahn, die an die fensterförmigen Ausstanzungen 12 unmittelbar oder mit einem kleinen Abstand angrenzen und an den später gebildeten Seitenfalten 5 jeweils die obere Folienlage der Seitenfalten bilden, verschweißt. Die Folienzettel 9 sind breiter als die später gebildeten Seitenfalten 5 und stehen in die fensterförmigen Ausstanzungen 12 hinein vor. In einer nächsten Arbeitsstation werden quer zur Bahnrichtung auf die Siegelschicht der ebenen Folienbahn 11 Wiederverschlüsse 6 aufgelegt und mit der Folienbahn 11 verbunden. Die Wiederverschlüsse 6 bestehen aus lösbar verbundenen Profilstreifen. Danach durchläuft die Folienbahn 11 eine Faltstation 13, in der durch Falten der Folienbahn Seitenfalten 5 gebildet werden. Nachdem die Seitenfalten 5 geformt sind, stehen die zuvor bereits befestigten Folienzettel 9 über die Berandung der Seitenfalten vor und werden an den vorstehenden Randabschnitten 14 mit der darunter liegenden Siegelschicht der Folienbahn verschweißt. Anschließend wird die Folienbahn zu einem flachgelegten Folienschlauch 15 gefaltet. Mit Längs- und Quersiegelnähten werden die aufeinander liegenden Folienlagen zu einem aus beutelförmigen Abschnitten 16 bestehenden Beutelstrang verbunden. Ferner wird ein noch überstehender schmaler Abfallstreifen 17 abgetrennt. Von dem Beutelstrang sind schließlich einzelne Beutel abtrennbar.

[0016] Die Folienzettel 9 bestehen ebenso wie die ebene Folienbahn 11 aus einer mehrschichtigen Verbundfolie, die an ihrer einen Seite eine Siegelschicht aus einem schweißbaren thermoplastischen Kunststoff, z. B. einem Polyolefin, und an der anderen Seite eine nicht siegelfähige Schicht, z. B. aus Polyester, aufweist.

[0017] Die Außenkanten des flachgelegten Folienschlauches 15 werden durch Längssiegelnähte 10, welche die Frontseiten 4, 4' des Folienschlauches mit der angrenzenden Folienlage der V-förmigen Seitenfalten 5 verbinden, verstärkt. Die Folienzettel 9 erstrecken sich bis in den Bereich der Längssiegelnähte 10 und sind in diese eingebunden.

[0018] Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 sind die oberen Ränder 17 der V-förmig eingelegten Seitenfalten 5 zusätzlich miteinander verbunden. Der Fig. 5, welche den Verbindungsbereich am oberen Ende der Seitenfalten darstellt, entnimmt man, dass die Außenschicht 3 der Verbundfolie 1 in einem streifenförmigen Abschnitt entlang des oberen Randes 17 der Seitenfalten durch eine Oberflächenbehandlung, vorzugsweise durch Laserablation, ganz oder zumindest teilweise entfernt worden ist. Dadurch wurde die Siegelschicht 2 der Verbundfolie 1 an der Kontaktfläche freigelegt. Die Folienlagen der Seitenfalten 5 sind im streifenförmigen Abschnitt durch eine Siegelnaht 18 thermisch verbunden worden.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Folienbeuteln, die zwei Frontseiten aus einer mehrschichtigen Verbundfolie, V-förmig eingelegte Seitenfalten und eine kopfseitige Beutelöffnung aufweisen, wobei die Seitenfalten unterhalb der Beutelöffnung enden und wobei das obere Ende der Seitenfalten von einer aufgesiegelten Abdeckfolie verschlossen ist, die das jeweilige Seitenfaltenende an einer der beiden Frontseiten festlegt, mit folgenden Verfahrensschritten:

a) in eine ebene Folienbahn (11) aus einer mehrschichtigen Verbundfolie, die eine Siegelschicht aus einem schweißbaren thermoplastischen Kunststoff und eine bedruckte, nicht siegelfähige Außenschicht aufweist, werden fensterförmige Ausstanzungen (12) eingebracht, die das obere Ende (8) später gebildeter Seitenfalten (5) begrenzen;

b) auf die Folienbahn (11) werden Folienzettel (9) aus einer Abdeckfolie aufgelegt sowie mit Abschnitten (a) der Folienbahn, die an die fensterförmigen Ausstanzungen (12) unmittelbar oder mit einem kleinen Abstand angrenzen und an den später gebildeten Seitenfalten (5) jeweils die obere Folienlage der Seitenfalten bilden, verschweißt, wobei die Folienzettel (9) in die fensterförmigen Ausstanzungen (12) hinein vorstehen und breiter sind als die später gebildeten Seitenfalten (5);

c) die Folienbahn (11) wird durch eine Faltstation (13) geführt, in der durch Falten der Folienbahn Seitenfalten (5) gebildet werden;

d) die über die Berandung der Seitenfalten (5) vorstehenden Randabschnitte (14) der Folienzettel (9) werden mit der darunter liegenden Siegelschicht der Folienbahn verschweißt;

e) die Folienbahn wird zu einem flachgelegten Folienschlauch (15) gefaltet, der zu Folienbeuteln weiterverarbeitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mit Längs- und Quersiegelnähten die aufeinander liegenden Folienlagen des im Verfahrensschritt e) gebildeten Folienschlauchs (15) zu einem aus beutelförmigen Abschnitten (16) bestehenden Beutelstrang verbunden werden, von dem einzelne Beutel abtrennbar sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei im Anschluss an den Verfahrensschritt b) Wiederverschlüsse (6) quer zur Bahnrichtung auf die Siegelschicht der ebenen Folienbahn (11) aufgelegt und mit der Folienbahn verbunden werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei als Abdeckfolie eine mehrschichtige Verbundfolie verwendet wird, die an ihrer einen Seite eine Siegelschicht aus einem schweißbaren thermoplastischen Kunststoff und an ihrer anderen Seite eine nicht siegelfähige Schicht aufweist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Außenkanten des flachgelegten Folienschlauches (15) durch Längssiegelnähte (10), welche die Frontseiten (4, 4') des Folienschlauches mit der angrenzenden Folienlage der V-förmig eingelegten Seitenfalten (5) verbinden, verstärkt werden und wobei die Folienzettel (9) sich bis in den Bereich der Längssiegelnähte (10) erstrecken.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei für die Folienbahn (11) und die Folienzettel (9) Verbundfolien verwendet werden, die eine polyolefinische Siegelschicht und eine nicht siegelfähige Schicht aus Polyester aufweisen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die oberen Ränder (17) der V-förmig eingelegten Seitenfalten (5) miteinander verbunden und erst anschließend die an den Seitenfalten überstehenden Folienabschnitte der Folienzettel (9) mit der Folienbahn verschweißt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Außenschicht (3) der Verbundfolie (1) in streifenförmigen Abschnitten, die sich entlang des das obere Ende der Seitenfalten (5) begrenzenden Randes (17) der fensterförmigen Ausstanzungen (12) erstrecken, durch Laserablation zumindest teilweise entfernt wird und wobei die Folienlagen der Seitenfalten (5) in den streifenförmigen Abschnitten, in denen die Außenschicht (3) der Verbundfolie (1) durch Laserablation entfernt worden ist, durch eine Siegelnaht (18) verbunden werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die zunächst oben liegende Außenschicht (3) der ebenen Folienbahn (11) in den streifenförmigen Abschnitten durch Laserablation abgetragen wird, wobei die Folienbahn (11) anschließend gewendet wird und die Folienzettel (9) angeschweißt werden.

Zeichnung