NO176090B - Skjöt mellom overlappende partier av en termoplaststropp, samt fremgangsmåte for opprettelse av slik skjöt - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en skjøt mellom overlappende partier av en termoplaststropp som omslutter en gjenstand, omfattende en sveis mellom overlappingspartiene langs minst en del av partienes lengde. Eksempler på slike skjøter er vist i DE 1 285 384, GB 1 536 867 og US 4 483 438.

Det er i senere tid utviklet flere prosesser, verktøy og kraftdrevne stroppingsmaskiner for sammenføying av de overlappende endepartier av en strukket termoplast-stroppsløyfe ved friksjonssmeltingsteknikker, og disse metoder og anordninger er kjent fra US-patentskrifter 3 331 312, 3 442 203, 3 442 732, 3 442 733, 3 442 734, 3 442 735, 3 494 280, 3 586 572, 3 669 799, 3 679 519 og 3 718 526.

Termoplaststroppmaterialet som anvendes ved utøvelse av oppfinnelsene ifølge de ovennevnte patentskrifter, har konven-sjonelt bestått av orientert nylon, polypropylen og polyester. Stropper av disse materialer fremstilles ved stort sett samme teknikker, f.eks. som beskrevet i US-patentskrift 3.394.045. Ifølge nevnte patentskrift blir tynnplatematerialet av polypropylen, som senere kappes til stropper, strukket for å oppnå planorientering av de mikromolekylære kjeder. Molekylorienteringen i polypropylenharpikssjiktet vil i betydelig grad øke strekkfastheten langs orienteringslinjene. Derved vil imidlertid de innbyrdes motvendte flatepartier av sjiktet utsettes for en abrasjon som til sist kan vanskeliggjøre bruken i et stroppingsapparat. For å unngå dette gjennomgår sjiktflåtene en hurtigoppvarming som skal medføre sammensmelting av de innbyrdes motvendte ytterlag men som er utilstrekkelig til å forårsake sammensmelting i sjiktets fulle tykkelse. Hurtig-oppvarmingen forstyrrer molekylorienteringen i resten av sjiktmaterialet, slik at den høye strekkfastheten bevares. Det formede sjiktmateriale kappes deretter, for tilvirking av stropper. Kappingen foregår vanligvis parallelt med molekyle-nes orienteringslinjer, og stroppene har derfor høy strekkfasthet i hele sin lengde. Derved fremkommer utmerkede stropper for anvendelse ved emballering av materialer, hvorved en stropp trekkes stramt rundt en forpakning, med sine overlappende endepartier fastgjort til hverandre i form av en liga-tur. De overlappende endepartier kan fastgjøres med forskjellige midler, innbefattende stroppforsegling, liming eller sveising, f.eks. friksjonssmelting eller varmesveising.

Et av kjennetegnene ved de sammensmeltede skjøter som er opprettet ved bruk av prinsippene ifølge de ovennevnte patentskrifter, er deres eksepsjonelle strekkfasthet (dvs. motstand mot krefter som virker i stroppens lengderetning). Et annet kjennetegn er at frarivingsfastheten (dvs. motstanden mot krefter som virker perpendikulært mot stropplengderetningen) er relativt lav. Selv om denne lave frarivingsfasthet hos friksjonssmeltings-skjøter er meget gunstig fordi den gjør det mulig å fjerne stroppen fra den ombundne gjenstand, kan den iblant også medføre utilsiktet åpning av skjøten. Hvis f.eks. enden av den ytterste stroppdel er blitt opptrevlet under håndtering av gjenstanden, vil skjøten kunne opprives. Det er også konstatert at frarivingskreftene opptrer mer markert hos tykkere enn hos tynnere stroppmateriale. Det er imidlertid fremdeles et problem at noen sveiseskjøter svikter for tidlig.

Ifølge oppfinnelsen løses dette problem ved at sveisen i en skjøt av den innledningsvis angitte art, ligger i et plan som skråner i forhold til planene gjennom stroppens inner- og ytterflater som strekker seg forbi de motsatte ender av sveisen, som angitt i det etterfølgende krav 1. En fordelaktig utføringsform av skjøten ifølge oppfinnelsen er angitt i det etterfølgende krav 2. Oppfinnelsen omfatter også en fremgangsmåte for opprettelse av en slik skjøt, som angitt i det etterfølgende krav 3.

Den forbedrede stroppskjøt ifølge oppfinnelsen forhindrer frariving ved å øke frarivingsmotstanden i de overlappende partier av stroppen på motsatte sider av sveisen ved stroppens fremre inner- og ytterflate, når sveisen befinner seg under strekkspenning, slik at stroppskjøten eller -sveisen kan oppta mer jevnt en strekkbelastning, tilnærmelsesvis lik sveisens eller stroppens strekkfasthet, som virker mot stroppen.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor:

Figur 1 viser et skjematisk sideriss av en stropp som omslutter en representativ gjenstand, og Figur 2-4 viser forstørret i større målestokk perspek-tivriss av suksessive trinn ved opprettelse av en stroppskjøt ifølge oppfinnelsen, for bruk ved en stropp som vist i figur 1. Figur 3 viser skjematisk en sveiseskjøt mellom overlappende partier av termoplaststropp. Figur 4 viser den forbedrede skjøtkonstruksjon ifølge oppfinnelsen.

En vanlig kjent fremgangsmåte for praktisk og ensartet fremstilling av en sveiseskjøt i termoplaststropper som generelt er anbragt rundt en gjenstand, eksempelvis en forpakning, er anskueliggjort i fig. 1. Som der antydet blir en termoplaststropp fra et stroppforråd ført rundt en gjenstand, trukket stramt til i 'en løkke, med et fremre endeparti nærmest gjenstanden og et bakre endeparti i overlappende stilling lengst ut fra gjenstanden hvoretter stroppens ytre endeparti kappes og de overlappende partier sammenføyes, f.eks. gjennom et tynt lag av smeltet materiale som atter er størknet, fra hvert av de overlappende stroppartier, som er frembragt på kjent måte, f.eks. ved friksjonssmeltings- eller varmknivmeto-der. Friksjonssmeltingsprosessen kan gjennomføres ved at de overlappende partier av en termoplaststropp anbringes mellom to sveisebakker med motsatte stroppgripeflater. Gripeflåtene oscillerer ved en høy frekvens, for opprettelse av sveisen. Uttrykket "motsatte sider av sveisen" er i det etterfølgende ment å betegne sveisens sider i tilgrensning til de innbyrdes motvendte henholdsvis inner- og ytterflater av stroppens overlappende partier. Stroppingen utføres med et middel for fastholding av stroppens overlappende partier på motsatte sider av skjøtsveisen i en innbyrdes tilgrensende stilling hvori de stort sett ikke kan frarives fra hverandre under strekkbelastning, slik at skjøtens totalstyrke stort sett overensstemmer med stroppmaterialets eller sveisens strekkfasthet. Nærmere bestemt vil en usveiset del av stroppens overlappende partier, som strekker seg i langsgående retning ut over enden av sveisen, holdes i stilling relativt nær den motsvarende stroppinnerflate og -ytterflate med midler som hindrer adskilling av de overlappende partier på motsatte sider av sveisen. Løsningen ifølge oppfinnelsen, som er beskrevet i det etterfølgende og som motvirker adskilling av skjøtens overlappene partier på motsatte sider av sveisen, forhindrer en tilstand, benevnt "avskrelling". Som termoplas-tisk stroppmateriale kan benyttes ethvert plastlignende materiale, såsom polypropylen eller polyester, slik det er kjent, men fortrinnsvis et materiale med høy I-V (indre viskositet), f.eks. polyetylentereftalat med en I-V av minst 0,8.

Det skjematiske riss i figur 1 viser således en plast-stropp 12 som er anbragt eller løst drapert rundt en forpakning 10, for å fastgjøres generelt i påvente av lagring eller transportering av forpakningen. I forbindelse med den omsnør-te forpakning eller materialet 10 ifølge figur 1 er det vist en sveiseskjøt i form av en sveis 14 i det minste langs en del av stroppens overlappende flatepartier 11 og 15, og en kniv-anordning 20 for kapping, fra et stroppforråd 13, av stroppmateriale 12 rundt forpakningen 10. Ifølge figur 3 er endepartiene av stroppen 12 etter kappingen vist som et bakre endeparti 16 og et fremre endeparti 18 av de overlappende stroppartier 11 og 15. Som det fremgår, består endepartiene 16 og 18 av usveisede og overlappende stropplengder som strekker seg ut over endene 31 og 3 3 av sveisen 14 og ikke bare til stroppens endepunkter. Sveisen 14 strekker seg i det minste langs en del av overlappingslengden, hvilket innebærer at sveisen, avhengig av den anvendte sveiseteknikk, kan strekke seg enten i overlappingspartienes fulle lengde eller bare langs en del av denne, idet det etterlates minst ett usveiset bakre eller fremre endeparti 15, 18 som vist i figur 3.

Figur 3 viser et forstørret riss av det overlappende endeparti 16 med en første ende 17 og det fremre endeparti 18 med en andre ende 19 av stroppen 12. Stroppen 12 er vist som et tynnvegget, langsgående materiale med en plan innerflate 22 som befinner seg på den ene side av sveisen i anlegg mot gjenstanden 10, og en plan ytterflate 24 som befinner seg på den motsatte side av sveisen, lengst utenfor gjenstanden, og ytre og indre retningsangivelser indikerer posisjonen i forhold til artikkelen i de forskjellige figurer. De overlappende partier 11 og 15 er i figur 1 og 2 vist i adskilt stilling innen de sammenføyes på kjent måte, f.eks. ved friksjonssvei-sing, liming eller varmesveising. Som vist i figur 3, blir de overlappende partier sammenføyd gjennom sveisen 14 mellom inner- og ytterflåtene, som tidligere nevnt, langs i det minste en del av overlappingslengden med eventuelle, usveisede partier 16 og 18 i de motsatte ender 31 og 3 3 av sveisen. Som tidligere nevnt, omfatter sveisen 14 en første ende 31 nær stroppens bakre ytterende 16 og en andre ende 3 3 nær stroppens fremre innerende 18. Etter sveisingen overføres en strekkbelastning generelt til stroppen 12 på motsatte sider av skjøten, og skjøtens styrke bestemmes på grunnlag av sveise-skjøtens motstand mot adskilling under strekkbelastningen. Strekkraften virker i motsatte retninger på hver side av sveisen 14, som angitt med piler Tl og T2 i figur 3. Denne belastning på hver side av sveisen 14 kan forårsake at stroppen avrives ved strekkbelastninger som ligger betydelig under stroppens eller sveisens strekkfasthet. Splittingen av stroppen kan skyldes frariving idet de overlappende stroppartier 11 og 15 rives fra- hverandre under påvirkning av stort sett vertikale og motsatt rettede krefter Fl og F2 fra bøyemomenter som virker mot de overlappende partier 11 og 15 på motsatte sider av sveisen. Disse krefter kan forårsake splitting eller avsliting av sveisen under påvirkning av strekkrefter av størrelse langt under sveisens 14 eller stroppens strekkfasthet. Ifølge oppfinnelsen er det mulig å holde de overlappende partier 11 og 15, med innbefatning av eventuelle, usveisede og overlappende, fremre og bakre endepartier henholdsvis 18 og 16 nær ved og stort sett uadskilt fra de motsvarende og tilgrensende overlappingspartier, når skjøten strekkpåvirkes, og midlene som derved brukes øker frarivingsmotstanden i de overlappende partier 11 og 15, innbefattende partiene 16 og 18, på motsatte sider av sveisen, og minsker derved sannsyn-

ligheten for at sveisen avslites for tidlig og stroppen svikter når skjøten strekkbelastes.

Midlene for øking av frarivingsmotstanden er vist i fig. 4/ hvor overlappingspartiene 11 og 15 overlapper hverandre og er sammensveiset. Sveisen 14 er hensiktsmessig anordnet i det minste langs en del av innerflaten 22 og ytterflaten 24 med det overlappende, bakre endeparti 16 og det overlappende, fremre endeparti 18 ved motsatte ender av sveisen 14. I av-hengighet av den benyttede sveiseteknikk kan imidlertid sveisen, som tidligere nevnt, strekke seg i overlappingspartienes fulle lengde. Før strekkbelastningen blir stroppen deformert eller bøyet i Z-form, enten under eller umiddelbart etter sveisingen ved relativ forskyving i sideretning slik at strop-partiene 16 og 18 som rager ut over endene av sveisen, plasse-res på motsatte sider av sveisens skråttforløpende forbindel-sesplan og fortrinnsvis blir liggende i innbyrdes parallelle plan. Den viste stroppen 12 avgrenser generelt et plan med en lengdeakse, 21 ifølge figur 3, langs stroppens 12 innbyrdes motsvarende inner- og ytterflater 22 og 24, som vist i figur 3. Ifølge figur 3 er overlappingspartiet 16, forut for strekkbelastningen, normalt plassert med inner- og ytterflåtene 22 og 24 i samme plan, men uten den foreliggende oppfinnelse ville det ytre stropparti ved siden 16 forskyves generelt i en retning perpendikulært fra ytterflaten 24, ved strekkbelasting av stroppen 12. Overlappingspartiene ved siden 18 er likeledes vist i sin normalstilling med inner- og ytterflatene 22 og 24 i samme plan på den side av sveisen, forut for strekkbelastingen, mens stroppens indre overlappingsparti ved siden 18 ville forskyves generelt i en retning perpendikulært bort fra innerflatens 22 plan ved strekkbelastning av stroppen 12. Det har vist seg, at hvis overlappingspartiene utformes enten samtidig med eller etter at sveisen 14 er opprettet slik at de befinner seg på motsatte sider av sveisplanet, og stroppen 12 forlenges under påvirkning av en strekkraft Tl, T2, vil stroppens ytterparti ved siden 16 under påvirkning av en normalkraft og stroppens indre overlappingsparti ved siden 18 beveges til en stilling hvori det ligger an mot eller i det minste motvirker adskilling fra innerflaten 22 av det tilstøtende overlappingsparti ved siden 18, grunnet en motsatt rettet normalkraft som virker mot stroppens innerparti ved siden 18. Overlappingspartiene 16 og 18 ved motsatte ender av sveisen bibeholdes derved stort sett uadskillelige under strekkpåvirkning, og motstanden hos overlappingspartiene 11 og 15 mot frariving økes.

Selv om det påpekes at sveispartiet 14 i skjøten kan opprettes ved kjente midler, vil det foretrekkes at sveisen frembringes ved friksjonssmelting, hvorved minst én av stroppens overlappingspartier, eksempelvis ytterpartiet, oscillerer hurtig i tversgående retning i forhold til stroppens tilstø-tende overlappingsparti, eksempelvis innerpartiet, mens de to partier sammenpresses hvorved plastmaterialet bringes i en følbar smeltetilstand og danner sveisen etter atter å være størknet. Ved bruk av kjente sveisemetoder og verktøyet for utøvelse av de kjente metoder kan det halvsmeltede plastmate-riale i løpet av et tidsrom hvorunder den innbyrdes svinge-bevegelse av de overlappende stroppartier avdempes under motvirkning av friksjons- og treghetskrefter, hovedsakelig fra verktøyet. Denne langsomme demping under størkningsprosessen bryter plastmaterialets helhet, ved å innføre hulrom eller blærer i sveisen.

I motsetning til disse kjente metoder vil den foretrukne fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen for opprettelse av sveiser av friksjonssmeltingstype fortrinnsvis utøves ved bråstopping av stroppoverlappingspartienes innbyrdes bevegelse når plastmaterialet har nådd halvsmeltet tilstand, slik at den etter-følgende herding av plastmaterialet vil foregå helst uten eller med minst mulig fysisk forstyrrelse. Sveisedelen av den totale skjøten er derfor sterkere enn kjente skjøter, hvilket i kombinasjon med de beskrevne deformering som motvirker adskilling av skjøtens overlappende partier på motsatte sider av sveisen, gir en total skjøt som er betydelig sterkere enn hittil kjente skjøter.

Det er konstatert at løsningen ifølge oppfinnelsen i det minste vil motvirke adskilling av stroppskjøtens overlappende partier på motsatte sider av skjøtsveisen i større grad enn hva som hittil har vært mulig utelukkende på grunn av selve sveisen under overføring av strekkbelastning til stroppen, og den vil virkningsfullt forhindre adskilling ved frariving ved endene av sveisen. Opprettholdelsen av den innbyrdes plassering av stroppskjøtens overlappene partier på motsatte sider av skjøtsveisen vil i seg selv gi den nødvendige stilling som begunstiger stroppens strekkbelastning og følgelig forbedrin-gen av skjøten og skjøtens helhet.

Claims (3)

1. Skjøt mellom overlappende partier (11, 15) av en termoplaststropp (12) som omslutter en gjenstand (10), omfattende en sveis (14) mellom overlappingspartiene langs minst en del av partienes lengde, karakterisert ved at sveisen (14) ligger i et plan som skråner i forhold til planene gjennom stroppens inner- og ytterflater som strekker seg forbi de motsatte ender av sveisen.

2. Skjøt ifølge krav 1, karakterisert ved at overlappingspartiene, i det minste langs sveisen (14), ligger i et plan som skråner i forhold til et første plan gjennom en grenseflate mellom inner- og ytterflatene ved den ene ende (31) av sveisen og et andre plan gjennom grenseflaten mellom inner- og ytterflatene ved den motsatte ende (33) av sveisen.

3. Fremgangsmåte for opprettelse av en skjøt mellom overlappende partier (11, 15) av en termoplaststropp (12) som omslutter en gjenstand (10), omfattende følgende trinn: plassering av termoplaststroppen (12) rundt gjenstanden (10) med stroppinnerflaten (22) vendt mot gjenstanden og med stroppytterflaten (24) vendt fra gjenstanden, stramming av minst et ikke-overlappende parti av stroppen rundt gjenstanden slik at en lengde av innerflaten og en lengde av ytterflaten overlapper hverandre og derved danner de overlappende partier (11, 15), sammenføying av overlappingspartiene ved opprettelse av en sveis (14) mellom disse i det minste langs en del av de overlappende inner- og ytterflåters lengde, karakterisert ved deformering av stroppen (12) slik at sveisen (14) blir liggende i et plan som skråner i forhold til planene gjennom stroppens inner- og ytterflater som strekker seg forbi de motsatte ender av sveisen.