FI76750B - Foerpackningsfoerfarande och anordning foer genomfoerande av foerfarandet. - Google Patents

Description

1 76750

Pakkausmenetelmä ja laite menetelmän toteuttamiseksi

Keksintö koskee menetelmää tuotteiden pakkaamiseksi lämpömuovaustyyppisissä, rullien syöttämissä pakkauskoneis-5 sa sekä järjestelyä tällaisissa koneissa menetelmän toteuttamiseksi. Rullien syöttämillä pakkauskoneilla tarkoitetaan konetta, jossa käytetään kahta ainerainaa, tavallisesti muovikalvoja tai muovilaminaatteja, valmiin pakkauksen täyttämiseksi ja muovaamiseksi samassa linjassa.

10 Keksintö perustuu ongelmaan miten saada aikaan paran nettu pakkausmenetelmä rullien syöttämässä lämpömuovausko-neessa. Ongelmana on myös kehittää suhteellisen edullinen vaihtoehto kammiokoneessa valmistetulle, valmiin tuotteen ulkomuotoon sovitetulle ja olennaisen rypyttömälle pakkauk-15 selle.

Kammiokoneella tarkoitetaan konetta, jossa pussi sisältöineen asetetaan tyhj Ökammioon pussin sulkemiseksi ja kutistamiseksi ulkomuotoa lähestyvään muotoon.

On myös tunnettua pakata ulkomuodon mukaan sovitetulla 20 tavalla rullien syöttämissä lärapömuovauskoneissa sijoittamalla tasaisen, lämmöllä kutistettavan ylärainan ja onteloiksi muodostetun, lämpömuovattavan alarainan välille pakattavat tavarat, esim. lihakappaleet. Tyhjön käytön ja si-netöinnin jälkeen tai sinetöinnin yhteydessä yläraina "sula-25 tetaan", niin että se putoaa alas tuotteen päälle, joka tulee suljetuksi suurin piirtein rypyttömästi ja ulkomuotoaan lähellä.

Toinen tunnettu menetelmä alemman ja ylemmän muovi-ainetta olevan rainan lämpömuovaamiseksi on esitetty US-30 patenttijulkaisussa 3 545 163. Yhdelle rainalle annetaan mekaanisesti kaksiasentoinen muoto alueella, joka on tarkoitettu painettavaksi toiseen rainaan muodostettuun onteloon. Painaminen suoritetaan meistillä.

Tunnetut menetelmät antavat sinänsä siistit lopputu-35 lokset kammiokoneesta ja vastaavasti rullien syöttämästä koneesta, mutta on suotavaa voida tarjota suurempi muotoilu- 2 76750 syvyys ja joustava täyttöaste sekä muotovakaampi, jäykkä pakkausrakenne kuin tunnetut menetelmät antavat. Suuremmalla muotoilusyvyydellä ja joustavalla täyttöasteella tarkoitetaan muotoilusyvyyttä ja vastaavasti täyttöastetta, 5 jotka eivät rajoitu kapeisiin väleihin, varsinkin kun kysymyksessä on ulkomuotoa todella lähellä oleva pakkaus.

Keksinnön tarkoituksena on kehittää pakkausmenetelmä ja -laite, joilla ei ole tunnettujen menetelmien ja koneiden huonoja puolia.

10 Keksinnössä on laajimmassa mielessä kehitetty menetel mä, jolla aikaansaadaan sinetöity pakkaus kahdesta rullien syöttämässä pakkauskoneessa olevasta ainerainasta ja jolla ylöspäin avoimet ontelot lämpömuovataan ensimmäiseen rainaan ja ontelot täytetään tuotteella. Menetelmä on tunnettu sii-15 tä, että muovaustyökalussa lämpömuovataan toiset ontelot toiseen, lämpömuovattavasta aineesta olevaan rainaan mitoittaen ontelot siten, että ne voivat muodostaa tuotetta tukevia ontelolta, 20 toiset ontelot tehdään muodoltaan vakaiksi samassa muovaustyökalussa, tuote saatetaan toisten onteloiden yhteyteen vasta vakauttamisen jälkeen ja vielä samassa muovaustyökalussa lämpökutistamalla ensimmäisen rainaan muodostetut ylöspäin 25 avoimet ontelot ja sinetöimällä rainat yhteen muovaustyökalussa niin, että ensimmäisen ja toisen rainan onteloiden muodostamat parit muodostavat valmiin pakkauksen.

Parhaana pidetyssä toteutusmuodossa menetelmä käsittää lisävaiheina: 30 muovaustyökalun muovauskulho jäähdytetään kierrättä mällä siinä jäähdytysväliainetta kuuman/kylmän siirtymä-alueen muodostamiseksi kulhon reuna-alueelle siten, että kulhon reuna-alue on kuuma.

Edullisesti menetelmä käsittää mieluiten myös lisä-35 vaiheina:

II

3 76750 sinetöintityökalun ja muovauskulhon välille sovitetaan välineet lämpösäteilyä varten niin, että säteily on voimakkaampaa reuna-alueella.

Eräässä muodossa ensimmäisen rainan muotoa muutetaan, 5 niin että se olennaisesti vastaa pakattavan tuotteen ulkomuotoa .

Muodonmuutos saadaan aikaan muodostamalla tyhjö raino-jen väliseen tilaan yhdessä lämmön kanssa, lähinnä kosketus-lämmön ja/tai kuuman juoksevan väliaineen, ulkoisen ylipai-10 nejohdon avulla.

Tämä kaikki järjestetään mieluiten siten, että muovauskulhon reuna-aluetta lämmitetään sinetöintityökalusta tulevan säteilyn ja/tai konvektion avulla.

Esillä olevan keksinnön kohteena on myös laite, jolla 15 toteutetaan menetelmä, jolla aikaansaadaan sinetöity pakkaus kahdesta rullien syöttämässä pakkauskoneessa olevasta ainerainasta, pakkauskoneen käsittäessä muovaustyökalun, jossa ainakin yksi muovauskulho ontelon lämpömuovaamiseksi yhteen lämpömuovattavaa ainetta olevaan ainerainaan ja muo-20 vauskulhoon sovitetut jäähdytyskanavat muodon vakauttamis-ympäristön aikaansaamiseksi. Laite on tunnettu kulhoa ympäröivästä sinetöintityökalusta, jolla kulhon ympäröivän aine-rainaparin reuna-alue sinetöidään,ja välineistä lämpöenergian viemiseksi toiseen ainerainaan siihen muodostettujen onte-25 loiden kutistamiseksi.

Keksintöä kuvataan nyt lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa: kuvio 1 esittää kaaviomaista pitkittäisleikkausta menetelmän toteuttavan laitteen osasta; 30 kuvio 2 esittää poikkileikkauskuvantoa kuvion 1 näyt tämästä osasta; ja kuvio 3 esittää kaaviomaista kuvantoa toisenlaisesta muovaustoiminnasta, positiivisesta muovauksesta, ylärainas-sa.

35 Jalustan 10 varassa on muovaus-/tyhjön kohdistava yk sikkö 11. Yksikkö 11 koostuu periaatteessa yhdestä kiinteäs- 4 76750 tä osasta 12 (voi myös olla liikkuva muovaussyvyyden ollessa suurempi) ja pystysuorasti liikkuvasta osasta 13. Lämpö-muovattava yläraina 14 ja niinikään lämpömuovattava alarai-na 15 syötetään yksikköön 11 nuolen 16 ja vastaavasti 17 5 suunnassa, kun liikkuva osa 13 on asetettu ala-asentoonsa (ei näytetty). Yläraina on tarpeeksi lämpömuovattava ko. tarkoitukseen ja se on tarpeeksi luja voidaakseen toimia pakkauksen tuotteen kantavana osana muovaustoiminnan jälkeen. Yläraina on esim. PVC-kalvoa tai PVC:een perustuvaa 10 laminaattia.

Alarainassa 15 on jo aikaisemmin koneessa muodostettuja ontelolta, jotka näytetään kaaviomaisesti kuviossa 1. Yläraina 14 lämmitetään sopivaan muovauslämpötilaan jalustaan 10 kiinnitetyssä esilämmitysyksikössä 18. Yksikön ala-15 osa 19 on kiinnitetty liikkuvaan osaan 13 ja se voi olla varustettu lämpöä kehittävällä järjestelyllä, esim. lämpö-kierukoilla, jo muovattujen onteloiden esilämmittämiseksi seuraavan "kutistustoiminnan" helpottamiseksi (jota kuvataan myöhemmin). Alaraina on hyvin lämmössä kutistuvaa ai-20 netta, esim.polyamidi- ja jonomerilaminaattia.

Kiinteään osaan 12 kuuluu muovauskulho 20, joka näytetyssä toteutusmuodossa on liitetty kiinteästi sinetöintityö-kalun 22 jäähdytyslevyyn 21. Jäähdytyslevy 21 on periaatteessa samaa lajia kuin ne levyt, joita käytetään normaalisti 25 rullien syöttämien koneiden sinetöintityökaluissa ja niiden tehtävänä on siis jäähdyttää ilmavirtaa, joka kulkee pitkin sinetöintityökalun/hitsauslevyn 22 avulla hitsauslämpötilaan lämmitettyjä rainojen 14 ja 15 reuna-alueita, sen jälkeen kun hitsauslevy 22 ja osa 13 ovat puristaneet nämä kokoon 30 ja kun osien 12 ja 13 muodostama muovauskammio jälleen asetetaan yhteyteen ulkoilman kanssa.

Alarainaan esimuovattu ontelo (näytetty katkoviivoin) tulee liikkuvan osan 13 kammioon. Kun osat 12 ja 13 on sitten viety yhteen näytettyyn asentoon, alkaa ylärainan 14 35 muovaustoiminta. Muovauskulhossa 20 on nimittäin useita kanavia 23, jotka tässä asennossa tulevat tyhjön lähteen kans-

II

5 76750 sa yhteyteen. Muovauskulhossa on myös jäähdytyskanavia 24, jotka ovat yhteydessä jäähdytysväliaineen, ko. tapauksessa veden, lähteen kanssa. Kun yläraina tulee kosketukseen muo-vauskulhoa vasten, syntyy siis jäähdytysvaikutus, jota sää-5 detään veden sopivalla kierrätyksellä. Tuloksena on muotonsa pitävä yläosa. Nyt hitsauslevy 22 on kuitenkin kuuma (lämmitys lämpökierukoista 25), mikä merkitsee lähinnä sä-teilylämmön kerrostumista vedestä saadun jäähdytyksen päälle. Teräksen ja hitsauslevyn ainepaksuuden sekä keskinäis-10 ten välimatkojen johdosta muodostuu veden tietyn kiertonopeuden yhteydessä lämpimän/kylmän veden ylimenoalue 26 kulhon reuna-alueelle.

Tällä ylimenovyöhykkeellä on mielenkiintoinen tehtävä, kun muovataan (jälkimuovataan) ontelo alarainaan ja 15 ylärainan reunaosa rypyttömään/ulkomuodon mukaan sovitettuun muotoon.

Vaikutus, jota normaalisti käytetään hyväksi lämpö-muovauksessa tällaisen kutistuksen (jälkimuovauksen) aikaansaamiseksi, on lähtöisin siitä, että lämpöä syöttämällä 20 palautetaan alkuperäiseen muotoonsa ontelo, joka on muovattu aikaisemmin alilämpötilassa. Alilämpötilalla tarkoitetaan tällöin lämpötilaa, jossa molekyylien suuntautumista (muistia) aineessa ei ole menetetty.

Alaosa 13 antaa näytetyssä toteutusesimerkissä koske-25 tuslämpöä, kun ontelo (joka aluksi on mieluiten muovattu alilämpötilassa) vedetään alas imuvoimalla (imukanavia on myös alaosassa). On kuitenkin mahdollista kosketuslämmön sijasta syöttää lämmin juokseva aine, esim. ilmaa, suljetun kiertojärjestelmän 27 kautta.

30 Lämpö alaosasta 13 ja/tai järjestelmästä 27 antaa yhdessä muovauskulhon 20 lämpimän reuna-alueen 26 kanssa kutistukseen (jälkimuovaukseen) tarvittavan lämpöenergian. Tämä voi lisäksi vaihdella sekä reuna-alueella (myös laajuuden osalta) että alaosassa. Alarainan aineella on merkitys-35 tä, varsinkin kun suuremmat muovaussyvyydet ovat ajankohtaiset. Eräs sopiva aine on polyamidin ja ionomeerin lami- 6 76750 naatti. Silloinkin, kun pakattava tuote ei kokonaan täytä koko käytettävissä olevaa "pakkausalaa", pidetään suuren kutistumiskyvyn omaavaa alarainaa parhaana. "Pakkausalalla" tarkoitetaan kutistuvan alarainan ja muodonpitäväksi tehdyn 5 "yläkaukalon" käsittävän jokaisen pakkauksen käytettävissä olevaa, tuotteen kantavaa pinta-alaa.

Hitsauslevyn 22 ohjaus tapahtuu painelevyn 28 avulla. Tähän voidaan vaikuttaa tunnetulla tavalla juoksevan paine-väliaineen käyttämällä kalvokammioilla 29, jotka on tehty 10 jäähdytyskanavilla 30 varustettuun jäähdytyslevyyn.

Kuvio 2 näyttää poikkileikkauksena kolme muovauskul-hoa 20 hitsauslevyjen jne. kera, kun rainan leveys vastaa kolmen muovauskulhon leveyttä.

Tapa, jolla tyhjön kohdistaminen tapahtuu yksikössä 15 11, on alalla tunnettu eikä sitä tarviste kuvata lähemmin.

Mainittakoon kuitenkin, että paineen palauttaminen osien 12 ja 13 muodostamaan kammioon suoritetaan siten, että alaosaan muodostuu sysäyspaine ennen kuin osat viedään erilleen hitsauksen jälkeen. Yläraina lepää koko ajan kosketuk-20 sessa muovauskulhon kanssa.

Kuvio 3 näyttää kaaviomaisesti "positiivisen" muovauskulhon 20'. Muovauskulho sekä muotti (muotit ontelojen muodostamiseksi alarainaan voidaan mahdollisesti varustaa osilla, jotka saavat aikaan ulokkeita 31 ja vastaavia ko-25 loja 32. Tällöin muovauskulho on mieluiten pystysuorasti liikkuva. Tässä yhteydessä voi pakatun tuotteen käsittely kaasulla olla mielekästä.

Claims (8)

1. Menetelmä, jolla aikaansaadaan sinetöity pakkaus kahdesta rullien syöttämässä pakkauskoneessa olevasta ai- 5 nerainasta ja jolla ylöspäin avoimet ontelot lämpömuovataan ensimmäisen rainaan (15) ja ontelot täytetään tuotteella, tunnettu siitä, että muovaustyökalussa (11) lämpömuovataan toiset ontelot toiseen, lämpömuovattavasta aineesta olevaan rainaan (14) 10 mitoittaen ontelot siten, että ne voivat muodostaa tuotetta tukevia ontelolta, toiset ontelot tehdään muodoltaan vakaiksi samassa muovaustyökalussa (11), tuote saatetaan toisten onteloiden yhteyteen vasta 15 vakauttamisen jälkeen ja vielä samassa muovaustyökalussa lämpökutistamalla ensimmäiseen rainaan (15) muodostetut ylöspäin avoimet ontelot ja sinetöimällä rainat (14,15) yhteen muovaustyökalussa (11) niin, että ensimmäisen ja toisen rainan onteloiden muodostamat parit muodostavat valmiin 20 pakkauksen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muovaustyökalun (11) muovauskulho (20) jäähdytetään kierrättämällä siinä jäähdytysväliainet-ta kuuman/kylmän siirtymäalueen (26) muodostamiseksi kulhon 25 reuna-alueelle siten, että kulhon reuna-alue on kuuuma.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sinetöintityökalun ja muovauskulhon välille sovitetaan välineet (25) lämpösäteilyä varten niin, että säteily on voimakkaampaa reuna-alueella.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että ensimmäisen rainan (15) muotoa muutetaan, niin että se olennaisesti vastaa pakattavan tuotteen ulkomuotoa.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tun-35 n e t t u siitä, että muodonmuutos saadaan aikaan muodostamalla tyhjö rainojen väliseen tilaan yhdessä lämmön kans- 8 76750 sa, lähinnä kosketuslämmön ja/tai kuuman juoksevan väliaineen, ulkoisen ylipainejohdon (27) avulla.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muovauskulhon reuna-aluetta lämmi- 5 tetään sientöintityökalusta (22) tulevalla säteilyllä ja/ tai konvektiolla.

7. Laite, jolla toteutetaan menetelmä, jolla aikaansaadaan sinetöity pakkaus kahdesta rullien syöttämässä pakkauskoneessa olevasta aineirainasta (14,15), pakkauskoneen 10 käsittäessä muovaustyökalun (11), jossa on ainakin yksi muovauskulho (20) ontelon lämpömuovaamiseksi yhteen (14) lämpömuovattavaa ainetta olevaan ainerainaan ja muovauskul-hoon sovitetut jäähdytyskanavat (24) muodon vakauttamis-ympäristön aikaansaamiseksi, tunnettu kulhoa ympä-15 röivästä sinetöintityökalusta (22), jolla kulhon ympäröivän ainerainaparin reuna-alue sinetöidään, ja välineistä (27) lämpöenergian viemiseksi toiseen (15) ainerainaan siihen muodostettujen onteloiden kutistamiseksi.

7 76750

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnet-20 t u siitä, että muovauskulho (20) ja sinetöintityökalu (22) on tarkoitettu toimimaan ylärainalla. il 9 76750