SE444660B - Forfarande och anordning for forstreckning av forpackningsfilm - Google Patents

Description

. âfif a i» i 5191- .r (ß, 20 30 35 40 rsfnsss-o _ 2 åarean. Den kraft som åtgår för denna kallsträckning av sträckfilmen till en bestående förlängning är till en början proportionell mot sträckfilmsmaterialets flytgräns och ökar därpå gradvis allt efter graden av försträckning.

Om man vid pålindningen av sådan försträckt sträckfilm bibehåller större delen av den kraft som använts i försträckningsmomentet, uppnås en kraft per den nya tvärsnittsarean som sammanhåller godsen- heterna med betydligt högre filmspänning än om sträckfilmen inte hade försträckts. Detta utnyttjas sedan flera år inom sträckfilmsförpacknings-É tekniken antingen till att minska materialåtgången eller att förbättra. Ésammanhåüningen av godsenheterna utan ökad materialförbrukning.

Det ovan beskrivna sättet och anordningen, att försträcka sträckfilm med kontrollerad breddminskning, bygger på att den termoplastiska sträckfilmen tvingas töja sig i kallt tillstånd mellan det mycket korta avståndet från filmens sista tangeringspunkt på en vals till den första tangeringspunkten på intilliggande vals som drivs med en betydligt större periferihastighet än den först nämnda. Genom att filmen dels är självklibbande eller har hög friktion genom hög glansighet och omsluter nämnda valsar med oftast mer än halva dess .omkrets, koncentreras accelerationen och försträckningen till den delen av filmen som spänner fritt mellan tangeringspunkterna.

Försträckning enligt denna allmänt kända teknik; utgör emellertid ben enormt stor påfrestning för sträckfilmerna och långt ifrån alla material klarar denna ryckiga belastning utan att gå av. Minsta brottanvisning i form av kantskada eller någon osmält partikel i “sträckfilmen slår ut även de mest avancerade materialen, som framta- gits speciellt för att kunna försträckas. De på marknaden hittills förekommande försträckningsaggregaten har därför inte kunnat utnyttjas med avseende på maximal försträckningskapacitet kring 300% utan A snarare runt 150% i praktiskt bruk.

KÅRÅKTERISERING AV UPPFINNINGEN Förfarandet utgår från den förut kända tekniken som framgår av det bilagda patentkravets 1 ingress och utmärkes därvid av att sträckfilmen - bringas till breddkontrollerad försträckning i ett separat försträck- ningsaggregat genom att i ett första steg försträckas måttligt med oo och con OI: ann 00 OGI 00 I c O 0 c 0 c 0 0 8501555-0 hänsyn till kallsträckningsmomentet, och omedelbart, efter ett ytterst kort vilomoment, därpå försträckas intensivt i ett andra steg genom utnyttjande av den från första steget alstrade värmen i filmen.

Kraftomvandlingen till värme sker'momentant under försträckningsmomentet men dock först efter att så stor kraft applicerats att filmmateriaïayg flytgräns öwflskridits och molekylerna kallflyter genom töjningsförloppet till bestående deformation. Det oerhört snabba första försträcknings~ 'momentet i kallt tillstånd utgör därför det största hotet mot filmen men kan genom förfarandet enligt denna uppfinning hållas på en måttlig nivå inför det efterkommande i tensiva försträckningsmomentet i steg två, som tvärt emot, genom väšëalstringen kan tillåtas ge sträckfilmen en slutlig försträckningsgrad långt över alla tidigare kända teoretiska och praktiska nivåer. Genom förhöjd temperatur i filmen, omedelbart före det intensiva försträckningsmomentet i steg två, får filmen både större elasticitet och betydligt reducerad flytgränsnivå, vilket gör filmen smidigare och mer okänslig för det plötsliga och mycket mer intensiva töjningsrycket andra gången.

En annan betydelsefull faktor som ytterligare karakteriserar förfarandet enligt denna uppfiinning är att dela upp försträckningsmomentet i två separata steg varigenom den för sammanlagda försträckningsgraden er- forderliga tiden och erforderliga fria spännvidden mellan tangerings~ punkterna mer än fördubblas utan att breddminskningen ökas. Accelera- tionsmomenten i de två individuella försträckningsstegen kan därigenom hållas väsentligt lägre, och inte ens sammanräknade uppnå den accelera- tion som kan räknas fram vid konventionell försträckning i ett steg.

Den uppfinningsenliga anordningenutgår från en anordningav den art som framgår av det bilagda anordningskravets ingress, och utmärkes i huvudsak av att valssystemet för de båda försträckningsmomenten utgöres av odrivna valsar, varav alltid den ena av de båda yttre valsarna, med valbart mekaniskt utväxlingsförhållande, överför en bestämd konstant rotationsrörelse till den andra yttre valsen, och att mellan och vid sidan av dessa båda yttre valsar en helt frirullande tredje vals är så placerad att sträckfilmen får största möjliga omslutning Och kontakt med samtliga tre valsar i systemet, samtidigt som avstånden mellan de närmast varandra liggande tangeringspunkterna vals/film är så kort att största möjliga breddminskningskontroll kan v! QIO QIO I!! 000 IQ al! Il I 0 I 0 I 0 l I n n n . _ 10 15 20 30 35 10 uppnås.

Ytterligare kännetecknande för anordningen enligt denna uppfinning är att de båda yttre valsarna alltid roterar åt samma håll genom u ~ A den mekaniska rotationsöverföringen, och att stratkfilmsbanans drivning skor från separat motordiiven vals omedelbart efter valssystemet rör de båda lorstiackningsstogen, sa anordnat med banspänningsreglcrande fjädrande avkänningsvals som styr steglöst valbart varvtal på driv- valsen, att under pålindning på last, den försträckta filmen matas ut ur försträckningsanordningen jämt och kontinuerligt under bibe- hållande av den utvalda filmspänningen gentemot lasten under hela pålindnin soperationen . 9 De i valssystemet ingående försträckningsvalsarna som roterar åt samma håll, genom den mekaniska rörelseöverföringen, kan med fördel ges olika diametrar, så att ett större antal alternativa utväxlingsför- hållanden med avseende på valsarnas inbördes periferihastighet kan erhållas med ett fåtal kuggdrev och en gemensam kuggrem, men utgör ingen förutsättning för förfarandets genomförande eller anordningens utförande enligt denna uppfinning.

Uppfinningen definieras i de bilagda patentkraven.

Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas i anslutning till icke begränsande exempel på ett förfarande i försträckningsanordningen, i anslutning till bifogade ritning.

RITNING Figur 1 visar schematiskt en vertikalvy av en försträckningsanordning enligt uppfinningen, inklusive erforderlig förrådsrulle med sträckfilm och vridbord med last för pålindning. Figur 2A/B visar i ett diagram sträckfilmens hastighetsökning mätt över tiden, och jämför förfarandet och anordningen enligt denna uppfinning (A), med konventionell för- sträckning (B) till samma slutliga försträckningsgrad. Figur 3A/B visar sträckfilmens reella längdförändring som ett resultat av den stegvis ökade periferihastigheten över valsarna. A och B i figur 3 hänför sig till samma jämförelse som i figur 2 och båda figurerna beskrivs ytterligare i anslutning till nedanstående utföringsexempel.

ICQ Û. Ü Ü I I ooo on ' Ü Û Û Il Ile :It 100 III OI 0 Û ' Û n vara c o o o own to: Ino ' ...f _ ' . 9 0 O once 0:0: 0000 nous '4 'försträckningsvalsarna 1 och 2 spänner filmen fritt ett mycket kort UTröRINcsExEMPEL ..

På figur 1 visas ett valssystem varigenom löper en sträckfilmsbana från förrådsrullen 0, till den på vridbordet uppställda lasten 4.

Valssystemet utgöres av försträckningsvalsarna 1 och 3, samt den mellanliggande frirullande valsen Zl För ordentlig anliggning runt vals 1, tvingas filmbanan av vals 9 till ökad omslutning. Valsarna 1 och 3 rullar alltid åt samma håll med hjälp av kuggdreven 5 och kuggremmen 6. Filmbanan drivs av vals 7 och får startimpuls av en fjäderbelastad banspänningsvals 8.

Eümbanan försträckes i flera steg med början omedelbart efter av- rullningen 10 från förrådsrullen, som är friktionsbromsad 14. Mellan avstånd 11, och likaså mellan försträckningsvalsarna 2 och 3 i avstån- det 12 mellan filmens tangeringspunkter. I det betydligt längre avståndet 13 från anordningen fram till lasten bestäms försträckningen É av den hastighet lasten roterar med på vridbordet 15. 1» Förfarandet enligt uppfinningen framgår av utföringsexemplet i figurerna M 2A och 3A, och kan jämföras med det konventionella förfarandet enligt figurerna 2B och 3B.

På figur 2A beskrivs i diagramform sträckfilmens acceleration (hastighets förändring/tidsenhet) vid kontinuerlig försträckning till sammmanlagt 300%.ï%örrådsrullen bromsas mekaniskt till en periferihastighet av V0 (i exemplet 20 m/min) medan vridbordet med lasten ger en pålind- ningshastighet av V4 (80 m/min). Ä_*¶ ' É I valssystemet för anordningen enligt denna uppfinning ställes hastig- heten på drivvalsen in efter önskad pålindningskraft, varpå hastigheten V3 blir konstant.

Sträckfilmens stora återfjädringsegenskap gör att pålindningskraften g vanligen blir för stor om hastigheten V4 är lika med eller större än V3. Vanligast är därför att V4 är något lägre än V3 (i detta exempel 7% lägre vid V3 = 86 m/min).

Genom kuggdrev och kuggrem står de båda försträckningsvalsarna i ett fast utvalt varvtalsförhållande till varandra, vilket tillsammans med valsarnas respektive diametrar ger en konstant periferihastighet co nu: nu: Ica 0 n 0 n 0 n u 0 lin II: 000 ...v 5 .i- 3 4.» . *wav 10 15 20 v» - w .gšfrflglv 25 30 35 40 8501555-0 V1 på första försträckningsvalsen (i exemplet valt till ca 28 m/min).

Hastigheten V2 över den frirullande valsen i valssystemet, uppkommer genom sträckfilmens omslutning och är beroende av den töjning som sker i filmen mellan V3 och V2. Den frirullande valsen gör att töj- ningskraften för filmens acceleration mellan V1 och V2 blir lika med den mellan V2 och V3, vilket tillsammans med filmens uppehållstid över denna vals utan acceleration samt den från första töjningssteget frigjorda värmen till filmen, har en avgörande betydelse för förfarandet enligt denna uppfinning.

'Hastigheten V2 på den frirullande valsen är därför svår att förut- (bestämma då den i första hand är beroende inom vilket hastighets- intervall man valt för V3 och V1 genom inställningen av hastigheten på drivvalsen, och i andra hand beroende på sträckningskarakteristiken hos den speciella sträckfilmen vid så snabba töjningsförlopp. Under konstanta provningsförhållanden kan därför hastigheten V2 även utgöra ett mått på sträckfilmens sträckegenskap.

I detta utföringsexempel har valts hastigheten V2 = 49 m/min, som utgör 75% hastighetsökning från-V1 = 28 och samtidigt kräver ytterligare 75% hastighetsökning för att komma upp till V3 = 86 m/min.~Dessa båda procentuellt lika stora töjningssteg återfinns vid praktiska tillämp- ningar hos vissa sträckfilmsmaterial och har därför full relevans i Å detta utföringsexempel. #31 Figur 2A beskriver således med heldragen linje kurvan för förfarandet enligt denna uppfinning, där sträckfilmen accelererar långsamt mellan förrådsrulle och valssystem men sedan accelererar mycket snabbt i det första steget, för att därpå plana ut med konstant hastighet 49 m/min under ett kort tidsmoment då filmen löper med över den frirullande valsen, och därpå medan filmen ännu är varm från första steget på nytt accelererar mycket snabbt i ett andra töjningsmoment innan den med svag retardation pålindas lasten. De olika momenten längs tidaxeln i diagrammet korresponderar ungefärligen med sträckfilmens förffyttning genom valssystemen inritade omedelbart under diagrammet.

Figur ÉB beskriver motsvarande förlopp för en sträckfilm vid ett konventionellt förfarande där det kritiska accelerationsmomentet utföres i ett enda stort steg, från kall film under ett ytterst II Ino III Ota II; o! 000 II u n n 0 o I I I 0 O I I :III I o I 0 o I 0 I un. ... ... _ - - - O O C 1O pip' 15 20 30 35 40 _filmen tvingas till i varmt tillstånd.

I 'av ett enda stort töjningsryck i kall film över ett mycket kort avstånd 8501555-0 kort tidsmoment utan någon som helst vilofas under tiden.

På figur 3A har den procentuella längdökningen steg för steg markerats med diagonalstreckade och prickmarkerade fält. Från V1 till V2 sker i detta utföringsexempel en procentuell längdökning med 75% och ytterligare 75% tillkommer i steget V2 till V3; Den relativa längd- ökningen för filmen blir dock klart mycket större i det senare steget som här prickmarkerats då det samtidigt utgör den längdförändring som Att värme verkligen utvecklas och kommer filmen till del inför det större töjningsmomentet i andra steget bevisas genom att hastigheten å V2 ' medelvärdet av V1 och V3. Till detta kommer dessutom det vilomoment ¿ där den från första kalla steget uppnådda töjningskraften hinner relaxera till en något lägre kraft inför nästa moment. Eftersom den snabbt ställer in sig på en nivå klart lägre än det matematiska ; frirullande valsen fördelar töjningskrafterna lika i de båda accelera- tionsområdena omedelbart efter startmomentet, hinner filmen sträckas ut betydligt mer i steg två än i steg ett, innan töjningskraften är uppe vid samma nivå igen som den nådde i första steget, och förklarar därigenom de olika relativa längdökningar som automatiskt uppkommer.

På figur 3B framgår att man med konventionell försträckningsteknik kan nå lika hög försträckningsgrad (300%), men detta på bekostnad och under ett mycket kort tidsmoment. Detta begränsar metodens prak~ tiska tillämpbarhet och utesluter många sträckfilmstyper samt förhindrar möjligheten att nå den optimala förpackningsekonomin. Med förfarandet enligt denna uppfinning nås nya möjligheter att med flertalet av på . g marknaden förekommande sträckfilmstyper ytterligare öka försträcknings- ö graden och reducera materialåtgången utan avkall på sammanhållnings- kraften. cs oc: non Ola non al oc. Ia - 0 0 I o i | 0 0 0 0 I _ I I IIIOI _ I I I I n n n l

Claims (2)

1. ...v 10 'Év/:ff 15 20 30 35 8501555-0 PATENTANSPRÅK k 1) Förfarande för kontinuerlig försträckning av förpackningsfilm, s k sträckfilm (10), som avrullas från bromsad förrådsrulle, och efter breddkontrollerad försträckning mellan tätt ställda fiërsträck- ningsvalsar pålindas med en bestämd kraft runt en, på vridbord (15) uppställd last (4) avgodsenheter för total sammanhållning av lasten med största möjliga kraft till lägsta möjliga sträckfilmsåtgång, k ä n n e t e c k n a t a v att sträckfilmens huvudsakliga försträckning, genom acceleration i mekaniskt valssystem, genomföras i två snabbt på varandra följande, men från varandra klart avgränsade töjningssteg (11, 12) inom vilka töjningsområden sträckfilmen utsättas för lika stor töjningskraft i första steget (11) som i andra steget (12) och att töjningskraften dessemellan momentant sänkes så mycket att töjningen i filmen kort- varigt avbrytas, dock ej under längre tidsmoment än att den, genom kraftomvandling från första steget, alstrade värmen i filmen, under- lättar töjningen i andra steget (12) och alltid medger en verklig längdökning i filmen väsentligen överstigande den med motsvarande töjningskraft uppnådda längdökningen i filmens första töjningssteg (11).

2. ) Anordning för kontinuerlig försträckning av förpackningsfilm, s k sträckfilm (10), som avrullas från bromsad förrådsrulle, och efter breddkontrollerad försträckning mellan tätt ställda försträck~ ningsvalsar pålindas med en bestämd kraft runt en, på vridbord (15) uppställd, last (4) av godsenheter för total sammanhållning av lasten ' , med största möjliga kraft till lägsta möjliga sträckfilmsåtgång, k ä n n e t e c'k n a d a v ¿ ett valssystem bestående av två med kuggdrev (5) försedda och kugg- 1 rem (6) förbundna försträckningsvalsar (1, 3) för likriktad rotations- rörelse och valbart utväxlingsförhållande mellan valsarnas inbördes | varvtal, och en mellan dessa valsar placerad odriven och frirullande É¿ vals (2), som genom sträckfilmens omslutning under passage genom ; valssystemet roterar åt motsatt håll gentemot försträckningsvalsarna, och helt självutjämnande, med avseende på töjningskraften i försträck- ningsområdena före (11) och efter (12) valsen, antar en periferi- hastighet som därvid alltid blir lägre än det matematiska medelvärdet av periferihastigheterna för de båda försträckningsvalsarna (1, 3), varvid filmens längdökning i steg två (12) alltid blir större än längdökningen i steg ett (11). 8501555-0 3) Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a V att drivvalsen (7) ligger utanför och efter valssystemet (1, 2, 3), för genommatning av filmen. 4) Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v att endera av de två med kuggdrev (5) och kuggrem (6) förbundna försträckningsvalsarna är motordriven för filmens framdrivning genom valssystemet. 5) Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v \ att både de i valssystemet ingående försträckningsvalsarna (1, 3) ioch den frirullande valsen (2) kan ha genomgående lika eller olika diametrar, dock kan den frirullande valsen (2) med fördel ha relativt stor diameter för ökad filmomslutning och därigenom längre uppehålls- tid och vilofas mellan de båda töjningsstegen (11, 12). J! bl! :OI bl! OQO nl Ilo IQ _? .f