Die Regale und Kühltheken in den Supermärkten sind randvoll gepackt mit Waren. Ein Weg, um in dieser bunten Vielfalt aufzufallen, sind attraktiv dekorierte Gebinde. Letztere lassen sich beispielsweise mit der Form-, Füll- und Verschließanlage FSL 70 erzeugen. Diese verbindet die Vorteile der bewährten FFS-Linien-Technik mit den Stärken des In-Mould-Labeling-Verfahrens.
Bernhard Rost
Das In-Mould-Labeling-Verfahren, kurz IML, ermöglicht auch beim Tiefziehen attraktive Dekorationen in den brillanten Farben des UV-Drucks und dies bei einer hochauflösenden Druckqualität. Zudem können Labels mit Barriereeigenschaften, zum Beispiel UV- oder Lichtschutz, verwendet werden, um der Verpackung zusätzliche Eigenschaften zu verleihen. Ein weiterer Vorteil ist, dass man durch die Verwendung des gleichen Materials für das Etikett Einstoffverpackungen erhält, was wiederum dem Umweltschutzgedanken Rechnung trägt. Darüber hinaus verbessert das Folienetikett die Seitenwandstabilität des Gebindes, so dass die Ausgangsfolienstärke für den Becher reduziert werden kann.
Bei den Form-, Füll- und Verschließanlagen der Baureihe FSL 70 werden die Vorteile der FFS-Linien-Technik mit denen des IML-Verfahrens kombiniert. Das Ergebnis ist eine Bechermaschine mit hoher Verfügbarkeit und Ausstoßleistung.
Vorgestanzte Etiketten
Die FSL 70 arbeitet mit vorgestanzten Etiketten, die einen Wechsel der Behälterdekore ohne Produktionsunterbrechung zulassen. Das bedruckte Etikett wird in das Formwerkzeug eingelegt und verbindet sich anschließend mit dem Bechermaterial zu einer Einstoffverpackung. Die Aktivierung der Labels erfolgt durch die gespeicherte Prozesswärme (Thermoformen). Da die Prozesskette durch die Inlinedekoration erheblich schlanker wird, sind Einsparungen bei den Logistikkosten möglich. Außerdem profitiert der Anwender vom schnellen Labelwechsel, weil er kurzfristig auf sich ändernde Marktsituationen reagieren kann.
Becher und Deckel werden von der Rolle verarbeitet. Für die Dekoration kommt lediglich eine Etikettiereinheit zur Form-, Füll- und Schließanlage hinzu. Die Becherfolie wird von der Rolle abgezogen, erwärmt und in der Formstation tiefgezogen. Dabei wird die Folie mechanisch vorgestreckt und dann mit steriler Druckluft ausgeformt. Über mehrere Takte erwärmen formgefräste Kontaktheizplatten die Folie stufenweise auf die optimale Formtemperatur. Nur die Oberflächen der zu verformenden Folie werden erhitzt, die dabei entstehenden unbeheizten Stege minimieren die Schrumpfung des Packungsbandes in Längs- und Querrichtung. Bei Maschinenstillstand entfernen sich die Heizplatten automatisch und verhindern auf diese Weise eine Überhitzung. In einem 16fach-Formwerkzeug findet die Becherformung mit Hilfe steriler Druckluft statt. Unterstützt wird sie von servomotorisch angetriebenen Vorstreckstempeln, wobei der Servoantrieb eine gleichmäßige Materialverteilung im Becher bewirkt.
Aufbringung der Etiketten
Das Formaggregat mit dem kurvengesteuerten Antriebssystem gewährleistet mit zwei Werkzeugunterteilen – bei optimierten Bewegungsabläufen – die geforderten Leistungsdaten. Dabei führt der Formtisch nicht nur Auf- und Abwärtsbewegungen aus, sondern kippt nach dem Formvorgang um 90° in die bzw. entgegen der Foliendurchlaufrichtung. In dieser Lage beschicken vier Dorne das Formwerkzeug mit Etiketten.
Die Etikettierstation entnimmt aus Stapelmagazinen vorbedruckte Labels. Diese werden mit Vakuumsaugern zuverlässig abgezogen, über Vorformen aufgerichtet, über Dorne der Becherform angepasst und in das gekippte Formwerkzeug der Form-, Füll- und Schließanlage eingesetzt. Danach wird der Becher – wie beim Thermoformverfahren üblich – in die Kavität hineingeformt. Das heißt: Formen und Etikettieren erfolgt in einem Arbeitsschritt. Die beidseitige Zuführung der Etiketten erlaubt Taktgeschwindigkeiten von ca. 30 Takten pro Minute. Das entspricht bei einer 16-Fach-Formatauslegung etwa 28 000 Bechern pro Stunde. Über eine Etikettenrückhaltung können die Schächte für eine mehrstündige Maschinenlaufzeit beschickt werden.
Ein Servoantrieb übernimmt den Transport des Packungsbandes innerhalb der Maschine. Da Letztere intermittierend arbeitet, muss sanft angefahren und weich abgebremst werden. Das verhindert eine Verschmutzung der Siegelränder durch das Füllgut. Des Weiteren stellen die geregelten Geschwindigkeitsabläufe eine produktangepasste Ausnutzung der möglichen Leistungen sicher und gewährleisten so eine hohe Verfügbarkeit des Gesamtsystems.
Ein Mehrfachgreifertransportsystem bietet optimale Sicherheit beim Transport des Packungsbandes durch die Maschine. Schmale, seitliche Folienränder (ca. 6 mm) gewährleisten, dass ohne zusätzlichen Packstoffverlust die Formatfläche der Maschine optimal genutzt werden kann.
Auch die branchenüblichen Hygieneanforderungen werden erfüllt: Die Ausformung der Becher erfolgt mit steriler Druckluft. Ferner ist die gesamte Füllstrecke bis zur Siegelstation während der Produktion mit steriler Luft überlagert.
Befüllung der Gebinde
Die Füller genügen den gängigen Anforderungen hinsichtlich Leistung, Funktion und Hygiene. Die Abfüllsysteme sind CIP-/SIP-fähig. Außerdem stehen unterschiedliche Entkeimungsverfahren zur Verfügung. Für einige Produkte sind auch Mehrfarbenabfüllungen möglich.
Die gefüllten Becher werden mit von oben zugeführter Deckelfolie verschlossen. Um den notwendigen Siegeldruck zu erreichen, fährt ein servoangetriebener Siegeltisch von unten an die Becherfolie. Während des Siegelvorgangs gleicht eine membranbetätigte Siegelelektrode geringe Dickenschwankungen aus. Eine hochdynamische Druckmarkensteuerung garantiert eine druckbildgenaue Bereitstellung der ebenfalls von der Rolle kommenden Siegelfolie.
Ein Durchfallschnittwerkzeug schneidet die fertig versiegelten Becher aus dem Folienband aus. Dabei erlaubt eine Viersäulenführung präzise Stanzungen bei hohen Stanzkräften.
Abfallfreies Anfahren
Die FFS-Anlagen der Baureihe FSL 70 sind mit einer Siemens-SPS ausgestattet. Sämtliche Anlagenkomponenten sind zu einer Gesamtanlage vernetzt. Besonderes Highlight ist die in der Grundausstattung enthaltene Anfahrautomatik. Sie ermöglicht ein abfallfreies Anfahren der Anlage nach jedem Stopp.
Der Anlagenfahrer gibt alle für den Produktionsprozess notwendigen Daten an einem Bedienfeld ein. Zur Kontrolle der laufenden Fertigung kann er auf alle wichtigen Maschinenparameter permanent zugreifen. Die Anzeige der Daten erfolgt im Soll-Ist-Vergleich.
dei 424
VDMA Fachverband Nahrungsmittelmaschinen und Verpackungsmaschinen
Deutsches Verpackungsinstitut e.V.
Ipack-Ima 2006
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