Die Beutelformen im Detail – HFFS-Maschinen
Dreirand-Siegelbeutel
Der Dreirand-Siegelbeutel ist die einfachste Beutelform auf einer HFFS-Maschine. Unterschiedliche Formate lassen sich durch einfaches Verschieben der Längssiegelwerkzeuge erzielen. Er bietet eine hohe Siegelnahtfestigkeit durch ausschließlich ebene Siegelsituationen ohne Mehrlagensprünge und ermöglicht eine hohe Produktionsleistung wegen kurzer Füllzeiten des vergleichsweise geringen Füllvolumens. Im Vergleich zum Vierrandsiegelbeutel gleichen Formats bietet er 10 – 15% mehr Füllvolumen.
Auch im weiteren Verarbeitungsverlauf lässt sich der Beutel zuverlässig liegend fördern, platzsparend „schindeln“ und automatisiert in Umkartons verpacken.
Vierrand-Siegelbeutel
Der Vierrand-Siegelbeutel ist gegenüber dem ähnlichen Dreirand-Siegelbeutel durch den komplett umlaufenden Rand optisch etwas ansprechender. Ein weiterer Vorteil ist die geringstmögliche Neigung zu Kapillarleckagen an der Ecke Längssiegelnaht/Bodenfalte. An dieser Stelle könnten Folien mit schwacher Hot-Tack-Eigenschaft in Verbindung mit hoher Rückstellkraft (beispielsweise aus starker PET-Außenschicht) mit dem Lösen der Siegelwerkzeuge einen Leckagekanal bilden.
Besonders hoch beanspruchte Sachetbeutel beispielsweise für Kosmetikproben in Print-Magazinen werden deshalb mit umlaufender Siegelnaht ausgestattet. Neben regelmäßig viereckigen Beuteln können diese natürlich auch beliebig konturiert sein.
Bodenfaltbeutel
Bodenfaltbeutel bieten das gleiche vergrößerte Volumen wie Standbodenbeutel, sind aber deutlich einfacher herzustellen. Ihre Standfähigkeit ist wegen der undefinierten Bodenform im entfalteten Zustand nicht besonders gut. Häufig wird diese Beutelform eingesetzt bei Tütensuppen mit großen Nudelstücken, Trockenfrüchten oder allgemein bei schüttfähigen Produkten in kleinformatigen Beuteln, welche im Regal durch ein Tray für die aufrechte Präsentation abgestützt werden.
Die eingezogene Bodenfalte führt zu einem Sprung von zwei auf vier Folienlagen in der Längssiegelnaht, welche dementsprechend sicher ausgeführt werden muss, z.B. durch silikonierte Siegelbacken und ausreichend dicke Siegellagen der Folie. Die beiden Folienfalze an der Unterkante der Bodenfalte können analog zu Vierrand-Siegelbeuteln übergesiegelt werden, wodurch sich das Beutelvolumen geringfügig verkleinert.
Doypack
Standbodenbeutel in der Art des 1962 von den Brüdern Léon und Louis Doyen zum Patent angemeldeten „Doypack“ gehören zu den am weitesten verbreiteten Beutelformen, welche sich auf HFFS-Maschinen herstellen lassen. Durch die spezifisch gesiegelte Bodenkontur und die Fixierung der beiden Bodenfalten an den Außenkanten entsteht ein relativ standfester Boden, welcher den Beutel auch bei Flüssigkeitsfüllung eigenstabil stehen lässt.
Der Doypack eignet sich für beliebige Füllgüter, lässt sich mit Zippern, Ausgießern, Grifflöchern und anderen Extras ausstatten und ist für große und kleine Füllmengen gleichermaßen gut geeignet.
Standbodenbeutel mit Cornerspout
Als wiederverschließbares großvolumiges Behältnis für Flüssigkeiten und rieselfähige Produkte konkurriert der Standbodenbeutel mit Cornerspout direkt mit Kunststoffflaschen, wobei ihm das verringerte Abfallvolumen durchaus einen Vorteil verschafft. Als besonders geeignet erweist sich der Beutel, falls er nur wenige Male, z.B. zum Nachfüllen, verwendet wird, da er in der Handhabung stets beide Hände benötigt.
Der diagonal in einer Ecke angebrachte Ausgießer ermöglicht die Beutelfüllung durch die verbliebene Kopfnaht, wobei der Füllpegel durchaus den Spout erreichen kann. Zu beachten ist der Höhenversatz der Beutelhaltezangen, welche den Beutel knapp unterhalb des Spouts und unterhalb der Kopfnaht auf der gegenüberliegenden Seite halten. Dadurch ergibt sich in der Regel ein erhöhter Formatwechselaufwand, wenn beispielsweise Beutel ohne Spout auf der gleichen Maschine gefahren werden.
Auf der Maschinenseite erfordert das Spouteinsetzen, Füllen und Verschließen doppelt so viele Prozessschritte wie bei einem Beutel ohne Spout.
Standbodenbeutel mit Centerspout
Prinzipiell kann der Standbodenbeutel mit Centerspout vor dem Spouteinsetzen oder auch durch den schon eingesiegelten Spout befüllt werden. Letzteres hat den Vorteil, dass kein Produkt in die Siegelnaht gelangen und der Beutel ohne Totvolumen befüllt werden kann. Allerdings erfordert diese Methode eine zusätzliche Kappenzuführung und –verschraubung, nutzt nur eine kleine Füllöffnung und birgt die Gefahr von Produktanhaftungen an der Spoutmündung. Aus diesen Gründen wird in HFFS-Maschinen das Spouteinsetzen nach der Befüllung bevorzugt.
Standbodenbeutel mit Zipper
Beutel mit Zipper als Wiederverschluss lassen sich auf HFFS-Maschinen einfach herstellen, da das Zipperprofil leicht über dem Faltkeil zugeführt werden kann und kontinuierlich mitläuft. Gute Siegeleigenschaften und geringe Grammatur des Zippers vorausgesetzt, lassen sich kurze Taktzyklen realisieren. Abhängig von Beutelmaterial, Beutelgröße, Produkt, Herstellungsprozess, Gebrauchs- und Recyclingeigenschaften bietet der Markt eine Vielzahl von besonders zugeschnittenen Zipperprofilen an. Werden Beutel ohne Standboden mit Zippern ausgestattet, bietet sich auf HFFS-Maschinen die Füllung über den Beutelboden an, da hierzu das Zipperprofil nicht geöffnet werden muss und somit auch nicht mit Produkt in Berührung kommt.
Doppelbeutel nebeneinander
Für viele Produkte lässt sich mit Doppelbeuteln ein Mehrwert kreieren. Sei es für zweistufige Körperpflegeanwendungen, Instantpulver mit Topping oder einfach für Snacks zum Teilen, Kombinationen eröffnen exponentielles Neuheitenpotential. Doppelbeutel sind auf HFFS-Maschinen relativ einfach herzustellen, wobei die Kammern durchaus asymmetrisch aufgeteilt sein können. Im Füll- und Verschließteil der Maschine werden sie wie ein Einzelbeutel an den Außenkanten gehalten. Zusätzlich sorgt eine Halterung an der Trennnaht dafür, dass beim Zusammenfahren der Greifer beide Beutelkammern geöffnet werden. Die Befüllung kann für beide Kammern auf derselben Station erfolgen, häufig geschieht dies aber aus Platzgründen an zwei Stationen.
Optional lässt sich die Trennnaht im Beutelherstellteil perforieren, falls eine Trennung der Beutel zur Anwendung gehört.
Doppelbeutel untereinander
Als Fertigbeutel ist dieser nicht vom horizontal geteilten Doppelbeutel zu unterscheiden. Die Fertigung in dieser um 90° gedrehten Position auf einer HFFS-Maschine kann aber unter bestimmten Voraussetzungen vorteilhaft sein. Hier erfolgt die Füllung der unteren Kammer schon im Beutelherstellteil, das Füllgut darf deshalb nicht allzu voluminös sein. Die Längssiegelnähte laufen auch zunächst nicht bis zur Oberkante durch, um die „Beutelöffnung“ durch ein feststehendes Schiffchen zu ermöglichen. Im eigentlichen Füll- und Verschließteil der Maschine kann nun die obere Kammer durch eine besonders breite Öffnung befüllt werden und der gesamte Beutel wird analog einem Einzelbeutel behandelt. Insbesondere sind so auch leicht mehrbahnige Auslegungen der Maschine zur Leistungssteigerung möglich.
Teilkonturbeutel
Allgemein bieten Konturbeutel ein großes Unterscheidungspotential. Neben der erforderlichen Konturstanze sind entsprechend angepasste Siegelwerkzeuge erforderlich. Beim Design sollte auf nicht zu starke Volumenreduzierung und eine ausreichend große Befüllöffnung geachtet werden.
Beim Teilkonturbeutel werden lediglich einzelne Bereiche im Beutelherstellteil weggestanzt, wobei jedoch noch ein ausreichender seitlicher Zusammenhalt der Beutel für den Vorzug der gesamten Folienbahn erhalten bleibt. Die Beutel werden wie üblich mit einem Trennmesser vereinzelt. Mehrbahnige Auslegungen sind ohne weiteres möglich.
Vollkonturbeutel
Beliebige Beutelkonturen lassen sich mit Stanzen erzeugen, welche anstelle des Trennmessers am Ende des Beutelherstellteils eingesetzt werden. Aufgrund der Raumausdehnung der Stanze erfolgt die Beutelübergabe in den Füll- und Verschließteil der Maschine deshalb in einer zusammengesetzten Bewegung um die Stanze herum. Vollkonturmaschinen sind aus diesem Grund in der Taktleistung begrenzt und einbahnig ausgeführt, was allerdings bei den meisten Anwendungen keine Rolle spielt.
Verschnittfreie Beutelkonturen sind prinzipiell mit speziell geformten Trennmessern möglich, allerdings ist die Konturgestaltung beschränkt auf einfache Formen und erzeugt keine achsensymmetrischen Beutel.
Blockbodenbeutel
Dieser Beutel ist ein Standbodenbeutel mit 45°-Bodenkontur, dem die versiegelten Ecken entfernt wurden. Aus diesem Grund sind auch die typischen Standboden-Fixierungslöcher nicht erforderlich. Ohne die Fixierungsecken formt sich der Standboden etwas stärker viereckig aus, wird weniger hexagonal und das typische „Kippeln“ durch die stets tiefer stehende Seitenfixierung bei Standbodenbeuteln entfällt. Beispielsweise verwendet die Firma Ecolean AB bei allen ihren Beuteln diese Bodengestaltung.
Taschenbeutel
Taschenbeutel bieten einen überlappenden Folienteil als Wiederverschlusselement. In dieser Überlappung befindet in der Regel ein Haftstreifen, der ein einfaches mehrmaliges Öffnen und Verschließen ermöglicht. Auf einer HFFS-Maschine wird ein solcher Beutel erzeugt, indem im Beutelherstellteil der überlappende Folienstreifen am Beutel fixiert und nach der Befüllung mit der Kopfnaht verbunden wird. Erfolgt die Füllung über den Beutelboden (nicht möglich bei Standbodenbeuteln) so kann die Folienüberlappung auch durch einfaches Umschlagen der Folie erzeugt werden, d.h. ohne separierten Folienstreifen. Um einen hermetisch dichten Fertigbeutel zu erzeugen, ist eine peelfähige Versiegelung zwischen Innenseite der überlappenden Folie und Außenseite des Beutels erforderlich, was mit sog. frontsiegelfähiger Folie erzielt wird.
Beutel mit Aroma-Ventil
Für bestimmte Anwendungen können flache Applikationen auch in die Beutelwand eingebracht werden wie dies z.B. bei Aromaventilen für Kaffeebohnenbeutel der Fall ist. Das Aromaventil wird in der Maschine noch vor dem Faltkeil lagegenau über den ausgestanzten Belüftungslöchern der Folie platziert und per Ultraschall mit der Folie verbunden. Im Faltkeil befindet sich an definierter Stelle eine Ausnehmung, so dass die Folie faltenfrei laufen kann. In der Regel sind solche Beutel mit einem Zipper als Wiederverschluss ausgestattet.
Bag-on-Valve
Produkte wie Rasierschaum oder Haarfärbemittel in Sprayflaschen dürfen u.U. nicht mit dem Treibgas oder weiteren Produktkomponenten in Berührung kommen. Aus diesem Grund befindet sich das Produkt innerhalb der Sprayflasche in einem sogenannten Bag-on-Valve-Beutel, an dessen druckfeste Versiegelung besonders im Bereich des Einschweißteils mit dem Steigröhrchen hohe Anforderungen gestellt werden. Der Beutel wird zunächst als Leerbeutel aufgerollt und mit dem aufgesetzten Ventil in die Flasche gesetzt. Beim Befüllen entfaltet sich der Beutel und legt sich an die Innenwand der Flasche an. Mit entsprechenden Ventilköpfen sind auch Zweibeutelsysteme als Bog-on-Valve-Beutel herstellbar.
Die Beutelformen im Detail – Vertikale Schlauchbeutelmaschinen
Flachbeutel
Der Flachbeutel mit mittiger Längsnaht ist der einfachste Beutel, der auf vertikalen Schlauchbeutelmaschinen produziert wird und damit auch am weitesten verbreitet. Die Längsnaht kann dabei als umgelegte Finnnaht oder als Überlappnaht mit frontsiegelfähiger Folie ausgeführt werden. Durch die einfachen Siegelwerkzeuge und die symmetrische Folienführung in der Maschine ist der Herstellprozess vergleichsweise robust.
Seitenfaltbeutel
Durch die an den Seiten nach innen eingezogene Folie formt sich der Seitenfaltbeutel besser in der Tiefe aus als der Flachbeutel. Erreicht wird dieser Folieneinzug durch dreieckige Einstichbleche kurz über der Quersiegelung, welche sich im Maschinentakt nach innen bewegen. In der Quersiegelnaht ist die Folie daher im Außenbereich vierlagig gelegt.
Blockbodenbeutel
Der Blockbodenbeutel entsteht aus einem Seitenfaltbeutel durch Umlegen der Bodenquernaht, so dass sich ein standfester, winklig ausgeformter Boden ergibt. Durch die Standfähigkeit und das gute Oberfläche/Volumen-Verhältnis ist der Blockbodenbeutel eine besonders rationelle Folienverpackung.
Quadroseal/Stabilpackbeutel
Die vier Längssiegelungen der Beutelkanten verleihen dem Quadroseal- oder Stabilpackbeutel gegenüber dem Blockbodenbeutel zusätzliche Formstabilität. In der Herstellung sind für diesen Beuteltyp vier zurätzliche Siegelbackenpaare am Formatrohr erforderlich.
Dreirand-Siegelbeutel
Die Herstellung eines Siegelrandbeutels auf einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine erfordert eine um 90° gedrehte Quersiegelung. In der Regel wird diese deshalb pneumatisch betätigt. Durch den Entfall der mittigen Längsnaht im Vergleich zum Standard-Flachbeutel lässt sich beim Siegelrandbeutel sowohl die Vorder- als auch Rückseite ansatzlos bedrucken und es entfällt die Folienaufdopplung an der Überlagerung von Längs- und Quernaht.
Vierrand-Siegelbeutel
Durch die Vierseiten-Symmetrie ist dieser Beutel optisch ein wenig ansprechender als der Dreirand-Siegelbeutel. Des weiteren besitzt er diesem gegenüber eine geringere Neigung zur Kapillarbildung in der Ecke Siegelnaht/Falz, allerdings verfügt er auch über ein etwas geringeren Füllvolumen.
Pseudodoypack
Vom Original-Doypack unterscheidet sich der auf einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine hergestellte „fixierte Bodenfaltbeutel“ durch den Entfall der Bodenkonturnaht und der seitlichen Innenlagen-Fixierung am Rand der Bodenfalte. Beide Klappen der Bodenfalte werden beim Pseudodoypack oberflächlich aneinander gesiegelt und erfordern deshalb eine frontsiegelfähige Folie. In den meisten Fällen wird dieser Beutel auch auf einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine mit einem Zipper ausgestattet, welcher linear mit dem Folienlauf eingesiegelt wird. Da der Pseudodoypack in der Maschine seitlich ausgerichtet ist, kann bei schlecht fließendem Produkt nur ein geringer Füllungsgrad erreicht werden.
Pyramidenbeutel
Als Getränkebeutel oder auch hochwertiger Teebeutel aus Polyamid-Netzmaterial ist der Pyramidenbeutel weit verbreitet. Vom Herstellprinzip ist dieser Beutel eng verwandt mit dem Standard-Flachbeutel, allerdings wird die Quersiegelung in jedem Schritt in der Maschine um 90° gedreht.
Taschenbeutel
Ähnlich wie der Pseudodoypack läuft der Taschenbeutel im Herstellprozess querliegend durch die Schlauchbeutelmaschine und wird durch eine offene Seitennaht befüllt. Den Wiederverschluss bilden ein linear eingearbeiteter Klebestreifen und eine überlappende Folienklappe. Zur Herstellung eines Taschenbeutels wird frontsiegelfähige Folie benötigt, um einen hermetisch dichten Originalitätsverschluss zu ermöglichen. Vom ähnlichen Taschenbeutel einer HFFS-Maschine unterscheidet diesen Beutel die gefaltete und nicht angesiegelte Oberkante.
Kettenbeutel
Kettenbeutel entstehen auf einer Schlauchbeutelmaschine durch einfaches Deaktivieren des Trennschnittes in den Siegelbacken. Stattdessen wird häufig eine Perforation eingebracht. Häufige Anwendungen für Kettenbeutel sind z.B. Einzeldosisbeutel für Waschmittel und Süßigkeiten, welche erst beim Einzelhändler in beliebiger Stückzahl für den Endkunden abgetrennt werden oder auch Beilegebeutel in industriellen Anwendungen für Sauerstoff- oder Feuchtigkeitsabsorber, wobei die Beutelkette von Spenderautomaten abgerollt und abgetrennt wird.
Die Beutelformen im Detail – Horizontale Schlauchbeutelmaschinen
Flachbeutel
Fertigungstechnisch ist auf Flowpackern der Flachbeutel mit zentraler Finnnaht am einfachsten herzustellen. Häufig wird aus Gründen der Fertigungsergonomie in der Maschine die Folie von oben zugeführt, so dass die Längsnaht unten zu liegen kommt. Im umgekehrten Fall liegt die Längssiegeleinrichtung oben, was eine leichtere Überprüfung der Längsnahtqualität zulässt und dem Risiko von Nahtkontaminationen aus Produktresten vorbeugt. Seitlich versetzte Längsnähte oder Überlappnähte bei frontsiegelfähiger Folie sind ebenfalls möglich.
Seitenfaltbeutel
Um die Quersiegelnähte nicht unnötig weit über den Beutelrand hinausragen zu lassen, können die Beutelseiten mittels Einstichschwertern vor der Siegelbacke eingezogen werden. Formstabile, quaderförmige Produkte eignen sich ideal für diesen Beuteltyp.
Beutel mit eingesetztem Klappenverschluss
Auf der nahtabgewandten Seite lassen sich flache Wiederverschluss-Applikationen in die Folie einsiegeln. Dies kann z.B. bei Feuchttüchern ein bequemes Öffnen und Schließen bei gleichzeitig guter Feuchtigkeitssperre ermöglichen. Einfachere Wiederverschlüsse bestehen aus einer eingestanzten Folienöffnung und einem Haftetikett für wiederholtes Öffnen und Schließen. Hierbei ist auf gute Weiterreißfestigkeit der Folie zu achten.
Beutel mit Crossweb-Zipper
Zipperbeutel können auf Schlauchbeutelmaschinen (vertikal und horizontal) hergestellt werden, indem Zipperabschnitte quer zur Folienlaufrichtung (crossweb) auf die Folie gesiegelt werden, bevor diese über die Formschulter bzw. den Formatkasten läuft. Hierfür eignen sich sog. Dreiflankenzipper, wobei die dritte Flanke ausschließlich zum Fixieren des Zipperabschnitts auf der bewegten Folie dient. Der gegenüberliegende Teil des Zippers ist über das Verschlussprofil eingeclipst. Beide Zipperteile werden endgültig in der Quersiegelstation mit den entsprechenden Folienseiten verbunden. Häufig werden die äußeren Enden des Zippers miteinander über Ultraschallsiegelpunkte verbunden, um das spätere Wiederverschließen zu erleichtern.
Die Beutelformen im Detail – Stickpackmaschinen
Einfacher Stickpack
Die Stickpackform mit geraden Quersiegelnähten und mittiger Längsnaht wird bei einfach aufreißbaren Zuckersticks o.ä. verwendet. Durch die symmetrische Nahtanordnung ist die Folien- und Beutelführung in der Herstellung besonders einfach beherrschbar. Die Form eignet sich für alle Anwendungen, bei denen auf eine Aufreißhilfe verzichtet werden kann und keine Dosierhilfe in Form einer verengten Öffnung benötigt wird.
Tearnotch für Pulver
Möchte man einen Pulver-Stickpack mit einer Aufreißhilfe versehen, so sollte diese in einem kurzen erweiterten Siegelnahtbereich liegen. Dadurch wird beim Aufreißen eine weite Öffnung erzeugt, durch welche man das Pulver bequem herausrieseln lassen kann. Wichtig ist die Orientierung der Nahtfinne zur abgewandten Seite der Aufreißhilfe.
Tearnotch für Fluid
Flüssigkeitsgefüllte Stickpacks benötigen in der Regel nur eine kleine Öffnung zur kontrollierten Dosierung des Inhalts. Hierzu wird die Siegelnaht größtenteils breit ausgeführt.
Versetzte Längsnaht
Eine zur Seite versetzte Längsnaht gibt dem Stickpack ein wenig die Anmutung eines flachen Sachets. So stehen auf Vorder- und Rückseite größere Zusammenhängende Flächen für die Bedruckung zur Verfügung. Im Stickpacker wird eine solche Form erzeugt, indem die Beutel bei ansonsten symmetrischer Folienführung seitlich orientiert durch die Quersiegelung laufen. Alternativ dazu können auch spezielle Formschultern in der Folienführung verwendet werden.
Kontursiegelung und versetzte Längsnaht
Kontursiegelungen und entsprechende Stanzungen werden häufig in Form eines Flaschenverschlusses oder Aufhängers ausgeführt. Für eine ansprechende Optik sorgt darüber hinaus eine versetzte Längsnaht. Bei entsprechender Formgebung lassen sich auf diese Weise sogar wiederverschließbare Stickpacks erzeugen, indem ein Abreißteil passend zur erzeugten Öffnung ausgeführt wird, oder eine Umfalzung des Dosierkanals durch eine Stecklasche fixiert wird.
