NL8500079A - Werkwijze voor het vervaardigen van dunwandige, als verpakkingsmateriaal toepasbare schalen, matrijs voor het uitvoeren van de werkwijze en vervaardigde schalen. - Google Patents

Description

v* * .................. é -1- 24400/Vk/mvl

Korte aanduiding; Werkwijze voor het vervaardigen van dunwandige, als verpakkingsmateriaal toepasbare schalen, matrijs voor het uitvoeren van de werkwijze en vervaardigde schalen.

5

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van dunwandige, als verpakkingsmateriaal toepasbare schalen uit polystyreen. De uitvinding heeft verder betrekking op een matrijs voor het uitvoeren van een dergelijke werkwijze en op de 10 dunwandige schalen vervaardigd volgens een dergelijke werkwijze.

In de verpakkingsindustrie worden veel schaaltjes toegepast voor het voorverpakken van vlees, gevogelte, groente, fruit en vis.

Door de slagers worden reeds gedurende meer dan 25 jaar schaaltjes toegepast om hierin het gesneden vlees in te wegen. Hiervoor werden 15 eerst kartonnen schaaltjes toegepast, doch deze hadden het nadeel dat ze door het vocht uit het vlees snel week werden en zodoende ging de vormstabiliteit verloren, terwijl de natte, kartonnen schaaltjes een voedingsbodem waren voor ongewenste groei van bacteriën, schimmels en dergelijke. Een verbetering ten aanzien van dergelijk verpakkings-20 materiaal werd gevonden door het vervaardigen van schaaltjes uit polystyreen, welke schaaltjes door de minimale absorptie van vocht de vormvastheid beter behielden en bovendien is polystyreen geen goede voedingsbodem voor schimmels en bacteriën. Deze schaaltjes uit polystyreen werden vervaardigd uit geëxtrudeerde polystyreenfolie door het 25 toepassen van een vormingssysteem onder verlaagde druk. Omdat bij dit systeem wordt uitgegaan van een vlakke folie, is men bij de vormgeving van de schaaltjes beperkt wat betreft de verschillen in materiaaldikten binnen een bepaald produkt. Hoewel deze schaaltjes veel zijn toegepast i ter vervanging van kartonnen schaaltjes, zouden deze schaaltjes uit j 30 polystyreen vervaardigd door extrusie van vlakke folie, nog kunnen worden verbeterd, omdat de bekende schaaltjes kleine onderlinge afwijkingen hebben met betrekking tot de vorm en de afmetingen en de vormvastheid kan nog worden verbeterd door het schaaltje bijvoorbeeld te voorzien van een rand dikker dan het middengedeelte van het schaaltje.

35 Indien echter wordt uitgegaan van een dikkere folie, zodat wordt voldaan aan de minimaal gewenste randdikte, worden deze schaaltjes te duur en te zwaar,omdat het middengedeelte dan ook evenredig dikker wordt.

8500079 ' j 9 *»' j -2- 24400/Vk/mvl

De afwijkingen in de vorm van de bekende schaaltjes is vooral een probleem bij het automatisch verwerken van de schaaltjes in geautomatiseerde verpakkingsapparatuur, bijvoorbeeld voor het verpakken van vlees,van gevogelte en vis, omdat het ontstapelen of ontnesten van 5 schaaltjes moeilijk is wanneer deze schaaltjes niet op een reproduceerbare wijze zijn gestapeld. Bij het machinaal verpakken worden bovendien hogere eisen gesteld aan de vormbestandheid van de schaaltjes.

De bekende schaaltjes vervaardigd uit polystyreen, zijn thans verbeterd door het toepassen van een werkwijze voor het ver-10 vaardigen van dergelijke schaaltjes volgens de uitvinding en deze werkwijze voor het vervaardigen van dunwandige, als verpakkingsmateriaal toepasbare, schalen uit polystyreen, wordt hierdoor gekenmerkt, dat geprepareerde polystyreenkorrels worden toegevoerd aan een matrijs, waarin de korrels worden verwarmd zodat ze expanderen, de ontstane 15 schaalvorm wordt afgekoeld en na stabilisatie uit de matrijs wordt verwijderd.

Zodoende heeft de uitvinding enerzijds betrekking op het vervaardigen van dergelijke schalen en anderzijds op het prepareren van het uitgangsmateriaal voor de matrijs, evenals op de matrijs-20 constructie en op de aldus vervaardigde schalen.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de volgende beschrijving, waarbij is verwezen naar de bijgevoegde tekening, waarin: fig. 1 een processchema is voor het prepareren van de 25 polystyreenkorrels en de matrijsbewerking, fig. 2 een doorsnede is van een matrijs en fig. 3 een perspectivisch aanzicht is van een schaaltje volgens de uitvinding, in gestapelde vorm.

Op zich is het vervaardigen van voorwerpen uit kunststof 30 onder toepassing van een matrijs waaraan de kunststofkorrels worden toegevoegd, en waarbij de kunststofkorrels in de matrijs worden verwarmd zodat het kunststofmateriaal de vorm van de matrijs aanneemt, bekend. Voor het vervaardigen van dunwandige schalen is een dergelijke werkwijze echter steeds te problematisch geweest, zodat het vormen van 35 dunwandige schalen uit polystyreen met behulp van een matrijs in de praktijk niet is toegepast. Een van de problemen dat zich heeft voorgedaan bij het ontwikkelen van de onderhavige werkwijze, is dat bij een 8500079 ..... <* -3- 24400/Vk/mvl minder nauwkeurige preparering van het uitgangsmateriaal luchtinsluitsels ontstonden in de matrijs, op welke plaats geen polystytreen aanwezig kon zijn, waardoor in het dunwandige, aldus vervaardigde schaaltje, een opening ontstond, hetgeen niet acceptabel is bij een produktie op grote 5 schaal. Dergelijke fouten zijn opgeheven door het prepareren van de poly-styreenkorrels in-line met de vervaardiging van de schalen in de matrijzen.

Door het in-line prepareren, traden geen waarneembare verschillen op tussen de geprepareerde polystyreenkorrels, zodat in de matrijs een gelijkmatig verdeeld materiaal aanwezig was dat door verwarmen gelijk-10 matig vervloeide, zodat geen luchtinsluitsels meer aanwezig waren. Het prepareren van de polystyreenkorrels heeft plaats in het eerste gedeelte van de inrichting volgens fig. 1 en bestaat uit het aanbrengen van een deklaag, het vergroten van de diameter van de korrels door een voorver-schuiming en het zeven van de voorverschuimde korrels. Deze bewerkingen 15 zullen hierna verder worden toegelicht. Dit geprepareerde materiaal wordt direkt toegevoerd· aan de matrijzen, zodat het toegevoerde geprepareerde materiaal zo homogeen mogelijk is.

In fig. 1 is in deel 1 het preparatieve gedeelte weergegeven voor de in-line-bereiding van polystyreen,waarvan in deel 2 de 20 schalen worden vervaardigd.

Aan vultrechter 3 worden polystyreenkorrels toegevoerd bereid door de op zich bekende polymerisatie van styreen. Aan deze polymeerkorrels wordt pentaan toegevoegd tijdens de polymerisatie, zodat in de korrels een hoeveelheid van ongeveer 5 gew.% pentaan is 25 ingesloten, hetgeen dienst doet als drijfmiddel of als blaasmiddel, waarbij echter ook andere middelen kunnen worden toegepast met een relatief laag kookpunt. Deze pentaan bevattende polystyreenkorrels 40 worden met behulp van schroeftransporteur 4 toegevoerd aan een weeginrichting 5, zodat een afgewogen hoeveelheid pentaan bevattende polysty-30 reenkorrels 41 wordt toegevoerd aan houder 6. Met behulp van de pneumatisch bedienbare afsluiter 7 wordt de ingewogen hoeveelheid poly- ! styreen toegevoerd aan menger 8. Met behulp van doseerapparaat 9 wordt een deklaag vormend middel, zoals een stearaat, met name zinkstearaat, via toevoer 42 toegevoerd aan menger 8. Het deklaagmiddel wordt toegevoerd 35 in een hoeveelheid van ongeveer 0,5% berekend op de polystyreenkorrels.

Zodra een gelijkmatige deklaag van het stearaat is verkregen rond de 8500073 j K ν' -4- 24400/Vk/mvl polystyreenkorrels, wordt afsluiter 10 geopend en het van een deklaag voorziene materiaal 43 toegevoerd aan voorraadvat 11. Via leiding 12 wordt het homogene, van een deklaag voorziene polystyreen aangezogen via aanzuiginstallatie 13 in de weeginrichting 14, zodat hierin een 5 bepaalde, ingewogen hoeveelheid van een deklaag voorzien,, polystyreen aanwezig is. Met behulp van afsluiter 15 wordt deze ingewogen hoeveelheid materiaal 44 toegevoerd aan voorschuimer 16, waarbij aan de onderzijde stoom 46 wordt toegevoerd, zodat een voorschuiming plaatsheeft van de polystyreenkorrels 45. De polystyreenkorrels worden 10 hierdoor vergroot van 0,3-0,4 mm diameter tot ongeveer 1 mm en deze vergrote korrels worden met behulp van ventilator 17 via leiding 18 toegevoerd aan silo 19, waarin het voorgeschuimde, van een deklaag voorziene, polystyreenmateriaal 47 aanwezig is. Met behulp van afsluiter 20 wordt dit materiaal 47 toegevoerd aan een trilzeef 21, zodat een 15 te fijnkorrelige fractie 48 wordt afgevoerd in bak 22 en het te grofkorrelige materiaal wordt met behulp van ventilator 23 via zuig-leiding 24 toegevoerd aan silo 19. Bij het passeren van de ventilator 23 en in zuigleiding 24 kan het grofkorrelige materiaal worden verkleind zodat bij een tweede omloop dit grofkorrelige materiaal binnen de 20 gewenste korrelgrootte kan worden gebracht en met het grootste deel van het korrelvormige materiaal via leiding 25 worden toegevoerd aan verzamelruimte 26 van waaruit de diverse schalen producerende machines 29 kunnen worden bevoorraad via leiding 27- In verdeelorgaan 28 wordt de gewenste hoeveelheid polystyreen toegevoerd aan de afzonderlijke 25 matrijzen 30 in de schalen producerende inrichting 29, welke matrijzen 30 in meer detail zijn weergegeven in fig. 2. Aan de schalen producerende machine 29 wordt stoom 49 en koelwater 50 toegevoerd en uit de matrijzen 30 worden de schalen 31 verkregen. Meer in het bijzonder zijn deze schalen weergegeven in fig. 3.

30 In fig. 2 is matrijs 30, schematisch weergegeven in fig. 1, deel 2, in doorsnede getekend, waarbij blijkt dat de matrijs bestaat uit twee gedeelten, te weten een vast gedeelte 60 en een beweegbaar gedeelte 70. Beide delen 60 en 70 bestaan uit een kast 61 en 71 van aluminium voorzien van een isolerende bekleding 67, 77, terwijl aan de 35 naar elkaar gerichte zijden de matrijsvorm 62, respectievelijk 72 uit een relatief hard metaal is vervaardigd. Verder zijn in de beide gedeelten 60 en 70 koelwatertoevoer 63 en 73 aangebracht, toe- en afvoer- 3500079 -5- 24400/Vk/mvl leidingen voor lucht aangegeven met 64 en 74 en toe- en afvoerleidingen voor stoom,aangegeven met 65 en 75. De matrijsoppervlakken 62 en 72 zijn voorzien van zeer kleine perforaties 66 en 76, gelijkmatig verdeeld over het matrijsoppervlak, voor het doorlaten van stoom. In het vaste 5 gedeelte 60 is verder een toevoer 68 aangegeven voor het toevoeren van de korrelvormige, van een deklaag voorziene polystyreen die aan de matrijs wordt toegevoerd via leiding 27 en via toevoer 68 in de matrijs wordt gespoten via opening 69. Daarbij wordt het beweegbare gedeelte van de matrijs geschoven naar het vaste gedeelte, zodat tussen de 10 twee matrijsoppervlakken 62 en 72 slechts een dunne spleet resteert waarin het korrelvormige polystyreen gelijkmatig kan worden verdeeld.

Tussen de matrijsgedeelten blijft een luchtspleet open voor het verwijderen van de meegevoerde lucht.

Nadat de matrijs is gevuld met de polystyreenkorrels 15 onder een overdruk van 0,8-2,0 atmosfeer, wordt via stoomtoevoer 75 stoom toegevoerd die via de perforaties 76 en 66 wordt afgevoerd via stoomafvoer 65. Door deze stoom gedurende enkele seconden, bijvoorbeeld 2 seconden, door te voeren, worden de polystyreenkorrels verder ver-schuimd, zodat deze in de matrijs een aaneengesloten oppervlak vormen, 20 waarbij exact de vorm van de matrijs wordt aangenomen. Omdat de stoom in eerste instantie is toegevoerd via stoomtoevoer' 75 en afgevoerd via stoomafvoer 65, wordt in een tweede bewerking stoom toegevoerd via leiding 65, welke stoom echter alleen in deel 60 blijft, zodat de polystyreen die zich bevindt aan de zijde van het vaste gedeelte, wordt 25 onderworpen aan eenzelfde temperatuur als de polystyreen aan de zijde van het beweegbare gedeelte 70. Na enkele seconden, bijvoorbeeld 3 seconden, wordt de stoom afgelaten via leiding 65, zodat de schaal in de matrijs definitief is gevormd, hoewel deze nog niet kan worden gelost omdat de temperatuur ongeveer 100 °C is en de schaal zich in ' 3G een voor het lossen te weke toestand bevindt. Om de nog plastische schaal af te koelen, wordt een verlaagde druk gecreëerd in de kasten 61 en 71 via de leidingen 64 en 74, waarbij de stoomleidingen 65 en 75 worden afgesloten. Door het aanleggen van de verlaagde druk, wordt resterend water in het gevormde schaaltje verdampt en door de verdampings-35 warmte wordt warmte onttrokken aan de polystyreen, waardoor de temperatuur wordt verlaagd. Anderzijds wordt koelwater toegevoerd via de leidingen 63 en 73, welk koelwater echter niet in direkt contact komt met '85 0 0 0 79 , a » » *- -6- 24400/Vk/mvl de polystyreen omdat het koelwater wordt gespoten tegen het matrijsoppervlak. Binnen 10 seconden is de temperatuur voldoende verlaagd, te weten tot beneden 40 °C, zodat de matrijs kan worden geopend door het beweegbare gedeelte 70 te verplaatsen. De schaal is nu vormstabiel 5 en blijft achter op het vaste gedeelte 60 en kan hiervan worden verwijderd met behulp van zuignappen. Het is ook mogelijk het gevormde schaaltje af te koelen zonder dat koelwater wordt toegevoerd, namelijk door alleen het aanleggen van een verlaagde druk, waarbij de afkoeling dan alleen plaatsheeft onder invloed van de verdampingswarmte. Daarbij 10 moet dan echter de verlaagde druk gedurende 20-30 seconden worden aangelegd in plaats van gedurende 10 seconden zoals aangegeven in de eerste bewerking. In de praktijk heeft de combinatie van het aanleggen van verlaagde druk en het vernevelen van koelwater de voorkeur.

Om te verzekeren dat het gevormde schaaltje bij het 15 openen van de matrijs achterblijft op de vaste zijde, kan lucht worden toegevoerd via leiding 74 aan het beweegbare gedeelte, zodat het loslaten van het schaaltje ten opzichte van het beweegbare gedeelte 70 wordt bevorderd.

In fig. 3 is een stapel van 8 schaaltjes 80 weergegeven.

20 Deze schaaltjes hebben een binnenzijde 81, een opstaande rand 82 en een ontnestingsgleuf 83. De opstaande rand 82 is dikker gevormd dan het binnengedeelte 81 van het dunwandige schaaltje 80, zodat door de verdikte rand 82 het schaaltje een grotere stevigheid krijgt. De ontnestingsgleuf 83 maakt het mogelijk dat bij het machinaal verpakken van vlees, 25 de verpakkingsmachine makkelijk een schaaltje uit een stapel van meerdere schaaltjes kan nemen, hetgeen tot nu toe problematisch was, omdat de verkregen schaaltjes niet volledig identiek waren en niet voorzien van een dergelijke ontnestingsgleuf 83. Het binnenoppervlak 81 van het schaaltje is voorzien van naar boven uitstekende oneffenheden, zodat 30 eventueel sap afkomstig van het te bewaren vlees tussen de uitsteeksels blijft staan en niet direkt in aanraking komt met het vlees of het produkt dat zich in het schaaltje bevindt, mits de hoeveelheid afgescheiden sap niet te groot is. In het midden van het schaaltje is een ronding 84 waarneembaar, die is ontstaan door de luchtstoot die is uitgeoefend 35 op het afgekoelde schaaltje om dit te verwijderen van het beweegbare gedeelte 70 van de matrijs zoals hierboven is besproken.

De schaaltjes kunnen diverse vormen hebben zoals recht- 8500079 9 -7- 24400/Vk/mvl * jr hoekige vormen of ronde vormen of veelhoekvormen zoals weergegeven in fig. 3. Bij rechthoekig gevormde schaaltjes is het mogelijk de cntnestingsgleuven langs de vier zijden aan de brengen, zodat de schaaltjes van twee of vier ontnestingsgleuven kunnen zijn voorzien.

5 Omdat het ongewenst is dat sappen, afkomstig van het te verpakken materiaal zoals vlees of vis, in het schaaltje blijven staan, is men ertoe overgegaan in het schaaltje, alvorens dit te gebruiken, een laagje papier aan te brengen,dat het af te scheiden sap absorbeert. Het aanbrengen van dit papiervel is arbeidsintensief omdat 10 bij het verpakken van het vlees, vis of fruit bij de verpakkingsmachine een papiervel in het schaaltje moet worden gelegd, welk vel ook nog makkelijk verschuift tijdens de verpakkingsbewerking. Daarom heeft men thans bij het verbeteren van deze schaaltjes voorgesteld een dergelijk vel in het schaaltje aan te brengen en hierin te bevestigen met behulp 15 van lijm, die kan worden gebruikt in de voedingsmiddelenindustrie. Zodoende wordt thans als laatste bewerkingsstap bij bepaalde schaaltjes, die worden gebruikt voor het verpakken van materiaal dat vocht kan afscheiden, een papiervel in het schaaltje gelijmd, hetgeen nu niet arbeidsintensief is, omdat dit machinaal kan gebeuren als laatste be- j 20 werking voordat de stapel schaaltjes wordt ingepakt en verzonden naar ' de afnemer. Zodoende heeft de uitvinding ook betrekking op de aldus gevormde schaaltjes voorzien van een ontnestingsgleuf en eventueel voorzien van een door lijmen ingebracht papiervel.

i 8 5 0- r? 0 7 9

Claims (9)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van dunwandige, als verpakkingsmateriaal toepasbare, schalen uit polystyreen, met het 5 kenmerk, dat geprepareerde polystyreenkorrels worden toegevoerd aan een matrijs, waarin de korrels worden verwarmd zodat ze expanderen, de ontstane schaalvorm wordt afgekoeld en na stabilisatie uit de matrijs wordt verwijderd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 10 het prepareren van de polystyreenkorrels in-line plaatsheeft met de vervaardiging van de schalen in de matrijzen.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, waarbij blaasmiddel zoals pentaan,bevattende polystyreenkorrels worden toegevoerd aan het in-line geplaatste prepareergedeelte, met het kenmerk, dat de korrels 15 met een diameter van 0,4-0,6 mm bij verhoogde temperatuur worden voorzien van een deklaag, met behulp van stoom voorgeschuimd tot een diameter van 0,8-1,2 mm, door filtreren gefractioneerd, waarna de op grootte gefractioneerde korrels worden toegevoerd aan de matrijs.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat ' 20 de geprepareerde polystyreenkorrels in de via de vulopening en een luchtspleet open matrijs worden geblazen, door het sluiten van de vulopening de matrijs wordt afgesloten, de matrijs en de korrels worden verwarmd met behulp van stoom bij overdruk gedurende enkele seconden, de matrijs gekoeld met koelwater en/of het aanleggen van verlaagde 25 druk en de gevormde schaal uit de matrijs gelost.

5· Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het koelen van de matrijs wordt uitgevoerd door het aanleggen van een verlaagde druk en het in de matrijskamer spuiten van koelwater.

6. Matrijs voor het uitvoeren van een werkwijze volgens 30 conclusie 1, met het kenmerk, dat de matrijs is opgebouwd uit twee matrijsdelen, waarvan de binnenwanden in elkaar passen en elk matrijsdeel is voorzien van een kamer voor de toe- en afvoer van stoom en koelwater, een matrijsdeel is voorzien van een vulopening en beide binnenwanden zijn voorzien van perforaties voor het doorlaten van stoom. 35 7. Matrijs volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat in de matrijs uitsparingen zijn aangebracht, zodat het gevormde schaaltje is voorzien van een ontstapelspleet. 8500079 -9- 24400/Vk/mvl ·* £ S. Dunwandige schalen voor verpakkingsdoeleinden, vervaardigd uit polystyreen, met het kenmerk, dat een werkwijze is toegepast volgens conclusies 1-5.

9. Schalen volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de 5 schaal is voorzien van een ontnestingsgleuf.

10. Schalen volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat een rechthoekige schaal is voorzien van twee of vier ontnestingsgleuven.

11. Schalen volgens conclusies 8-10, met het kenmerk, dat in het middengedeelte van het binnenoppervlak een vochtabsorberend 10 papieren vel is gelijmd dat 20-50% van het oppervlak bedekt. Eindhoven, januari 1985 ! 8 5 3 0 0 79