FI70185B - Foerfarande och anordning foer bildande av en foerpackning i en vakuumkammare - Google Patents

Description

70185

Menetelmä ja laite pakkauksen muodostamiseksi tyhjökammiossa -

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä ja laite tiiviisti suljetun pakkauksen muodostamiseksi tyhjökammiossa, erityisesti sulattamalla yhteen kalvoainekerroksia (jotka voivat itsessään olla sidottuja monikerroksisia kaivorakenteita) pakkauksen sulkemiseksi tiiviisti. Tällainen pakkaus voi esim. olla tyhjöpakkaus, mutta yhtä hyvin se voisi sisältää inerttiä kaasua, joka auttaa säilyttämään pakkauksen sisältöä, erityisesti kun sisältö on pilaantuvaa.

Erilaiset kalvojen sulkumenetelmät ovat tunnettuja. Nykyään käytetään laajalti seuraavia menetelmiä: sinkilöintiä kalvoaineesta muodostetun pussin kaulan sulkemiseksi, kuumasaumausta, jolloin samalla käytetään lämpöä ja painetta kahden kalvokerroksen puristamiseksi yhteen sulavaan kosketukseen, ja liimasulkua esim. päällystämällä toinen tai molemmat pinnat, jotka joutuvat kosketukseen, niiden sulkemiseksi yhteen liimaseoksella, niin että kosketuspinnat sulkeutuvat, kun ne puristetaan yhteen.

Kuumasaumauksen lisäksi, jossa kalvot puristetaan yhteen käyttämällä mekaanisia puristustankoja, on US-patenttijulkaisuista 3 989 778 ja 4 069 080 myös tunnettua säteilyttää puristettuja kalvokerroksia laserista tulevalla energialla keskenään kosketuksessa olevien pintojen paikallisen sulamisen edistämiseksi. US-patenttijulkaisuista 3 477 194 ja 3 247 041 on myös tunnettua säteilyttää puristettuja kalvokerroksia läheisestä lähteestä tulevalla infrapunasäteilyllä kerrosten sitomiseksi yhteen.

Kaikki nämä tunnetut julkaisut turvautuvat lämmön käyttöön kalvojen osilla, jotka on jo puristettu yhteen sulkeutuvasti, niin että tällaisen järjestelmän käyttö vaatii puristettujen kalvo-osien tarkkaa yhteensovitusta infrapunalähteestä tai laserista tulevan energiasäteilyn radan kanssa. Erityisesti infrapunasä- 2 70185 teilyä käytettäessä on lisäksi vaikeaa välttyä infrapunalähteen/ lähteiden ja puristettujen kalvo-osien välisiltä väleiltä (jotta pakatun tuotteen ja sitä ympäröivän aineen käsittelyä varten olisi riittävästi tilaa), jotka ovat niin suuria, että säteily-häviöt, jotka vaihtelevat kääntäen verrannollisesti lämmönläh-teeseen olevan etäisyyden neliöön, muodostuvat huomattaviksi.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä ja laite, joilla voidaan välttää tunnettujen, säteilylämpöä muo-viaineen sulkemiseen käyttävien järjestelmien edellä esitetyt epäkohdat.

Keksintö koskee näin ollen menetelmää pakkauksen muodostamiseksi tyhjökammiossa, jossa menetelmässä pakattava tavara sijoitetaan muovikalvoa olevaan pussiin, pussin kaula pidetään pullis-tettuna sen johdosta, että pussin kaulan suu pidetään joustavasti supistettuna samalla kun pussin ulkopuolella kammiossa vallitsevaa painetta alennetaan, ja pussia lämmitetään käyttäen kuumennusvälineitä, kunnes paine-ero pussin sisäpuolen ja ulkosivun välillä saavuttaa arvon, jossa pussin kaulan pidinlaite joustaa sallien kaasun poiston pussin suun läpi, ja keksinnön mukainen menetelmä on tunnettu siitä, että pussin kaulan ollessa pullistuneena kaulan toisistaan erillään olevia osia kuumennetaan infrapunasäteilyllä lähteistä, jotka sijaitsevat lähellä pullistuneen pussin kaulaa koskettamatta sitä, ja että tämän jälkeen pussin pullistunut kaula rikotaan kaasun poistamiseksi pussista ja kaulan osat saatetaan kosketukseen toistensa kanssa kaulan sulkemiseksi kaulan osien tarttuessa toisiinsa kosketuksen johdosta.

Keksintö koskee myös laitetta pakkauksen muodostamiseksi työjökanrdossa käsittäen alustan muovikalvoa olevaan pussiin sijoitettua tavaraa varten, välineet pussin kaulan pitämiseksi pullistuneena, jotka välineet käsittävät välineet pussin kaulan supistamiseksi ja välineet ja alustalla olevan pullistuneen pussin kuumentamiseksi sen ollessa supistusvälineiden supistama, ja välineet pussin kaulan vastakkaisten osien saattamiseksi kosketukseen 3 70185 toistensa kanssa pakkauksen sulkemiseksi, joka laite on tunnettu siitä, että tyhjökammioon on sijoitettu ainakin yksi infrapuna-säteilylähde lähelle pullistuneen pussin kaulaa koskettamatta sitä, kaulan vastakkaisten osien säteilyttämiseksi ja kuumentamiseksi, ja että välineet pussin kaulan vastakkaisten osien saattamiseksi kosketukseen toistensa kanssa käsittävät välineet kaasun päästämiseksi pussin sisältä kaulan pullistumisen kumoamiseksi infrapunasäteilylähteellä suoritetun kuumentamisen jälkeen, minkä johdosta kuumennettu kaulan materiaali joutuu kosketukseen itsensä kanssa ja sulkeutuu kosketuksen johdosta.

Jotta esillä olevaa keksintöä voitaiin helpommin ymmärtää, esitetään seuraava selitys vain esimerkin vuoksi viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 on kaaviollinen sivuleikkauskuva tyhjökammion eräästä muodosta, jossa esillä olevan keksinnön menetelmä voidaan toteuttaa, 4 70185 kuvio 2A on yksityiskohtainen leikkauskuva kuvion 1 kammioon kuuluvasta sulkumekanismista, kuvio 2B on päätyleikkauskuva kuvion 2A sulkumekanismista, kuvio 3 on kaaviollinen ylätasokuva tyhjökammion vaihtoehtoisesta muodosta, jossa esillä olevan keksinnön menetelmä voidaan toteuttaa, kuvio 4 on kuvion 3 kaltainen kuva, joka esittää vielä erästä tyhjökammion suoritusmuotoa, jossa menetelmä voidaan toteuttaa, ja kuvio 5 on kuvioissa 1-4 käytettyjen infrapunalämpölähteiden ohjausjärjestelmän yksinkertaisen muodon kytkentäkaavio.

Kuviossa 1 voidaan nähdä tyhjökammio 1, joka käsittää pohjaosan 2 ja kannen 3, jotka on suljettu yhteen ja tiivistetty reunojaan 20 pitkin, niin että muodostuu suljettu tila, jossa kaksi tuotteita 21 sisältävää muovipussia 4 (jotka on tässä tapauksessa tehty kuumassa kutistuvasta aineesta) voidaan evakuoida ja sulkea.

Kutistuslämpöä kohdistetaan kumpaankin pussiin 4 kahden pu-haltimen 6 ja 7 avulla, joita käyttävät vastaavat moottorit 8 ja 9 ja jotka kierrättävät ilmaa pyöreiden kuumennusele-menttien 10 ja 11 kautta, jotka on esitetty sivukuvana kuviossa 1 ja ovat identtiset kuvioissa 3 ja 4 tasokuvana esitettyjen, vastaavien kuumennuselementtien 10 ja 11 kanssa. Säteittäisesti ulospäin suunnattu ilmavirta keskjpakopuhal-linmoottoreista virtaa kuumennuselementtien 10 ja 11 yli, kuumenee niiden avulla ja koskettaa sitten pusseja 4 kammion tukiristikon 12 päällä. Pussit saavat tällöin lämpöä ilmasta ja kutistuvat halutussa määrin riippuen siitä asteesta, johon kalvo on orientoitu valmistuksen aikana.

Kammioon kuuluu edelleen ylä- ja alakuumennusyksiköt 13 ja 14, joihin kuuluu infrapunalämpöä säteilevät lamput (37 ja 38 kuviossa 2A), jotka säteilevät lämpöä pussien 4 kaula-alueiden erillään oleville kalvo-osille ja kuumentavat kaula- 70185 alueita riittävästi, niin että kun nämä kalvo-osat myöhemmin koskettavat toisiaan esim. kammion 1 uudelleenpaineis-tuksen aikana, kalvokerrokset sulautuvat automaattisesti yhteen.

Näiden ylä- ja alakuumennusyksiköiden 13 ja 14 yksityiskohtaista rakennetta selitetään viitaten kuvioiden 2A ja 2B yksityiskohtaisiin piirustuksiin.

Kunkin pussin suualue on puristettu kokoon joustavalla pus-sinpitolaitteella, jossa on ylä- ja alaelimet 33 ja 35, jotka on myös esitetty kuvioissa 2A ja 2B, siten, että ilma voi poistua pussin 4 sisäosasta ylä- ja alakuumennusyksiköiden 13 ja 14 sekä ylä- ja alaelimien 33 ja 35 välistä, mutta joustavan pussinpitovaikutuksen ansiosta ilmaa ei pääse takaisin pussiin suualueen läpi.

Kuvion 1 kammiossa käytetyllä evakuointisyklillä voi olla useita erilaisia muotoja.

Ensimmäisenä esimerkkinä kuumennuslämpöä voidaan kohdistaa pussiin 4 aktivoimalla puhallinmoottorit 8 ja 9 ja kuumenti-met 10 ja 11 ennen kammion 1 evakuointia. Tämä johtaa pussi-aineen lämpökutistukseen. Tämä lämpökutistus pyrkii puristamaan tuotteen 21 ja pussin 4 väliin jääneen ilman, joka pitää pussin "pullistuneena" ja erillään suhteellisen kylmästä tuotteesta jännityksen kehittyessä kuumassa kutistuvassa pussissa 4.

Pussiin 4 jäänyt ilma vapautetaan sitten, kun paine voittaa joustavan terän 33, jolloin kireään pussiin pidättynyt kutis-tusenergia voi pakottaa pussiaineen tuotteen 21 päälle. Tyh-jöpumppu käynnistetään sitten ja kammion 1 evakuointi tapahtuu. Sopivan viiveen jälkeen muotojohdin 48 virroitetaan, jolloin pussin kaula rikkoutuu, mikä mahdollistaa pussin jat-koevakuoinnin kaulan kautta. Kammion evakuointia jatketaan jäljellä olevan ilman poistamiseksi pussin 4 sisältä ja 6 70185 pussin sulkemiseksi. Tällaista sykliä on kuvattu kuvioissa 2A ja 2B sekä joka tapauksessa GB-patenttihakemuksessa 8108437.

Kammion 1 vaihtoehtoinen toimintasykli on sellainen, jossa kammion 1 evakuointi alkaa samanaikaisesti kuumentimien 10 ja 11 sekä puhallinmoottorien 8 ja 9 aktivoinnin kanssa ja jatkuu siten, että pussin suun kokoonpuristus joustavien pussinpitovälineiden avulla viivyttää ilman poistoa pussin 4 sisältä. Tämän vaikutuksesta pussi 4 pullistuu ulospäin pois tuotteesta 21, kun kammion paine pussin 4 ympärillä alenee nopeammin kuin ilman paine pussissa 4. Kun pussi on pullistunut halutussa määrin (mikä voidaan todeta joko käyttämällä sykliajastinta, jonka toiminta perustuu siihen, että samanlaiseen kalvoon pakattujen ja samalle kammion evakuoinnille alttiina olevien tuotteiden muodostaman erän pullistuminen kestää saman ajan, tai käyttämällä mekaanisia, pullistuvaan pussiin 4 reagoivia antureja), kammion evakuointi lakkaa, niin että pussi pidetään pullistuneena kammiossa 1 jäljellä olevan ilman kierron aikana puhallinroottorien 6 ja 7 avulla. Tämä kuuman ilman kierto aiheuttaa edelleen lämmön siirron pussin 4 aineeseen, jolloin pussin 4 kutistusenergia otetaan talteen, koska pussi yhä pidetään erillään sisältä-mästään tuotteesta 21. Kun pussin 4 tämä kuumennus on edennyt riittävän pitkälle, kammion evakuointi alkaa uudelleen, jolloin pussin kaula lopulta suljetaan, kun pussin sisäosa on saavuttanut riittävän alhaisen jäämäpaineen (suuren tyhjön) . Tällaista menetelmää on kuvattu GB-patenttihakemuksessa 8023465.

Muut toimintasyklit ovat mahdollisia, esimerkiksi sykli, jossa evakuointi ja kuuman ilman kierrätys tapahtuvat samanaikaisesti ja jatkuvat keskeytyksettä, kunnes on saavutettu riittävän pieni jäämäpaine (suuri tyhjö), minkä jälkeen pussi suljetaan.

7 70185

Kaikkien yllä mainittujen toimintasyklien yhteydessä kuvion 1 kammioon kuuluu edullisesti kuvioissa 2A ja 2B esitetyt ylä- ja alakuumennusyksiköt 13 ja 14.

Kuten kuviossa 2A esitetään, joustava pussinpitolaite 30 on kammion 3 kannen osan muodostavan ylätukielimen 31 sekä alakammio-osan 2 alatukielimen 32 tukema. Kannen 3 sulkeutuessa alakammion 2 päälle, ylätukielin 31 laskeutuu alas alatukielintä 32 kohti asettuen kuviossa 2A esitettyyn muotoon .

Joustavaa pussinpitoterää 33, joka on tehty sopivasti kuitumaisesta aineesta, kannattaa ylätukielin 31, johon se on kiinnitetty ruuvisarjalla 34. Joustava terä 33 koskettaa alareunaansa pitkin alatukielimen 32 kannattamaa vastaelintä 35. Vastaelin voi vaihtoehtoisesti olla samanlainen terä kuin terä 33. Kun muovipussin kaula on sijoitettu vastaelimelle 35 kammion kannen 3 ollessa kohotetussa asennossa, kammion kannen 3 lasku ylä- ja alatukielimien 31 ja 32 saattamiseksi kuviossa 2A esitettyyn asentoon saa automaattisesti pussin kaulan pysymään vastaelimellä 35 siten, että pussissa tietyn arvon yli mahdollisesti kehittyvä differentiaali-ilmanpaine voidaan poistaa terää 33 siirtämällä.

Pussin kaulan vetoa vasemmalle terän 33 ja vastaelimen 35 väliin vastustavat jousikuormitteiset painimet, joista yksi 36 on esitetty kuviossa 2A ja jotka puristavat pussin kaulan tiukasti vastaelimen 35 päälle.

Joustavan terän 33 kallistuskulma on sellainen, että riittävän differentiaalipaineen alainen ilma voi poistua pussin sisältä ainakin suualueilla peräkkäisten painimien 36 välissä.

Pussin kaulan sulku siten, että kaulan ympärille pussiin muodostuu mahdollisimman pieni ilmatila, saadaan aikaan ylä-ja alalämpölähteiden 37 ja 38 avulla, jotka ovat liuskalamp-puja, jotka säteilevät infrapunalämpöä aallonpituudella, joka antaa tulokseksi kammiossa olevien pussien 4 muovi- 8 701 85 seoksen optimaalisen lämmön absorption.

Lamppujen 37 ja 38 säteilemän valon aallonpituus valitaan edullisesti siten, että se on sama kuin pussin aineen helpoimmin absorboima aallonpituus. Sopivasti kyseinen aallonpituus on 3-4 mikronia useimpien muovikalvojen kohdalla, mukaan lukien monikerroksiset kalvot ja laminaatit, kuten kuumassa kutistuva (ts. orientoitu), kolmikerroksinen etylee-nivinyyliasetaatti-, polyvinylideenikloridi- ja säteilytetty etyleenivinyyliasetaattilaminaatti.

Pussin kaula-alueen lyhyt altistaminen lämmönsäteilijoiden 37 ja 38 säteilylle riittää kuumentamaan pussiaineen sen pehmenemispisteeseen, niin että kun pussiainelevyt puristetaan yhteen, ne sulkeutuvat suu- ja kaula-alueilla.

Pussiaineen ja ylä- ja alalämpölähteiden 37 ja 38 välinen kosketus estetään vanunkiverkkojen 39 ja 40 avulla, joita kannattavat vastaavat ylä- ja alakannatinlevyparit 41 ja 42, jotka on laakeroitu kääntyvästi tappien 41a, 42a varaan. Kummassakin kannatinlevyssä 41, 42 on reikä 41b, 42b, joka toimii liukuvasti yhdessä vastaavan nokkatapin 43 ja 44 kanssa, jotka on tuettu pystysuoraan liikkuvan ylä- ja alapuristustangon 45 ja vastaavasti 46 ao. päähän. Alapuris-tustankoon 46 kuuluu päärunko, jossa on joustavasti taipuva leukaelin 46a, joka on yhdistetty siihen kierrepuristusjousilla 46b, jotka varmistavat, että kaksi puristustankoa 45 ja 46 koskettavat toisiaan leukaelimen 46a joustaessa.

Pidinlaitteeseen 30 kuuluu edelleen muotojohdin 48, jota tukee vastaelin 35 ja joka pidinlaitteen kuvion 2A muodossa koskettaa pullistunutta pussin kaulaa. Kun johtimeen syötetään virtapulssi, johdin rikkoo pussin kaulan, niin että kaasu (tavallisesti ilma) voi poistua pullistuneesta kaulasta ennen sulkua. Johtimella 48 voi olla esim. sahanhampaan muoto tai sinimuotoinen aaltoileva muoto.

9 70185

Yläpuristustangon 45 laskeutuessa alas sen nokkatapit 43 liukuvat alas rei'issa 41b ja saavat ylemmät kääntyvät kanna-tinelimet 41 kääntymään vastapäivään lämmönlähteen 37 ja sen vanunkiverkon 39 kääntämiseksi oikealle alas laskeutuvan ylemmän puristustangon 45 liikeradalta.

Samoin alapuristustangon 46 noustessa ylös sen nokkatapit 44 toimivat yhdessä alakannattimien 42 reikien 42b kanssa näiden kannattimien kääntämiseksi sivuun ja alemman lämmönlähteen 38 ja sen vanunkiverkon 40 siirtämiseksi pois nousevan puristustangon 46 liikeradalta. Tämän ansiosta kalvo-aine voi puristua kahden puristustangon 45 ja 46 väliin. Samalla alapuristustangon 46 päärunko-osan kannattama terä 47 joutuu joustavan leuan 46a yläpuolelle puristusjousien 46b jouston vaikutuksesta ja voi leikata liikapussiaineen kaulasta sulkemisen aikana.

Kuvio 2B esittää käyttömekanismia, jonka avulla yläpuristus-elintä 45 käytetään sen pystyliikkeen aikana.

Kuten kuviossa 2B esitetään, yläpuristuselin 45 on kahdessa erillisessä osassa keskilaakeriosan 49 tukeman pystyohjaus-tapin 50 varassa, niin että yläpuristustangon 45 kaksi osaa voivat liukua pystysuunnassa.

Kaksi puristustanko-osaa on yhdistetty vastaavien työntönive-lien 51 alapäihin, joiden nivelien yläpäät on vuorostaan nivelletty vastaaviin kaksoiskulmavipuyksiköihin 52, 52', joista toinen 52 näkyy kuviossa 2A.

Kulmavipujen 52 vasemmalla puolella on ensimmäisessä kulmassa kiinteä kääntötappi 53, toisessa kulmassa kääntötappi 54, joka niveltää sen työntöniveleen 51, ja kolmannessa kulmassa lisäkääntötappi 55, joka niveltää sen toisen käyttökan-nattimen 56 toiseen päähän.

Toisen käyttökannattimen 56 toinen pää on kohdassa 57 nivelletty oikeanpuoleisen kulmavipuyksikön 52' vastaavaan kulmaan.

10 701 85

Vipuyksikössä 52 on myös kääntötapit 53' ja 54', jotka vastaavat yllä kuvattuja tappeja 53 ja 54.

Ensimmäinen käyttökannatin 58 on yhdistetty männän 60 män-nänvarteen 59 ja oikeanpuoleisen kulmavipuyksikön 52' lisä-niveltapin 61 väliin. Männänvarren 59 pidennys ja takaisin-veto saavat aikaan kulmavipuyksiköiden 52, 52' vasta- ja vastaavasti myötäpäiväisen liikkeen ja niin ollen puristus-tankojen 45 nousevan ja laskeutuvan liikkeen.

Samanlainen käyttönivelistö ja käyttömäntä on olemassa ala-puristus tangon 46 päärungon liikuttamiseksi ylöspäin ja alaspäin.

Kuten kuviossa 2B myös esitetään, yläpuristustankoon 45 on ruuvattu suojaelin 62, niin että muodostuu väli, johon terä 47 voi joutua ylä- ja alapuristustankojen 45 ja 46 tullessa yhteen.

Kuvioiden 2A ja 2B pidinlaitteet toimivat useissa vaiheissa koko koneen syklin aikana, kuten myöhemmin tullaan selittämään .

Kuviossa 1 esitetyn laitteen toiminta on seuraava, kun käytetään kuumassa kutistuvasta eli orientoituneesta kalvoai-neesta muodostettuja pusseja 4.

Täytetty, mutta sulkematon, kuumassa kutistuvasta pakkaus-kalvosta tehty pussi 4 sijoitetaan tyhjökamraioon 1, ja kammion kansi 3 siirretään alaspäin kammion sulkemiseksi ja kammion tiivistyksen mahdollistamiseksi sen reunalla 20.

Eräs pussiin 4 käytetty kuumassa kutistuvan (ts. orientoituneen) kalvon muoto voi olla kolmikerroksinen etyleeni-vinyyliasetaatti-, polyvinylideenikloridi- ja säteilytetty etyleeni-vinyyliasetaattilaminaatti, joka esitetään US-patentissa 3 741 253 ja jota myy W.R.Grace & Co tavaramerkillä "Barrier Bag".

11 70185 Tänä aikana lämmönlähteet 37 ja 38 tehdään joko virrattomik-si tai edullisemmin virrallisiksi alhaiselle kuumennustasol-le, joka ei salli niiden kuumentaa pussin kaulan kalvoainet-ta riittävään, sulamisen aikaansaavaan lämpötilaan.

Pussin suun kokoonpuristus, kun joustava pidinlaite 30 koskettaa sitä, varmistaa sen,että sitä mukaa kuin pussin ulkopuoleen kohdistetaan lämpöä konvektion avulla pussissa mahdollisesti kehittynyt liikapaine-erc voidaan säätää poistamalla kaasua (tavallisesti ilmaa) pussin 4 sisältä siinä määrin, että pussiaine vielä pysyy "pullistuneena" erillään sisältämänsä tuotteen 21 pinnalta. Koska pullistuminen riippuu tekijöistä, jotka ovat yhteisiä tietylle tuotteiden 21 erälle (esim. pintalämpötilasta, tuotteen sisältämästä ilma-määrästä ja tuotteen pinnan laadusta, esim. tahmeudesta), voi olla sopivaa todeta tarkkailemalla, milloin pullistuminen todennököisesti tapahtuu ja ajoittaa sen jälkeen prosessi siten, että evakuointi alkaa samanaikaisesti kaikkien erän tuotteiden kohdalla. Tämä ajoitetaan sopivalla ajastimella. Tarpeen mukaan voidaan käyttää myös muita säätölaitteita.

Koska pussi kuumakutistusvaiheen aikana vielä pidetään joustavasti sen niskan yli, ilmaa voi edelleen poistua pussin sisältä kaulan kautta, mikäli, tosin epätodennäköisesti, pussiaineen yli kehittyy liiallinen paine-ero. Pussin muu osa sen sijaan kutistuu takaisin tuotteen 21 pinnalle, niin että saadaan tuotetta 21 peittävä oleellisen rypytön pinta, mutta silti pussin kaula pystyy sulkeutumaan, kun puristustangot 45 ja 46 sulkeutuvat yhteen toisiaan koskettaen.

Pullistusvaiheen lopussa ja ennen kuin pussin evakuointi alkaa, muotojohtimeen 46 syötetään hetken aikaa energiaa pussin kaulan rikkomiseksi ja siihen jääneen kaasun vapauttamiseksi.

Kammion atmosfäärin (ja nyt rikkoutuneen pussin 4) evakuointi jatkuu, kunnes haluttu tyhjötaso on saavutettu. Evakuointi-vaiheen aikana tai hieman sitä ennen lamput 37, 38 voidaan 12 701 85 virroittaa niiden enimmäistasoon, niin että ne säteilevät säteilylämpöä halutulla aallonpituudella, jotta kalvoaine optimaalisesti absorboi lämpöä ja puhkaistun pussin kaula niin ollen kuumenee sulamislämpötilaan.

Männät 60 käynnistetään sitten ylä- ja alapuristustankojen 45 ja 46 viemiseksi yhteen, jolloin ne samalla kääntyvät pois lähteistä 37 ja 38 sekä niihin liittyvistä vanunki-verkoista 39 ja 40.

Kun yläpuristustanko 45 on joutunut kosketukseen taivutetun puristusleuan 46a kanssa, mäntien 60 jatkotoiminta johtaa siihen, että terä 47 katkaisee pussin kaulan liika-aineen irrottamiseksi siitä. Puristuselimet 45 ja 46 varmistavat, että kaula pysyy lujasti terän 47 vierellä sulkemisen aikaansaamiseksi. Koko tämän vaiheen aikana pussin suuosa on edelleen puristettuna joustavan terän 33 ja vastaelimen 35 välissä, niin että pussi sijaitsee edelleen varmasti pidin-laitteen 30 sisällä.

Ylä- ja alapuristustankojen 45 ja 46 takaisinveto palauttaa lämmönlähteet 37 ja 38 sekä niiden vanunkiverkot 39 ja 40 kuvion 2A muodostelmaan. Kammion evakuointi tapahtuu tämän puristustankojen 45, 46 takaisinvedon jälkeen, niin että mahdollinen jäämäilma voi esteettä poistua pussista.

Kun tyhjökammio avautuessaan uudelleen paineistetaan, pussin kuumennetut kaulaosat puristuselimien 45 ja 46 vasemmalla puolella työnnetään yhteen sulahitsauksen aikaansaamiseksi ja sulkuvyöhykkeen ympärillä mahdollisesti olevan ylimäärä-aineen pienentämiseksi, niin että lopullinen pakkaus saa siistin ulkonäön.

Terän 47 irrottama ylijäämäpussiaine pysyy vielä joustavan terän 33 ja vastaelimen 35 välissä ja voidaan poistaa pakkauksen poiston aikana tai sen jälkeen avatusta kammiosta.

70185

Yllä kuvattu menetelmä on erityisen sopiva käytettäväksi kosteiden tuotteiden kuten tuoreen lihan yhteydessä kuumassa kutistuvissa pusseissa, koska paineen suureneminen lihan pinnalla pussin pullistusvaiheen aikana pyrkii pitämään kosteuden tuotteessa ja estää pussin sisäpinnan sumutta-misen pussin ollessa pullistuneena. Lisäksi pussiin jääneen ilman nopean poiston ansiosta pussin puhkaisun jälkeen pussi-aine voi koskettaa tuotetta nopeasti, ennen kuin tällaista sumuttumista tapahtuu. Valmiin pakkauksen ulkonäkö on niin ollen erityisen siisti kosteiden tuotteiden kuten tuoreen lihan ollessa kysymyksessä.

Kaikkia tuotteita tällä menetelmällä pakattaessa tuotteen rypyttömyyttä parannetaan käyttämällä esikutistusvaihetta, jota seuraa evakuointi (päinvastoin kuin tavanomainen järjestys, jossa ensin on tyhjösulkeminen ja myöhemmin kutistus).

Esillä olevan keksinnön mukainen valmis pakkaus on lisäksi paljon parempi tunnettuihin kutistamalla siistittyihin pakkauksiin verrattuna, joissa käytetään vesikutistuskylpyä suhteellisen viileän ja suuren lämpökapasiteetin omaavan tuotteen "lämpönielu"-vaikutusten lieventämiseksi, koska kalvon kutistus sen ollessa kosketuksessa ilmaan mahdollistaa ku-tistusenergian suuremman talteenottoasteen. Tästä on seurauksena, että pussin sulkuominaisuudet (jotka ovat tärkeitä tuotteen hermeettisen tiivistyksen ja tuoreuden säilyttämiseksi käyttöajankohtaan asti), ovat tehokkaampia. Lisäksi tällainen pussi kestää virheellistä käsittelyä paremmin suuremman paksuuden ansiosta.

Koska esikuumennuskutistusvaiheen aikana pussiin jäänyt ilmatasku vastustaa pussin kokoonpainumista ja lykkää pussin sekä kylmän tuotteen välistä kosketusta, tämä paksuutta lisäävä vaikutus on vieläkin selvempi ja niin myös pussin rypytön ulkonäkö, joka puolestaan riippuu kalvoaineen latentin ku-tistusenergian talteenottoasteesta. Koska kutistusta lisäksi ( 14 701 85 edistävät koko tuotteen ympärillä liikkuvat ilmavirrat/ pussi kutistuu tasaisesti tuotteen ympärille# mikä poistaa ilma-taskujen jäämisvaaran tuotteen "ekvaattorin" taakse (ts. sen alueen taakse, jolla on suurin poikkileikkaus pussin pituus-akselia vastaan kohtisuorassa tasossa).

Lisäksi yllä mainittu seikka, että tuotteen ja kutistuvan pussin välisessä ilmassa on vähän tai ei lainkaan vesihöyryä (minkä saa aikaan kutistuksen aloitus ennen paineen alennusta, mikä jopa aiheuttaa pienen paineen nousun) varmistaa, että kutistuslämpöä tarvitaan vähemmän, koska pussin sisällä oleva kuiva ilma absorboi vähemmän lämpöä kuin kosteutta sisältävä ilma.

Koska joustavan pidinlaitteen 30 ala- ja ylätukielimet 32 ja 31 on tuettu alakammio-osaan 2 ja vastaavasti yläkammio-osaan 3, ne sulkeutuvat automaattisesti yhteen koskettaen toisiaan, kun kammio on suljettu. Ainoa mitä koneenhoitajan tarvitsee tehdä on varmistaa, että kunkin pussin 4 kaula on sijoitettu vastaavien vastaelimien 35 päälle, ennen kuin kammio sulkeutuu.

Kun kuljetin syöttää täytettyjä pusseja kammioon 1, kuljetin voi haluttaessa olla sellainen, joka varmistaa, että pussin 4 pysähtyessä pussin kaula sijaitsee oikein puristusta varten ilman, että koneenhoitajan tarvitsee asetella sitä huolellisesti .

Kuten edellä todettiin, toisia pussin sulkumekanisraeja voidaan käyttää yllä kuvattujen säteilylämpösulkuyksiköiden 13 ja 14 kanssa.

Pussin kaula voidaan esimerkiksi sulkea tavanomaisella tasoi-tussulkutangolla 70 (kuvio 3), joka sekä leikkaa pois liika-aineen että sulkee pussin suun puristusviivaa pitkin ylä-ja alapuristustankojen välissä (vastuskuumentimien avulla).

15 701 85

Kun kaula-alueeseen tasoitussulkuyksikön 70 ja tuotteen 21 välillä kohdistetaan lämpöä, seurauksena on, että kun kammio 1 paineistetaan uudelleen, pussin aine kaula-alueella on kuumentunut siinä määrin, että se sulautuu itseensä kokoon-painuessaan jättäen pakkaukseen paljon siistimmän kaula-alueen.

Vaihtoehtoisesti pussin kaula voidaan sijoittaa koontiyksik-köön 71 (kuvio 4), niin että se kootaan tyhjökammiossa kammion sulkeutuessa. Sinkilöimisyksikkö 71 kiinnittää pussin kaulaan sinkilän, kun evakuointi- ja kutistusvaiheet on suoritettu loppuun. Tällainen kammion sisäinen sinkilöinti-laite on esimerkiksi esitetty GB-patenttijulkaisussa 1 353 157.

Vielä eräänä mahdollisuutena on jättää pois sinkilöimisyksikkö 71a kuviosta 4 ja suorittaa koontivaihe sen jälkeen, kun infrapunalämpölähteiden virroitus on saanut aikaan pussin kaulan kuumennuksen alueella, joka on tarkoitus koota yhteen. Kun näin kuumennetut ja pehminneet pussin kaula-alueet vedetään yhteen koontiyksikön 71 avulla (joka voi esim. olla GB-patenttijulkaisuissa 1 353 157, 1 361 142 ja 1 496 740 kuvattua tyyppiä), koontivaikutus on riittävä saamaan kaula-aineen liimautumaan itseensä ja muistuttamaan sinkilöidyn kaulan muotoa ilman sinkilää. Pussin kaula-alueen pelkkä lämpöpehmennys riittää aiheuttamaan kootun kaula-alueen läheisen kosketuksen ja sulun.

Kaaviollisesti esitetty koontiyksikkö 71 voi esimerkiksi toimia kahdessa vaiheessa, kuten GB-patenttijulkaisussa 1 353 157 esitetään, niin että se ensin kokoaa pussin vaakasuoraan rakomaiseen muotoon kammion sulkeutuessa ja saa aikaan kaasuvirran riittävän rajoituksen pussin sisäosasta halutun pullistusvaikutuksen edistämiseksi ennen infrapuna-säteilylähteiden virroitusta. Toinen koontivaihe pienentää sitten tuon raon pituutta pussin kaulan keräämiseksi itse-tarttuvaan koottuun muotoon. Vaihtoehtoisesti pussiin voidaan 16 7 01 8 5 kohdistaa jotakin muuta pussin suuta supistavaa vaikutusta, minkä jälkeen koontiyksikköä 71 käytetään, niin että se kokonaan kokoaa kokoon pussin kaulan pullistuskuumennus-vaiheen jälkeen.

Kuvion 1 kammion yhteydessä mahdollisten eri toimintasyklien yllä oleva kuvaus liittyy kauttaaltaan kuumassa kutistuvan kalvon käyttöön. Keksinnön mukaista menetelmää voidaan kuitenkin käyttää muiden kalvojen yhteydessä,esimerkiksi itse-hitsautuvien kalvojen yhteydessä,jotka lämpöpehmitetään, minkä jälkeen ne hitsautuvat joutuessaan kosketukseen toistensa kanssa.

Samoin kuvioissa 3 ja 4 esitettyjä vaihtoehtoisia kammio-rakenteita voidaan käyttää minkä tahansa sopivan kalvon yhteydessä, mukaan lukien kuumassa kutistuvat kalvot ja itse-hitsautuvat kalvot.

Kuvio 5 esittää kaaviokuvaa eräästä mahdollisesta kytkentä-piiristä virran syöttämiseksi säteilylämpöä säteileviin lamppuihin 37 ja 38. Säätömuuntaja 72 on kytketty tulonapo-jen 73 ja 74 yli. Samojen napojen 73 ja 74 yli on myös kytketty sivuvirtajohto, johon kuuluu mikrokytkin 75 ja ajastin 76. Toiseen sivuvirtajohtoon kuuluu kytkin 77 ja virran-katkaisin 78, joka on itse kytketty kytkinkoskettimiin 79 ja 80 säätömuuntajän 72 toisiopiirissä. Kaksi kytkinkosketinta 79 ja 80 säätävät niin ollen virran syöttöä infrapunasäteily-lamppuihin 37 ja 38, jotka on kytketty rinnan säätömuunta-jan 72 toisiopiiriin.

Säätömuuntaja on pysyvästi virroitettu, ja syklin alun laukaisee mikrokytkimen 75 käyttö, joka mikrokytkin reagoi johonkin liikkuvaan mekaaniseen komponenttiin esim. kammion kannen 3 sulkemiseen. Mikrokytkimen 75 sulkeminen käynnistää ajastimen ajoitussyklin, niin että kytkin 77 sulkeutuu välittömästi virroittaen virrankatkaisimen 78, joka sulkee kosket-timet 79 ja 80 virran syöttämiseksi lamppuihin 37 ja 38.

17 701 85

Ajastimen 76 määräämän aikaviiveen jälkeen kytkin 77 avautuu katkaisten piirin virrankatkaisimeen 78, joka tällöin avaa koskettimet 79 ja 80 virran syötön lopettamiseksi lamppuihin 37 ja 38.

Kuvion 5 piirin eräässä erityisen tarkoituksenmukaisessa muunnelmassa voidaan käyttää järjestelyjä, niin että lamppujen teho pienenee varatehoon (esim. 20 %:iin niiden täys-tehosta) sen sijaan, että tehon syöttö kokonaan lopetetaan, kun virrankatkaisin 78 tehdään virrattomaksi. Tämä voidaan saada aikaan esimerkiksi käyttämällä kaksitie-kytkinjärjes-telmää koskettimissa 79 ja 80, niin että liikkuvien koskettamien toisessa asennossa saadaan "varapiiri" lamppujen 37 ja 38 virroittamiseksi niiden varatehoasettelussa, ja liikkuvan koskettimen toisessa asennossa voidaan kuviossa 5 esitetty pääpiiri virroittaa.

Säätömuuntajän 72 säädön avulla voidaan lamppujen tehoa muunnella. Ajastin 76 voi samoin olla säädettävissä, niin että se mahdollistaa lamppujen 37 ja 38 käytölle aikaviiveen, esim. 2-6 sekuntia.

Eräs lamppuina 37 ja 38 käytettävä edullinen lampputyyppi on Philipsin tyyppi 13195 X/98 lamppu, jota myy Philips Electrical Company.

Tässä kuvatun ja esitetyn sulatussulkujärjestelmän etuihin kuuluu se, että infrapunalamppujen 37 ja 38 lämpöhitaus on niin pieni, että ne voidaan sytyttää vain, kun sulatussulkua tarvitaan. Lisäksi sulatussulun etuna on,, ettei lämpöä syöttävien lamppujen ja kiinnitettävän muoviaineen välillä ole fyysistä kosketusta.

Esillä olevan keksinnön eräs erityisen tärkeä etu on, että lämpöä kohdistetaan säteilyn avulla kalvoihin, ennen kuin ne joutuvat kosketukseen toistensa kanssa, mikä varmistaa 18 701 85 sen, että lampuista puristettuihin kalvoihin saadaan mahdollisimman lyhyt säteilyenergiarata tarvitsematta sijoittaa lamppuja 37 ja 38 lähekkäin. Päin vastoin lamput voivat sijaita melko kaukana toisistaan ja pussin kaula-aine voi pullistua lamppujen läheisyyteen välimatkan lyhentämiseksi lämmönlähteestä pussiaineeseen. Tällöin saadaan paljon yksinkertaisempi laite ajateltaessa (a) pussin syöttöä kammioon, tai (b) yleisemmin (kun kalvokääreen sulatussulku pakkauksen muodostamiseksi suoritetaan tyhjökammiota käyttämättä) kahden hitsattavan kalvo-osan sijoitusta asentoon, jossa ne ovat valmiina sulatuskuumennusta varten keksinnön mukaisella laitteella.

Lisäksi kalvoihin syötettyä energiamäärää voidaan nopeasti ja helposti säätää joko muuttamalla lamppuihin syötettyä jännitettä tai vaihtelemalla aikaa, minkä ne ovat "päällä",tai säätämällä molempia parametrejä.

Haluttaessa pussin kaula-alue voidaan painattaa aineella, jolla on suuri absorptiokerroin, niin että saadaan vieläkin voimakkaampi paikallinen lämmön absorptio.

Yllä kuvatuissa menetelmissä käytettävät tyhjötasot voivat olla suuruusluokaltaan 5 torria. Tyhjö voi kuitenkin olla paljon pehmeämpi (suurempi jäämäpaine) tarvittaessa (esim. pakattaessa tuotteita kuten runsaasti kaasua erittäviä juustoja, jotka luonnollisesti erittävät kaasua - esim. hiilidioksidia - ja tekevät näin paljon enemmän, jos ne pakataan suurtyhjöolosuhteissa).

Kuvioissa 1, 3 ja 4 pussiaineeseen lämpöä kohdistavat välineet ovat kuumaa ilmaa kierrättäviä puhaltimia. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää muita pussin kuumennuslaitteita yhdessä säteilylämpöä säteilevien kuumennusyksiköiden 13 ja 14 kanssa.

70185

Pullistuneessa kalvossa tarvitaan lämpötiloja 90-140°C, jotta kaksiakselisesti orientoituneen kutistuvan kalvon kohdalla saavutetaan kuumakutistus. Säteilylämpöä säteilevät kuumennusyksiköt 13 ja 14 voivat kuitenkin kohdistaa suurempia lämpötiloja kalvon kaula-alueella sulatussulkemi-sen edistämiseksi.

Yllä oleva selitys liittyy yleisesti yhteen pussiin kohdistettuun vaikutukseen kammiossa, vaikka on täysin selvästi esitetty, että kuviossa 1 on käytetty kahta erillistä pussia 4. Keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta voidaan käyttää yhden pakkauksen yhteydessä tai kahden tai useamman samanaikaisesti suljetun pakkauksen yhteydessä. Tämä pätee samalla tavoin kuvioissa 1, 3 ja 4 esitettyihin kolmeen eri suoritusmuotoon kuin mihin tahansa muihin patenttivaatimusten puitteisiin kuuluviin suoritusmuotoihin.

Claims (12)

701 85 20

1. Menetelmä pakkauksen muodostamiseksi tyhjökammiossa, jossa menetelmässä pakattava tavara sijoitetaan muovikalvoa olevaan pussiin (4), pussin kaula pidetään pullistettuna sen johdosta, että pussin kaulan suu pidetään joustavasti supistettuna samalla kun pussin ulkopuolella kammiossa vallitsevaa painetta alennetaan, ja pussia lämmitetään käyttäen kuumennus-välineitä (6, 7, 8, 9, 10, 11), kunnes paine-ero pussin sisäpuolen ja ulkosivun välillä saavuttaa arvon, jossa pussin kaulan pidinlaite (30) joustaa sallien kaasun poiston pussin suun läpi, tunnettu siitä, että pussin (4) kaulan ollessa pullistuneena kaulan toisistaan erillään olevia osia kuumennetaan infrapunasäteilyllä lähteistä (13, 14), jotka sijaitsevat lähellä pullistuneen pussin kaulaa koskettamatta sitä, ja että tämän jälkeen pussin pullistunut kaula rikotaan kaasun poistamiseksi pussista (4) ja kaulan osat saatetaan kosketukseen toistensa kanssa kaulan sulkemiseksi kaulan osien tarttuessa toisiinsa kosketuksen johdosta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pussin pullistuminen saadaan aikaan kuumakutis-tamalla pussiainetta, kun pussin kaula pidetään kokoonpuris-tettuna.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kalvoaine on monikerroksinen kalvo, joka käsittää ainakin yhden etyleenivinyy-liasetaattikerroksen, polyvinylideenikloridikerroksen ja sä-teilytetyn etyleenivinyyliasetaattikerroksen, ja että infra-punasäteilyn aallonpituus on 3-4 mikronia.

4. Laite pakkauksen muodostamiseksi tyhjökammiossa (2, 3) käsittäen alustan (5) muovikalvoa olevaan pussiin (4) sijoitettua tavaraa varten, välineet pussin kaulan pitämiseksi pullistuneena, jotka välineet käsittävät välineet (30) pussin (4) kaulan supistamiseksi ja välineet (6, 8, 10) ja (7, 9, 11) alustalla (5) olevan pullistuneen pussin kuumentamiseksi sen 21 70185 ollessa supistusvälineiden (30) supistama, ja välineet pussin kaulan vastakkaisten osien saattamiseksi kosketukseen toistensa kanssa pakkauksen sulkemiseksi, tunnettu siitä, että tyhjökammioon (2, 3) on sijoitettu ainakin yksi infra-punasäteilylähde (13, 14) lähelle pullistuneen pussin kaulaa koskettamatta sitä, kaulan vastakkaisten osien säteilyttämi-seksi ja kuumentamiseksi, ja että välineet pussin kaulan vastakkaisten osien saattamiseksi kosketukseen toistensa kanssa käsittävät välineet (48) kaasun päästämiseksi pussin (4) sisältä kaulan pullistumisen kumoamiseksi infrapunasäteilylähteellä (13, 14) suoritetun kuumentamisen jälkeen, minkä johdosta kuumennettu kaulan materiaali joutuu kosketukseen itsensä kanssa ja sulkeutuu kosketuksen johdosta.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että välineet pussin (4) kaulan vastakkaisten osien saattamiseksi kosketukseen toistensa kanssa käsittävät pussin kaulan koontiyksikön (71) , joka on sovitettu puristamaan kokoon pussin kaula kokoamalla se yhteen sulun aikaansaamiseksi, ja ne on ohjelmoitu kokoamaan pussin kaula infrapuna-säteilyä säteilevien välineiden (13, 14) virroituksen jälkeen.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että välineisiin pussin kaulan vastakkaisten osien saattamiseksi kosketukseen toistensa kanssa kuuluu: (a) väline (48) pullistuneen pussin kaulan rikkomiseksi ja (b) yhdessä toimivat pidinleuat (45, 46a), jotka on sijoitettu pussin kaulan rikkovan välineen (48) viereen mainitun rikkovan välineen (48) sivulle, joka sijaitsee lähempänä pussin alustaa (5), pussin kaulan puristamiseksi sen uudelleen sulkemista varten kaasun poistuttua rikotun kaulaosan läpi.

7. Jonkin patenttivaatimuksista 4-6 mukainen laite, tunnettu siitä, että infrapunasäteilyä säteilevät välineet käsittävät parin liuskalamppuja (13, 14), jotka on sijoitettu keskenään rinnakkain pussin (4) pullistuneen kaula-aineen aiotun sijaintikohdan kummallekin puolelle, ja että pussin (4) kaulan supistusvälineet käsittävät parin yhdensuuntaisia 22 70185 puristustenkoja (33, 35), jotka on sovitettu liuskalamppujen (13, 14) välisen tilan viereen ja jotka voivat puristaa pussin (4) kaulan väliinsä.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että ainakin yksi (33) puristustangoista voi joustaa puristustoimintansa aikana, niin että kaasua voi poistua pussista (4), mikäli liian suuri paine-ero syntyy pussin kalvoaineen yli.

9. Patenttivaatimusten 6 ja 8 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että pidinleuat (45, 46a) liikkuvat toisiaan kohti ja pois toisistaan toimintarataa pitkin, ja että lius-kalamput (13, 14) on asennettu liikkumaan toiminta-aseman, jossa ne sijaitsevat liikerataa pitkin pidinleukojen (45, 46a) erillään olevien asemien välissä, ja toimettoman asennon välillä, jossa ne ovat erillään toimintaradasta, niin että pidinleuat voivat sulkeutua yhteen.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, t u n n e tu lisäksi liuskalamppuihin liittyvistä verkoista (39, 40), jotka estävät liuskalamppujen (13, 14) fyysisen kosketuksen pussin pullistuneen kaula-aineen kanssa kuumennuksen aikana.

11. Jonkin patenttivaatimuksista 7-10 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu välineet liuska-lamppujen (13, 14) virroittamiseksi ensimmäisellä tasolla, jossa ne säteilevät infrapunasäteilyä voimakkuudella, joka riittää kuumentamaan pullistuneen pussin kaulan, ja toisella tasolla, jossa ne toimivat paljon pienemmällä tehon kulutuksella varatilassa.

12. Jonkin patenttivaatimuksista 7-11 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu ajastin (75) liuskalam-puista (13, 14) tulevan infrapunasäteilyn säteilyäjän ajoittamiseksi ja väline (72) sen voimakkuuden säätämiseksi, jolla ne säteilevät pussia kuumentavaa infrapunasäteilyä. 23 701 85