FI70849B - Foerfarande och organ foer anslutning och taetning av materialdelar och anvaendning av ifraogavarande organ i behaollare - Google Patents

Description

70849 1 Menetelmä ja välineet materiaaliosien liittämiseksi ja tiivistämiseksi ja kyseisten välineiden käyttö säiliöissä Förfarande och organ för anslutning och tätning av material-delar och användning av ifrägavarande organ i behällare 5

Kyseessä oleva keksintö koskee menetelmää ja välineitä materiaaliosien liittämiseksi ja tiivistämiseksi erityisesti säiliöiden valmistuksessa.

10 Keksintö koskee myös mainitun laitteen käyttöä säiliöiden valmistuksessa.

Keksintö on kehitetty erityisesti pahvista tai vastaavanlaisesta materiaalista olevien säiliöiden valmistusmenetelmien kehtittämisen yhteydessä ja seuraavaesa keksintöä pääasiallisesti selostetaan kyseisten 15 säiliöiden valmistuksen yhteydessä. On kuitenkin ilmeistä, että keksintöä voidaan käyttää monilla eri tekniikan alueilla ja monista eri tyyppisistä materiaaleista olevien säiliöiden valmistamiseksi, ja että keksintöä el rajoiteta pahvlsäiliöiden valmistukseen. Niin muodoin, kun säiliön eri osat yleensä on liimalla yndlstetty säiliön liittämiseksi 20 ja sellaisten säiliöiden kohdalla, joissa ainakin yhdellä pinnalla on kerros hitsattavissa olevasta materiaalista, sen osat yleensä on hit-sausliltetty käyttämällä kuumahitsausleukoja. Liimaustoimenpide on alkaa vaativa ja usein antaa ei-tiiviin liitoksen ja käsiteltäessä liimaa saattaa olla ongelmia säiliön pitämisessä vapaana lllmayllmäärästä, 25 koska liima joskus tulee lämmittää ennen asettamistaan ja koska säiliön osia täytyy puristaa ja jäähdyttää siihen asti kunnes liima on tullut jähmeäksi. Säiliön liittäminen kuumahitsausleukojen avulla on myös suhteellisen aikaa vaativa, koska lämmön leuoista tulee tunkeutua pahvlker-rokseen ja siirtyä materiaalin hitsattavissa olevaan kerrokseen asti.

30 Myös leukojen hitsauslämpö täytyy sovittaa eritylsmaterlaaleille niin, että pahvlmateriaall ei pala tai että hitsattavissa oleva materiaali ei oksidoidu tai hiilety. Myös jatkuvan lämpöhitsauksen tapauksessa on puristus- ja jäähdytysongelmia hitsattavissa olevan materiaalikerroksen jähmettymisen aikana. Viime aikoina materiaaliosien liittäminen ja tli-35 vistäminen, esim. pahvista tai vastaavasta materiaalista olevien säiliön osien, on suoritettu mikroaaltojen erityisesti korkeataajulsen energian ja ultraäänienerglan avulla. Tässä tapauksessa säillömateriaall on muo- 2 70849 ^ dostettu perustalla tai rungolla, joka on pahvista, ja välissä olevalla kerroksella, joka voi absorboida korkeahkoja taajuuksia tai ultraääntä, erityisesti aluminiumllla, ja sisemmällä kerroksella, joka on hitsattavissa olevaa materiaalia, hyvänä pidetään hartsimaterlaalia kuten poly-5 etyleeniä. Liitettäessä ja tiivistettäessä materiaaliosia säiliön limittyvät osat tai kaksi tai useampi säiliöosa on asetettu toisiaan vasten ja pidetty jonkinasteisen puristuksen alaisena, ja korkeataajuudet tai ultraääni on johdettu siten, että sen energia on absorboitu johtumalla välissä olevaan kerrokseen ja suorittamalla siten hitsattavissa olevan 10 kerroksen lämmittäminen ja sulattaminen.

Kyseisenlainen kolmoielamlnaattl käsittäen pahvin, alumlniumin ja hartsin on kallis valmistaa. Nestettä ja kaasua läpäisemättömiä säiliöitä varten materiaalin täytyy olla myös muodostettu niin, ettei pahvimate-15 rlaalin leikkausreunat ole saatettu säiliössä olevan kaasuun tai nesteen yhteyteen sekä siitä syystä, että pahvlmaterlaall el ole nestettä tai kaasua läpäisemätön ja myös siitä syystä, että kaasu tai neste saattaa imeytyä pahvikerrokseen tällöin liaten materiaalin tai saaden siitä haitallisia aineita. Muodostettaessa limittyviä liitoksia on siksi usein 20 tarpeellista järjestää erityinen tiivistyskerros pahvimateriaalin leik-kausreunojen yli joko erillisen tiivistysnauhan muodossa tai siten, että pahvimateriaalia on poistettu rouhimalla niin, että johtava välissä oleva kerros ja hitsattavissa oleva slsempl kerros voidaan talttaa leik-kausreunuksen ympäri ja voidaan liittää kolmoislaminaattimaterlaalin 25 ulompaan pintaan. Tämä on ylimääräinen kallis vaihe säiliöiden valmistuksessa.

Keksintö perustuu siten ongelmaan muodostaa menetelmä ja laite materiaa-lloslen liittämiseksi ja tiivistämiseksi. Erityisesti pahvista tai vas-taavanlaisesta materiaalista olevien säiliöiden osien, jolloin menetelmää ja laitetta voidaan käyttää sekä säiliön tiettyjen osien liittämiseksi ja tiivistämiseksi säiliöiden ollessa ei-tiivistettyä tyyppiä tai niiden ollessa pölyä läpäisemättömiä, nestettä läpäisemättömiä tai kaasua läpäisemättömiä.

Keksinnön mukaisesti liitäntänauha muodostuen lamlnoldusta materiaalista, joka käsittää lämpöä vastaanottavan ja lämpöä johtavan materiaalin 35 3 70849 1 ja sen yhdellä tai molemmilla sivuilla lämmöllä kiinnittyvän, lämmöllä hitsattavissa olevan kerroksen, joka on asetettu hitsattavissa oleva kerros materiaallosla vasten, jotta ne tulisivat liitetyksi ja tiivistetyksi ja liitäntänauha on puristettu mainittuihin osiin ennalta määrä-5 tyllä paineella ja siihen on tuotu korkeataajuudet tai ultraääni ollen sellaista intensiteettiä ja kestoltaan sellaista, että hitsattavissa oleva kerros sulaa ja liima liittää tai hltsaa materlaaliosat yhteen. Llltäntänauhojen lämmitys käyttäen korkeataajuutta tai ultraääntä, on suoritettu erittäin nopeasti, usein muutamassa sekunnissa ja lämmitys 10 siten on suoritettu niin nopeasti, että pahvimaterlaalllla el ole riittävästi alkaa tullakseen läpllämmltetyksl. Menetelmä on siten nopea ja sitä voidaan erittäin hyvin käyttää pakkauskoneissa ja jatkuvaan valmistukseen säiliöiden täyttämiseksi ja sulkemiseksi.

15 Liitäntänauha voi olla päättymätön nauha, joka on leikattu sopivan kokoiseksi säillöoslin liittämisen yhteydessä, mutta liitäntänauha voi myös olla pienistä tai suurehkoista mistä tahansa sopivan kokoisista tai muotoisista materlaalloeista, jotka on tarkoitettu eri tarkoituksiin, ; esim. säiliön tiettyjen osien tiivistämiseksi ja myös liittämiseksi, 20 ei jatkuvaan materiaallosien liittämiseen, käytettäväksi erillisinä kansina, lappuina ja muina materlaalloslna säiliössä.

Keksintöä selostetaan nyt viittaamalla muutamiin sen sovellutusmuo-tolhin liittyen mukaan liitettyihin piirustuksiin. Piirustuksissa kuvio 25 1 esittää kaavloimalsesti poikkileikkauksen ns. säiliön työntöliltoksen läpi suoritettuna keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteella. Kuvio 2 esittää limitetyn liitoksen muodostettuna llltäntänauhan välissä olevalla kerroksella keksinnön mukaisesti ja kuvio 3 esittää limitetyn liitoksen muodostettuna keksinnön mukaisen päällysllitosnauhan avulla.

30 Kuvio 4 esittää tasolelkattua sälllöalhiota muodostettuna liltosnauhan kanssa sälliöalhion putkimaiseen muotoon liittämisen mahdollistamiseksi, kuvio 5 esittää keksinnön mukaisen liltosnauhan käytettynä säiliön osien tiivistämiseen ja kuvio 6 esittää osaa valmiiksi täytetystä ja suljetusta säiliöstä.

Keksinnön mukainen liitäntänauha tai liltäntäosa käsittää materiaallker-roksen 1, jolla on kyky ottaa lämpöä vastaan ja tulla lämmitetyksi kor- 35 4 70849 1 keillä taajuuksilla tai ultraäänellä ja joka pystyy johtamaan kyseistä lämpöä ja ainakin yhdelle hitsattavissa olevasta materiaalista parhaana pidetysti hitsattavissa olevasta hartsipolyetyleenistä olevan mainitun johtavan kerroksen 1 sivulle 2. Parhaana pidetään, että johtava kerros 5 1 on alumiiniumikerros, mutta vaihtoehtoisesti se voi olla mitä muuta tahansa metallia tai mitä muuta tahansa materiaalia, jolla on kyky ottaa vastaan ja johtaa korkeita taajuuksia tai ultraääntä. Kuviossa 1 on esitetty kahden säiliöosan 3 ja A liittäminen esim. pahvista olevien reunojen liittäminen säiliön muodostamiseksi, ja mainittu liittäminen on suo-10 ritettu keksinnön mukaisen liitosnauhan 5 avulla. Liitos on tehty ns.

työntöliitoksena, jossa säiliöosat 3 ja A kohtaavat reuna reunaa vasten. Kuviossa 1 on esitetty suurennettuna kuvantona, että on erittäin pieni esimerkiksi mikroskooppisen pieni välitila kahden säiliöosan reunojen välillä.

15

Liitettäessä säiliöosia 3 ja A on liitäntänauha 5 laitettu kosketukseen kahden osan kanssa säiliön sisemmän pinnan tai uloimman pinnan päälle, ja ylläpidetään ennalta määrättyä puristusta osien välillä, jolloin kor-keataajuus tai ultraääni on johdettu liitäntänauhan alueelle. Korkea 20 taajuiden energia tai ultraäänienergia on absorboitu johtavaan kerrokseen 1, tällöin lämmitetään mainittu kerros, joka vuorostaa lämmittää hitsattavissa olevan tai kiinnitettävissä olevan kerroksen 2 ollen kosketuksissa säiliöosiin 3 ja A, jolloin mainittu kerros 2 on tehty pehmeäksi tai sulatettu, jolloin kaksi säiliöosaa on hitsattu yhteen 25 tai liimattu yhteen liitäntänauhan kanssa. Kuten on esitetty kuviossa 1 kiinnityskerros 2 voi ulottua jonkun matkan päähän mikroskooppisen pienen välitilan 6 sisäpuolelle, tällöin muodostaen säiliön osien reunojen hyvän tiivistyksen ja liitoksen.

30 Kuvio 2 esittää liitäntänauhaa 5' käsittäen keskeisen johtavan kerroksen 1 ja sen molemmilla sivuilla hitsattavissa olevan tai kiinnitettävistä olevasta materiaalista olevan kerrroksen 2a,2b. Tämän tyyppinen liitäntänauha 5' on tarkoitettu käytettäväksi säiliöosien 7,8 sijaiten toistensa yli välissä olevan välikerroksen liittämisessä tai tiivistämises-35 sä, esimerkiksi kahden pahviosan limitysliitoksessa. Käytettäessä kor-keataajuista tai ultraääntä absorboi niiden energian keskeinen johtava kerros 1, jolloin liitettävissä olevat tai hitsattavissa olevat kerrok- 5 70849 ^ set 2a ja 2b johtavan kerroksen kummallakin sivulla lämpenevät, ja säi-liöosat 7 ja 8 liimautuvat tai hitsautuvat yhteen.

Kuvio 3 esittää limitysliitoksen säiliössä, joka on tehty materiaalista, 5 jossa on perusta tai runko 9 pahvista ja jossa on sisempi nestettä läpäisemätön muovikerros 10 ja jossa limiliitos on tiivistetty liitäntänauhan 5 avulla, joka on sovitettu kahden limittyvän säiliöosan yli niin, että tiivistysnauha 5 muodostaa tiivistetyn pitkittäisliitoksen estäen materiaalin leikkausreunaa joutumasta alttiiksi pakatulle nesteelle.

10

Kuvio 4 esittää tasolävistetyn säiliöaihion 11, esimerkiksi aihion, joka muodostuu pahvi-muovilaminaatista ja on tarkoitettu sellaisen säiliöput-ken valmistamiseen, joka täyttämisen ja sulkemisen jälkeen on muodostettu pääty- ja pohjasulkijalla. Putkiaihion 11 reunojen liittämiseksi on lii- 15 täntänauha 5 järjestetty sen yhtä reunaa pitkin. Sen jälkeen kun aihio on muodostettu putkimaiseen muotoon, on pitkittäisreunukset hitsattu tai liimattu yhteen työntöliitoksella, kuten on esitetty kuviossa 1 tai limittyvässä liitoksessa kuten on esitetty kuviossa 3.

20 Sen jälkeen kun putkiaihio on muodostettu putkimaiseen muotoon, saatetaan se sulkea esimerkiksi niin, kuten on esitetty kuviossa 6, jossa päätysulkijaosa 12 on liitetty säiliöputken ylemmän reunan väliin lii-täntänauha 5' avulla muovi-metalli-muovilaminaatin muodossa.

25 Kuvio 5 esittää tasoaihiota säiliötä varten, joka tarkoitettu käytettäväksi nesteelle tai tahnamaiselle tuotteelle kuten voille tai margariinille. Sellaisissa säiliöissä on tärkeää, että voi tai margariini ei siirry säiliön ylempää reunusta ylemmäksi. Tämä helposti tapahtuu lii-toskorvakkeiden 13 kohdalla, jotka on esitetty säiliösivujen 14 ja 15 30 välissä. Tiivistyksen aikaansaamiseksi kyseistä tunkeutuvaa voita tai nestettä vasten liitosnauha 16 on siksi asennettu liitoskorvakkeiden 13 poikki ja mainittu liitosnauha muodostaa tiivistyksen ja samanaikaisesti liitoskorvakkeiden liitännän säiliösivuihin 14 ja 15.

35 Kuten aiemmin mainittiin liitosnauhat voivat olla nauhoja tai suikaleita, esimerkiksi päättymättömiä nauhoja, jotka on leikattu sopivaan pituuteen ennen tai jälkeen säiliösivujen liittämistä, mutta Hitäntäpalat 6 70849 saattavat yhtä hyvin olla pieniä palasia esimerkiksi ympyrämäisiä, neliä-mäisiä, kolmiomaisia tai vastaavanlaisia liitospalasia, joilla on sen erityistarkoitusta vastaava koko ja muoto.

5 Tulee ymmärtää, että yllä olevat erityispiirteet ja niiden sovellutusmuo-dot, jotka on esitetty piirustuksissa, on ainoastaan esitetty esimerkkeinä, ja että voidaan tehdä erilaisia muunnelmia seuraavien patenttivaatimuksien suorapiirin puitteissa.

10 15 20 25 30 35

Claims (4)

7 70849

1. Menetelmä materiaalioslen (3,4,7,8,11,12) erityisesti kartonkia tai vastaavanlaista materiaalia olevien pakkausten osien yhteenliittämiseksi 5 ja tiivistämiseksi, tunnettu siitä, että liitososa (5,5'), joka koostuu lämpöä vastaanottavan ja lämpöä johtavan materiaalikerroksen (1) ja sen yhdellä tai molemmilla sivuilla olevan lämmöllä kiinnitettävän tai lämmöllä hitsattavan kerroksen (2) käsittävästä laminaatista, asetetaan sen kiinnitettävä tai hitsattava kerros vasten yhteenliitettäviä 10 materiaaliosia ja puristetaan ennalta määrätyllä puristuksella mainittuja osia vasten, jonka jälkeen liitososa saatetaan alttiiksi korkealle taajuudelle tai ultraäänelle, jonka intensiteetti ja kesto ovat sellaiset, että kiinnitettävä tai hitsattava oleva materiaalikerros (2) sulaa ja kiinnittää tai hitsaa materiaaliosat yhteen. 15

1 Patenttivaatimukset

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liitososa (5,5') hitsataan vasten materiaaliosia joustavasti perään-antavan puristuspaineen avulla.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että liitososa (5,5’) muotoillaan nauhoiksi tai erillisiksi pienemmiksi materiaaliosiksi, jotka asetetaan materiaalioslen sen alueen ylle, joka on liitettävä yhteen tai tiivistettävä.

4. Jonkun edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa liitososa muodostetaan kolmoislaminaatlsta, joka käsittää keskeisen lämpöä vastaanottavan ja lämpöä johtavan materiaalikerroksen (1) ja sen molemmilla sivuilla kiinnitettävän tai hitsattavan materiaalikerroksen (2a,2b), tunnettu siitä, että liitososa (5') asetetaan kahden 30 yhteenliitettävän materiaaliosan (7,8,11,12,13,14,15) väliin. 35