HU210239B - Method for forming folding line on packing material - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás hajtásvonal kialakítására csomagolóanyagon.

A különböző italok, pl. gyümölcslevek, tej fogyasztói csomagolására gyakran használnak hajlékony csomagolóanyagot, amelyet vágással, hajtogatással és lezárással formáznak a kívánt alakú, megtöltött, zárt dobozzá. A csomagolóanyag általában többrétegű, amelynek rostszerkezetű anyagból, pl. papírból készült hordozó rétegét legalább az egyik, a folyadékkal érintkező oldalán vízhatlan, termoplasztikus réteg borítja.

Több szabadalmi leírás foglalkozik sík kartonlapból való csomagolóanyag kivágásával és hajtogatásával, hogy a kívánt formájú dobozalakot létrehozzák. Ezek között említhető a DE 3 439 908 vagy a DE 2 425 482 közzétételi irat vagy például az US 4 358 918 szabadalom, amely a kartonhajtogató berendezést még egy átrakó berendezéssel is kiegészíti. Az említett szabadalmi dokumentumok azonban nem foglalkoznak magával a hajtáséi kialakításával, pedig a csomagolódoboz kialakításánál ez nem elhanyagolható körülmény, különösen termoplasztikus réteget is tartalmazó csomagolóanyagok esetében. Az US 4 292 787 számú szabadalmi leírás tér ki a hajtogatás technológiájára, mégpedig a ultrahangos melegítéssel való hajtáséi kiképzésére.

Egyes esetekben a réteges csomagolóanyag még egy további, műanyag- vagy fémfólia réteggel is rendelkezik, amely fokozza a légátnemeresztő képességet, vagy pedig védelmet nyújt a folyadék hatásával szemben. Az ilyen típusú csomagolóanyagoknál azonban az ultrahangos melegítés nem alkalmazható megfelelő hajtáséi kialakítására.

A gyártás során általában a még csík vagy ív formájú csomagolóanyagon meghatározott minta szerint hajtásvonalakat alakítanak ki, e vonalak mentén az anyag ellenállása kisebb lesz, s így könnyebb azt a kívánt alakra hajtogatni. A hajtásvonalak kialakítására szokásos eljárás a ráncolás, amikor is a csomagolóanyag-csíkot olyan hengerpáron vezetik keresztül, ahol is a hengerpár egyik tagja bemélyedéssel, másik tagja pedig ebbe illeszkedő kiemelkedéssel van ellátva, s e hengerek préselik be a csomagolóanyagba a hajtásvonalakat a kívánt mintának megfelelően. A hajtásvonalaknak így van egy pozitív és egy negatív oldaluk, azaz a csomagolóanyag egyik oldalán a hajtásvonalak kiemelkedés, a másik oldalon pedig ennek megfelelő bemélyedés formájában jelentkeznek. Az anyag gyengítése a hajtásvonalak mentén úgy áll tehát elő, hogy a csomagolóanyag hordozó rétege deformálódott, mégpedig olymódon, hogy a hajtásvonalak környezetében a rostszerkezet hullám alakban meghajlott, de maguk a rostok nincsenek eltörve vagy elvágva. Az anyag vastagsága tulajdonképpen nem csökken a hajtásvonalaknál, csupán a rostok eltolódása következett be, az anyag negatív oldaláról a pozitív oldal felé. A szokásos eljárással kialakított hajtásvonalak így az adott helyen meggyengítik az anyagot, de annak rugalmassága nagy mértékben megmarad, mivel vastagsága nem csökkent a hajtásvonalaknál, és az anyag rostjai nem lettek elvágva. A hajtásvonalak kétségkívül elősegítik az egyszerűbb és pontosabb hajtogatást, de az anyag megmaradt rugalmassága révén, a külső erők hatásának megszűntével arra törekszik, hogy kiegyenesedve visszanyerje eredeti, általában sík alakját.

A szokásos eljárással bepréselt hajtásvonalak által elérhető anyaggyengítés az esetek többségében általában kielégítő mértékű, ahol azonban a gyártandó doboz alakjának pontossága tekintetében különösen nagy igényeket támasztanak, vagy pedig igen éles, egyenes hajtásokat kell kialakítani, ott szükséges az anyag további gyengítése, amely már nemcsak elősegíti a hajtogatást, hanem egyszersmind megszünteti az anyag rugalmasságát, úgy, hogy az a külső erők hatásának megszűntével is tökéletesen megőrizze a hajtogatással kialakított alakot.

A rostszerkezetű, nedvszívó középső hordozó réteggel rendelkező csomagolóanyagoknál gyakori az a megoldás, hogy a csomagolóanyag-csík hosszanti szélét visszahajtják. Ez a visszahajtott rész a dobozkészítés során belülre kerül, és érintkezik a dobozban tárolt folyadékkal. A visszahajtás művelete több lépésből áll. Először a csík szélét marással vagy köszörüléssel bizonyos szélességben levékonyítják, úgy, hogy a visszahajtott rész vastagsága majd gyakorlatilag az eredeti anyagvastagságnak feleljen meg. Ezután a levékonyított részen, annak mintegy középvonalában egy hajtásvonalat képeznek ki, ennek mentén történik a visszahajtás, a visszahajtott részt pedig leragasztják. Bizonyos típusú anyagoknál, illetve bizonyos anyagvastagságoknál azonban a szokásos hajtásvonal kiképzéssel nehezen biztosítható az anyag olyan mértékű gyengítése, hogy a visszahajtott rész egészen a leragasztás befejeztéig biztonságosan megmaradjon a behajlított helyzetben. Előfordul, hogy a visszahajtott rész ékalakban egyre csökkenő területű lesz, végül is a visszahajtás elmarad, és ha ezt a gyártás során nem észlelik, a rosszul kialakított széleknél az anyag beszívja a folyadékot, és a kész doboznál szivárgás lép fel.

Az anyagot a szokásos kialakításúnál jobban meggyengítő hajtásvonalak előállítására jól ismert egy olyan eljárás, amelyet nagyobb anyagfelületek levékonyítására is alkalmaznak, pl. átfedéssel kialakított kapcsolatoknál. E módszer szerint a csomagolóanyag-csík egyik oldalát lemarják vagy leköszörülik, oly módon, hogy a csík egy mintaszerszámon halad át, amelyen bizonyos minta szerint elrendezett kiemelkedések vannak, s e kiemelkedések szolgálnak ellentámaszul a marási vagy köszörülési művelet során. Célszerűségi okokból egy-egy ellenhengeren több mintaszerszámot is elhelyeznek, és a bemarandó mintának megfelelően mindegyik mintaszerszámnak egyedi kialakításúnak kell lennie, ami túlzottan megdrágítja az eljárást, ha sokféle típusú vagy méretű doboz gyártásához kell a csomagolóanyag előkészítését elvégezni. Ráadásul az ezen eljárással előállított hajtásvonalak nem eléggé határozottak, a bemart és az ahhoz csatlakozó eredeti felület között az átmenet nem kellően éles, hanem fokozatos.

Legyengített, levékonyított területek kialakítására további szóbajöhető módszer a hagyományos, minta2

HU 210 239 Β szerszám nélküli köszörülés vagy marás, amely az anyag egyik oldalán bemélyített barázdákat eredményez. Ezek a barázdák nyilván támpontot jelentenek a hajtogatáshoz, azonban mivel nem elég éles pereműek, a hajtások nem lesznek elég pontosak könnyen girbegurbára alakulhatnak. Ez az eljárás meglehetősen sok anyag eltávolítását igényli, így gondot okoz a sok forgácsolási hulladék is.

A csomagolóipar számára tehát nagyon kívánatos lenne olyan gazdaságos eljárás, amely lehetővé teszi előre megadott minta szerint elrendezett, jól meghatározott hajtásvonalak kialakítását.

A jelen találmány célja csomagolóanyagon való hajtásvonalak kialakítására szolgáló eljárás kifejlesztése, amely mentes az előzőekben felsorolt, ismert eljárások hátrányaitól, és alkalmas egy előre meghatározott minta szerint elrendezett, meghatározott hajtás'vonalak kialakítására különböző típusú csomagolóanyagokon, beleértve a rétegelt csomagolóanyagokat is.

A találmány további célja olyan eljárás létrehozása, amelynek segítségével a kialakított hajtásvonalak nem csak meggyengítik az anyagot a hajtogatás végrehajtásához, de egyszersmind bizonyos mértékig rostszerkezetű rétegének bemetszése is megtörténik, miáltal a hajtogatás után már csak csökkentett mértékben jelentkezik az anyagnak azon tulajdonsága, hogy eredeti alakját vissza akarja nyerni.

Végezetül pedig a találmány további célja az is, hogy a hajtásvonalak csomagolóanyagon való kialakítása egyszerűen és célszerűen kivitelezhető legyen, jól alkalmazható különböző anyag- és doboztípusokhoz, amely egyszersmind olcsó és nem igényel bonyolult műveleteket.

A fent említett és egyéb célokat a találmány azáltal éri el, hogy a találmány szerinti eljárással a hajtásvonalak kialakítására csomagolóanyagon, főleg dobozok előállítása során, a soronkövetkező eljárási lépésekkel úgy hajtjuk végre, hogy első lépésben az anyag egyik oldalán, a hajtásélek mentén kiemelkedéseket alakítunk ki, ezután pedig a második lépésben a hajtásélek környezetében a csomagolóanyagot mechanikai megmunkálásnak, mégpedig forgácsolásnak vetjük alá, amelynek során a kiemelkedéseket részben vagy egészben lemunkáljuk.

A találmány szerinti eljárás célszerű kiviteli módja szerint egyenesvonalú kiemelkedéseket készítünk. A kiemelkedéseket a csomagolóanyag deformációjával, például ráncolással hozzuk létre, úgy hogy a csomagolóanyagot a hajtásvonal környezetében hengerpárok között vezetjük át. Ezután a kiemelkedések mechanikai megmunkálását köszörüléssel vagy marással végezzük. A mechanikai megmunkálás során a kiemelkedéseket a csomagolóanyag felszínéig munkáljuk le, amely során az anyagvastagságot mind a kiemelkedéseknél, mind pedig a csomagolóanyagnak a kiemelkedések környezetében lecsökkentjük.

A találmány szerinti eljáráshoz tartozik az is, hogy a csomagolóanyag 180 fokban történő visszahajtásához a visszahajtást megelőzően, a hajtásvonal környezetében, attól mindkét irányban az egymásra kerülő rész felületén, a csomagolóanyag hordozó rétegének vastagságát az eredeti vastagság felére csökkentjük le mechanikai megmunkálással, és az eredeti hordozó réteg és a lecsökkenteti vastagságú hordozó réteg közti átmenetet ferde síkban alakítjuk ki.

Végül a csomagolóanyag megmunkált felületére műanyag burkoló réteget viszünk fel.

Az alábbiakban a mellékelt ábrák alapján, részletesen bemutatjuk a találmány szerinti eljárás egy célszerű kiviteli módját. Az ábrák csupán a találmány lényegének megértéséhez nélkülözhetetlen részeket tüntetik fel, ahol az

1. ábra a csomagolóanyag egy kimetszett darabját mutatja, amelyen a találmány szerinti eljárással egy kiemelkedést alakítottunk ki; a

2. ábra az 1. ábrán látható kimetszett darabot a találmány szerinti mechanikai megmunkálás utáni állapotában mutatja; a

3. ábra a 2. ábrán látható kimetszett darabot azután mutatja, hogy megtörtént a behajtás a találmány szerinti eljárással kialakított hajtásvonal mentén; a

4. ábra egy másik típusú csomagolóanyagon mutatja be a találmány szerinti eljárással kialakított hajtásvonalat; az

5. ábra a 4. ábrán látható kimetszett darabot hoszszanti vonal mentén végrehajtott visszahajtás után mutatja be.

A találmány szerinti eljárás hajtásvonalak kialakítására, mint arra az előzőekben már utaltunk, elsősorban olyan különböző fajtájú csomagolóanyagokon történő alkalmazásra lett kifejlesztve, amely anyagokból folyadékok, pl. tej tárolására szolgáló fogyasztói csomagolást, dobozokat készítenek. Jóllehet a találmány szerinti eljárás természetesen sokféle, különböző típusú anyagnál alkalmazható, az ábrákon csak a legcélszerűbb kiviteli módozatokat mutatjuk be. Az L, 2. és 3. ábra az 1 csomagolóanyag egy kimetszett darabját ábrázolja, először még csík vagy ív formában (1. és 2. ábra), majd pedig a dobozkészítés fázisában. Az 1 csomagolóanyag egy viszonylag vastag (kb. 0,5 mm-es), rostszerkezetű 2 hordozó réteggel rendelkezik, ennek anyaga pl. papír. Az 1 csomagolóanyagból, mint említettük, folyadékok tárolására szolgáló dobozokat kívánunk készíteni, s ezért az 1 csomagolóanyagon folyadékot át nem eresztő rétegeknek is kell lenni. Az 1. ábrán, amely a gyártási folyamat első fázisát mutatja be, ez a réteg a 3 műanyag fólia, amely a 2 hordozó réteg egyik oldalát borítja. Ez a réteg általában polietilénből készül, de egyéb termoplasztikus műanyagok is alkalmazásra kerülnek. Lehetséges olyan eljárás is, hogy a folyadékot át nem eresztő 3 műanyag fóliát csak egy későbbi munkafázisban fektetik fel, például akkor, amikor a 3 hordozó réteg másik oldalára a 4 burkoló réteg felvitelére kerül sor. A 4 burkoló réteg anyaga rendszerint szintén a célnak megfelelő termoplasztikus műanyag, felvitele pedig meleg állapotban való sajtolással, vagy előregyártott fólia felfektetésével történik.

Annak érdekében, hogy a csík vagy ív formájában rendelkezésre álló 1 csomagolóanyagból a megfelelő végterméket, azaz hasáb alakú dobozt állítsunk elő, az

HU 210 239 Β csomagolóanyagon meghatározott minta szerint 5 haj tás vonalakat kell kialakítani, amelyek az anyag meghatározott vonalak mentén való gyengítését eredményezik, és lehetővé teszik az anyag derékszögben való meghajlítását, az előállítandó doboz éleinek és sarkainak kiképzését. Az 5 hajtásvonalak célszerűen egyenes vonalak, de adódhatnak kiterjedtebb felületek is, például ott, ahol az 5 hajtásvonalak találkoznak vagy metszik egymást, például sarkoknál, lezárási felületeknél, stb. Célszerű e vonalakat a hagyományos eljárással kialakítani, azaz az 1 csomagolóanyagnak egy kétoldalas szerszámon való átvezetésével, amely az anyagba olyan 5 hajtásvonalakat sajtol be, amelyeknek egyik, pozitív oldala a 6 kiemelkedést alkotja, a másik, negatív oldalon pedig a 7 bemélyedés alakul ki. Az 1 csomagolóanyag így létrejövő deformációja azzal jár, hogy a 2 hordozó réteg rostjai is megfelelően deformálódnak, s így a rostok egy része az 5 hajtásvonal 6 kiemelkedésébe türemkedik - ezt az állapotot mutatja be az 1. ábra. A 6 kiemelkedések előállítására legcélszerűbb az 1 csomagolóanyagot megfelelő hengerpáron átvezetni, de természetesen szóba jöhetnek egyéb eljárások is.

A találmány szerinti eljárás első lépése, azaz az adott minta szerint elrendezett, célszerűen vonalas 6 kiemelkedések kialakítása után következik a találmány szerinti második lépés, amikor is az 1 csomagolóanyagot olyan mechanikai megmunkálásnak vetjük alá, amely részben vagy egészben eltávolítja a 6 kiemelkedéseket. Ez a művelet, amely a találmánynak az 1-3. ábrákon bemutatott, első kiviteli módja szerint célszerűen az 1 csomagolóanyag pozitív oldalán alkalmazott felületi marás művelete, lényegileg teljes mértékben lemunkálja a 6 kiemelkedéseket, és azok helyén az anyag eredeti, gyakorlatilag sík felületével egybeeső felületek alakulnak ki. Az anyag pozitív oldala tehát teljesen sík lesz, és ezt követően mint az a 2. ábrán - látható bevonható a folyadékot át nem eresztő 4 burkoló réteggel amelynek anyaga termoplasztikus műanyag, pl. polietilén. Az anyag pozitív oldalának mechanikai, forgácsoló megmunkálása során eltávolításra kerül a 2 hordozó réteg rostjainak azon része, amely a 6 kiemelkedésekbe gyűrődött fel, s így az 1 csomagolóanyagon olyan 5 hajtásvonalak alakulnak ki, amelyek mentén a 2 hordozó réteg nem csak deformálódott és meggyengült, de az anyag vastagsága is lecsökkent, s ezáltal rugalmassága jelentősen mérséklődött, úgyhogy a hajtogatás után a késztermék biztonságosan megtartja alakját. Ez látható a 3. ábrán, amely azt az állapotot mutatja, amikor is a dobozgyártás során a 2. ábrán látható 1 csomagolóanyagot az 5 hajtásvonal mentén 90 fokban meghajlítottuk. A találmány szerinti éljárás alkalmazásával jól meghatározott, egyértelmű 5 hajtásvonalak alakultak ki, amelyek jelentősen csökkentették az anyag rugalmasságát, s lehetővé tették a doboz élei mentén nagy pontosságú, derékszögű hajtások kialakítását, s ezáltal geometriailag pontosabb alakú, következésképp merevebb, jobban kezelhető doboz előállítását.

A 4. és 5. ábra a találmány szerinti eljárás egy másik kiviteli módját mutatja be. A 8 csomagolóanyagon - amely csík vagy ív formájú, típusát tekintve pedig azonos lehet az 1 csomagolóanyaggal - a találmány szerinti eljárással egy, az anyag 9 szélével párhuzamos 10 hajtásvonalat kívánunk kiképezni, amelynek mentén a 8 csomagolóanyagot majd visszahajtjuk, megakadályozva ilymódon, hogy a rostszerkezetű 11 hordozó rétegbe annak 9 szélénél - amely a kész doboznál belülre kerül - a tárolt folyadék beszivárogjon. A csík szegélyének visszahajtásánál az a szokásos technológia, hogy a szegély vastagságát kb. az eredeti anyagvastagság felére csökkentik, elkerülve így, hogy a visszahajtás után ott egy vastagabb rész alakuljon ki.

A vastagság csökkentését köszörüléssel vagy marással érik el, vagy pedig az anyagot a gyártás folyamán forgó kés alatt vezetik át. A találmány szerinti eljárás során a 10 hajtásvonalat a mechanikai, vastagságcsökkentő megmunkálás előtt készítjük el a 8 csomagolóanyagon. A 10 hajtásvonalat, amelyet célszerűen olyan hengerpárral alakítunk ki, amelynek tagjai egymásba illeszkedő kiemelkedéssel, illetve bemélyedéssel vannak ellátva, úgy képezzük ki, hogy annak pozitív, kiemelkedő oldala essék a 8 csomagolóanyagnak a későbbiekben megmunkálandó oldalára. Az ezután soron következő vastagságcsökkentő megmunkálás tehát a 8 csomagolóanyag lemunkálandó rétegével együtt eltávolítja a 10 hajtásvonal kiemelkedő részét, úgyhogy a kialakuló szegély vastagsága kb. az eredeti anyagvastagság fele lesz. Lehetséges az megoldás, hogy a 8 csomagolóanyag ezen gyártási fázisban az ismert és említett módon már el van látva a termoplasztikus műanyagból álló 12, 13 burkoló rétegekkel, de az az eljárás is alkalmazható, hogy egyik vagy mindkét réteg felvitelére csak később kerül sor. Amint a 8 csomagolóanyag, szegélyének vastagságcsökkentő mechanikai megmunkálása befejeződött, az egyébként ismert módon sor kerül a szegély 180 fokban történő visszahajtására a 10 hajtásvonal mentén, ezután pedig a visszahajtott rész rögzítésére megfelelő kötőanyaggal (műanyag olvadékkal).

A visszahajtásnak egyenes vonalúnak, az anyag 9 szélével párhuzamosnak kell lennie, ezt nagy mértékben megkönnyíti a találmány szerinti eljárással kialakított, jól meghatározott 10 hajtásvonal, amely az anyagot jelentősen meggyengíti, és a kiemelkedő rész eltávolítása, a rostok átvágása révén annyira lecsökkenti az anyag rugalmasságát, hogy a visszahajtott szegély a ragasztás befejeztéig nem ugrik vissza. A 8 csomagolóanyagon egyenletes, sima visszahajtott szegély alakul ki, amely jól ellenáll a folyadék behatolásának, a dobozkészítésnél tökéletes lezárást biztosít, s megóvja a 11 hordozó réteget a folyadék hatásától.

A találmány szerinti eljárással, annak különböző kiviteli módjaival változatos célokra alkalmas, sokféle típusú csomagolóanyagon alakíthatunk ki jól meghatározott hajtásvonalakat. Összehasonlítva a korábbi, hagyományos ráncolási technológiával, a találmány szerinti eljárás az anyagnak lényegesen nagyobb mérvű és lényegesen tartósabb gyengítését eredményezi a hajtásvonal mentén. Összehasonlítva a korábbi, mintaszerszámot alkalmazó köszörüléses technológiával, a találmány szerinti eljárás lényegesen pontosabb hajtásokat

HU 210 239 Β biztosít, ugyanakkor a gyártási költség jóval kisebb, mivel nincs szükség mintaszerszámra. Összehasonlítva a mintaszerszám nélküli hagyományos köszörüléses technológiával, a találmány szerinti eljárás jóval pontosabb hajtásvonalakat eredményez, anélkül, hogy számottevően nagyobb munkaráfordítást vagy költségeket igényelne.

Claims (7)

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás hajtásvonalak kialakítására csomagolóanyagon, főleg dobozok előállítására, ahol az előállítandó doboz síkba terített alakzata szerint a csomagolóanyagot kivágjuk, majd a síkba terített alakzaton meghatározott hajtásélek mentén a doboz formálására hajtásvonalakat alakítunk ki, azzal jellemezve, hogy az első lépésben a csomagolóanyag (1,8) egyik oldalán, a hajtásélek mentén kiemelkedéseket (6) alakítunk ki, majd a második lépésben a hajtásvonal (5) képzésére a hajtásélek környezetében a csomagolóanyagot (1, 8) mechanikai megmunkálásnak, mégpedig forgácsolásnak vetjük alá, amelynek során a kiemelkedéseket (6) részben vagy egészben lemunkáljuk.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hajtásélek mentén egyenes vonalú kiemelkedéseket (6) készítünk.

3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az egyenes vonalú kiemelkedéseket (6) a csomagolóanyag (1,8) deformációjával hozzuk létre, például ráncolással, úgy hogy a csomagolóanyagot (1, 8) a kialakítandó hajtásvonal (5) környezetében hengerpárok között vezetjük át.

4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kiemelkedések (6) mechanikai megmunkálását köszörüléssel vagy marással végezzük.

5. Az 1. vagy 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mechanikai megmunkálás során a kiemelkedéseket (6) a csomagolóanyag (1) felszínéig munkáljuk le, ezáltal a csomagolóanyag (1) vastagságát a kialakítandó hajtásvonal (5) környezetében lecsökken tjük.

6. Az 1. vagy 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a csomagolóanyag (8) 180 fokban történő visszahajtásához a visszahajtást megelőzően, a hajtásvonal (10) környezetében, attól mindkét irányban az egymásra kerülő rész felületén, a csomagolóanyag (8) hordozó rétegének (11) vastagságát megközelítőleg az eredeti vastagság felére csökkentjük le mechanikai megmunkálással, és az eredeti hordozó réteg (11) és a lecsökkentett vastagságú hordozó réteg (11) közti átmenetet ferde síkban alakítjuk ki.

7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a csomagolóanyag (1,8) megmunkált felületére műanyag burkoló réteget (4, 13) viszünk fel.