Oblast techniky

Vynález se týká hranolovitého vrstveného obalu s plochým složeným lomenicovým koncovým dílem zejména chlopňového obalu se středovým nebo rohovým spojovacím švem, jehož stěny jsou vrstvené a jsou tvořené nejméně jednou nosnou vrstvou z papíru nebo kartonu, spojovací vrstvou, vrstvou tvořící zábranu pronikání kyslíku, zejména vytvořenou z hliníku, a oboustranným plastovým povlakem z polyetylénu, přičemž obal je opatřen ve své lomenicové části otevírací plochou, která po oddělení materiálu vytváří vylévací otvor, vylévacím prvkem, vytvořeným vcelku s opakovaně uzavíratelným uzavíracím víčkem a spojeným s ním kloubovým spojem, jehož obruba, obklopující otevírací plochu, je pevně spojena s povrchovou plochou obalu a uzavírací víčko je opatřeno tubusem, odpovídajícím tvarem svého obrysu tvaru otevíracího otvoru v otevírací ploše, přičemž v oblasti otevírací plochy je v nosné vrstvě vytvořen otvor.

Dosavadní stav techniky

Krabicové obaly se složenou střechovitou horní stěnou jsou známy v mnoha provedeních. Tyto obaly nacházejí uplatnění zejména v oblastech balení tekutin, zejména při skladování chlazených, za studená sterilizovaných, horkých a aseptických náplní. Tyto obaly se po otevření zpravidla již nemohou znovu uzavřít.

Proto byly již pro vícevrstvé obaly se skládanou plochou horní částí vyřešeny úpravy, podle kterých je horní složená původně střechovitá část opatřena vylévacím prvkem, který je spojen s příslušně vytvořeným uzavíracím víčkem, jak je to popsáno v DE 38 08 303 Al. Při tomto řešení je v kartónové vrstvě a vnější polyetylenové vrstvě vytvořena obvodová dělicí čára, zeslabující vrstvený materiál obalu, do kterého je zalisován tubus, vytvořený v jednom kuse s uzavíracím víčkem a mající obvod, odpovídající zeslabené čáře. Pro lepší rozdělení vrstveného materiálu, zeslabeného v místě vyznačené čáry, je spodní hrana tubusu opatřena vhodnými mechanickými otevíracími prostředky, například břity a podobně.

Tento krabicový vrstvený obal se složenou horní stěnou je však třeba v některých znacích zlepšit. Je zřejmé, že pro skladování a dopravu musí být zajištěno, aby tubus, spojený s uzavíracím víčkem, nemohl předčasně, tedy před prvním použitím obalu, proniknout do materiálu obalu. Proto je u známých obalů tohoto druhu uzavírací víčko a obruba, obíhající kolem dělicí čáry, opatřena ve stanoveném odstupu páskem, umístěným v předem určeném odstupu. U tohoto provedení je teprve po odstranění pásku možné vtlačit otevírací tubus zatlačením uzavíracího víčka do vrstveného materiálu obalu. To má ovšem za následek, že je nutná alespoň minimální výška tohoto známého vylévacího prvku. Tato podmínka je však nevýhodná z hlediska skladovatelnosti složených krabicových obalů se sedlovou horní stranou.

Další možnost spočívá v tom, že se díl obalu, oddělený od tubusu, zcela uvolní od ostatních částí vrstveného obalu a vtlačí se do tekutiny. Toto řešení však není hygienické a může kromě toho vést k problémům s vyléváním, jestliže kus obalu, volně plovoucí v tekutině, ucpe částečně nebo zcela výtokový otvor nebo dokonce vypadne tímto otvorem do nápojové sklenice.

Úkolem vynálezu je proto vyřešit konstrukci skládaného krabicového obalu uvedeného druhu a také způsob jeho výroby, u kterého by byly odstraněny základní nedostatky známých obalů a zejména se dosáhlo zmenšení celkové výšky vylévacího prvku při současném dosažení možnosti bezvadného nalévání.

- 1 CZ 287730 B6

Podstata vynálezu

Tento úkol je vyřešen u hranolovitého obalu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na lomenicové části obalu je ve vnitřní části otevírací plochy s nosnou vrstvou upravena otevírací pomůcka pro vytahování připojené vrstvené části obalu, vytvořené v oblasti otvoru v nosné vrstvě a nacházející se v oblasti otevírací plochy.

Ve výhodném provedení vynálezu je otevírací pomůcka utěsněné upevněna na vnější polyetylenové vrstvě a je vytvořena z materiálu, odolného proti přetržení a svařitelného ultrazvukem a je ultrazvukem svařena s vrstveným materiálem stěny obalu v oblasti otevírací plochy.

Spojovací šev probíhá výhodně podél otvoru vylévacího prvku a otevírací pomůcka je uchycena na vnější polyetylenové vrstvě v místě natrhávacího bodu. V jiném výhodném provedení vynálezu je otevírací plocha na svém obvodu zeslabena raženou rýhou nebo laserem vypálenou rýhou. Otevírací pomůcka je dále výhodně opatřena manipulačním prvkem, upraveným na základní desce otevírací pomůcky pro zvedání základní desky.

V dalším výhodném provedení vynálezu je základní deska vytvořena z ohebného materiálu a manipulačním prvkem je proužek s očkem. Alespoň horní polyetylenová vrstva je podél obvodové hrany otevírací plochy dělená.

U způsobu výroby hranolovitého obalu spočívá podstata vynálezu v tom, že se v nosné vrstvě vytvoří otevírací plocha v oblasti pozdějšího vylévacího otvoru, nanese se vnější polyetylenová vrstva, nalepí se hliníková vrstva, nanese se vnitřní polyetylenová vrstva, vícevrstvá stěna obalu se rýhuje a přířez obalu se předběžně ohýbá, načež se utěsněné spojí podélné švy a vytvoří se hadicový tvar pláště obalu, na otevírací plochu se připevní otevírací pomůcka a složí se a utěsní se dno obalu a po naplnění obalu se složí a utěsní koncové chlopňové části obalu pro vytvoření lomenicové části obalu a na otevírací plochu dohotoveného obalu se upevní vylévací prvek s uzavíracím víčkem.

Tím, že povrchová plocha obalu je opatřena povlakovou polyetylenovou vrstvou, je zvláště výhodné, že jak obruba vylévacího prvku, obklopující plochu otvoru, tak také otevírací pomůcka, umístěná uvnitř otevíracího otvoru, je přilepena. Rozumí se, že vylévací prvek i otevírací pomůcka jsou vyrobeny ze slepitelného materiálu, například polypropylenu.

V dalším výhodném provedení vynálezu je otevírací pomůcka vytvořena z pevného materiálu, svařitelného ultrazvukem a odolného proti roztržení a je svařena ultrazvukem s jednou z vrstev stěny obalu v oblasti otevírací plochy. Zvláště výhodné je, jestliže je ultrazvukem vytvořený spojovací šev svým tvarem přizpůsoben tvaru otvoru nalévacího prvku. Při tomto provedení dochází po odtažení takové otevírací pomůcky k odstranění dílu vrstvené stěny obalu, nacházejícího se uvnitř otvoru. Je zřejmé, že otevírací pomůcka nemusí vyčnívat z oblasti otvoru vylévacího prvku, aby se tak neovlivnila možnost pozdější aplikace vylévacího prvku na povrchovou plochu obalu.

Jak při nalepené otevírací pomůcce, tak také při uchycení otevírací pomůcky svařováním ultrazvukem je zvláště výhodné, že geometrie otevírací pomůcky je volena tak, že roztržení obalu začíná nejprve v jednom bodu na jediném natrhávacím místě. Toho je například dosaženo tím, že obvodový slepený nebo svarový šev má vytvarovanou špičku nebo místa s nerovnoměrným zakřivením, od kterých začíná trhání obalu.

Ve výhodném provedení vynálezu je otevírací plocha vytvořena pomocí laserového paprsku. Vytváření otvoru pomocí laserového paprsku je díky dobrému zvládnutí této techniky

-2CZ 287730 B6 a absolutně čisté řezné hraně považováno za nejvýhodnější. Je však pochopitelně možné vytvářet vylévací otvor také ražením.

V dalším výhodném provedení vynálezu je otevírací pomůcka opatřena manipulačním prvkem, upraveným na základní desce, pro zvedání základní desky. Je také výhodné, jestliže je základní deska vytvořena z ohebného materiálu a je-li manipulačním prvkem proužek s koncovým očkem. Při tomto řešení se může díl vrstveného obalového materiálu v oblasti otevírací plochy pod základní deskou jednoduše odstranit jednoduchým odtažením společně se základní deskou a páskem s očkem.

Je zřejmé, že konstrukční výška vylévacího prvku podle vynálezu je oproti známým provedením výrazně zmenšena, protože již není nutná obvodová uzavírací příložka, vytvářející odstup mezi uzavíracím víčkem a obrubou vylévacího prvku. Kromě toho je výhodně vyloučena možnost výskytu problémů, spojených se známými uzávěry při vylévání tekutiny, protože díl obalu, tvořící otevírací plochu, se nemůže v žádném případě dostat z vylévacího otvoru do vnitřního prostoru obalu, ale již při prvním použití se odstraňuje. Pro snadnější otevření je alespoň vnější polyetylenová vrstva rozdělena podél obry sové linie otevírací plochy.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení, zobrazených na výkresech, kde znázorňují obr. 1 axonometrický pohled na hranolovitý vrstvený obal s lomenicovou horní stranou, složenou na plocho, obr. 2 řez částí horní stěny hranolovitého obalu v oblasti otevírací plochy, vytvořené ve složené lomenicové stěně, vedený rovinou V-V z obr. 1, obr. 3A řez částí horní stěny hranolovitého obalu v oblasti otevírací plochy z obr. 2, vedený rovinou 11I-I1I z obr. 3B, obr. 3B půdorysný pohled na oblast vylévacího otvoru obalu z obr. 3A, obr. 4 půdorysný pohled na hranolovitý obal s plochou skládanou horní stěnou a odklopeným vylévacím prvkem, obr. 5 řez částí hranolovitého obalu se skládanou horní stěnou, vedený rovinou V-V z obr. 1, obr. 6 řez částí obalu z obr. 5 s otevřeným vylévacím prvkem a částečně otevřeným vylévacím otvorem, a obr. 7 řez částí obalu z obr. 5 s otevřeným vylévacím prvkem a zcela otevřeným vylévacím otvorem.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je v axonometrickém pohledu zobrazen celý plochý hranolovitý vrstvený obal 1 se sedlovou horní stěnou, složenou do plochého útvaru. V tomto příkladném provedení se jedná o obal s chlopní, mající střední nebo rohový šev.

-3 CZ 287730 B6

Obr. 2, 3A a 3B zobrazují různá příkladná vytvoření již zmíněné otevírací plochy 5. Na obr. 2 je přitom zobrazen řez vedený hranou K otevírací plochy 5. Na hraně K otevírací plochy 5 je patrno, zeje vytvořena řezáním pomocí laserového paprsku. Jednotlivé vrstvy obalu 1 nejsou na obr. 2, 3A a3B blíže zobrazovány v bližších detailech, ale jsou tvořeny postupně shora dolů 5 nebo z vnější strany směrem dovnitř polyetylenovou vrstvou, papírovou nebo kartónovou vrstvou, spojovací vrstvou, zábranou proti pronikání kyslíku a polyetylenovou vrstvou.

Podle vynálezu je nyní na lomenicové části obalu 1 uvnitř otevírací plochy 5 upevněna otevírací pomůcka 6, která je zejména patrná z obr. 4. Ve znázorněném a současně výhodném příkladném io provedení je otevírací pomůcka 6 opatřena základní deskou 7 a manipulačním prvkem 8 pro zvedání základní desky 7. Ve výhodném provedení vynálezu je manipulační prvek 8 vytvořen ve formě jazýčku s otvorem na konci.

Pro lepší zobrazení je vylévací prvek 2 podle vynálezu zobrazen na obr. 5 až 7 v podélném řezu. 15 Obr. 5 zobrazuje toto příkladné provedení vylévacího prvku 2 podle vynálezu v uzavřeném stavu.

V tomto stavu je uzavírací víčko 4 kloubově upevněno na kolmé části obruby 3, obklopující dělicí čáru. Uzavírací víčko 4 je opatřeno tubusem 9, jehož tvar odpovídá tvaru otevírací plochy 5, jak je to patrno také z obr. 4, 6 a 7.

Z obr. 3b je dále patrno, že uvnitř otevírací plochy 5 je rovněž umístěna neznázorněná otevírací pomůcka, vytvořená z materiálu s dostatečnou odolností proti přetržení, svařitelného pomocí ultrazvuku, který je možno utěsněné spojit s podkladem a který je také svařen pomocí ultrazvuku s vnější polyetylenovou vrstvou. Tento ultrazvukem vytvořený svar je zobrazen čárkovanými čarami. Z tohoto zobrazení je také patrno, že oválný uzavřený svar, vytvořený ultrazvukovým 25 svařováním, má nerovnoměrné zakřivení, které je největší ve špičce S, sloužící jako natrhávací místo, které sahá až k okraji otevírací oblasti 5. Tímto způsobem je výhodně zajištěno, že při působení na neznázorněnou otevírací pomůcku 6, dochází k natrhávání obalu 1 v otevírací oblasti 5 nejdříve u špičky S. Od tohoto konce potom pokračuje oboustranné odtrhávání podél otevíracího obrysu, zejména jestliže byla horní polyetylenová vrstva naříznuta pomocí laserového paprsku L, jak je to patrno z obr. 3B a 2. Na obr. 2, 3A a 3B sice nejsou jednotlivé vrstvy v bližším detailu vyznačeny, jsou ale tvořeny postupně shora dolů, to znamená od vnější vrstvy k vnitřní vrstvě polyetylenovou vrstvou, papírovou vrstvou nebo kartonem, spojovací vrstvou, vrstvou tvořící zábranu proti pronikání kyslíku a opět polyetylenovou vrstvou.

U obměněného provedení spojovacího svaru, vytvořeného pomocí ultrazvukového svařování, může otevírací pomůcka 6 sestávat z jednoho dílu fólie, jehož vnější rozměry nepřesahují obrys otevírací plochy, aby se neovlivnila pozdější aplikace vylévacího prvku 2.

Pro otevírání plochého hranolovitého vrstveného obalu 1 se střechovitou horní částí se uzavírací 40 víčko 4 zvedne a tím se dostane do polohy podle obr. 6 a 7. Potom se otevírací pomůcka 6 zvedne pomocí manipulačního prvku 8, upevněného na základní desce 7, společně s manipulačním prvkem 8 a se zbývající vrstvou části otevírací plochy 5 při současném odtrhávání spodních vrstev, až vznikne úplně otevřený vylévací otvor 10, jak je to zobrazeno na obr. Ί. Opětným uzavřením uzavíracího víčka 4 se může tubus 9 zaklapnout dovnitř obvodové 45 prstencové obruby 3. Pro lepší utěsnění je na předním konci uzavíracího víčka 4 vytvořen výstupek 11, obklopující nalévací hubičku 12, vytvořenou na vylévacím prvku 2 alespoň na straně protilehlé ke kloubovému spoji, jak je to zejména patrno z obr. 5.

Konečně je podle dalšího konkrétního příkladného provedení vynálezu vnější polyetylenová 50 vrstva narušena v oblasti hran otevírací plochy 5, například laserovým paprskem. Odpovídajícím nastavením intenzity laserového záření je možno narušit také spojovací vrstvu, jak je to znázorněno čerchovanou čarou na obr. 2. V takovém případě má sice otevírací plocha 5 ještě čtyři vrstvy, ovšem obvodová dělicí čára již sestává jen z bariéry proti pronikání kyslíku a z vnitřní polyetylenové vrstvy.