SE465218B - Vaermefoerseglingsback med reliefmoenstrad arbetsyta - Google Patents

Description

465 218 i; mottrycksorganet vanligtvis har en huvudsakligen plan arbetsyta.

Under en förseglingsoperation bringas de båda förseglingsorganen att röra sig i riktning mot varandra under successiv hopklämning av tuben till ett läge i vilket den mellan förseglingsorganen hopklämda tuben är tillplattad med insidornas termoplast- beläggningar anpressade mot varandra utmed en smal, tvärgående tubzon. I detta läge aktiveras förseglinsbacken så att värme överföres till eller alstras i de mot varandra anpressade termoplastbeläggningarna för att bringa dessa till ytsammansmältning med varandra under bildande av en mekaniskt varaktig, vätsketät tvärförsegling. Efter förseglingen rör sig förseglingsorganen från varandra samtidigt som tuben synkront framdrives en sträcka motsvarande en behållarlängd varefter den beskrivna flatpressnings- och förseglingsoperationen upprepas i det nya, frammatade tubläget.

Det är viktigt att uppvärmningen liksom det tryck med vilket förseglingsorganen hopklämmer tuben fördelas likformigt utmed hela den tilltänkta förseglingszonen för att erhålla en ur täthets- och styrkesynpunkt optimal förseglinsskarv. En sådan värme- och tryckfördelning är lätt att uppnå utmed förseglingszoner med enhetlig materialtjocklek, men problem uppkommer genast vid övergångar mellan områden med olika materialtjocklekar såsom vid korsningen mellan den längsgående överlappsskarven och den tvärgående flatpressade tubzonen. Inom detta korsningsområde innefattar den flatpressade tubzonen tre materiallager, medan övriga på ömse sidor om korsningen belägna tubzoner endast innefattar dubbla materiallager, och en transversell flatpressning av tuben medför att presstrycket blir högre inom korsningsomràdet än inom övriga, dubbellagriga materialområden. Trycket kan här bli så stort att de smälta av termoplastbeläggningarna mer eller mindre trängs undan med åtföljande försämrad möjlighet att uppnå en funktionell förseglingsskarv utmed hela förseglingszonen.

Med hjälp av en annan förpackningsmaskin som beskrivs och 465 218 visas i exempelvis det svenska patentet nr 410 787 framställes engångsförpackningar från två banor av laminerat material som kan vara identiskt för de båda banorna och exempelvis bestå av ett inre stomskikt av skumplast, t ex expanderad polystyren, och yttre homogena skikt av termoplast, t ex polystyren. I det svenska pafentet nr 410 787 ges en detaijrik och utförlig redogörelse för såväl konstruktionen som funktionen av denna kända maskintyp och för att inte onödigtvis belasta den föreliggande beskrivningen med redan kända maskindetaljer hänvisas istället till det härmed såsom referens införlivade nämnda svenska patentet för närmare information. För att underlätta förståelsen av föreliggande uppfinning kan det dock vara lämpligt att ge åtminstone en översiktlig sammanfattning av den princip efter vilken maskinen framställer förpackningar.

Förpackningarna framställes sålunda genom att den ena banan formas till en rad sammanhängande, u-formiga förpackningsdelar under det att den andra banan genom längsgående vikningar bildar de u-formiga behållardelarnas gavlar och ryggar. De båda banorna sammanföres med varandra från ömse sidor om ett mellan banorna beläget fyllrör och hopförseglas till bildande av en profilerad tub som successivt fylles med det aktuella fyllgodset. Tuben avdelas till slutna, fyllda u-formade behållarenheter genom transversell värmeförsegling under vilken den underliggande, u-formiga banan varaktigt förenas med den rygg- och gavelbildande andra banan utmed smala, transversella förseglingszoner. De så avförseglade behållarenheterna särskiljes slutligen från varandra genom snitt i de transversella förseglingszonerna.

För den transversella avförseglingen av tuben används i likhet med den tidigare beskrivna framställningsprincipen en förseglingsanordning innefattande en från ena sidan av de sammanförda banorna verkande förseglingsback med profilerad arbetsyta, vilken är anordnad att samverka med ett mot den andra sidan av banorna verkande mottryckselement. Mottryckselementet 465 218 utgöres lämpligen av den plana ovandelen av ett antal med varandra kedjelikt förbundna, u-formade formelement med hjälp av vilka den första banan formas och frammatas. Själva förseglingsoperationen tillgàr så att den med de sammanförda banorna synkront rörliga förseglingsbacken pressas mot de båda banorna utmed den avsedda förseglingszonen inom området för det underifrån verkande mottryckselementet, samtidigt som förseglingsbacken aktiveras så att en materialsammansmältning kommer till stånd mellan de överlappande skarvbildande materialskikten. Förseglingsbaoken avlägsnas därefter från banorna i en återgàende rörelse, och banorna frammatas en sträcka motsvarande en behållarlängd till läge för en ny förseglinsoperation. _ I enlighet med vad som sagts ovan är det viktigt att värmefördelningen och tryokfördelningen i de sammanpressade banzonerna är likformig utmed hela den avsedda förseglingszonen för att erhålla en optimal förseglingsskarv. Problemet förvärras dock något i det här senare fallet på grund av det faktum att samtliga i banorna ingående materialskikt är termoplastiska och sålunda helt eller delvis bringas till smältning utmed förseglingszonen. Det är följaktligen särskilt viktigt att det tryck med vilket förseglingsbacken sammanpressar banorna exakt förutbestämmes och avväges, eftersom ett för högt tryck oundvikligen skulle leda till en alltför omfattande undanträngning av smält material från den hoppressade tubzonen, medan å andra sidan ett för lågt förseglingstryck kan medföra att sammanpressningen blir otillräcklig för att varaktigt och vätsketätt förena de smälta materialskikten. Denna exakta tryokavvägning förutsätter en fortlöpande noggrann kontroll och n _ v-.p-s-...f ...-.. övervakning av förseglingsförloppet, vilket inte bara är tids- och arbetskraftskrävande utan även kräver fackmannamässigt kunnande och handlag. För att inte ge avkall på förpackningarnas täthetskrav är det vanligt att man snarare använder ett för högt än för lågt förseglingstryck, vilket innebär att större mängd 465 218 smält termoplast undantränges och pressas ut mot den avsedda förseglingszonens längsgående kanter som därigenom förtjockas och efter förseglingen uppvisar en relativt distinkt kantövergång till det inom den egentliga förseglingsskarven kvarlämnade tunnare materialskiktet. Eftersom de sammanhängande förseglade behållarenheterna sedermera särskiljes från varandra genom snitt i de transversella förseglingszonerna kommer de enskilda förpackningarna sålunda att uppvisa relativt tunna och sköra, längsgående utskott vid sina ryggskarvar vilka lätt brister under förpackningarnas hantering och kan ge sken av att förpackningarna är mera bräckliga än vad de egentligen är.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är därför att ge anvisningar om hur en förseglingsanordning bör vara utformad för att möjliggöra en varaktig förening av överlappande zoner av banformigt, laminerat material genom s k värmeförsegling, utan åtföljande problem av här nämnt slag.

Detta ändamål uppnås i enlighet med föreliggande uppfinning genom att en förseglingsanordning av det inledningsvis beskrivna slaget givits kännetecknen att de upphöjda partierna av förseglingsbackens arbetsyta utgöres av varandra korsande åsar och att den sammanlagda volymen av de av åsarna och mellanliggande försänkta ytpartier bildade håligheterna är stor nog för att uppta och kvarhålla åtminstone huvuddelen av det material som bringas till smältning under värmeförseglingen.

Genom en sådan utformning av förseglingsbackens arbetsyta uppnås en jämn och likformig värmespridning och en likformig fördelning av förseglingstrycket utmed hela den tilltänkta förseglingszonen, samtidigt som en överdriven bortträngning av smält material från förseglingszonen effektivt motverkas.

Praktiska försök som utförts med användning av förseglings- anordningen enligt uppfinningen har visat att det är möjligt att -framställa förpackningar med funktionella förseglingsskarvar, vare sig förpackningarna framställes från en sammanhängande bana 465 218 eller från flera banor av laminerat material.

Lämpliga praktiska detaljutformningar vid anordningen 9 enligt uppfinningen har vidare givits de av underkraven framgående kännetecknen. I Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med särskild hänvisning till bifogade ritningar pá vilka Figur 1 schematiskt belyser en känd princip för framställning av engàngsförpackningar med användning av en förseglingsanordning enligt uppfinningen, Figur 2 visar en förpackning som framställts i enlighet med Figur 1, Figur 3 är en planvy som visar arbetsytan hos en del av en i förseglingsanordningen ingående försesglingsback enligt en första utföringsform, 3 Figur 4 är ett tvärsnitt längs IV-IV i Figur 3, Figur 5 är en planvy som visar arbetsytan hos en del av en förseglingsback enligt en andra utföringsform, och Figur 6 är ett tvärsnitt längs VI-VI i Figur 5.

Figur 1 visar alltså schematiskt ett avsnitt utmed en konventionell framställningslinje under vilket en av två banor 1 och 2 bildad, u-formigt profilerad tub 3 fylles med avsett fyllgods och avförseglas utmed transversella tubzoner för Y framställning av förpackningsbehållare 4 av det slag som visas i figur 2. I det visade utföringsexemplet antages att de båda banorna 1 och 2 är identiskt uppbygda och innefattar vardera ett inre stomskikt av polystyrenskum och yttre skikt av homogen polystyren. Den ena banan l har i en föregående formnings- operation givits den i figuren u-formigt veckade profilen genom * att banan bringats till anliggning mot ytterkonturen hos motsvarande u-formade, kedjelikt förbundna formhalvor 5 med * hjälp av vilka banan l intermittent frammatas i pilens A riktning. Den andra banan 2 har likaså i en föregående .formnings- och förselingsoperation sammanförts och förenats med den första banan 1 i vätsketäta och mekaniskt starka 465 218 förseglingsskarvar till bildande av den profilerade tuben. Såsom framgår av figur l sammanföres de båda banorna från ömse sidor om ett mellan banorna beläget fyllrör 6 genom vilket tuben successivt fylles med fyllgods. Den fyllda tuben eller snarare de fyllda, u-formiga tubsektionerna avdelas från varandra genom upprepade flatpressnings- och förseglingsoperationer utmed transversella, tubzoner inom vilka de båda överlappande banorna varaktigt förenas med varandra genom s k värmeförsegling till bildande av en rad sammanhängande, enskilda förpackningsenheter 4'. Förpackningsenheterna särskiljes från varandra genom snitt i de transversella förseglingszonerna i en efterföljande, icke visad operation till bildande av de färdiga förpackningarna 4.

Den transversella, ryggskarvbildande avförseglingen av den profilerade tuben 3 utföres med hjälp av en anordning enligt föreliggande uppfinning som i figur l givits den allmänna hänvisningsbeteckningen 7. Anordningen innefattar en från tubens ena sida verkande förseglingsback 8 som är rörlig fram och åter i pilens B riktning i takt med den intermittent frammatade tuben 3 och som är anordnad att samverka med ett från tubens 3 andra sida verkande mottryckselement 9. Mottryckselementet 9 utgöres i det här visade exemplet av de huvudsakligen plana, transversella ovansidorna av de tidigare nämnda med varandra kedjelikt förbundna formhalvorna 5. Under förseglingsförloppet förflyttas förseglingsbacken 8 mot den i förseglingsläge intermittent frammatade tuben 3 som därigenom successivt sammanpressas utmed en smal, transversell zon 10 motsvarande den såsom mottryckselement 9 tjänande plana ovansidan av den underifrån verkande formhalvan 5. När förseglingsbacken 8 befinner sig i ett pressläge i vilket de båda banorna pressas mot varandra med ett förutbestämt presstryck aktiveras förseglingsbacken (exempelvis genom elektrisk uppvärmning) så att värme överföres till den mellan de båda elementen sammanpressade tubzonen 10 i tillräcklig mängd för att åstadkomma en hopsmältning av de båda banornas motvända 465 218 termoplastskikt. Så snart denna ytsammansmältning initierats avbrytes värmetillförseln, varigenom de ytsammansmälta materialskikten varaktigt förenas med varandra i en vätsketät och mekaniskt stark förseglingsskarv utmed den transversella tubzonen 10. Efter avslutad försegling bringas förseglingsbacken 8 att röra sig i riktning från tuben 3 samtidigt som tuben synkront frammatas en sträcka motsvarande en behållarlängd, varefter förseglingsoperationen upprepas i det nya frammatade tubläget.

Såsom tidigare påpekats är det viktigt att uppvärmningen av de överlappande, skarvbildande banzonerna sker likformigt utmed hela den tilltänkta föreglingszonen samtidigt som föreglings- trycket skall vara så avpassat att en så likformig tryckfördelning som möjligt uppnås utmed denna zon för att möjliggöra en ur täthets- och styrkesynpunkt optimal förseglingsskarv. I enlighet med föreliggande uppfinning tillgodoses dessa båda krav genom att förseglingsbackens 8 arbetsyta ll, såsom framgår av figur 3, är försedd med ett reliefartat mönster av varandra korsande åsar 12 och 13 och mellanliggande, försänkta ytpartier 14. Närmare bestämt skall detta ytmönster vara så utformat att den sammanlagda volymen av de mellan åsarna 12 och 13 och mellanliggande ytpartier 14 bildade håligheterna är tillräckligt stor för att uppta åtminstone huvuddelen av den termoplast som under förseglingen smältes och undanträngs av åsarna. Genom denna mönsterutformning av förseglingsbackens arbetsyta ll förhindras sålunda i allt väsentligt en undanträngning av smält material ut mot och över den tilltänkta förseglingszonens längsgående kanter, vilket i huvudsak pressas in i och kvarstannar i de inom förseglingszonen 10 belägna håligheterna och ger ökad styvhet åt den bildade förseglingsskarven.

Den geometriska utfomningen av förseglingsbackens arbetsyta ll kan enligt uppfinningen variera, förutsatt dock att den sammanlagda volymen av de nämnda materialupptagande håligheterna 465 218 uppfyller det ovannämnda villkoret, men praktiska försök som utförts har visat att en mönsterutformning av det slag som närmare visas i figur 3 och 4 ger mycket goda resultat vid hopförsegling av två banor av laminerat, jämntjockt material innefattande ett inre relativt tjockt skikt av expanderad polystyren och yttre skikt av homogen polystyren. Enligt denna praktiskt välfungerande utföringsform utgöres de upphöjda ytpartierna av en första och en andra serie av varandra korsande, tvärs arbetsytans längsgående kanter lla och llb rakt löpande åsar 12 resp. 13 vilka parvis mellan sig avgränsar inbördes identiska, rombiskt utformade mellanpartier vilka efter värmeförseglingen kvarlämnar motsvarande rombiskt utformade, styvhetsgivande materialförtjockningar utmed väsentligen hela förseglingsområdet 10. För att underlätta den önskade undanträngningen av smält material in i håligheterna mellan åsarna 12 och 13 har åsarna en mot sin plana ovansida successivt avtagande bredd varvid den såsom sidovägg l2a resp. l3a för håligheterna tjänande övergången mellan åsarnas lägst belägna del och den plana ovansidan har en lutningsvinkel Ozav ca 450.

Såsom tidigare nämnts kan det i vissa fall inträffa, t ex vid framställning av engångsförpackningar från ena plan bana av förpackningsmaterial eller vid framställning av den ovan beskrivna förpackningstypen från två banor av vilka den rygg- och gavelbildande banan (motsvarande banan 2) försetts med ett längsgående veck för att ge bättre utrymme för det mellan banorna belägna fyllröret 6, att en transversell försegling måste ske utmed en förseglingszon innefattande övergångar mellan områden med dubbla materialskikt och områden med tre eller t o m flera materialskikt. För att möjliggöra en funktionell försegling utmed en sådan olikformig förseglingszon har en förseglingsback 8' enligt en annan utföringsform av uppfinningen företrädesvis en utformning av det slag som närmare visas i figur 5. Förseglingsbacken 8' enligt detta utförande 465 218 10 (Figur 5 och 6) skiljer sig från den förra genom att arbetsytan ll' inom det område som vid förseglingen är avsett att trycka mot ett sådant genom exempelvis veckbildning förtjockat område av den tilltänkta förseglingszonen uppvisar ett antal centralt belägna, parallella i arbetsytans längdriktning rakt löpande àsar 15 vars plana ovansidor är belägna i ett plan under de plana ovansidorna av de på ömse sidor om detta försänkta område varandra korsande åsarna 12' och 13' av väsentligen samma geometriska mönsterutformning som den ovan beskrivna. De mellan åsarna 15 belägna djupareliggande partierna 17 ligger i växentligen samma plan som de mellanliggande partierna 14' mellan àsarna 12' och 13' på ömse sidor om det centrala området av förseglingsbackens 8' arbaetsyta ll'. Vidare uppvisar förseglingsbackens arbetsyta ll' laterala,'mot arbetsytans längsgående kanter l1'a och ll'b avfasade partier 16 vilka tjäna till att underlätta en viss tillåten undanträngning och fördelning av det smälta överskottsmaterial som uppkommer i det materialförtjockade området av förseglingszonen under värmeförseglingen.

Claims (10)

465 218 ll PATENTKRAV

1. Anordning för att genom s k värmeförsegling varaktigt förena till överlappning sammanförda zoner av banformigt material, vilken anordning innefattar dels en mot ena sidan av de överlappande banzonerna verkande förseglingsback (8: 8') vars arbetsyta (11: ll') uppvisar ett reliefartat mönster av upphöjda partier (12, 13; l2', l3') och mellanliggande, försänkta partier (14: 14'), och dels ett mot den andra sidan av de överlappande banzonerna verkande mottryckselement (5), k ä n n e t e c k n a d a v, att de upphöjda partierna (12, 13; l2', 13') utgöres av varandra korsande åsar, och att den sammanlagda volymen av de mellan àsarna och mellanliggande, försänkta partier (14: l4') bildade håligheterna är stor nog för att uppta och kvarhålla åtminstone huvuddelen av det material som bringas till smältning under värmeförseglingen.

2. Förseglingsanordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v, att àsarna (12, 13) hos förseglingsbacken (8) utgöres av en första och en andra serie av tvärs arbetsytans (11) längsgående kanter (lla och llb) rakt löpande åsar (12 resp. 13) vilka parvis mellan sig avgränsar nämnda försänkta mellanpartier (14) med väsentligen rombisk utformning.

3. Förseglingsanordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v, att åsarna (12, 13) har mot âsarnas plana ovansidor lutande sidoväggar (12a, l3a), varvid bredden av åsarna successivt avtar mot de plana ovansidorna.

4. Förseglingsanordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d a v, att àsarnas (12, 13) sidoväggar (12a, l3a) har en lutningsvinkel=K av ca 45 °.

5. Förseglingsanordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v, att förseglingsbackens (8') arbetsyta (11') inom ett område, som vid förseglingen är avsedd att tryckas mot ett förtjockat område utmed den tilltänkta 465 218 12 förseglingszonen, uppvisar ett antal parallella, i arbetsytans längdriktning rakt löpande àsar (15), medan arbetsytan på ömse sidor om detta område uppvisar en första och en andra serie av varandra korsande, tvärs arbetsytans längsgående kanter (ll'a och ll'b) rakt löpande àsar (l2' och l3'), varvid àsarnas (15) plana ovansidor är belägna i ett plan under de plana ovansidorna av àsarna (l2' och l3'). ll.

6. Förseglingsanordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d a v, att de av àsarna (l2' och l3') avgränsade, försänkta mellanpartierna (l4') har rombisk utformning.

7. Förseglingsanordning enligt krav 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a d a v, att àsarna (15) parvis mellan sig avgränsar plana mellanpartier (17) som ligger i väsentligen samma plan som mellanpartierna (l4') mellan àsarna (l2' och l3').

8. Förseglingsanordning enligt något av kraven 5 - 7, k ä n n e t e o k n a d a v, att förseglingsbackens (8') arbetsyta (11') uppvisar på ömse sidor om det nämnda området av arbetsytan mot arbetsytans längsgående kanter (ll'a och ll'b) avfasade partier (16).

9. Förseglingsanordning enligt något av kraven 5 - 8, k ä n n e t e c k n a d a v, att àsarna (l2', l3') har mot sina plana ovansidor lutande sidoväggar (l2'a, l3'a), varvid bredden av àsarna är successivt avtagande mot nämnda ovansidor.

10. Förseglingsanordning enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d a v, att ásarnas (l2', l3') sidoväggar har en lutning av ca 450. QX Ön-