DK144208B - Fremgangsmaade og apparat til fremstilling af plastposer - Google Patents

Description

as) DANMARK \£2 it ΐξ: Β i«) FREMLÆGGELSESSKRIFT πυ 11+1+208 Β

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 2351/74 (51) IntCI.3 B 31 B 1/54 (22) Indleveringsdag 30· apr. 1974 B 31 B 29/00 (24) Løbedag 30. apr. 1974 (41) Aim. tilgængelig 2. nov. 1974 (44) Fremlagt 18. jan. 1982 (86) International ansøgning nr. -(86) International indleveringsdag -(85) Videreførelsesdag -(62) Stamansøgning nr. -

(30) Prioritet 1. maj 1973, 20676/73, OB

(71) Ansøger NATIONAL PETRO CHEMICALS CORPORATION, New York, US.

(72) Opfinder Herbert Edward Brock, US: Glenroy Gregor Blatz, US:

James Burley Honn, US.

(74) Fuldmægtig Ingeniørfirmaet Hofman-Bang & Bout ard.

(54) Fremgangsmåde og apparat til frem= stilling af plastposer.

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af plastposer, af den i krav l's indledning angivne art.

Opfindelsen angår endvidere et apparat af den i krav 3 angivne art til fremstilling af plastposer ved udøvelse af fremgangsmåden i-følge opfindelsen.

GQ

Fra beskrivelsen til US patent nr. 3 606 822 kendes en metode og 00 O et apparat til fremstilling af en sådan pose eller sæk, Proble- ^ met ligger i hurtig, kontinuerlig og automatisk fremstilling af

•nJ

J· poserne, eftersom den kendte teknik i hovedsagen er baseret på stykvis operation, der ifølge sin natur er langsom og derfor uøko-^ nomisk.

Ω 2 144208

Visse af de fordele, der er knyttet til termoplastiske materialer, giver vanskeligheder ved posefremstilling, navnlig ved foldning, idet elektrostatiske virkninger vil have tilbøjelighed til at holde en lægget materialebane i udfoldet tilstand, og materialets smidighedsegenskaber modvirker dannelsen af folder og læg, navnlig når der med høj hastighed skal dannes mange og komplicerede folder inden for et lille område.

Den foreliggende opfindelse har til formål at angive en fremgangsmåde og et apparat til automatisk og kontinuerlig fremstilling af læggede poser med foldet bund af en termoplastisk bane eller rørfolie, og som muliggør masseproduktion med større produktionshastighed og -præcision end der har kunnet opnås ved hjælp af den hidtil kendte teknik.

Dette formål opnås ved , at fremgangsmåden er ejendommelig ved de i krav l’s kendetegnende del angivne træk, og ved at apparatet har de i krav 3's kendetegnende del anførte træk.

De ved fremgangsmåden og ved hjælp af et apparat ifølge opfindelsen fremstillede poser har tilnærmelsesvis rektangulær, plan bund og ved anvendelse af et plastmateriale med passende stivhed kan poserne fremstilles med selvbærende vægge, der tillader, at poserne kan anbringes stående oprejst i åben stilling på et underlag, f.eks. for påfyldning, hvilket ikke hidtil har været muligt ved masseproduktion af plastposer.

Til fremstillingen anvendes et udfladet rør af plastfolie, fortrinsvis HD-polyethylenfolie, der er tildannet med sidelæg, idet oversiden og undersiden langs hver længdekant er forbundet ved et læg i form af en enkelt indlagt fold. Et sådant materiale afgives fra en forrådsrulle under reguleret spænding til et apparat til svejsning, overskæring og bundfoldning, idet materialebanen føres gennem apparatet ved hjælp af fremføringsmidler i form af gribeorganer, der fatter om de nedre lægkanter. Under fremføringen bliver banen periodisk lukket med tværgående svejsninger ved hjælp af bevægelige varmeskinner og overskæres derefter ved svejsesømmen, fortrinsvis ved hjælp af et roterende skæreorgan med barberblade, der virker imod en anlægsvalse af blød plast, således at de 3 144208 overskårne plastbaner ikke hænger sammen. Herved tilvejebringes en række efter hinanden følgende poseemner, der ved den ene ende er lukket ved svejsesømmen. Medens de enkelte poseemner stadig bæres og fremføres af gribeorganer med samme hastighed som banen, bliver de ifølge opfindelsen åbnet ved indblæsning af luft, der fortrinsvis er ioniseret, hvorved banens overside og underside adskilles fra hinanden, således at poseemnet er nemt tilgængeligt for gribeorganerne. Denne åbning af poseemnet vil også lette fremføringen af den øvre lægkant til en gribevirk-ning til foldning af bunden. Bunden i hver enkelt pose bliver derefter foldet råt, medens poseemnet fremføres, idet de to foldekanter ved hver side af poseemnet gribes på bestemte steder ved den lukkede ende af emnet som nærmere angivet i krav 1.

De respektive foldekanter bringes derefter til at bevæge sig fremad med forskellig hastighed, hvorved det ene sæt gribeorganer, jfr. krav 5, er indrettet til at bevæge sig fremad med en hastighed, svarende til poseemnernes fremføringshastighed i apparatet, således at der sikres en jævn og rolig foldning af posebunden. Den lukkede kant kan hensigtsmæssigt udgøre den forreste del af posen, og foldekanterne bliver da grebet af adskilte sæt af bevægelige gribeorganer, der bevæger sig med forskellig hastighed, således at den øverste foldekant bliver trukket tilbage bag den nederste, hvorved der dannes en rå bund, der indeholder i hovedsagen tværfolder og læg op til -gribeorganerne. Mulig luft bliver derefter fjernet fra de enkelte poser, og disse bliver udfladet til presning af bundfolderne, hvorefter poserne bliver afgivet og stablet.

Alle disse operationer er kontinuerlige og automatiske og er synkroniseret til fremstilling af sække eller poser med høj hastighed.

Opfindelsen vil blive forklaret nærmere ved den følgende beskrivelse af en udførelsesform, idet der henvises til tegningen, hvor fig. 1 viser rent skematisk, set fra siden, komponenterne i et an læg til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, 4 144208 fig. 2 set fra siden, en maskine til svejsning, afskæring og bundfoldning, fig. 3 det samme, set fra oven, fig. 4 i større målestok, en del af et øvre gribeaggregat set fra oven, fig. 5 et snit efter linien 5-5 i fig· 4, gennem en griber, fig. 6 et snit efter linien 6-6 i fig. 3, visende opblæsningsorga- ner, fig. 7 et snit efter linien 7-7 i fig· 3, visende skæreorganer, fig. 8 et snit efter linien 8-8 i fig. 3> visende svejseorganer, fig. 9, 10 og 11 skematiske snit, der viser den fremadskridende foldning af posens bund ved hjælp af vandrende gribersæt med forskellige hastigheder, fig. 12, 13 og 14 perspektivisk, henholdsvis den læggede bane, et svejset og afskåret stykke af denne samt den færdige pose med foldet bund, fig. 15 i stor målestok, delvis skematisk, en del af et nedre griberaggregat, fig. 16 og 17 snit efter linien 16-16 i fig. 15, med delene i forskellige stillinger, medens fig. 18 i stor målestok, perspektivisk, delvis i snit, viser et afstandsstykke eller skillestykke i fig. 15.

Fig. 1 viser komponenterne til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen til fremstilling af en pose med læg og foldet bund af 5 144208 en rulle af HDPE i form af en lægget rørfolie eller lægget bane GW, se fig, 12. Materialet har form af en flad bane med indefter forløbende læg G, se fig. 12, og er i form af en eller flere ruller 16, 16' ophængt i en rulleholder 22 med bremseorganer 24 til bremsning af rullens aksel og dermed regulering af trækspændingen i den t afgivne bane. En spændingsføler 26 ved banen giver tilbagemelding til bremsen 24 til regulering af spændingen i banen til den ønskede værdi.

En brænder 28 er anbragt således, at den ved varmebehandling kan forberede den ene flade af banen til trykning. Banen GW bliver derefter rettet op ved et automatisk banestyr 30 af den svingelige type, der styres af kantfølere 32, som afføler banekantens position og melder tilbage til styring af styret 30. Banen får derefter påtryk i en passende trykkepresse 34, og passerer derfra direkte ind i en poseformemaskine 36, der er udformet ifølge opfindelsen. Trykkepressen, organerne til styring af trækspændingen, og andre enheder foran maskinen 36 er konventionelle enheder, der er monteret sammen som vist.

Maskinen 36 omfatter en svejsestation 38, en overskæringsstation 40, en bundfoldningsstation-42, der forsyner en stabelenhed 44 ved en pakke- og afsendelsesstation 46.

Maskinen 36 bæres af et maskinstativ 48, der kan bestå af et antal ben 50, som foroven er forbundet ved tværskinner 52. Den læggede bane GW, fig. 12, bliver i maskinen 36 først ved svejsning og overskæring omdannet til en pose med lukket bund, fig. 13, og derefter til en varepose med foldet bund, fig. 14. Banen føres ind i maskinen 36 ved klemruller 53, der drives med en hastighed lidt højere end banens hastighed gennem maskinen, for at fjerne trækspænding på svejsningerne og for at kompensere for krympning under svejsning eller varmelukning.

Den indførte bane og de heraf dannede dele bliver "alle ført gennem produktionslinien kontinuerligt, hurtigt og med samme hastighed, ved gribere, der er anbragt på hver side af banen·GW. Disse griber-organer omfatter sidegriberkæder 54 med gribere eller gribetænger 56, der bliver styret til at fatte om den nedre kant af lægget GEL, 6 144208 fig. 12, i banen, når denne går ind i maskinen i den højre ende, som set i fig. 2 og 3. Afstandsfingre 60 eller yderligere gribere går også ind i banens læg. De åbne gribere bliver ved styr 61 styret ind mod kanten GEL r således at den ene kåbe i griberen går ind i lægget og den anden under banen. Styret 61 åbner også lægget G, således at griberen kan gå ind.

Det første trin ved behandlingen af den læggede bane GF består i, at der , imens banen er i bevægelse, laves lukninger tværs over banen og læggene, med afstande svarende til længden af de ønskede poser. Dette sker ved svejsestationen 38, hvor der findes et antal tværliggende varmeskinner 62, fig. 2, 3 og 8, der bæres af en kæde 64, som løber over kædehjul 66 og er anbragt således, at kædens nedre løb holder hver skinne i kontakt med overfladen af banen. Endvidere findes der nedre varmeskinner 68,. svarende til skinnerne 62, anbragt på kæder 70 over kædehjul 72, der løber synkront med kæderne 64. Kæderne drives således, at skinnerne løber med praktisk taget samme hastighed som banen. Kædehjulene og kæderne i svejsemekansimen bæres af et stativ 74, der også bærer ikke vist elektrisk udstyr til tilførsel af elektriske impulser til varmeskinnerne eller det ene sæt af disse, til impulssvejsning. Varmeskinnerne 62 og 68 er anbragt således på kæderne, at de mødes til fastholdelse af banen derimellem, se fig. 2 og 8. Til udøvelse af det rette tryk under svejsningen er et par stilbare trykstænger 76 anbragt i det mindste bag de øverste varmeskinner 62 til direkte styring af disse skinners stilling og tryk. Hver af varmeskinnerne 62 bærer på ydersiden en opvarmelig del, der vil komme i kontakt med banen langs det område, der skal svejses. Elektrisk effekt til opvarmning afgives fra en sektionsdelt samleskinne 78, fig. 8, der er anbragt mellem trykstængerne 76 og som kommer i kontakt med børster 80, der bæres af varmeskinnerne 62, f.eks. til elektrisk impulssvejsning.

Efter dannelsen af sådanne tværsvejsninger bliver banen overskåret i synkronisme med svejsningen, tæt op imod hver svejsesøm, ved skæreorganer 82, se fig. 2. Disse skæreorganer omfatter en roterende kniv 84 og en trykvalse 86 anbragt på hver sin side af banen. Den roterende kniv 84 bærer i blokke 90 langs omkredsen udskiftelige barberbladsknive 88, se fig. 7· En tandhjulsforbindelse 92 driver den roterende kniv 84 og valsen 86 med samme hastighed. Valsen 86 7 144208 har en udskiftelig beklædning 94 af blød polyuretan, som knivene 88 skærer ned i. Ved dette arrangement afhjælpes et meget vanskeligt problem, der opstår ved overskæring af baner af HDPE med en tykkelse på 0.05 til 0.08 mm, nemlig at de overskårne flader hænger sammen, således at banen ikke let kan åbnes. Med den i fig. 7 viste skæremekanisme kan banen let åbnes, hvilket er nødvendigt inden foldningstrinnet, hvor gribere skal tage fat i den øvre lægkant. For at folde bunden i den lukkede og afskårne pose til den i fig. 14 viste form, må posen åbnes lidt.

Åbningen af poserne sker ved en blæsestation 96, se fig. 3· Blæse-stationen har en luftdyse 98, fig. 6, anbragt på en tværbæring 100 og forbundet til en passende trykluftkilde, Luftdysen er rettet imod den åbne ende af den pose, der lige er blevet afskåret, og blæser mod denne ende for at åbne posen til den efterfølgende bundfoldning. Der vil kunne anvendes forskellige midler til at medvirke ved op-blæsningen af posen, f.eks. kan undersiden af banen GW holdes nede ved et andet sæt, ikke viste, firkantede nedre gribere, eller ved sugemidler i form af en vakuumkasse 102, fig. 6, der gennem en ledning 104 er forbundet til en vakuumkilde, og over hvilken der løber et perforeret bånd 106, der af synkroniserede drivorganer drives med samme hastighed som fremføringskæderne 54.

Over banen er anbragt en begrænsningsplade 108, der som vist i fig.

6 er ophængt på en tværbæring 110 under en skrå vinkel, og som tjener til at bestemme den udstrækning, i hvilken poserne åbnes.

Når poserne forlader blæsestationen 106, vil de være åbnet i en grad, der er bestemt ved afstanden mellem bagkanten 109 af pladen 108 og fremføringsplanet for banen GW. (Ved en alternativ udførelsesform kan opblæsningen ske i den følgende zone, eller når det første og andet sæt gribere har fået fat i banen, i hvilket tilfælde disse gribere selv vil tilvejebringe den ønskede begrænsnings-virkning) .

Den således åbnede pose går derpå ind i bundfoldningsstationen 42, hvor den øvre lægkant GEU gribes af øvre gribermekanismer 112, fig.

2 og 3, anbragt på hver sin side af banen, med gribere 114, der bæres på kæder 116, som løber over kædehjul 118, se fig. 3 og 4. Bagkanten 109 på pladen 108 placerer den øvre lægkant GEU og styrer griberne 114 i stilling til at fatte om denne kant.

8 144208

Fig. 4 og 5 viser enkelthederne ved griberne 114, der i hovedsagen kan svare til griberne 56 for de nedre lægkantet, idet de dog ligger i omvendt stilling. De nedre gribere 56 kan som vist i fig.15 også være forsynet med et skillestykke 162, der vil åbne lægget således, at de øvre gribere 114 kan klemme rigtigt om den øverste del af lægget. Griberne har hver en fast kæbe og en bevægelig kæbe. Griberne 114, der er vist i fig. 4 og 5, har en fast kæbe 120 og en bevægelig kæbe 122, der som vist i streglinier i fig. 5 kan åbnes således, at kun den faste kæbe 120 passerer ind i banens læg, hvorefter den bevægelige kæbe 122 kan lukkes omkring ydersiden af lægget til fastholdelse af lægkanten og fremføring af denne. Den faste kæbe 120 udgør en del af en blok 124, der ved passende tappe 126 er fastgjort til kæden 116. Den bevægelige kæbe 122 er fastgjort på en kamfølgerstang 128, der kan forskydes lodret i blokken 124 og som af en fjeder 130 presses til lukket stilling. En kamfølgerrulle 132 er lejret på enden af stangen 128 og er anbragt således, at den kommer i kontakt med en stationær knast 134 på et hus 136 ved den position, hvor griberne må åbne for at gå ind mod lægget eller at forlade det. Der er således en stationær knast 134 ved hver ende af huset 136, hvor griberne 114 går henholdsvis ind imod og bort fra banen, som vist i fig. 3· På tilsvarende måde findes stationære knaster på huse 138 og 140 omkring kædehjulene for kæderne 54 til åbning af griberne 56, der griber banens nedre lægkant GEL. Kæberne i de nedre gribere 56 kan være udformet på samme måde som kæberne i griberne 114. Som vist i fig. 15 kan de nedre gribere 56 omfatte en fast kæbe 120 og en bevægelig kæbe 176, der også tjener til at bære posens endesøm S.

Fig. 9, 10 og 11 viser skematisk, hvorledes de to sæt gribere 56 og 114 griber og folder bunden på den i fig. 13 viste pose til dannelse af den i fig. 14 viste foldede bund. Kæderne 116 i de øvre gribermekanismer 112 drives med lavere hastighed end de kæder 54, der bærer de nedre gribere 56. Denne hastighedsforskel er antydet ved størrelsen af pile i fig. 9-11. Kæderne er synkroniseret således, at griberne 56 og 114 fatter om de øvre og nedre lægkanter i de positioner, der er vist i fig. 3 og 9, hvor de øvre gribere 114 ligger forrest og griber lige ved sømmen S, medens griberne 56 følger efter og griber ved en position ved den ønskede foldningslinie. Når griberne er lukket omkring de respektive kanter, som 9 144208 vist i fig. 9> vil hastighedsforskellen bevirke, at de øvre gribere 114 sakker bagud i forhold til de nedre gribere 56 som vist i fig 9, 10 og 11. (Alternativt kan hastighedsforskellen være således at de nedre gribere 56 sakker bagud i forhold til de øvre gribere 114). De øvre gribere 114 bevæger sig desuden opefter i forhold til banens plan som følge af skrå placering af gribermekanismen 112, fig. 2.

Yed denne bevægelse bliver posens bund åbnet og ombøjet til dannelse af en råt foldet bund FB, fig. 11 og 14. Udtrykt på anden måde, folden er der, men er ikke presset ned, da posen stadig indeholder noget luft fra opblæsningsstationen, og da HPPE ikke foldes på samme måde som Kraft-papir.

De nedre gribere vil kunne være udstyret med særlige foldeorganer 160, se fig. 15, 16 og 17, der følger efter den nedre griber, tager fat i det ydre af den øvre lægkant bag den øvre griber og trækker en del af banen fremefter og ind under den råt foldede bund FB

De særlige foldeorganer 160 er hængslet på undersiden af den faste griberkæbe 120 ved et beslag 172 og aktiveres ved en vægtstangsmekanisme omfattende en fjederpåvirket bolt 166 og en vinkelvægtstang 164, der er lejret på en tap I68 og forbundet til beslaget 172 ved et ledsystem 170. En kamfølgerrulle 174 er lejret ved enden af vægtstangen 164 og anbragt således, at den kommer i kontakt med ikke viste stationære knaster til åbning og lukning af foldeorganerne 160. Foldeorganet 160 er monteret således, at det i åben stilling ligger over den øvre lægkant og i lukket stilling hviler mod oversiden af den øvre lægkant. Foldeorganet l60 kan aktiveres således, at det lukker samtidig med den nedre griber 56.

Det vil forstås, at når der skal dannes en pose med firkantet bund, er det nødvendigt, at de nedre gribere tager fat ved et punkt hvis afstand fra posens endesøm er lig med den indlagte bredde af lægget, således at der er mulighed for den fornødne foldevirkning. De øvre gribere må fatte om den øvre del af lægget ved et punkt op til endesømmen og indenfor en afstand lig med læggets indlagte bredde.

Med andre ord, de øvre gribere fatter banen ved samme punkt som de 10 144208 nedre gribere eller foran dette, forholdsvis lige ved endesømmen. Såfremt apparatet drives på en sådan måde, at den lukkede ende af poserne ligger bagest i bevægelsen, vil de øvre gribere blive bragt til at: løbe hurtigere end de nedre gribere.

For at fremme dannelsen af regelmæssige ensartede folder er de øvre og nedre gribere vinkelformede, d.v.s. den faste kæbe, der indføres i lægget er afskåret ved bagenden i de øvre gribere, som vist i fig. 4, og ved forenden i de nedre gribere, som vist i fig. 15· Fortrinsvis er tværsnittet af trekantform, normalt med en vinkel på 45°, med det vinkelrette ben forrest i de øvre gribere og bagest i de. nedre gribere.

Efter bundfoldnings stationen findes der et af luftningsorgan 142, fig. 3> der ved den viste udførelsesform består af et par børster 144 anbragt i V-form, med vinkelspidsen førende ind mod midten af den foldede bund. Disse børster presser på den råt foldede pose og udlufter den.

Efter afluftningsstationen findes en pressestation 146, fig. 2.

Denne station har et midterste pressebånd 148, der løber over ruller 150 og er anbragt ved midten af posens foldede bund, og et par kantpressebånd 152, der løber over ruller 154 og er anbragt langs kanterne af posen over læggene. Disse bånd drives med en hastighed højere end hastigheden for kæderne 54, således at poserne bliver aftaget fra bundfoldestationen med en højere hastighed end den, med hvilken de er foldet og bliver hurtigt fjernet fra griberne, når de øvre gribere 54 åbnes, hvor de passerer rundt om kædehjulene. Poserne er nu færdige og bliver afgivet til stablestationen 44, hvorefter de føres til indpakningsstationen 46, hvor de bundtes og anbringes på paller til forsendelse til købmandsforretninger eller lignende.

En maskine udformet ifølge opfindelsen har på tilfredsstillende måde fremstillet 1/6 bl vareposer på 0.076 mm HDPE med påtryk, ved en produktionshastighed på over 200 poser pr. minut.

Selvom der er blevet beskrevet en maskine til fremstilling af vareposer af HDPE af standardstørrelse og med foldet bund, vil det være klart, at de angivne principper vil kunne anvendes til dannel

Claims (2)

11 144208 se af lignende poser af andre størrelser, og at der i stedet for HDPE vil kunne anvendes ethvert andet passende stift termoplastisk materiale, Udtrykket "pose" og "sæk" er anvendt vekselvis i det foregående uden henblik på anden forskel end størrelsen.

1. Fremgangsmåde til fremstilling af poser med foldet bund ud fra en udfladet rørfolie af termoplast, hvis sidekanter hver ved falsning er udformet med to udad vendende foldekanter, og hvor rørfolien føres gennem et apparat med en zone, hvori den forsynes med tværgående forseglinger med forud fastsat indbyrdes afstand og afskæres nær forseglingerne til dannelse af et antal efter hinanden følgende poseemner med en åben ende og en lukket ende, kendetegnet ved, at de to foldekanter på hver sin side af poseemnet gribes således af hver sit gribeorgan, at den ene foldekant fastholdes af det pågældende gribeorgan over en strækning, der tilnærmelsesvis svarer til falsens dybde og udgår fra et sted tæt ved forseglingen, medens den anden foldekant fastholdes af sit gribeorgan i en afstand, fra forseglingen, der tilnærmelsesvis svarer til falsens dybde, og at gribe-organerne for de to foldekanter under poseemnets videre fremføring i apparatet bevæges fremad med indbyrdes forskellig hastighed, indtil der. derved er dannet en foldet, mod poseemnets tilstødende del ombukket bund.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at poseemnet ved indblæsning af luft åbnes til en stilling, hvori det er nemt tilgængeligt for gribeorganeme, inden disse griber fat i sidekanternes foldekanter. 1 Apparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de.t er udstyret med to sæt gribeorganer (56, 114) på hver sin side af poseemnernes fremføringsbane, hvoraf det ene sæt (56) er indrettet til at gribe poseemnets ene foldekant og at fastholde denne over en strækning tilnærmelsesvis svarende til dybden af poseemnets fals, medens det andet sæt gri-