EP-4504490-B1 - HEATING DEVICE

Inventors

• TREBBE, UWE
• Siepler, Niklas

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20230117

Claims (14)

1. Thermoforming device comprising a heating device which is designed to heat a packaging film in a thermoforming process, during which the heated packaging film is molded into the cavity of a thermoforming die, wherein the surface area of the heating device which is brought into contact with the film section to be molded into the cavity has at least one recess whose opening area is 40 to 95% of the opening area of the cavity; characterized in that the surface area of the heating device surrounding the recess is flat and is enclosed by a circumferential rim with a height of 0.5 to 2 mm.
2. Thermoforming device according to claim 1, wherein the surface area of the heating device surrounding the recess is enclosed by a circumferential border with a height of 0.8 to 1.2 mm.
3. Thermoforming device according to one of the previous claims, wherein the outline of the opening area of the recess is modeled on the outline of the opening area of the cavity.
4. Thermoforming device according to one of the previous claims, wherein the outline of the opening area of the recess is obtained from the outline of the opening area of the cavity by a reduction factor of 0.4 to 0.95, preferably of 0.5 to 0.9 and in particular of 0.6 to 0.8.
5. Thermoforming device according to one of the previous claims, wherein the recess has a hemispherical, compressed hemispherical, elongated hemispherical or compressed and elongated hemispherical spatial shape.
6. Thermoforming device according to one of the previous claims, wherein the recess has a bottom surface that slopes continuously from its edge to its deepest point.
7. Thermoforming device according to one of the previous claims, wherein the recess has a volume of 1 to 8 ml, preferably 1 to 6 ml.
8. Thermoforming device according to one of the previous claims, wherein the heating device has at least two recesses which differ in terms of their maximum depth.
9. Thermoforming device according to one of the previous claims, wherein the heating device has at least two, preferably at least three, and in particular at least four recesses, which at least partially enclose each other.
10. Thermoforming device according to one of the previous claims, wherein the heating device has at least two, preferably at least three, and in particular at least four recesses, one of which forms a center point around which the remaining recesses are arranged in a rotationally symmetrical manner.
11. Thermoforming device according to one of the previous claims, wherein the surface of the heating device is at least partially coated.
12. Thermoforming device according to one of the previous claims, wherein the surface of the heating device is coated over its entire area in the region of the recess(es).
13. Thermoforming device according to one of claims 1-12, wherein the thermoforming die is arranged below the heating device.
14. Thermoforming device according to one of claims 1-13, wherein the distance between the surface of the heating device and the surface of the thermoforming die is less than 10 mm, preferably less than 5 mm and in particular between 0.1 and 2 mm, particularly preferably between 0.2 and 1 mm.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erwärmen von Verpackungsfilmen, insbesondere zum Erwärmen von Verpackungsfilmen im Rahmen von Tiefziehverfahren. An die Konfektions- und Angebotsformen von Konsumgütern werden sich kontinuierlich ändernde Anforderungen gestellt. Im Bereich der Wasch- oder Reinigungsmittel liegt beispielsweise seit geraumer Zeit ein Augenmerk auf deren bequemer Dosierung durch den Verbraucher und der Vereinfachung der zur Durchführung eines Wasch- oder Reinigungsverfahreng notwendigen Arbeitsschritte. Eine technische Lösung bieten vorportionierte Wasch- oder Reinigungsmittel, beispielsweise Folienbeutel mit einer oder mehreren Aufnahmekammern für feste oder flüssige Wasch- oder Reinigungsmittel. Ein für die Herstellung dieser Folienbeutel relevanter Trend, ist die Miniaturisierung dieser Folienbeutel. Hintergrund dieser Entwicklung sind neben einer höheren Verbraucherakzeptanz aufgrund vereinfachter Handhabung insbesondere Nachhaltigkeitsaspekte, beispielsweise in Bezug auf die Menge der eingesetzten Verpackungsmittel. Die Herstellung der zuvor beschriebenen Folienbeutel erfolgt durch mehrstufige Prozesse, in deren Verlauf wasserlösliche Folienmaterialien beispielsweise durch Einwirkung von Wärme und Unterdruck in Kavitäten eingeformt, befüllt und nachfolgend versiegelt werden. Während die Erwärmung der Folien deren Plastizität erhöht, bewirkt die aus dem an die erwärmte Folie angelegten Unterdruck resultierende Kraft deren Streckung und plastische Verformung. Der Film wird in diesem Heizvorrichtung über seine Fläche nicht homogen gestreckt, vielmehr wechseln Bereiche hoher Streckung, beispielsweise im Randbereich der Kavität mit Bereichen geringerer Streckung ab. Aus einem Folienmaterial mit homogener Foliendicke entsteht so eine verformte Folie in Form eines Aufnahmebehälters mit einer heterogenen Foliendickenverteilung. Diese heterogenen Foliendickenverteilung wird umso ausgeprägter ausfallen, je stärker das ursprüngliche Folienmaterial verformt wird. Die Stärke der Verformung nimmt in der Regel beispielsweise mit der Anzahl der in den Aufnahmebehälter eingeformten Aufnahmekammern oder deren Tiefe zu. Neben anderen Faktoren bestimmen sowohl die Foliendickenverteilung als auch die absolute Foliendicke die haptischen, optischen und mechanischen Eigenschaften des Folienbeutels. Folienbeutel mit großen Unterschieden in der Foliendicke werden häufig als weniger ansprechend wahrgenommen. Folienbeutel mit geringer minimalen Foliendicke verformen sich leichter unter ihrem Eigengewicht als entsprechende Folienbeutel mit höherer Foliendicke und wirken schlaff. Diese Folienbeutel halten mechanischer Belastung in geringerem Maße stand und lösen sich bei Wasserzutritt zu schnell. Die beiden letztgenannten Eigenschaften sind für Folienbeutel nicht nur im Bereich von Herstellung, Transport und Lagerung relevant, sondern haben insbesondere Auswirkungen auf die Produktsicherheit, beispielsweise bei versehentlicher oraler Aufnahme. Zur Erhöhung der Homogenität der Wanddicke bei Tiefziehverfahren schlägt die internationale Anmeldung WO 2019/06448 A1 ein Tiefziehverfahren vor, in dessen Verlauf eine flache Folie mit einem Temperaturprofil beaufschlagt wird. Mit der gleichen Zielsetzung werden in der europäischen Patentanmeldung EP2298536 A2 und der internationalen Patentanmeldung WO 2020/1520441 A1 Heizvorrichtung unter Einsatz von Heizvorrichtungen mit heterogener Temperaturverteilung vorgeschlagen. Die Patentanmeldungen DE2019295A1 und EP0055082A2 offenbaren grundsätzlich eine Vorrichtung nach dem Oberbegriffs des Anspruchs 1. Diese zuvor beschriebenen Lösungsansätze sind jedoch apparativ aufwändig und eignen sich nur in bedingtem Maße für hohe Durchsätze. Darüber hinaus ist die Einrichtung ebenso wie die Umstellung entsprechender Tiefziehlinien kostenträchtig. Vor diesem technischen Hintergrund lag der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, ein Heizvorrichtung zur Herstellung von Portionseinheiten bereitzustellen, welche bei minimalem apparativem Aufwand und minimalem Einsatz zur Verpackung eingesetzter Filmmaterialien die effiziente Herstellung von Portionseinheiten mit maximaler Stabilität und ansprechender Optik und Haptik ermöglicht. Der Anmeldungsgegenstand ist eine Heizvorrichtung, nach Anspruch 1, welche zur Erwärmung eines Verpackungsfilms in einem Tiefziehverfahren eingerichtet ist, in dessen Verlauf der erwärmte Verpackungsfilm in die Kavität einer Tiefziehmatrize eingeformt wird, wobei der Oberflächenbereich der Heizvorrichtung, welcher mit dem in die Kavität einzuformenden Filmabschnitt in Kontakt gebracht wird, mindestens eine Vertiefung aufweist, deren Öffnungsfläche 40 bis 95% der Öffnungsfläche der Kavität beträgt. Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung ermöglicht beispielsweise die effiziente Herstellung von Waschmittelportionseinheiten. Diese Waschmittelportionseinheiten zeichnen sich aufgrund der gleichförmigen Dicke des wasserlöslichen Films durch eine hohe mechanische Sta