SE516297C2 - Förfarande för kontinuerlig framställning av ett korrugerat förpackningsmaterial - Google Patents

Description

Infi 'f :"::'If' ï--f lång tid utan att försvagas. För ovanstående ändamål kan inte wellpapp innehållande papper användas. Förpackningsmaterial av enbart plast kan för dessa ändamål vara lämpligt. Ett sådant material framställs genom formsprutning. Det innehåller Lvå yt- skikt sammanhållna av tunna väggar, vilka p.g.a. tillverkningen har samma riktning som materialets framställningsriktning.

Bland annat p.g.a. dyrbar maskinutrustning och låg kapacitet är materialet dyrt.

I USA-patentet 4 897 146 beskrivs ett plastmaterial av tre skikt.

Mellanskiktet formas genom uppvärmning och töjning till en våg- form med hjälp av fasta dornstänger mot vilka materialet glider.

Samtidigt med formningen svetsas mellanskiktet samman med ett uppvärmt underskikt i breda områden. Ett uppvärmt ovanskikt pressas senare mot det varma mellanskiktet. De materialbanor som används är förhållandevis tjocka och styva och det färdiga materialet är lämpligt att användas som tak- eller väggskivor.

Materialet är inte lämpligt att ersätta wellpapp som förpack- ningsmeterial.

I USA-patentet 4 188 253 beskrivs ett treskiktsmaterial där mel- lanskiktets åsar är vinkelräta mot framställningsriktningen.

Svetsningen av mellanskiktet mot underskiktet sker genom att värme tillföres mellanskiktets vågdalar samtidigt som samman- svetsningen sker. Värmen skall alltså genomtränga mellanskiktet för att åsarnas utsidor skall sammansvetsas med underskiktet.

Genom konstruktionen av de organ (14,42) som tillför värmen uppvärms även sidorna mellan mellanskiktets åsar.

I de franska patenten 2 081 256 och 2 088 069 synes hela mel- lanskiktet vara uppvärmst vid sammansvetsningen och mellanskik- tets tvärsnitt saknar raka sidoytor.

För wellpapp finns standardtjocklekar. Den totala tjockleken är för miniwell 1,2 mm, 2,4 mm för finwell och 3,6 mm för grov- well. Det kan vara lämpligt med samma dimensioner för förpack- ningsmaterial enligt föreliggande uppfinning.

Vid tillverkning av wellplast i tunna tjocklekar skulle dorn- stängerna enligt den svenska patentansökningen 9902826-8 ha ett 516 297 G mycket litet tvärsnitt. Det kan då knappast förhindras att hela stängerna får ungefär samma temperatur. Stängerna kommer därför att värma även mellanskiktet i områdena mellan dess åsar. Genom trycket utifrån och friktionen mellan plastmaterialet och stäng- erna kommer dessa sannolikt att slitas ner på kort tid vid kon- tinuerlig frammatning.

Genom föreliggande uppfinning kan ett förpackningsmaterial fram- ställas som i vissa avseenden har bättre egenskaper än vad som tidigare är känt.

Materialet till förpackningsmaterialet enligt uppfinningen är termoplastfolie av t.ex. polystyren. Denna finns tillgänglig på marknaden i olika kvaliteter. Ett ànnat material är polyetenwmed en stor mängd fyllmedel av krita som gör plasten nedbrytbar av solljus. Styrenplast är miljövänlig på så sätt att det vid full- ständig förbränning endast bildas koldioxid och vatten. Använda förpackningar kan malas ner och bli till ny råvara. Själva för- förpackningsmaterialet innehåller inget lim utan är endast sam- mansatt genom hopsvetsning av de ingående plastfolierna. För- packningsmaterialet är helt oberoende av fukt och det är rent och innehåller inte damm och fibrer. Genom att tillverkningsan- ordningen är förhållandevis billig och framställningen kontinu- erlig och snabb kan framställningskostnaden hållas låg. Genom att vecken är parallella med framställningsriktningen uppnås fördelar. Om vid framställningen avskärning sker till förutbe- stämda mått och de avskurna flaken vrides 90 grader och därefter sammansvetsas parllellt med veckningen fås en ny bana vars bredd är oberoende av bredden på plastfolierullarna. Från denna nya bana kan flak göras av önskad längd. Härvid kan materialspillet vid utstansning av lådämnen bli mindre än om materialets bredd alltid är densamma som materialrullarnas. Lådorna måste stansas så att vecken blir lodräta på de färdiga lådorna. Formningen av vecken sker vid tillverkningen så att dess åsar blir parallella med materialets framställningsriktning. De kan då få en kontrol- lerad form med skarpa veck, vilket ökar materialets hållfasthet. 516 297 5* 5"; 'i ="=-III' ="=-::- 4 ' ~ 2? '~'¿.*"H""' Uppfinningen har de kännetecken som framgår av patentkraven.

Principen för ett par utföringsformer av uppfinningen skall i det följande närmare förklaras med hjälp av figurer. Av tydlig- hetsskäl är vissa mått överdrivna. De visade förfarandena är endast exempel och uppfinningen begränsas endast av patentkra- ven.

Figur 1 visar ett första tillverkningsförfarande i princip.

Figur 2 visar i förstoring en del av snittet A-A.

Figur 3 visar i förstoring en del av snittet B-B Figur 4 visar i förstoring en del av snittet C-C.

Figur 5 visar i förstoring en del av snittet D-D.

Figur 6 visar ett andra tillverkningsförfarande i princip.

Figur 7 visar i förstoring en del av snittet E-E.

Figur 8 visar i förstoring en del av snittet F-F.

Figur 9 visar i förstoring en del av snittet G-G.

Figur 10 visar i förstoring en del av snittet H-H.

Figur 11 visar i förstoring en del av snittet J-J.

Figur 1 visar i princip ett förfarande för framställning av ett förpackningsmaterial med två plana ytterskikt sammanhållna av ett veckat mellanskikt (enwell). Med 1 betecknas en termoplast- folie. Folien kan t.ex. vara 0,4 millimeter tjock och ha samma bredd som det färdiga förpackningsmaterialet skall ha. Med 2 betecknas ett uppvärmningsaggregat där folien vid frammatning uppvärms på känt sätt så att den blir lätt formbar genom sträck- ning. Med 3 betecknas fyra roterande valsar. På varje par av valsar finns ett ändlöst band av silicon 4. Dessa har formats så att deras utsidor har i rörelseriktningen utstående ribbor 5 och 6 vars tvärsnitt har formen av liksidiga trianglar. Rib- borna i det övre ochi det undre bandet är förskjütna i sidled så att ribborna 5 i det övre bandet kan föras in i mellanrum- men mellan ribborna 6 i det undre bandet. Stöd 7 och 8 mot vil- ka bandets insidor ligger an styr i sina vänstra delar banden successixt närmare varandra varvid ribborna i det övre bandet allt mer kommer in i mellanrummen mellan ribborna i det undre bandet. Den uppvärmda folien sträcks härvid successivt samti- 516 297 5 . .. v ij,¿'¶;“;'::f2 digt som dess tjocklek minskas. När banden kommit nära intill varandra styrda av stöden 7 och 8 som i sina vänstra delar är lutande men i sina högra delar är parallella har folien formats till sitt veckade tillstånd och genom att folien då ligger tätt intill ribborna som är kalla svalnar folien så mycket att den bibehåller sin veckade form när den lämnat banden. Stöden 7 och 8 kan vara kylda. Ytterligare kylning erhålles av kylelementen 9 och 10. Den veckade folien föres vidare och inkommer mellan två plattor 11 och 12, vilka är varma och värmer den veckade foliens åsar. Med 13 och 14 betecknas de två folierna för för- packningsmaterialets båda ytskikt. De kan ha ungefär halva tjockleken av den opåverkade folien 1. De båda folierna förs över brytvalsarna 15 och 16 till de varma valsarna 17 och 18.

På dessa finns i ytan spår 19 där folien inte kommer i kontakt med valsen. Folien kommer i kontakt med de smala flänsar 20 som är mellan spåren. Flänsarna kan vara teflonbelagda och hålla en hög temperatur. Foliens insida blir då uppvärmd längs smala pa- rallella områden och möter efter att ha böjts kring plattorna 21 och 23 de uppvärmda åsarna. Plattorna utövar ett visst tryck mot varandra varvid åsarna sammansvetsas med de uppvärm- da områdena på foliernas insidor. Genom veckningens form och genom att den veckade folien förutom på åsarna är sval tål den att påverkas av ett avsevärt tryck av plattorna varvid samman- svetsningen underlättas. En framdrivningsanordning betecknas generellt med 23. Den har ändlösa band 24 och 25. Kylanordning- ar 26 och 27 finns för att kyla banden. Det framdrivna färdiga förpackningsmaterialet avskäres på känt sätt till flak av för- utbestämd längd.

Figur 2 visar i förstoring en del av snittet A~A där folien 1 har börjat veckats genom sträckning.

Figur 3 visar i förstoring en del av snittet B-B där folien fått sin färdiga veckade form.

Figur 4 visar i förstoring en del av snittet C-C där valsens flänsar 20 tydligt syns. 516 297 :ris fw nu oo- Figur 5 visar i förstoring en del av snittet D-D där föipack- ningsmaterialet är färdigt.

Figur 6 visar i princip ett andra förfarande för framställning av ett förpackningsmaterial med två plana ytterskikt samman- hållna av ett veckat mellanskikt. Med 28 betecknas en folie av termoplast. Folien kan här vara t.ex. 0,2 millimeter tjock d.v.s. ungefär lika tjock som plasten i ytterskikten. Fulien 28 är ungefär dubbelt så bred som det färdiga förpackníngsma- terialet. Folien förs mellan refflade valspar 29,30,31,32 och 33 vilka åstadkommer veckningen. Efterhand som vecken blir djupare minskas foliens bredd. Om folien 28 är två meter bred kan det behövas åtskilliga meter i framställningsriktningen innan fo- lien formats färdigt och dess bredd minskat till cirka hälften.

Med 34 betecknas ett par styrvalsar vilka styr den vecknde fo- lien så att veckningens åsar blir parallella med framstnllnings- riktningen. Med 35 och 36 betecknas folier för de båda Läckskik- tena. Med 37 betecknas fyra valsar. Över varje valspar finns ett ändlöst hand 38 och 39 bestående av många medelst gångjärn 40 förenade aluminiumstänger 41. Stängernas längd motsvarar för- packningsmaterialets bredd. Stängerna har på sin utsida spår 42 och mellan dessa åsar 43. Åsarna är parallella med frammatnings- riktningen och delningsavståndet mellan dem är lika med avstån- det mellan mellanskiktets åsar. Åsarna 43 är teflonbelagda. Pa- rallellt med åsarna finns på stängernas insida styrdelar 44 som inkommer i styrskenor 45 och 46. I dessa styrs stängerna dels så att de i det övre och det undre bandet svagt pressas mot det mellan dessa frammatade mellanskiktet med det detta täcLande fo- lierna 35 och 36. Styrskenorna styr även åsarna i stängnrna så att de kommer rakt över åsarna i mellanskiktet. Stängerna på banden hålls varma genom att de vid frammatning inkommer genom värmeelementen 47 och 48. Sammansvetsningen av de plana folier- na med mellanskiktets åsar sker kontinuerligt. En framdrivnings- anordning betecknas generellt med 49.

Figur 7 visar i förstoring en del av snittet E-E där folien Pñar börjat veckats. 516 297 7 Figur 8 visar i förstoring ett del av snittet F-F där folien har veckats så att vecken blivit djupare samtidigt som avstån- det mellan veckens åsar blivit mindre.

Figur 9 visar i förstoring en del av snittet G-G där folien är färdigformad.

Figur 10 visar i förstoring en del av snittet H-H. Här beteck- nas ett gångjärn med 40. Sådana håller samman stängerna 41 till ändlösa band. Åsarna 43 är de delar som skall överföra värme från foliens utsida så att folien på de delar som är direkt utanför åsarna sammansvetsas med dessa. Stängernas utsidor d.v.s. de som vänds mot folien är teflonbelagda. Stängerna är försedda med styrdelar 44 på sina insidor. Värmeelement beteck- nas med 48.

Figur 11 visar i förstoring en del av snittet J-J som visar det färdiga förpackningsmaterialet.

Tvåwell kan framställas genom att efter det att en enwellsbana framställts på denna tillföra ett veckat mellanskikt. Eftersom detta är styvt i sin längdriktning måste det tillföras ett av- sevärt stycke bort från det läge där enwellen är färdig. Mel- lanskiktet kan då det kommit på plats svetsas med en anordning enligt figur 6 där endast det övre bandet 38 används. Åsarna 43 skall här svetsa i mellanskiktets dalar. Efter denna svets- ning tillföras den översta plana plastfolien och denna kan sam- mansvetsas med åsarna i det översta mellanskiktet med anordning enligt delarna 11,13,15,17 och 21.

Valsarna 17 och 18 kan ha en slät yta varvid hela plastfolier- na 13 Och 14 blir uppvärmda på sina insidor. Den noggranna styrningen av mellanskiktets åsar blir då inte nödvändig.

Stängerna 41 kan ha en slät yta på sina utsidor varvid hela plastfolierna 35 och 36 blir uppvärmda. Den noggranna styr- ningen av mellanskiktets åsar blir då inte nödvändig. 5 1 6 2 9 7 É-'ff 5331. fszïï: Flänsarna 20 på valsarna 17 och 18 liksam åsarna 43 på stänger- na 41 kan ha avbrott så att svetsningen inte sker längs obrutna linjer utan punktvis t.ex. med en millimeters svets var tredje millimeter.

Genom att veckens form noggrant kan åstadkommas och få plana ytor mellan åsarna och dalarna gives mellanskiktet större styr- ka mot hoptryckning än om veckningen som på vanlig wellpapp är mer sinusformad.

Dm endast de små ytor som skall sammansvetsas uppvärms blir den totala uppvärmningen liten. Uppvärmningen blir också mindre när uppvärmningen sker direkt på de ytor som skall sammansvet- sas än om uppvärmningen måste genomtränga materialet, d.v.s. uppvärmningen sker från utsidan av ytterskikten eller från in- sidan av ett veck.

Genom den mindre uppvärmningen förblir ytorna planare och snyg- gare och blir bättre att utföra tryckbilder och text på.

Genom den mindre uppvärmningen blir kylningen enklare och kan ske på en kortare sträcka. Speciellt genom att materialet mel- lan åsarna inte uppvärms förkortas kylningen eftersom detta ma- terial inte lätt kan kylas.

Genom att mellanskiktets material mellan åsarna inte uppvärms har det kvar en större dragstyrka än om det varit uppvärmt.

Detta har betydelse för framdragningen av det sammansvetsade förpackningsmaterialet inför den avskärning till färdiga flak som måste ske. Även då ytskikten uppvärms endast på insidorna och där i smala områden inverkar detta på dragstyrkan på mate- rialet omedelbart efter det att de tre skikten sammansvetsats.

De plana ytterskikten kan utgöras av laminat med ett mera lätt- smält skikt på den sida som skall sammansvetsas med mellanskik- tets åsar.

Det är självklart att materialet till skikten liksom dess di- mensioner kan väljas fritt.

Claims (4)

1. 516 297 ëßrwffvfl 9 . 212' Patentkrav 1 Förfarande för kontinuerlig framställning av ett förpsck- ningsmaterial av det slag som har två plana parallella ytter- skikt (13,14,35,36) innehållande termoplast och där dessa sammanhålles av ett mellanskikt (1,28), vilket formats av en plan folie innehållande termoplast till en veckad form där vecken är parallella med förpackningsmaterialets framställ- ningsriktning och där veckens åsar sammansvetsas med ytter- skikten, k ä n n e t e c k n a t a v, att mellanskiktet först formas så att det i tvärsnitt får en form av intill varandra belägna raka sidor med en liten rundning av dess åsar, att mellanskiktet vid sammansvetsningen endast uppvärmes på åsarnas utsidor medan materialet mellan åsarna lämnas kallt så att det bibehåller sin styrka mot deformering och att vid sammansvetsningen tryck anbringas på ytterskiktens utsidor så att dessa samtidigt pressar ytterskikten mot varandra varvid endast mellanskiktets mellan åsarna be- fintligt material motverkar sammantryckningen.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t a v, att de båda ytterskikten endast tillföras värme (20) på de mot åsarna vända sidorna i smala parallella områden, vilka omedelbart efter uppvärmningen sammansvetsas med mel- lanskiktets åsar.

3. Förfarande enligt något tidigare patentkrav, k ä n n e - t e c k n a t a v, att ingen ytterligare värme tillföras efter att de tre skikten kommit samman.

4. Förfarande enligt något tidigare patentkrav, k ä n n e - _t e c k n a t a v, att uppvärmningen av ytterskikten sker då dessa utan rörelse ligger an mot de delar (17 18) som överför värmen. 516 297 f: .fwfš-:z 10 5 Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t a v, att värme för svetsningen tillföres från utsidan av de båda ytterskikten när dessa ligger an mot åsarna. 6 Förfarande enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a t a v, att värmen tillföres (43) i smala parallella områden utanför åsarna. 7 Förpackningsmaterial framställt enligt något tidigare pa- tentkrav.