DE69908317T2

DE69908317T2 - Verpackungssystem mit schaumgefüllten beuteln und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE69908317T2
Application number: DE69908317T
Authority: DE
Inventors: Teofilius George BERTRAM; Richardson William ARMSTRONG; John Lawrence PILLOTE; Joseph William MAHON; Don Robert WHEELER; Burst Laurence SPERRY
Original assignee: Sealed Air Corp
Current assignee: Sealed Air Corp
Priority date: 1998-03-13
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2019-03-13
Also published as: WO1999046182A2; US5899325A; DE69908317D1; ATE241530T1; EP1062165A2; WO1999046182A3; AU3085899A; EP1062165B1

Description

BEREICH DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft die vor Ort geschäumte Verpackung von Artikeln, die für Beschädigung bei Handhabung, Transport und Lagerung anfällig sind, und betrifft insbesondere Schaum-in-Beutel-Verpackungssysteme, die nach Bedarf Schaumpolster herstellen, und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Verpackung von zerbrechlichen Artikeln oder von Artikeln, die für Beschädigung bei Verpackung, Transport und Lagerung anfällig sind, ist mit vielen verschiedenen Problemen behaftet. Eine Verpackung mit Schäumung am Ort ist bekannt und wird als Schutzverpackung für solche Artikel seit einer Reihe von Jahren weithin eingesetzt. Ortsschäumungstechnik basiert auf der Reaktion zwischen zwei (gewöhnlich flüssigen) Vorläuferkomponenten, die nach dem Mischen miteinander reagieren und einen Polymerschaum sowie gasförmige Nebenprodukte bilden. Insbesondere, und am üblichsten, wird eine isocyanathaltige Komponente mit einer polyolhaltigen Komponente gemischt, und diese Komponenten reagieren und erzeugen ein Urethanpolymer (Polyurethan), Dampf und Kohlendioxid. Unter geeigneten Bedingungen dispergieren Dampf und Kohlendioxid, die bei der Reaktion erzeugt werden, durch das Polymer und es entsteht ein expandierter Polyurethanschaum, der ein Schutzpolster für die verpackten Artikel bildet. Die Reaktion der zur Bildung eines expandierten Schaums gemischten Komponenten erfordert ein oder zwei Minuten, und innerhalb dieses Zeitrahmens kann der Schaum für Verpackungszwecke gehandhabt und verwendet werden.
Anfänglich wurden die Schaumvorläuferkomponenten in Behälter (z. B. Wellkartons) injiziert, und es wurde entweder ein Formelement zur Bildung eines einen Artikel aufnehmenden Hohlraums verwendet, wenn der Schaum expandierte, oder der in ein Schutzmaterial eingewickelte Artikel selbst wurde in den Behälter gelegt und der Schaum um ihn herum expandieren gelassen. Eine solche Vorort-Schäumverpackung war sehr erfolgreich und wird immer noch weithin für bestimmte Verpackungszwecke eingesetzt.
Eine solche Ortsschäumungsverpackung war jedoch für viele Verpackungszwecke nicht gedacht oder geeignet. Demgemäß wurde eine nächste Generation von Ortsschäumungsverpackungen entwickelt, in der Vorrichtungen bereitgestellt wurden, die gleichzeitig Kunststoffbeutel bilden und das Gemisch aus Schaumvorläuferkomponenten in den Beutel injizieren. Der Beutel ist mit Entlüftungsöffnungen nach außen versehen, damit Dampf- und Kohlendioxidnebenprodukte während der Bildung des Schaums entweichen können. Vor der Reaktion der Komponenten zu Schaum legt ein Bediener den frisch hergestellten Beutel in einen Container, in den ein Gegenstand gelegt wurde, und schließt den Container dann. Die Vorläufer reagieren zu Schaum, der die Hohlstellen in dem Container ausfüllt, während ein genau gemäß den Konturen des verpackten Gegenstandes gestaltetes Polster um diesen herum gebildet wird. Auch diese Schaum-in-Beutel-Verpackungstechnik hat sich als recht erfolgreich erwiesen und wird heute weit verbreitet eingesetzt.
Beispiele für eine solche früher entwickelte Schaumin-Beutel-Technik sind in unseren US-Patenten Nr. 4,800,708; 4,854,109; 4,938,007; 5,027,583; 5,139,151 und 5,376,219 dargestellt und beschrieben.
Alle diese Vorrichtungen sind dadurch gekennzeichnet, dass sie Beutel bilden und die Schaumvorläuferkomponenten unmittelbar vor der Reaktion der Komponenten und der Herstellung von Schaum in den Beuteln in diese einspritzen. Daher müssen diese Vorrichtungen zwangsläufig am Verpackungsort platziert werden. Auch hier sind diese Vorrichtungen nicht flexibel oder in allen Verpackungssituationen anwendbar, obwohl sie die Einsatzmöglichkeiten von Ortsschäumungsverpackungstechnik stark erweitert haben.
Unser Patent Nr. US-A-5,699,902 offenbart eine weitere Konfiguration von Ortsschäumungsverpackungen. Dieses Patent offenbart ein Verpackungssystem, in dem ein Beutel aus einem flexiblen Kunststofffolienmaterial gebildet wird, in dem ein umschlossener Raum mit separaten Innenzellen definiert wird. Die Zellen enthalten zwei verschiedene Schaumvorläuferkomponenten. Die beiden die Schaumvorläuferkomponenten enthaltenden Zellen werden durch eine aufreißbare Siegelung voneinander getrennt, die die Vorläuferkomponenten so lange getrennt hält, bis der Beutel benutzt werden soll. Wenn das Verpackungssystem benutzt werden soll, wird die auf reißbare Siegelung zwischen den beiden Zellen zerstört, und die beiden Voläuferkomponenten werden vermischt.
Es ist noch eine weitere auf reißbare Siegelung zwischen den Zellen und dem umschlossenen Raum im Beutel vorgesehen. Diese zweite aufreißbare Siegelung wird durch die Reaktion der beiden Vorläuferkomponenten und die Herstellung von Schaum zerstört, der aus den Zellen in den umschlossenen Raum im Beutel expandiert, bis das Innere des Beutels im Wesentlichen gefüllt ist und sich ein Schaumpolster gebildet hat. Das Innere des Beutels wird nach außen entlüftet, so dass die gasförmigen Nebenprodukte der Schäumungsreaktion aus dem Beutel entweichen können. Durch diese Anordnung wurde ein Schaum-in-Beutel-Verpackungssystem bereitgestellt, bei dem Beutel an einem Ort entfernt von den Verpackungsvorgängen hergestellt, in Container verpackt, zum Verpackungsort transportiert und dort bis zur Verwendung gelagert werden können. Bei Bedarf wird ein Beutel einer geeigneten Größe aus seinem Container genommen, die erste aufreißbare Siegelung zwischen den beiden Zellen wird zerstört, die Chemikalien werden gemischt, und die zweite aufreißbare Siegelung wird durch die Reaktion zerbrochen, und in dem umschlossenen Raum im Beutel entsteht ein Schaumpolster. So wurde ein Verpackungssystem mit weitaus höherer Vielseitigkeit und Nutzbarkeit bereitgestellt.
Aber auch mit dieser nächsten Ortsschäumungs-Verpackungsgeneration waren bestimmte Nachteile und Probleme verbunden. So sind beispielsweise, wie im US-Patent Nr. 5,699,902 gezeigt, die die Innenzellen enthaltenden Beutel sehr flexibel und etwas schwierig und umständlich zu verpacken und handzuhaben. Ferner werden die Innenzellen durch das Kunststofffolienmaterial des Beutels mit geeigneten zusätzlichen Schichten, die die für die Zellen benötigten Sperreigenschaften ergeben, und von Heißsiegelungen (einschließlich der aufreißbaren Siegelungen) gebildet, die die Zellen voneinander und von der Innenseite des Beutels trennen. Demgemäß verlaufen die Zellen von gegenüberliegenden Seiten des Beutels über die Breite des Beutels, und das Ausbilden der Zellen ist kostspielig. Für verschiedene Beutelgrößen werden natürlich verschiedene Mengen der Schaumvorläuferkomponenten benötigt. Die Zellen im Patent 5,699,902 haben jedoch immer dieselbe Größe, und wenn Komponentenmengen verwendet werden, die kleiner sind als das Volumen in den Zellen, dann enthält der Rest der Zelle Luft.
Das US-Patent Nr. 3,419,134 offenbart eine schäumbare Verpackung, in der Vorläuferkomponenten eines Schäumungssystems, wie z. B. eine Harzkomponente und eine Aktivatorkomponente, in einer Innentasche eingeschlossen werden, in der sie durch eine Art zerreißbarer Trennwand getrennt sind. Die Innentasche steckt in einer Außentasche mit einer Volumenkapazität, die im Wesentlichen dem expandierten Schaum entspricht, der nach dem Vermischen von den Komponenten in der Innentasche erzeugt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Im Hinblick auf das oben Gesagte ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schaum-in-Beutel- Verpackungssystem bereitzustellen, in dem die obigen Nachteile und Mängel. früherer Schaum-in-Beutel-Verpackungssysteme abgestellt sind. Es ist ebenfalls eine Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Verpackungssystems bereitzustellen, das diese Nachteile und Mängel überwindet.
In einem Aspekt besteht die Erfindung daher in einem Verpackungssystem zur Herstellung eines Schaum-in-Beutel-Polsters nach Bedarf, das Folgendes umfasst: einen Beutel aus flexiblem Folienmaterial, der einen umschlossenen Raum mit einem Volumen darin definiert, das der Größe des herzustellenden Schaumpolsters entspricht, wobei der genannte umschlossene Raum zur Außenseite des genannten Beutels entlüftet wird, um das Entweichen von während der Bildung des Schaumpolsters erzeugten Gasen zu ermöglichen, während das Entweichen von Schaum hieraus verhindert wird, ein Schaumvorläuferpaket in dem genannten umschlossenen Raum in dem genannten Beutel, das eine erste und eine zweite Kammer aufweist, die jeweils eine erste und eine zweite Schaumvorläuferkomponente enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Vorläuferpaket aus einem Sperrschichtmaterial gebildet ist, das die genannten Schaumvorläuferkomponenten in einem relativ stabilen und unreagierten Zustand halten kann, und eine erste auf reißbare Siegelung, die die genannte erste und die genannte zweite Kammer trennt, und eine zweite aufreißbare Siegelung zwischen der genannten zweiten Kammer und dem genannten, von dem genannten Beutel umschlossenen Raum einschließt, wobei die genannte erste aufreißbare Siegelung durch die Ausübung eines festgelegten Drucks auf dieselbe zerreißbar ist, damit sich die genannte erste und die genannte zweite Vorläuferkomponente mischen und Schaum bilden können, wobei die genannte zweite aufreißbare Siegelung durch den genannten Schaum zerreißbar ist, so dass der genannte Schaum in den genannten, von dem genannten Beutel umschlossenen Raum expandieren und diesen füllen kann, und wobei sich das genannte Paket an einem festgelegten Ort in dem genannten umschlossenen Raum des genannten Beutels befindet und dort gehalten wird.
Das Schaumvorläuferpaket befindet sich in dem umschlossenen Raum in dem Beutel vorzugsweise neben einem Ende des Beutels. Das Paket kann auch an dem Kunststofffolienmaterial des Beutels befestigt werden, so dass es sich nicht in dem umschlossenen Raum in dem Beutel umher bewegen kann. Das Paket kann so hergestellt werden, dass die Kammern in dem Paket lediglich eine Größe haben, die für die Menge an Vorläuferkomponenten notwendig ist, die zum Herstellen eines Schaumpolsters benötigt wird, das den umschlossenen Raum in einem Beutel einer bestimmten Größe im Wesentlichen füllt. In einer Ausgestaltung der Erfindung variiert die Größe des Pakets mit der Größe des Beutels, in den es gesteckt wird. Da das zum Herstellen eines Schaumpolsters dieser Größe notwendige Volumen der flüssigen Vorläuferkomponenten lediglich einen geringen Bruchteil des Volumens des Polsters ausmacht, das davon gebildet wird, werden erhebliche Materialeinsparungen erzielt. Es kann auch ein kompakteres und leichter zu handhabendes Verpackungssystem bereitgestellt werden. Eine solche Kompaktheit erfordert kleinere Kartons zum Verpacken des Systems und nimmt erheblich weniger Raum bei Transport und der Lagerung ein, was erhebliche Kosteneinsparungen zur Folge hat.
Nach dem Formen des Beutels und dem Einstecken und Befestigen des Pakets darin kann der Beutel entlang beabstandeter quergerichteter Faltlinien gefaltet werden, die vorzugsweise einen Abstand voneinander haben, der im Allgemeinen der Breite des Pakets entspricht, so dass der resultierende gefaltete Beutel eine erheblich reduzierte Längsdimension hat. Der gefaltete Beutel wird wiederum im Wesentlichen entlang der internen auf reißbaren Siegelung in dem Paket gefaltet, um gegenüberliegende Abschnitte des gefalteten Beutels in Nebeneinanderlage zu bringen, um die Größe des Beutels noch weiter zu verringern. Diese Faltung ergibt eine mechanische Barriere entlang der internen auf reißbaren Siegelung, die dazu beiträgt, dass die aufreißhare Siegelung die Schaumvorläuferkomponenten voneinander getrennt hält. Der gefaltete Beutel kann entfernbar in seiner kompakten, gefalteten Form befestigt werden. In einer Ausgestaltung wird der gefaltete Beutel mit einem entfernbaren Etikett befestigt, das über die freien Enden der gefalteten Beutel aufgebracht wird. Das Etikett kann vorzugsweise anhand von Reißlinien entfernt werden, entlang derer das Etikett aufgerissen und ein Teil davon entfernt werden kann. Der entfernbare Teil des Etiketts bietet genügend Platz, um Anweisungen, Sicherheitsinformationen und andere benötigte oder gewünschte Informationen aufzudrucken, die entfernt und weggeworfen werden können, wenn der Beutel verwendet werden soll. Das Etikett dient nicht nur zum Halten des Beutels in seiner kompakten gefalteten Form, sondern auch als Greifmittel, damit die gefalteten Beutel leicht aus einem Karton und/oder einem Wärmofen genommen werden können, in dem der Beutel leicht erhitzt werden kann, um die nötige Energie bereitzustellen, die zum Erleichtern der Reaktion der Vorläuferkomponenten nach deren Zusammenmischen notwendig ist. In einer anderen Ausgestaltung wird der gefaltete Beutel mit einem Kunststofffolienelement befestigt, das den gefalteten Beutel umgibt. Das Kunststofffolienelement ist vorzugsweise aus einer Kunststoffschrumpffolie gebildet und wird so aufgeschrumpft, dass es sich fest um den gefalteten Beutel legt.
In einem anderen Aspekt besteht die Erfindung aus einem Verfahren zur Herstellung eines Schaum-in-Beutel-Verpackungssystems, umfassend das Zuführen eines Paares von Wänden aus flexiblem Kunststofffolienmaterial in Übereinanderlagebeziehung über ein festgelegten Pfad; das Zuführen von länglichen Paketen mit jeweils einer ersten und einer zweiten Kammer, die durch eine auf reißbare Siegelung getrennt sind und eine erste und eine zweite Schaumvorläuferkomponente enthalten, zwischen die übereinander liegenden Wände an beabstandeten Orten, wobei die genannten Pakete quer zu den genannten Wänden angeordnet sind; Befestigen der genannten Pakete an dem Kunststofffolienmaterial, um eine Bewegung der. Pakete relativ dazu zu verhindern; Bilden von aufeinander folgenden länglichen Beuteln aus den genannten übereinander liegenden Wänden, deren Seitenränder und gegenüberliegenden Endränder verbunden werden, wobei sich jeweils eines der genannten Pakete neben einem Ende jedes Beutels befindet; Bilden von Entlüftungsöffnungen in jedem Beutel zu dessen Außenseite in beabstandeter Beziehung zu dem Paket, damit Gase während der Schaumbildung entweichen können; und Trennen der genannten aufeinander folgenden Beutel voneinander durch Schneiden des Kunststofffolienmaterials in Querrichtung.
Nach dem Trennen können die Beutel in eine kompakte Form gefaltet und in dieser Form lösbar befestigt werden, vorzugsweise durch ein Selbstklebeetikett oder durch ein Kunststofffolienelement.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine etwas schematische Perspektivansicht, die das Schaum-in-Beutel-Verpackungssystem der vorliegenden Erfindung und dessen Handhabung in Vorbereitung für die Verwendung illustriert;
2 ist eine Perspektivansicht einer Seite des Etiketts, das einen Teil des in 1 illustrierten Schaum-in-Beutel-Verpackungssystems bildet;
3 ist eine Perspektivansicht der Rückseite des in 2 illustrierten Etiketts;
4 ist eine Perspektivansicht, teilweise im Schnitt, die die Verwendung des Schaum-in-Beutel-Polsters illustriert, das von dem erfindungsgemäßen Schaum-in-Beutel-Verpackungssystem resultiert;
5 ist eine Draufsicht auf das in 1 illustrierte Schaum-in-Beutel-Verpackungssystem;
6 ist eine fragmentarische Draufsicht auf den in 5 gezeigten Beutel, die die Art und Weise des Mischens der Schaumvorläuferkomponenten in dem Beutel zeigt;
7 ist eine vergrößerte, fragmentarische Schnittansicht im Wesentlichen entlang Linie 7-7 von 5;
8 ist eine perspektivische Ansicht des in 5 illustrierten Beutels, die das Verfahren zum Herstellen eines solchen Beutels zeigt;
9 ist eine Perspektivansicht des in 5 illustrierten Beutels, die die Art und Weise illustriert, in der dieser gefaltet wird;
10 bis 13 sind jeweils Perspektivansichten ähnlich 9, die aufeinander folgende Schritte beim Falten des in 5 gezeigten Beutels illustrieren;
14 ist eine Draufsicht auf das Sperrschichtmaterial, aus dem das Paket gebildet wird, das im unteren Ende des in 5 illustrierten Beutels enthalten ist;
15 ist ein vergrößertes, fragmentarisches Detail des in dem Kreis in 14 enthaltenen Bereichs;
16 ist eine Draufsicht, die das aus den in 14 gezeigten Sperrschichtmaterialien geformte Paket illustriert, das die Schaumvorläufer darin enthält;
17 ist eine fragmentarische Draufsicht auf das in 16 gezeigte Paket, die die Art und Weise illustriert, in der die auf reißbare Siegelung zerstört wird und die Schaumvorläuferkomponenten gemischt werden;
18 ist eine Ansicht ähnlich 17, die die Art und Weise des Mischens der Schaumvorläuferkomponenten illustriert;
19 ist eine Ansicht ähnlich 16, die eine andere Ausgestaltung eines Pakets gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert;
20 ist ein fragmentarischer schematischer Aufriss, teilweise im Schnitt, einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Herstellen der Pakete und zum Füllen derselben mit den Schaumvorläuferkomponenten;
21 ist eine fragmentarische Schnittansicht im Wesentlichen entlang Linie 21-21 von 20;
22 ist eine fragmentarische, schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen der Beutel und zum Einstecken zuvor hergestellter Pakete in diese;
23 ist eine Perspektivansicht einer weiteren Ausgestaltung eines Schaum-in-Beutel-Verpackungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
24 ist eine Ansicht ähnlich 23, die eine Art und Weise des Faltens des in 23 gezeigten Beutels zeigt;
25 ist eine Perspektivansicht ähnlich 24, die ein weiteres Falten des in 23 gezeigten Beutels illustriert;
26 ist eine Perspektivansicht, die eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beim Befestigen des gefalteten Beutels im gefalteten Zustand illustriert;
27 ist eine Perspektivansicht ähnlich 26 einer weiteren Phase beim Befestigen des gefalteten Beutels; und
28 ist eine Perspektivansicht des fertigen Pakets des in den 26 und 27 gezeigten gefalteten Beutels.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSGESTALTUNGEN
Nunmehr spezifischer auf die Zeichnungen und insbesondere auf 1 bezugnehmend, dort ist ein Schaumin-Beutel-Verpackungssystem illustriert, allgemein mit 30 bezeichnet, das die Merkmale der vorliegenden Erfindung beinhaltet. Das Verpackungssystem 30 beinhaltet einen gefalteten Beutel, allgemein mit 31 bezeichnet, und ein entfernbares Etikett, allgemein mit 60 bezeichnet. Der Beutel 31 ist in den 5 bis 9 genauer dargestellt und beinhaltet ein Paar übereinander liegender Wände 32 und 33. Die Wände 32 und 33 sind aus einem flexiblen Kunststofffolienmaterial wie dem gebildet, das in unserem US-Patent Nr. 5,699,902 beschrieben ist. Die Wände 32 und 33 sind vorzugsweise länglich und haben Seiten 35, 36 und Enden 37, 38, die zur Bildung eines umschlossenen Raums 34 darin aneinander gefügt werden. Es ist zu verstehen, dass die Wände 32 und 33 aus separaten Folien aus Kunststofffolienmaterial gebildet sein können, oder, wie in 8 illustriert, aus einer einzelnen Folie oder Bahn aus Kunststofffolienmaterial, die entlang ihrer longitudinalen Mittellinie zu dem verbundenen Seitenrand 35 gefaltet wird. Der andere Seitenrand 36 und die Endränder 37 und 38 werden durch Heißsiegelungen 36a, 37a und 38a aneinander gefügt, um den Raum 34 zwischen den Wänden 32 und 33 vollständig zu umschließen. Der umschlossene Raum 34 wird zur Außenseite des Beutels 31 mit einem Streifen 39 Löcher durch die Wände 32 und 33 entlüftet.
Ein Paket oder eine Tasche 40 wird in den Raum 34 zwischen die Wände 32 und 33 gelegt, bevor die Seiten- und Endränder 35, 36 sowie 37, 38 miteinander verbunden werden. Das Paket 40 wird vorzugsweise an einem Ende des Beutels 31 positioniert, aber es ist zu verstehen, dass sich das Paket 40 an jedem beliebigen Ort in dem umschlossenen Raum 34 befinden kann. Am bevorzugtesten wird das Paket 40 am gegenüberliegenden Ende des Beutels 31 von dem Streifen 39 mit Entlüftungslöchern positioniert.
Das Paket 40 beinhaltet ein Paar Wände 41 und 42 aus einem Sperrschichtmaterial, das die Schaumvorläuferkomponenten so lange in einem stabilen, unreagierten Zustand halten kann, wie dies zwischen deren Herstellung und dem Gebrauch des Schaum-in-Beutel-Verpackungssystems 30 notwendig ist. Dieses Sperrschichtmaterial ist vorzugsweise ein Verbundmaterial mit einer heißsiegelbaren Schicht auf der Innenseite des Sperrschichtmaterials, wenn das Sperrschichtmaterial zu dem Paket 40 geformt wird, und weiteren Materialschichten, die zum Erzielen der benötigten Feuchtigkeitsundurchlässigkeit und anderer Sperreigenschaften notwendig sind. Ein solches Verbundmaterial ist in unserem US-Patent Nr. 5,699,902 beschrieben.
Die Wände 41 und 42 können aus separaten Folien aus Sperrschichtmaterial oder aus einer einzelnen Folie aus Sperrschichtmaterial hergestellt werden, die in Längsrichtung entlang deren Mittellinie gefaltet wird, wie in den 14 und 16 illustriert ist. Vor dem Formen der Wände 41 und 42 zu dem Paket 40 werden bestimmte Bereiche der Wand 42 mit einem Maskierungsmaterial oder mit Farbe bedruckt, um zu verhindern, dass davon bedeckte Bereiche auf die Wand 41 heißgesiegelt werden. In dieser Ausgestaltung verläuft einerster bedruckter Bereich 43 in Querrichtung über die Breite der Wand 42 von der Längsfaltlinie in Richtung auf den anderen Seitenrand davon um eine vorbestimmte Distanz kürzer als die volle Breite der Wand 42. Ein zweiter bedruckter Bereich 44 verläuft in Längsrichtung der Wand 42 vom rechten Ende (14) in Richtung auf das linke Ende um eine vorbestimmte Distanz kürzer als die Distanz zum bedruckten Bereich 43. Die bedruckten Bereiche 43 und 44 umfassen diskontinuierliche Druckmuster mit beabstandeten bedruckten Bereichen 43a und 44a, mit unbedruckten Bereichen 43b und 44b dazwischen. Da die bedruckten Bereiche 43a und 44a als Maskierung für die darunter liegende heißsiegelbare Schicht dienen und verhindern, dass die Wände 41 und 42 aneinander heißgesiegelt werden, sobald ein bedruckter Bereich 43a oder 44a auftritt, können nur unbedruckte Bereiche 43b und 44b zusammen auf die Wand 41 heißgesiegelt werden, so dass auf reißbare Siegelungen entstehen.
Die Wände 41 und 42 werden entlang der longitudinalen Mittellinie der Folie aus Sperrschichtmaterial gefaltet, um Wände 41 und 42 in Nebeneinanderlage zu positionieren. Die Seiten- und Endränder der Wände 41 und 42 werden verbunden, um einen umschlossenen Raum zwischen den Wänden 41 und 42 zu bilden. Ein Seitenrand wird durch die Falz 45 verbunden. Die gegenüberliegenden Seitenränder der Wände 41 und 42 werden durch eine Heißsiegelung 46 miteinander heißgesiegelt, und die Enden werden ebenso durch Heißsiegelungen 47 und 48 heißgesiegelt. Eine Heißsiegelung 49 verläuft quer über die Wände 41 und 42 zwischen dem bedruckten Bereich 43, so dass die Heißsiegelung 49 eine auf reißbare Siegelung 49a innerhalb des bedruckten Bereiches 43 aufweist. Die Siegelung 49 unterteilt den umschlossenen Raum zwischen den Wänden 41 und 42 in eine erste und eine zweite Kammer 50 und 51. Die Kammer 50 wird mit einer ersten Schaumvorläuferkomponente 52 und die Kammer 51 mit einer zweiten Schaumvorläuferkomponente 53 gefüllt. Die erste Schaumvorläuferkomponente 52 ist vorzugsweise eine socyanathaltige Komponente, die zweite Schaumvorläuferkomponente 53 eine polyolhaltige Komponente.
Die Heißsiegelung 46 verläuft über die Länge des bedruckten Bereiches 44 und bildet in diesem Bereich eine zweite auf reißbare Siegelung 46a zwischen der zweiten Kammer 51 und dem umschlossenen Raum 34 im Beutel 31. Um zu gewährleisten, dass die auf reißbaren Siegelungen 49a und 46a leicht genug aufreißen, so dass sie nach Bedarf zerstört werden können und gleichmäßig und glatt aufreißen, wurde entdeckt, dass die Schnittpunkte des Gittermusters unbedruckter Bereiche 43b und 44b nicht parallel zu den Heißsiegelungen 49 und 46 ausgerichtet sein, sondern einen spitzen Winkel dazu bilden sollten. Es wird bevorzugt, dass der spitze Winkel, in dem die Schnittpunkte des unbedruckten Gittermusters relativ zu den Heißsiegelungen 49 und 46 angeordnet sind, im Bereich von etwa 5° bis 9° liegen und bevorzugter etwa 7° betragen sollte.
Das Paket 40 wird vorzugsweise mit Befestigungsmitteln an einer der Wände 32 und 33 des Beutels 31 befestigt, um zu verhindern, dass sich das Paket in dem umschlossenen Raum 34 bewegt. Dieses Befestigungsmittel besteht vorzugsweise aus zwei Heißschmelzklebstoffstreifen oder -raupen 54, 55, die auf die Außenseite der Wand 41 aufgebracht werden und das Paket 40 auf die Innenseite der Wand 33 kleben (7). Der Heißschmelzklebstoff ist vorzugsweise vom drucksensitiven Typ.
Während das Paket 40 an jeder gewünschten Stelle innerhalb des umschlossenen Raums 34 des Beutels 31 positioniert werden kann, wird bevorzugt, dass die Mittellinie der auf reißbaren Siegelung 49a im Wesentlichen mit der longitudinalen Mittellinie des Beutels 31 übereinstimmt, wie dies in den 5 und 6 dargestellt ist. Die Außenseite der Wand 33 des Beutels 31 trägt vorzugsweise einen ersten Druckstempel 56 an einem Ort, der im Wesentlichen über dem mittleren Abschnitt der Kammer 50 des die erste Schaumvorläuferkomponente 52 enthaltenden Pakets 40 liegt (Teil A) (5 und 6) Ein zweiter Druckstempel 57 ist ebenso auf der Außenseite der Wand 33 auf der gegenüberliegenden Seite der auf reißbaren Siegelung 49a positioniert und befindet sich im Wesentlichen über dem mittleren Abschnitt der Kammer 51, die die zweite Schaumvorläuferkomponente 53 enthält (Teil B).
Wenn Schaum im Beutel 31 produziert werden soll, dann kann dieser Schaum durch Zerstören der auf reißbaren Siegelung 49a und Vermischen der ersten und der zweiten Schaumvorläuferkomponente 52 und 53 hergestellt werden. Dies lässt sich leicht dadurch erzielen, dass der Beutel 31 auf eine feste Oberfläche gestellt und nach unten auf den Druckstempel 56 gedrückt wird, um Druck auf die flüssige Schaumvorläuferkomponente 52 in der Kammer 50 des Pakets 40 auszuüben (17). Der erhöhte Druck der Flüssigkeit auf die auf reißbare Siegelung 49a reicht aus, um diese Siegelung zu zerstören und die erste Schaumvorläuferkomponente 52 durch den zuvor verschlossenen Bereich in die zweite Kammer 51 zu drängen, so dass sie sich teilweise mit der zweiten Vorläuferkomponente 53 vermischt. An dieser Stelle muss der Benutzer den Druck vom ersten Druckbereich 56 oberhalb der ersten Kammer 50 wegnehmen und Abwärtsdruck auf den zweiten Druckbereich 57 oberhalb der zweiten Kammer 51 aufbringen (18). Somit werden die teilweise vermischte erste und zweite Schaumvorläuferkomponente 52, 53 durch die zerstörte aufreißbare Siegelung 49a in die erste Kammer 50 gedrängt, wo sich die erste und zweite Schaumvorläuferkomponente 52 und 53 weiter vermischen. Diese abwechselnden Drücke müssen so lange fortgesetzt werden, bis die erste und die zweite Schaumvorläuferkomponente 52 und 53 sorgfältig vermischt sind.
Ein oder zwei Minuten nach dem Mischen der ersten und zweiten Schaumvorläuferkomponente 52 und 53 beginnen diese miteinander zu reagieren, so dass sich Schaum zu bilden beginnt. Dieser Schaum expandiert und erzeugt Druck auf die auf reißbare Siegelung 46a, der zum Zerstören der aufreißbaren Siegelung 46a ausreicht. Der Schaumexpandiert dann aus dem Paket 40 in den umschlossenen Raum 34 im Beutel 31. Die Reaktion wird so lange fortgesetzt, bis die Schaumvorläuferkomponenten 52 und 53 gründlich reagiert haben und der umschlossene Raum 34 im Wesentlichen mit Schaum gefüllt ist, so dass ein Schaumpolster entsteht. Das Kohlendioxid und ein Teil des bei der Reaktion erzeugten Dampfes entweichen zur Außenseite des Beutels 31 durch die Löcher im Streifen 39. Der Rest des Dampfes kondensiert im Beutel 31. Vor Beginn dieser Reaktion wird der Beutel 31 in einen Karton C auf darin enthaltene Artikel A gelegt, so dass sich der Schaum beim Bilden des Schaumpolsters um die Artikel A herum formt, diese an ihrem Ort fixiert und ein deren Konturen folgendes Polster darum bildet (4).
Um die Energie bereitzustellen, die zum Starten und Unterstützen der Reaktion der Schaumvorläuferkomponenten 52 und 53 und zum Gewährleisten einer vollständigeren Reaktion dieser Komponenten nötig ist, werden Beutel 31 und Paket 40 vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 49°C und 63°C (120°–145° Fahrenheit), vorzugsweise etwa 55°C (130°F) vor dem Mischen der Vorläuferkomponenten erwärmt oder erhitzt. Die übrigen Parameter für eine ordnungsgemäße Bildung des Schaumpolsters sind in unserem US-Patent Nr. 5,699,902 erörtert und dargelegt.
Es wird nachfolgend mit Bezug auf die 9 bis 13 das Falten des Beutels 31 in eine kompakte Form illustriert und beschrieben. Der Beutel 31 wurde fertiggestellt und das Paket 40 korrekt darin positioniert und mit den Klebstoffstreifen oder -raupen 54 und 55 befestigt. In dieser Ausgestaltung der Erfindung kann das Paket 40 eine Länge und eine Breite haben, die lediglich dem benötigten Raumvolumen entsprechen, das in der ersten und der zweiten Kammer 50 und 51 erforderlich ist, um die benötigten Mengen an erster und zweiter Schaumvorläuferkomponente 52 und 53 aufzunehmen, so dass ausreichend Schaum entsteht, um den Raum 34 im Beutel 31 im Wesentlichen zu füllen. In der Tat kann das Paket 40 eine Länge aufweisen, die erheblich geringer ist als die Breite des Beutels 31, und eine Breite, die lediglich einen geringen Bruchteil der Länge des Beutels 31 ausmacht. Die Größe des Beutels 31 variiert je nach Größe des Kartons C, in dem der Beutel verwendet werden soll. Mit zunehmender Größe des Beutels 31 nimmt auch die Menge an Schaumvorläufern 52 und 53 zu, die zum Erzeugen von ausreichend Schaum benötigt wird, um das größere Volumen an umschlossenem Raum 34 zu füllen, und somit muss auch die Größe des Pakets 40 zunehmen. Da die Länge des Pakets 40 die am leichtesten zu ändernde Dimension ist, wird die Größe des Pakets 40 vorzugsweise durch Erhöhen oder Verringern von dessen Länge variiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Beutel 31 vorzugsweise entlang beabstandeter, längsverläufender Faltlinien einwärts gefaltet, die sich vorzugsweise dicht neben gegenüberliegenden Enden des Pakets 40 befinden. Die erste Falz ist in 9, die zweite in 10 gezeigt. Wenn die Breite des Beutels 31 durch Einwärtsfalten der Seitenabschnitte des Beutels 31 im Wesentlichen reduziert wurde, die von gegenüberliegenden Enden des Pakets 40 nach außen verlaufen, dann wird der Beutel 31 weiter entlang beabstandeter Querfaltlinien gefaltet, die vorzugsweise um eine Entfernung voneinander beabstandet sind, die im Wesentlichen der Breite des Pakets 40 entspricht. Eine erste solche Falz entlang einer Querfaltlinie ist ebenfalls in 10 dargestellt, während das fortgesetzte Falten des Beutels 31 entlang solcher Querfaltlinien in den 11 und 12 illustriert ist. Schließlich wird der gefaltete Beutel 31 entlang einer Faltlinie gefaltet, die im Wesentlichen mit der aufreißbaren Siegelung 49a zwischen der ersten Vorläuferkammer 50 und der zweiten Vorläuferkammer 51 übereinstimmt, um den Beutel 31 weiter zu verkleinern und kompakter zu machen. Diese Falz bildet auch eine mechanische Sperre für das Mischen der ersten Schaumvorläuferkomponente 52 mit der zweiten Schaumvorläuferkomponente 53 und verstärkt somit die aufreißbare Siegelung 49a.
In einer Ausgestaltung wird das Schaum-in-Beutel-Verpackungssystem 30 durch Anbringen des Etiketts 60 an den nebeneinander liegenden freien Endabschnitten des gefalteten Beutels 31 wie in den 1 und 13 gezeigt vervollständigt. Das Etikett 60 umfasst ein längliches Stück Papier 61 mit einer Faltlinie 62, die in Querrichtung etwa über die Mittellinie des Papiers 61 verläuft. Eine erste Reißlinie 63 ist in dem Stück Papier 61 in einem bestimmten Abstand vom Ende 64 des Papiers 61 vorgesehen. Eine zweite Reißlinie 65 ist im gegenüberliegenden Endabschnitt des Papiers 61 in einem vergleichbaren Abstand einwärts vom Ende 66 des Papiers 61 ausgebildet. Die Reißlinien 63 und 65 sind vorzugsweise durch beabstandete Perforationen oder Löcher im Papier 61 ausgebildet. Eine Seite oder Fläche des Papiers 61 ist vorzugsweise mit einem Druckstempel versehen, der Anweisungen für Gebrauch, Handhabung usw. des Verpackungssystems 30 je nach Vorschriften oder nach Wunsch aufweisen können.
Die Rückseite oder -fläche des Papiers 61 ist mit einem ersten Klebestreifen 67 versehen, der von der Reißlinie 63 zum Ende 64 des Papiers 61 verläuft. Ein zweiter Klebestreifen 68 ist von der Reißlinie 65 zum Ende 66 des Papiers 61 vorgesehen. Schließlich ist ein dritter Klebestreifen 69 im mittleren Abschnitt des Papiers 61 vorgesehen. Der Hauptabschnitt des Klebestreifens 69 befindet sich vorzugsweise auf einer Seite der Faltlinie 62, und nur ein geringerer Abschnitt davon befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite der Faltlinie 62. Es wird ebenso bevorzugt, dass die Klebestreifen 67, 68 und 69 drucksensitiv sind, so dass sie nach Kontakt auf den jeweiligen Flächen haften, mit denen sie in Kontakt gebracht wurden.
Wenn das Etikett 60 auf den gefalteten Beutel 31 aufgebracht werden soll, wird das Etikett 60 von Trennschichtpapier (nicht dargestellt) abgezogen und dann entlang der Faltlinie 62 zu einer „U"-Form gefaltet. Das teilgefaltete Etikett 60 wird rittlings auf die nebeneinander liegenden freien Endabschnitte des gefalteten Beutels 31 aufgebracht, so dass ein erheblicher Teil des Etiketts 60 über seine freien Enden hinaus vorsteht. Die Klebestreifen 67 und 68 werden mit den Außenflächen der freien Endabschnitte des gefalteten Beutels 31 so in Kontakt gedrückt, dass der drucksensitive Klebstoff daran haftet. Die mittleren Abschnitte auf gegenüberliegenden Seiten der Faltlinie 62 werden so zusammengedrückt, dass der Klebestreifen 69 die mittleren Abschnitte des Etiketts 60 aneinander befestigt, um das Etikett 60 in seiner gefalteten Form zu halten und um einen leicht erfassbaren Griff für das Schaum-in-Beutel-Verpackungssystem 30 zu bilden.
Wenn ein Verpackungssystem 30 verwendet werden soll, dann kann dieses aus seinem Karton oder aus einer Wärmvorrichtung genommen werden, indem das Etikett 60 erfasst und das Verpackungssystem 30 herausgezogen wird. Dann wird der gefaltete Beutel 31 mit einer Hand und das Etikett 60 mit der anderen erfasst, und der Abschnitt des Etiketts 60 zwischen Reißlinien 63 und 65 wird durch Abreißen der Endabschnitte des Etiketts mit den Klebestreifen 67 und 68 daran vom Rest des Etiketts entlang der Reißlinien 63 und 65 entfernt. Der entfernte Abschnitt des Etiketts 60 kann dann entsorgt und der Beutel 31 entfaltet und in der oben beschriebenen Weise gehandhabt
werden, um die auf reißbare Siegelung 49a zu zerstören, die erste und zweite Schaumvorläuferkomponente 52 und 53 zu mischen und die Schaumproduktion einzuleiten.
23 bis 25 illustrieren eine weitere Ausgestaltung des Verpackungssystems der vorliegenden Erfindung, wobei gleiche Ziffern zum Bezeichnen gleicher Teile verwendet wurden, mit hinzugefügter Strichnotation. Diese Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst einen Beutel 31' mit zwei Wänden 32' und 33', deren Umfangsränder verbunden sind, um einen umschlossenen Raum 34' darin zu bilden. Ein Streifen 39' aus Luftlöchern ist über die Wände 32' und 33' vorgesehen. Ein Paket 40' ist innerhalb des umschlossenen Raums in dem Beutel 31' positioniert und darin befestigt. In dieser Ausgestaltung hat das Paket 40' eine Länge, die der Breite des Beutels 31' entspricht, und das Paket 40' ist mit Klebstoff (nicht dargestellt) in dem Beutel 31' befestigt.
Auch das Paket 40' hat eine auf reißbare Siegelung 49a', die eine erste Schaumvorläuferkammer 50' und eine zweite Schaumvorläuferkammer 51' trennt und unterteilt. Diese Kammern 50' und 51' enthalten jeweils eine erste Schaumvorläuferkomponente (nicht dargestellt) und eine zweite Schaumvorläuferkomponente (nicht dargestellt).
Zum Bilden des kompakten Verpackungssystems 30' wird der Beutel 31' entlang querverlaufender Faltlinien gefaltet, die vorzugsweise einen Abstand voneinander aufweisen, der im Wesentlichen der Breite des Pakets 40' entspricht, wie in 24 illustriert ist. Wenn der Beutel 31' vollständig um solche Querfaltlinien gefaltet ist, wird er weiter um eine Faltlinie gefaltet, die im Wesentlichen mit der auf reißbaren Siegelung 49a' übereinstimmt, um gegenüberliegende Hälften des anfänglich gefalteten Beutels 31' in Nebeneinanderlage zu bringen, so dass gegenüberliegende freie Enden davon im Wesentlichen aufeinander ausgerichtet sind. Schließlich wird ein Etikett 60' an den nebeneinander liegenden freien Endabschnitten des gefalteten Beutels 31' angebracht, um den Beutel in seiner gefalteten Form zu halten und das kompakte Verpackungssystem 30' zu vervollständigen.
19 illustriert eine weitere Ausgestaltung des Pakets der vorliegenden Erfindung, wobei gleiche Bezugsziffern zum Bezeichnen gleicher Elemente verwendet wurden, wobei eine Doppelstrichnotation hinzugefügt wurde. In dieser Ausgestaltung wird ein Paket 40'' von Wänden 41'' und 42'' aus Sperrschichtmaterial gebildet, deren Enden und Ränder aneinandergefügt sind. Die Endränder sind durch Heißsiegelungen 47'' und 48'' verbunden, und der Seitenrand ist durch eine Heißsiegelung 46'' verbunden. Druckbereiche 43' und 44'sind in den Bereichen vorgesehen, in denen aufreißbare Siegelungen 49a'' und 46a'' gewünscht werden.
In dieser Ausgestaltung ist ein weiterer Druckbereich 70 vorgesehen, der quer über die Wand 42'' verläuft, etwa in der Mitte zwischen der auf reißbaren Siegelung 49a'' und der Heißsiegelung 48''. Eine zweite querverlaufende auf reißbare Siegelung 71 ist über die Wände 41'' und 42'' entlang des Druckbereiches 70 vorgesehen, um das Paket 40'' in eine erste Schaumvorläuferkammer 50'', eine zweite Schaumvorläuferkammer 51'' und eine dritte Schaumvorläuferkammer 72 zu trennen und unterteilen. Die erste Kammer 50'' wird mit einer ersten Schaumvorläuferkomponente (nicht dargestellt) gefüllt, während die zweite Schaumvorläuferkammer 51'' und die dritte Schaumvorläuferkammer 72 mit einer zweiten Schaumvorläuferkomponente 53'' oder Komponenten gefüllt werden. Die zweite Kammer 51'' wird vorzugsweise mit einer frischen zweiten Schaumvorläuferkomponente 53'' gefüllt, während die dritte Komponente 72 mit einer recycelten zweiten Schaumvorläuferkomponente 73 gefüllt wird.
Diese Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung lässt es zu, dass ein erheblicher Teil der zweiten Schaumvorläuferkomponente recycelt wird, so dass hiermit auch Umweltbelange berücksichtigt werden.
Die 20–22 illustrieren ein Verfahren zum Herstellen des Verpackungsystems 30 der vorliegenden Erfindung. Die 20–21 illustrieren eine bevorzugte Ausgestaltung des Herstellens der Pakete 40. In diesem Verfahren wird eine Bahn 80 aus Sperrschichtmaterial von einer Vorratsrolle 81 über einen Formflansch 83 zu einem Form- und Fülldorn 82 zugeführt. Die Bahn 80 wird zu einer Röhre um den Form- und Fülldorn 82 geformt, wobei seine Seitenränder in Nebeneinanderlage gebracht werden. Es ist ein Seitensiegelungsmechanismus 84 mit gegenüberliegenden Heißsiegelungsbacken 85 und 86 vorgesehen, die aufeinander folgend aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden, um die nebeneinander liegenden Seitenränderder Bahn 80 zur Bildung der seitlichen Heißsiegelung 46 des Pakets 40 miteinander heißzusiegeln. Die Bahn 80 wurde zuvor mit den Druckbereichen 43 und 44 (in diesen Figuren nicht dargestellt) in der ersten Ausgestaltung oder mit Druckbereichen 43'' und 44'' und 70 in der zweiten Ausgestaltung bedruckt.
Gegenüberliegende Fördermittel 90 und 91 sind auf gegenüberliegenden Seiten des unteren Endabschnitts des Dorns 82 unterhalb des Seitensiegelungsmechanismus 84 angeordnet. Die Fördermittel 90 und 91 arbeiten schubweise und führen die geformte Röhre in zeitlich gesteuerter Beziehung zum Betrieb des Seitensiegelungsmechanismus 84 und zu anderen Vorgängen nach unten zu.
Das Siegelungsmittel 92 ist abwärts unterhalb des unteren Endes des Form und Fülldorns 82 angeordnet, und die Fördermittel 90 und 91 haben gegenüberliegende Heißsiegelungsbacken 93 und 94. Die Backen 93 und 94 können aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden, so dass die von der Bahn 80 gebildete Röhre zwischen ihnen nach unten passieren kann, wenn sie auseinander stehen, und um die Quersiegelung 49 und die Heißsiegelungen 47 und 48 des Pakets 40 zu bilden, wenn sie zusammen sind. Ein Schneidmechanismus 95 ist innerhalb der Siegelungsbacke 93 angeordnet und wird von der Siegelungsbacke 93 nach außen bewegt, um das vorderste Paket 40 von der von der Bahn 80 gebildeten Röhre abzutrennen, wenn ein Paket 40 fertig ist.
Wie in 21 illustriert, befindet sich im Dorn 82 eine erste Zuführungsröhre oder ein Zuführungskanal 96, die/der am oberen Ende mit einem Vorrat 100 für die erste Schaumvorläuferkomponente 52 durch ein Ventil 101 verbunden ist. Eine zweite Zuführungsröhre oder ein solcher Kanal 97 im Dorn 82 ist am oberen Ende mit einem Vorrat 102 für die zweite Schaumvorläuferkomponente 53 durch ein Ventil 103 verbunden. Schließlich ist eine Entlüftungsröhre oder ein Entlüftungskanal 99 im Dorn 83 vorgesehen und mündet am oberen Ende in die Atmosphäre.
Gemäß diesem Verfahren wird die Bahn 80 aus Sperrschichtmaterial, das zuvor mit den Druckbereichen 43 und 44 oder 43'', 44'' und 70 bedruckt wurde, von der Vorratsrolle 81 abgezogen und um den Dorn 82 zu einer Röhre geformt. Die Röhre wird nach unten zugeführt, wo die Seitensiegelung 46 oder 46" vom Seitensiegelungsmechanismus 84 gebildet wird. Wenn das untere Ende der Röhre über das untere Ende des Dorns 82 und die Fördermittel 90 und 91 hinaus verläuft und das Siegelungsmittel 92 erreicht, dann wird das vordere Ende der Röhre durch die Bildung der Siegelung 47 darüber geschlossen. Das Steuermittel (nicht dargestellt) aktiviert das Ventil 103, um eine vorbestimmte Menge der zweiten Schaumvorläuferkomponente 53 in das geschlossene untere Ende der von der Bahn 80 gebildeten Röhre zu speisen. Wenn die vorbestimmte Menge der zweiten Schaumvorläuferkomponente 53 nach unten durch die Zuführungsröhre 97 in die Röhre aus Sperrschichtmaterial gespeist wurde, wird das Ventil 103 geschlossen und die Röhre wird um eine Distanz nach unten vorgeschoben, die der Länge der zweiten Kammer 51 entspricht. Die Zuführungsmittel 90 und 91 werden gestoppt, und das Siegelungsmittel 92 wird zum Bilden der Quersiegelung 49 einschließlich der ersten auf reißbaren Siegelung 49a aktiviert.
Nach dem Bilden dieser Siegelung 49 wird das Ventil 101 geöffnet, und eine vorbestimmte Menge der ersten Schaumvorläuferkomponente 52 wird in die aus der Bahn 80 gebildete Röhre über der Siegelung 49 gespeist. Wenn die erste Kammer voll ist, wird die Röhre aus Sperrschichtmaterial 80 nach unten vorgeschoben, bis sich die vorbestimmte Länge eines Pakets 40 zwischen den Backen 93 und 94 des Quersiegelungsmechanismus 92 befindet. Die Backen 93 und 94 werden dann veranlasst, sich auseinander zu bewegen, um eine Heißsiegelung 84 quer zur Röhre zu bilden, und der Schneidmechanismus 95 wird aktiviert, um das fertige Paket 40 vom Rest der Röhre abzuschneiden. Das fertige Paket 40 fällt nach untenineinen Aufangbehälter. (nicht dargestellt) für den Einschluss in einem Beutel 31 zur Bildung des erfindungsgemäßen Verpackungssystems 30.
22 illustriert ein Verfahren zum Bilden der Beutel 31 und 31'. In diesem Verfahren wird ein Förderband 110 zum Zuführen von Paketen 40 in ihre Position für den Einschluss in den gebildeten Beuteln 31 bereitgestellt. Eine Bahn aus Kunststoffmaterial P wird von einer Rolle (nicht dargestellt) zu einem Faltmechanismus 111 geleitet, der die Bahn entlang einer längsverlaufenden Faltlinie faltet, die im Wesentlichen der Mittellinie der Bahn P entspricht. Der Faltmechanismus 111 wird relativ zum Förderer 110 so positioniert, dass die Bahn P mit einem Abschnitt der Bahn unterhalb des Förderers 110 angeordnet gefaltet wird, und der andere Abschnitt der Bahn ist über dem Förderer 110 angeordnet. Der obere und untere Abschnitt der gefalteten Bahn werden dann in derselben Richtung wie die Bewegungsrichtung des Förderers 110 zu einem Siegelungsmechanismus 112 geleitet.
Der Siegelungsmechanismus 112 ist im Wesentlichen L-förmig, wobei ein erster Abschnitt 113 in Längsrichtung der Bahn P und der zweite Abschnitt 114 quer dazu verläuft. Der Abschnitt 114 des L-förmigen Mechanismus 112 beinhaltet einen Schneidmechanismus 115 zum Unterteilen der Bahn in diskrete Längen, wenn der Quermechanismus 114 eine Heizstabsiegelung über die Bahn gebildet hat. Auf diese Weise werden Beutel 31 gebildet, deren Seitenränder gegenüber dem gefalteten Seitenrand miteinander heißgesiegelt werden, und deren Enden quer zur Bahn zur Bildung des umschlossenen Raums 34 darin gesiegelt werden.
Der Betrieb des Förderers 111 ist zeitlich auf die Zuführung der Kunststoffbahn abgestimmt, so dass die Pakete 40 in eine Position neben einem Ende der Beutel 31 geführt werden, die von dem Beutelformmechanismus gebildet werden. Ein Paar Heißschmelzklebstoffdüsen 116 und 117 sind über dem Förderer 110 vorgesehen und zeitlich so abgestimmt, dass sie betätigt werden, wenn ein Paket 40 darunter zur Bildung der Klebstoffstreifen oder raupen 54, 55 passiert, oder haben ein Erfassungsmittel (nicht dargestellt), das die Ankunft eines Paketes 40 darunter erfasst, um die Düsen 116 und 117 zu aktivieren, so dass sie Heißschmelzklebstoff auf das Paket 40 aufbringen. Wenn der Förderer 110 das Paket 40 am Faltmittel 111 vorbeiführt, kontaktiert der Heißschmelzklebstoff 54 und 55 das Kunststofffolienmaterial und klebt das Paket 40 unmittelbar darauf.
Da gasförmige Nebenprodukte während der Reaktion erzeugt werden, die das Schaumpolster bildet, muss der umschlossene Raum 34 des Beutels 31 zur Außenseite des Beutels entlüftet werden, damit solche gasförmigen Nebenprodukte entweichen können. Demgemäß beinhaltet der Siegelungsmechanismus 112 ein Öffnungsbildungselement 120, das sich mit dem Siegelungsmechanismus 112 nach oben und unten bewegt und eine Vielzahl von spitzen Stacheln aufweist, die den Streifen 39 aus Entlüftungsöffnungen durch das Kunststoffmaterial der Wände 32 und 33 bilden. Der fertige Beutel 31 wird nach dem Abtrennen von der Bahn P von einem Zuführungsmechanismus (nicht dargestellt) zum Beutelfaltbereich geleitet.
Die 26 bis 28 illustrieren eine weitere Ausgestaltung eines verpackungssystems der vorliegenden Erfindung, wobei gleiche Elemente gleiche Bezugsziffern mit hinzugefügtem Präfix 1 erhielten. Ein allgemein mit 130 bezeichnetes Verpackungssystem (28) beinhaltet einen gefaleten Beutel 131, der in seinem gefalteten Zustand mit einem Kunststofffolienelement 160 befestigt ist, das in Umgebungsbeziehung zu dem gefalteten Beutel 131 angeordnet ist. Das Element 160 besteht vorzugsweise aus Kunststoffschrumpffolie und wird nach dem Aufbringen auf den gefalteten Beutel 131 fest um den gefalteten Beutel 131 herum aufgeschrumpft.
Ebenso weist das Umgebungselement 160 vorzugsweise eine erste und eine zweite Wand 161, 162 auf, die größer sind als der gefaltete Beutel 131, so dass sie über die Enden und Seiten des gefalteten Beutels 131 hinaus verlaufen. Die Umfangsränder der Wände 161, 162 sind verbunden und bilden so eine Tasche, die den gefalteten Beutel 131 vollständig umgibt. Das Kunststofffolienelement 160 ist zerreißbar, so dass es leicht von dem gefalteten Beutel 131 abgenommen werden kann. Zu diesem Zweck weist die Wand 162 vorzugsweise eine Reißlinie 163 auf, die durch Anreißen oder Perforieren der Kunststofffolienbildungswand 162 gebildet werden kann. Das Verpackungssystem 130 kann durch Formen und Falten des Beutels 131 wie zuvor beschrieben gebildet werden. Eine Kunststofffolienbahn wird vorzugsweise von einer Quelle wie beispielsweise einer Rolle (nicht dargestellt) über einen bestimmten Pfad vorgeschoben. Die Bahn kann Reißlinien 163 aufweisen, die zuvor darin an beabstandeten Stellen ausgebildet wurden, oder diese Reißlinien 163 können darin auf eine bekannte und daher nicht illustrierte Weise ausgebildet werden. Eine vorbestimmte Länge der Kunststofffolienbahn wird von der Bahn abgetrennt und bildet das Kunststofffolienelement 160.
Der gefaltete Beutel 131 wird auf einer Hälfte des Elementes 160 platziert, die die Wand 161 bildet, und das Element 160 wird entlang einer mittleren Faltlinie gefaltet, um die andere Hälfte oder Wand 162 in Nebeneinanderlage mit dem gefalteten Beutel 131 und der ersten Wand 161 zu bringen. Die vorstehenden Ränder der Wände 161 und 162 werden durch Heißsiegelung miteinander verbunden. Das Element 160 wird dann vorzugsweise so aufgeschrumpft, dass es den gefalteten Beutel 131 eng umschließt und das Verpackungssystem 130 vervollständigt.

Claims

Verpackungssystem (30) zur Herstellung eines Schaumin-Beutel-Polsters nach Bedarf, das Folgendes umfasst: einen Beutel (31) aus flexiblem Folienmaterial, der einen umschlossenen Raum (34) mit einem Volumen darin definiert, das der Größe des herzustellenden Schaumpolsters entspricht, wobei der genannte umschlossene Raum (34) zur Außenseite des genannten Beutels (31) entlüftet wird, um das Entweichen von während der Bildung des Schaumpolsters erzeugten Gasen zu ermöglichen, während das Entweichen von Schaum hieraus verhindert wird, ein Schaumvorläuferpaket (40) in dem genannten umschlossenen Raum (34)in dem genannten Beutel (31), das eine erste und eine zweite Kammer (50, 51) aufweist, die jeweils eine erste und eine zweite Schaumvorläuferkomponente (52, 53) enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Vorläuferpaket (40) aus einem Sperrschichtmaterial gebildet ist, das die genannten Schaumvorläuferkomponenten (52, 53) in einem relativ stabilen und unreagierten Zustand halten kann, und eine erste aufreißbare Siegelung (49a), die die genannte erste und die genannte zweite Kammer (50, 51) trennt, und eine zweite aufreißbare Siegelung (46a) zwischen der genannten zweiten Kammer (51) und dem genannten, von dem genannten Beutel (31) umschlossenen Raum (34) einschließt, wobei die genannte erste aufreißbare Siegelung (49a) durch die Ausübung eines festgelegten Drucks auf dieselbe zerreißbar ist, damit sich die genannte erste und die genannte zweite Vorläuferkomponente (52, 53) mischen und Schaum bilden können, wobei die genannte zweite aufreißbare Siegelung (46a) durch den genannten Schaum zerreißbar ist, so dass der genannte Schaum in den von dem genannten Beutel (31) umschlossenen Raum (34) expandieren und diesen füllen kann, und wobei sich das genannte Paket (40) an einem festgelegten Ort in dem genannten umschlossenen Raum (34) des genannten Beutels (31) befindet und dort gehalten wird.
Verpackungssystem nach Anspruch 1, bei dem der genannte Beutel (31) entlang Faltlinien parallel zu einer Längsdimension des genannten Pakets (40) in Falten mit einer festgelegten Breite gefaltet wird, wobei der gefaltete Beutel entlang einer Faltlinie gefaltet wird, die der genannten auf reißbaren Siegelung (49a) im Wesentlichen entspricht, um die genannte erste und die genannte zweite Kammer (50, 51) und die entsprechenden gefalteten Teile des Beutels (31) in Nebeneinanderlage zu bringen, wobei sich die freien Enden des gefalteten Beutels (31) nebeneinander befinden, so dass ein kompaktes Verpackungssystem (30) entsteht, in dem die genannte erste und die genannte zweite Schaumvorläuferkomponente(52, 53) nicht nur durch die genannte erste auf reißbare Siegelung (49a) getrennt gehalten werden, sondern auch mechanisch durch die Falte in dem genannten Paket (40) und dem genannten Beutel (31) entlang der genannten ersten auf reißbaren Siegelung (49a) getrennt gehalten werden.
Verpackungssystem nach Anspruch 2, das entfernbare Mittel (60, 160) zum Zusammenhalten der freien Enden des gefalteten Beutels (31) einschließt, um den genannten Beutel (31) in seinem gefalteten Zustand zu halten.
Verpackungssystem nach Anspruch 3, bei dem das genannte entfernbare Mittel (60) ein aufreißbares Etikett (61) umfasst, das durch Kleben an den freien Enden des genannten gefalteten Beutels (31) befestigt ist.
Verpackungssystem nach Anspruch 4, bei dem das genannte Etikett (61) ein längliches Element mit einer Faltlinie (62) in der Mitte des genannten Elements, ein Paar Reißlinien (63, 65) in beabstandeter Beziehung an gegenüberliegenden Enden des genannten länglichen Elements und Klebestreifen (67, 68) umfasst, die zwischen den genannten Reißlinien (63, 65) und den Enden des genannten Etiketts positioniert sind, um das Etikett (61) an den genannten freien Enden des genannten gefalteten Beutels (31) zu befestigen.
Verpackungssystem nach Anspruch 5, das einen Klebestreifen (69) neben der genannten Mittelfaltlinie (62) aufweist, um mittlere Bereiche des genannten Etiketts (61) aneinander zu befestigen, wenn das genannte Etikett gefaltet und auf den genannten gefalteten Beutel (31) aufgebracht wird.
Verpackungssystem nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die genannten Klebestreifen (67, 68, 69) Haftklebstoff sind.
Verpackungssystem nach Anspruch 3, bei dem das genannte entfernbare Mittel (160) ein Kunststofffolienelement (161) umfasst, das den gefalteten Beutel (131) umgibt, um den Beutel (131) in seinem gefaltetem Zustand zu halten.
Verpackungssystem nach Anspruch 8, bei dem das genannte Kunststofffolienelement (161) aus einer Kunststoffschrumpffolie gebildet ist.
Verpackungssystem nach Anspruch 8 oder 9, bei dem das genannte Kunststofffolienelement (161) zur leichten Entfernung desselben, wenn der Beutel (131) verwendet werden soll, leicht reißbar ist.
Verpackungssystem nach Anspruch 10, bei dem das genannte Kunststofffolienelement (161) eine darüber laufende Reißlinie (163) aufweist.
Verpackungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der genannte Beutel (31) im Allgemeinen rechteckig ist und eine Breite und Länge aufweist, die der Breite und Länge des zu bildenden Schaumpolsters entsprechen, und bei dem das genannte Vorläuferpaket (40) eine Länge, die im Wesentlichen der Breite des genannten Beutels entspricht, und eine Breite aufweist, die einem Bruchteil der Länge des genannten Beutels (31) entspricht.
Verpackungssystem nach Anspruch 12, bei dem das genannte Paket (40) an einem Ende des genannten Beutels (31) angeordnet und an dem genannten Beutel (31) befestigt ist.
Verpackungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, bei dem der genannte Beutel (31) allgemein rechteckig ist und eine festgelegte Länge und Brete hat, und bei dem das genannte Vorlauferpaket (40) an einem Ende des genannten Beutels (31) positioniert ist und eine Länge aufweist, die geringer als die Breite des genannten Beutels (31) ist.
Verpackungssystem nach Anspruch 12, 13 oder 14, bei dem das genannte Vorläuferpaket (40) eine auf reißbare Siegelung (49a) aufweist, die im Wesentlichen auf der längsgerichteten Mittellinie des Beutels (31) positioniert ist.
Verpackungssystem nach Anspruch 15, bei dem der genannte Beutel (31) entlang längsgerichteten Faltlinien neben gegenüberliegenden Enden des genannten Pakets (40) gefaltet wird, bevor er entlang quergerichteter Faltlinien gefaltet wird.
Verpackungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das Mittel (54, 55) zum Befestigen des genannten Vorläuferpakets (40) an dem genannten Beutel (31) in dem genannten umschlossenen Raum (34) einschließt.
Verpackungssystem nach Anspruch 17, bei dem das genannte Befestigungsmittel (54, 55) einen Klebstoff umfasst.
Verpackungssystem nach Anspruch 18, wobei der genannte Klebstoff voneinander beabstandete Linien (54, 55) aus Heißschmelzklebstoff umfasst, die sich quer zu dem genannten Vorläuferpaket (40) erstrecken.
Verpackungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der genannte Beutel (31) an festgelegten Stellen auf gegenüberliegenden Seiten der genannten ersten auf reißbaren Siegelung (49a) des genannten Vorläuferpakets (40) Markierungen (56, 57) aufweist, wobei die genannten festgelegten Stellen über der genannten ersten und zweiten Kammer (50, 51) liegen und einem Anwender zeigen, wo zuerst Druck ausgeübt werden soll, um die erste aufreißbare Siegelung (49a) zu zerstören, damit sich die genannte erste und die genannte zweite Schaumvorläuferkomponente (52, 53) mischen können, und zweitens um die genannten Komponenten zum Mischen zu veranlassen.
Verpackungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das genannte Vorläuferpaket (40) eine dritte auf reißbare Siegelung (71) aufweist, die sich quer zur zweiten Kammer (51'') parallel zu der genannten ersten auf reißbaren Siegelung (49a'') erstreckt und die zweite Kammer (51'') in ein Paar Kammern (51'', 72) unterteilt.
Verpackungssystem nach Anspruch 21, bei dem die genannte zweite Schaumvorläuferkomponente (53") in einer aus dem Paar zweiter Kammern (51'', 72) eine frische zweite Schaumvorläuferkomponente (53'') ist und die genannte zweite Schaumvorläuferkomponente (53'') in der anderen aus dem Paar zweiter Kammern (51'', 72) eine recycelte zweite Schaumvorläuferkomponente (73) ist.
Verpackungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die genannten auf reißbaren Siegelungen (49a, 46a, 71) jeweils durch einen Druckstreifen (43, 44, 70) gebildet werden, der sich in Querrichtung über eine von benachbarten Oberflächen des genannten Vorläuferpakets (40) erstreckt, wobei der genannte Druckstreifen (43, 44, 70) ein Muster aus beabstandeten bedruckten Bereichen umfasst, die durch sich kreuzende Linien von unbedruckten Oberflächenbereichen getrennt sind, so dass ein Gittermuster definiert wird, bei dem sich die genannten Linien im Wesentlichen im rechten Winkel kreuzen, und sich eine Heißsiegelung (49a, 46a, 71) über den genannten Druckstreifen erstreckt und die genannten benachbarten Oberfläche nur entlang der genannten Linien von unbedruckten Oberflächenbereichen verbindet, wobei das genannte Gittermuster (43, 44, 70) relativ zu der genannten Heißsiegelung (49a, 46a, 71) soangeordnet ist, dass eine längsgerichtete Mittellinie der genannten Heißsiegelung nicht alle Schnittpunkte der genannten Linien der unbedruckten Oberflächenbereiche schneidet, so dass eine auf reißbare Siegelung entsteht, die relativ gleichmäßig und glatt reißt.
Verpackungssystem nach Anspruch 23, bei dem das genannte Gittermuster aus Linien von unbedruckten Oberflächenbereichen in einem spitzen Winkel zu der genannten Heißsiegelung (49a, 46a, 71) positioniert ist.
Verpackungssystem nach Anspruch 24, bei dem der genannte spitze Winkel im Bereich von etwa 5° bis 9° liegt.
Verpackungssystem nach Anspruch 25, bei dem der genannte spitze Winkel etwa 7° ist.
Verfahren zur Herstellung eines Schaum-in-Beutel-Verpackungssystems (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 26, umfassend die folgenden Schritte: Zuführen eines Paares von Wänden aus flexiblem Kunststofffolienmaterial (P) in Übereinanderlage entlang einem festgelegten Pfad; Zuführen länglicher Pakete (40) jeweils mit einer ersten und einer zweiten Kammer (50, 51), die durch eine auf reißbare Siegelung (49a) getrennt sind und eine erste und eine zweite Schaumvorläuferkomponente (52, 53) enthalten, zwischen die übereinander liegenden Wände an beabstandeten Orten, wobei die genannten Pakete (40) quer zu den genannten Wänden angeordnet sind; Befestigen der genannten Pakete (40) an dem genannten Kunststofffolienmaterial (P), um eine Bewegung der Pakete (40) relativ dazu zu verhindern; Bilden aufeinander folgender länglicher Beutel (31) aus den genannten übereinander liegenden Wänden, deren Seitenränder und gegenüberliegenden Endränder verbunden werden, wobei sich eines der genannten Pakete (40) neben einem Ende jedes Beutels (31) befindet; Bilden von Entlüftungsöffnungen (39) in jedem Beutel (31) zu dessen Außenseite in beabstandeter Beziehung zu dem Paket (40), damit Gase während der Schaumbildung entweichen können, und Trennen der genannten aufeinander folgenden Beutel (31) voneinander durch Schneiden des Kunststofffolienmaterials in Querrichtung.
Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das Paar übereinander liegender Wände durch Falten einer Bahn aus Kunststofffolie (P) im Wesentlichen entlang ihrer längsgerichteten Mittellinie gebildet wird, um gegenüberliegende längsgerichtete Teile der Bahn in Aufeinanderlage gebracht werden, wobei die Falte eine (35) der verbundenen Seitenränder der Wände bildet.
Verfahren nach Anspruch 28, bei dem der andere Seitenrand (36) der Wände und gegenüberliegende Enden der genannten Beutel durch Heißsiegelung verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 27, 28 oder 29, bei dem die genannten Entlüftungsöffnungen (39) durch Durchstechen von mindestens einer der genannten Wände gebildet werden, um Löcher darin zu bilden.
Verfahren nach den Ansprüchen 27, 28, 29 oder 30, bei dem jeder der genannten Beutel (31) entlang einer Mehrzahl von quergerichteten Faltlinien gefaltet wird, um einen länglichen gefalteten Beutel mit einer Länge, die der Breite der genannten Wände entspricht, und mit freien Enden an gegenüberliegenden Seitenrändern der genannten Wände zu produzieren, und jeder der genannten gefalteten Beutel (31) entlang einer quergerichteten Faltlinie gefaltet wird, die mit der genannten auf reißbaren Siegelung (49a) in dem genannten Paket (40) im Wesentlichen zusammenfällt, um die freien Enden in Nebeneinanderlage zu bringen.
Verfahren nach Anspruch 31, umfassend das lösbare Befestigen der genannten freien Enden jedes der genannten Beutel aneinander, um aus jedem der genannten Beutel (31) ein kompaktes Paket fertigzustellen, das sich leicht handhaben, zu Anwendern transportieren und lagern lässt.
Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, bei dem das genannte Paar Wände breiter als die Länge jedes Pakets (40) ist und das das Falten der genannten Wände entlang längsgerichteter Faltlinien einschließt, die im Wesentlichen mit gegenüberliegenden Enden des Pakets (40) übereinstimmen, bevor der Beutel (31) entlang der quergerichteten Faltlinie gefaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 27, 28 oder 29, bei dem jedes Paket (40) eine Länge, die im Wesentlichen gleich der Breite der genannten Wände ist, und eine Breite aufweist, die nur einen Bruchteil der Länge der genannten Wände beträgt.
Verfahren nach Anspruch 34, bei dem jeder Beutel (31) entlang quergerichteter Faltlinien gefaltet wird, die einen Abstand voneinander haben, der im Wesentlichen gleich der Breite des Pakets (40) ist.
Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, bei dem jedes Paket (40) eine Breite von nur einem Bruchteil der Länge des Beutels (31) aufweist und der Beutel (31) entlang quergerichteter Faltlinien gefaltet wird, die einen Abstand voneinander haben, der im Wesentlichen gleich der Breite des Pakets (40) ist.
Verfahren nach Anspruch 36, bei dem jedes Paket (40) zwischen dem genannten Paar Wände positioniert ist, wobei die genannte aufreißbare-Siegelung (49a) im Wesentlichen mit der längsgerichteten Mittellinie der Wände zusammenfällt.
Verfahren nach Anspruch 32, bei dem die genannten freien Enden der genannten gefalteten Beutel (31) durch ein entfernbares Etikett (60) aneinander befestigt werden.
Verfahren nach Anspruch 31, bei dem jeder der genannten Beutel (131) in gefaltetem Zustand befestigt wird, indem ein Kunststofffolienelement (161) um den gefalteten Beutel (131) herum gelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 39, bei dem das Kunststofffolienelement (161) aus Kunststoffschrumpffolie gebildet ist, umfassend das Schrumpfen des Kunststofffolienelements (161) eng um den gefalteten Beutel (131) herum.
Verfahren nach Anspruch 39 oder 40, bei dem das Kunststofffolienelement (161) eine Folie ist, von der der gefaltete Beutel (131) umschlossen wird, indem die Folie entlang einer mittleren Faltlinie um den gefalteten Beutel (131) gefaltet wird und die verbleibenden Umfangsränder verbunden werden, um den gefalteten Beutel (131) vollständig einzuschließen.