DK162335B - Fremgangsmaade til fremstilling af beholdere - Google Patents

Description

i

DK 162335 B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af beholdere, som beskrevet i indledningen til krav 1.

Beholdere såsom bøtter til margarine, iscreme og andre produkter indenfor fødevareindustrien og andre indu-5 strier fremstilles sædvanligvis af termoplastisk foliemateriale ved termoformningsmetoder, hvor en del af en bane, der indbefatter folien og svarer til et beholderemne, opvarmes og ved tryk eller vakuum trækkes ind i en form. Operationen gentages med mellemrum hen langs banen, og de formede 10 beholdere afskæres fra banen og efterlader et skelet af overskydende spildmateriale, der sædvanligvis genvindes for at nedsætte omkostningerne. Foliematerialet vælges således, at der fremstilles en mekanisk robust beholder af et økonomisk, tyndt banemateriale, og materialet må også opfylde 15 andre krav, især må det undgås at beholdermaterialet og beholderindholdet kan påvirke hinanden. Af denne grund fremstilles sådanne beholdere af lamineret foliemateriale, idet hvert lag vælges, så det bidrager til opnåelse af særlige egenskaber, der passer til dets placering i laminatet. Det 20 inderste lag kan f.eks. vælges, så det er modstandsdygtigt mod forurening fra indholdet, og det yderste lag således at det har mekanisk styrke.

For at sikre at lagene ikke skilles, lamineres de først sammen under tryk, om nødvendigt med anvendelse af 25 bindemiddel, og de kan derefter opvarmes tilstrækkeligt til at pladematerialet bliver blødt og lagene sammensmeltes.

Når der er etableret en permanent binding mellem lagene, er værdien af det genvundne spildmateriale imidlertid formindsket, fordi det ikke let kan adskilles i sine enkelte be-30 standdele.

Fra US patentskrift nr. 3.878.018 kendes en fremgangsmåde af den omhandlede art, som indbefatter et arbejds-trin til frembringelse af prægeemner af lamineret termoplastisk materiale, hvori valgte prægeområder i et termoplastisk 35 lag først gøres klæbende ved højfrekvensstråling eller ved påføring af et klæbelag. Derpå lægges et andet lag på den

DK 162335 B

2 klæbende side af det første, og hele arealet af den kombinerede bane føres mellem trykvalser, før de nævnte prægeområder udskæres og adskilles fra spildmaterialet, hvis lag derpå skilles fra hinanden.

5 Ved opfindelsen er tilvejebragt en forbedret metode til fremstilling af laminerede beholdere ved termoformning, hvor der etableres en effektiv binding mellem beholderlagene, medens spildmaterialet, som bliver tilbage mellem beholderne, let kan adskilles i de oprindelige lag.

10 Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 1 anførte.

Lagene af foliemateriale, hvoraf beholderne fremstilles ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, er derfor ikke samlede, så de danner en lamineret bane, før termoformnings-15 operationerne. I stedet for tilføres særskilte baner af foliemateriale til en termoformningsstation, fortrinsvis en formemaskine med flere hulrum, og binding mellem banerne sker fortrinsvis kun i de små områder af den samlede bane, som skal termoformes.

20 Da trykpladerne alene skal kontakte de områder af den kombinerede bane, som skal termoformes, dvs. området ved hvert beholderemne, lettes adskillelsen af spildlaminatet i dets bestanddele, som skal recirkuleres. Da udstrækningen af sammensmeltningen mellem lagene kan styres ved hjælp af 25 trykket, temperaturen og den anvendte tid, kan området ved det termoformede emne ligeledes let sammensmeltes i tilstrækkelig begrænset udstrækning, til at selve lagene omkring beholderne kan adskilles og recirkuleres efter brug.

Der anvendes kontakt-varmetrykplader med en over-30 fladekontur, der er struktureret således, at indeslutning af luft hindres, når de forskellige plader eller folielag samles. Disse konturer udføres på en sådan måde, at luft, som ville kunne blive indelukket, klemmes ud fra midten mod kanten af området, som skal opvarmes for sammensmeltning.

35 Deres konstruktion afhænger af formen af de opvarmede arealer, der kan være cirkulær, elliptisk, kvadratisk eller

DK 162335 B

3 rektangulær svarende til den ønskede beholderform, og sædvanligvis med konveks kontaktflade. Den midterste del af varmepladerne har en forøget tykkelse, som aftager i retning mod kanterne.

5 Opfindelsen forklares nærmere i det følgende i forbindelse med tegningen, hvor fig. 1 generelt viser et konveks opvarmningssystem, og fig. 2, 3 og 4 viser eksempler på forskellige 10 profilerede opvarmningsplader.

Det i fig. 1 viste system har foroven og forneden stålplader A og aluminiumplader B. Aluminiumpladerne anvendes til at forbedre varmeledningen og -fordelingen.

Deres tykkelse Bl ved midten er større end tykkelsen B2 15 ved kanterne. Dette kontakt-varmesystem er monteret under en holdeplade F af isolerende materiale. I stålpladerne er installeret varmeelementer C til elektrisk opvarmning af kontakt-varmesystemet. En anden opvarmningsmåde kan indbefatte cirkulation af opvarmet olie gennem kanaler i 20 stålpladerne.

Aluminiumpladerne har konstant temperatur og ved berøringen med plastlag D og E begynder de at opvarme overfladen af plastmaterialet. Når varmepladerne føres ind i kontakt med plastoverfladen, berører de først plast-25 laget i det centrale område. Dette opvarmes derfor før de andre områder, som derefter opvarmes gradvis ud mod kanterne. Da plastlagene gradvis komprimeres, klemmes luften ud til kanterne og bliver ikke indesluttet mellem de to plastlag.

30 Profilen af varmepladerne afhænger af tykkelsen af plastpladerne eller -folierne, som skal opvarmes og sammensmeltes. Fortrinsvis formindskes radius, når tykkelsen af de samlede plader forøges. Generelt foretrækkes en radius på fra 5000-10.000 mm med en profilhøjde på 35 0,1-0,3 mm for kombinerede baner med en tykkelse på fra 0,3 til 1 mm.

4

O

DK 162335 B

Fig. 2, 3 og 4 viser profilerede varmeplader konstruerede til specifikke eksempler. Radius R af de to cirkulære varmeplader i fig. 2 og 3 var 6250 mm og diameteren 2a var 100 mm. Højden af profilet C 5 var i begge tilfælde 0,2 + 0,05 mm, og varmepladen var derfor i begge tilfælde denne værdi tykkere i midten end ved kanterne. Varmepladen i fig. 2 har form som et kuglesegment, og i fig. 3 har den form som et kuglebælte med en central flade med en diameter 2b på 10 mm.

10 Pladerne i fig. 2 og 3 anvendes ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen til opvarmning og sammensmeltning af en plade af (BS) med en tykkelse.på 0,6 mm og en plade af (PETG) med en tykkelse på 0,1 mm med mellemrum langs baner af ovenpå hinanden lagte plader i områder, som der-15 efter blev termoformede til runde bøtter til emballering af margarine, hvor PETG-materialet dannede en foring i bøtterne.

Fig. 4 viser en aflang plade med afrundede hjørner til opvarmning af på hinanden lagte baner med mellemrum 20 langs de kombinerede baner til termoformning af ovale rør. I dette tilfælde er folierne PP med en tykkelse på 0,2 mm og BS med en tykkelse på 0,6 mm. Varmepladerne er igen ca. 0,2 til 0,3 mm tykkere på midten end ved kanterne, og tykkelsen aftager i retning mod kanterne.

25 Overfladen kan beskrives som et segment af en sammenpresset omdrejningsellipsoide med de viste dimensioner.

Ifølge opfindelsen kan der vælges flere opvarmningstrin for at fremskynde de kombinerede baners fremad-skriden gennem sammensmeltningstrinnet. Temperaturen af 30 kontaktpladerne er fortrinsvis 130-175°C afhængigt af de anvendte polymere.

Det er en særlig fordel at renden af beholderne, der er fremstillet i fremgangsmåden ifølge opfindelsen, fordi der ikke er klæbemiddel mellem lagene, kan valses 35 uden at kanterne kan blive forurenet af klæbemiddel.

O

DK 162335 B

5

Beholderen ifølge opfindelsen er fortrinsvis kun trykt på et af lagene, og hastigheden af trykkeprocessen for dette er derfor højere end ved trykning af en enkelt plade med fuld beholdertykkelse. Trykket 5 kan forsætligt være forvrænget på en sådan måde, at der ved .termoformningsprocessen fremkommer det ønskede trykmønster på den færdigtformede beholder. Ved en anden trykkemetode, som kan anvendes i forbindelse med opfindelsen, er det ydre lag transparent og trykt omvendt 10 på sin inderside for at beskytte trykket mod slid og indholdet i beholderen mod forurening fra trykket.

Der kan vælges 'forskellige kombinationer af foliemateriale ud fra en stor mængde forskellige termoplas tiske polymere indbefattet f.'eks. polyolefiner, især 15 polyethylen (PE), polypropylen (PP) og polystyren (PS), polyhalogencarbonhydrider, f.eks. polyvinylchlorid, polyvinylidenchlorid og fluorerede polyethylener og polypropylener, vinylacetater, polyamider og polyestere.

Specielt foretrækkes kombinationer af polyolefiner og 20 polystyren med polyethylenterepthalatestere af glycol og polyethylenglycoler (PETG) til beholdere, der er beregnet til at anvendes i fødevareindustrien f.eks. til iscreme og margarine, medens andre egnede kombinationer indbefatter polyethylen/polypropylen, polystyren/-25 polypropylen og polystyren/polyethylenterephthalatester af ethylenglycol eller polyethylenglycol.

De følgende arbejdsbetingelser er anført som eksempler på temperatur- og kontakttider, der har vist sig passende til sammensmeltning af på hinanden 30 liggende lag af termoplastisk materiale med de angivne tykkelser i mm, samt temperaturen af beholderformen, hvori de sammensmeltede arealer successivt blev termo-formede efter forudgående formning under medvirkning af pressestempel (plug) ved 140°Cj 35

O

6 DK 162335 B

Materiale Temperatur QC Tid Form °C

Sek.

LDPE 0,3 5 PP 0,3 153-5 15 50 PETG 0,1 PP 0,4 155-160 12 50 PETG 0,15 10 PS 0,5 156 6 40 PETG 0,15 PS 0,6 PETG 0,15 156 7 40 15

De ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremstillede beholdere kan bestå af to eller flere plader eller folier med samme eller forskellige tykkelser, og der kan også f.eks. anvendes tre eller flere lag.

20 Beholderne kan formes ved tryk- eller vakuum-formning, hvor pladematerialet presses eller suges ind i en form. De konventionelle metoder til termoformning er sædvanligvis egnede, forudsat at temperaturen dg kontakttrykket, fortrinsvis med kontaktplader, giver den ønskede virkning 25 med hensyn til sammensmeltning af de termoformede arealer af termoplastisk foliemateriale, og de nødvendige betingelser for termoformningsprocessen kan tilvejebringes.

Særskilte materialebaner, der kommer fra forskellige oplagringsruller, kan kombineres og fødes intermitte-30 rende på styret måde over et system af fødevalser til en opvarmnings- og pressestation, hvor materialet kommer i kontakt med pressepladeindretninger ved hver af en forud fastsat række zoner for beholderemner på banen.

Den resulterende delvis smeltede foliekombination overføres 35 så til en termoformningsstation, der passer nøjagtigt til og arbejder successivt på emnezonerne på banen. Beholderne

O

DK 162335 B

7 udskæres fra banen når de er formede, og overskydende spildmateriale opsamles, og dets enkelte lag adskilles.

5 Eksempel

Baner af forskellige termoplastiske folie- eller pladematerialer fremføres særskilt over valser, så de ligger ovenpå hinanden og sammenløber ind mellem parvise øvre og nedre kontakttryk-varmeplader i en opvarmnings-10 station, idet pladerne er adskilt fra hinanden. Pladerne er fremstillet af godt varmeledende materiale f.eks. aluminium, som på kontaktsiden er belagt med et tyndt lag af f.eks. fluoreret polyolefin for at hindre vedhængning. Hvert par plader kan lukkes sammen hydraulisk 15 eller pneumatisk, så banerne presses sammen. Pladerne opvarmes elektrisk og termostater opretholder en ensartet temperatur indenfor 1 eller 2°C på kontaktsidens overflade. Temperaturerne af de forskellige plader kan være ens eller forskellig, alt efter hvad der er 20 nødvendigt for at svejse banerne sammen i kontaktområderne. Parrene af opvarmningsplader er indbyrdes adskilt, så de kun opvarmer de områder af folien, som senere skal termoformes, og de har konveks profil for at hindre indespærring af luft mellem lagene.

25

Med forud fastsatte mellemrum standses fremføringen af de kombinerede baner, og parrene af opvarmningsplader lukkes sammen, idet temperatur og tid er valgt således at der opnås en let sammensmeltning af de kombinerede baner på steder, som senere skal termo-30 formes, idet de områder som ikke skal termoformes forbliver i hovedsagen uopvarmede og ikke sammensmeltede.

Efter at pladeparrene i opvarmningsstationen er adskilt fra hinanden, fortsættes fremføringen, og banen føres til den næstfølgende opvarmningsstation, af hvilke der kan være flere, f.eks. er op til fem stationer sædvanligvis passende. Efter at have forladt 35

O

DK 162335B

8 kontaktopvarmningsstationen, kommer de kombinerede baner ind i termoformningszonen, hvor en form er anbragt, så hvert sammensmeltet område af den kombinerede bane, hvert står ud for formen, når banen 5 standser. Denne station kan indbefatte en vakuum- eller trykenhed med eller uden et medvirkende trykstempel. Efterhånden som hver bøtte er formet i formen og afkølet og udløst fra formen, transporteres den til en skæresta-tion, hvor det kombinerede*folieskelet, efter afskæring 10 af bøtterne fra banen, kanopvikles til senere adskillelse i sine enkelte lag og indsamles, eller hvert lag på skelettet kan opvikles særskilt, idet adskillelsen let kan udføres, da lagene ikke er smeltede sammen.

15 20 25 30 35

Claims (5)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af beholdere ved termoformning under tryk eller vakuum af særskilte områder af en kombineret bane af to eller flere lag af termoplastisk 5 folie, som kun i de nævnte områder forbindes med hinanden ved hjælp af varme og tryk og uden bindemidler, hvorhos de dannede beholdere adskilles, og de ikke forbundne banerester i de to lag forbliver adskilt, kendetegnet ved, at de nævnte områder af lagene (D,E) forbindes ved kontakt 10 med trykplader (A,B), der har en i hovedsagen konveks kontaktflade, der er udformet således, at indeslutning af luft under foliernes sammenføring udelukkes, hvilke trykplader opvarmes til en temperatur, hvor folierne (D,E) kun smelter i de nævnte områder.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendeteg net ved, at trykpladernes (A,B) i hovedsagen konvekse kontaktflade har en radius på fra 5000 til 10.000 mm og en profilhøjde (C) på 0,1-0,3 mm.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kende-20 tegnet ved, at særskilte folier fra forskellige ruller bringes til at ligge ovenpå hinanden til dannelse af en bane (D,E), som først fødes til en opvarmnings- og pressestation, hvor banen ved hjælp af trykpladerne (A,B) opvarmes og presses ved en temperatur, hvor de kombinerede lag smelter 25 sammen i forud fastsatte termoformningsområder, og derefter føres til en termoformningsstation, hvor beholderne termo-formes af disse områder, hvorefter de formede beholdere afskæres fra banen, og det tiloversblevne skelet af spildmateriale i banen opdeles i sine enkelte lag.

4. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at ét eller kun nogle af lagene på beholderemnerne forsynes med påtryk.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at indersiden af et ydre transparent lag trykkes 35 med "omvendt” tryk.