NO304302B1 - Pappflaske - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en beholder sammensatt av ulike materialer som passer til bruk for transport og lagring av flytende næringsmidler, rengjøringsmidler for husholdning og andre flytende materialer.

Anvendelsesområdet for den foreliggende oppfinnelsen er fokusert på lukkbare væskebeholdere i konsumentstørrelser fra 1 til 5 liter, slik som for melk, fruktsaft, frostvæske og rengjøringskjemikalier til husholdningen. En betydelig andel av dagens markedsetterspørsel etter slike beholdere dekkes av formblåste plastbeholdere som beskrevet i US patentskrift 4.070.429.

Formblåsing er en betegnelse innen faget som brukes til å beskrive en prosess der et hult, rørformet emne av viskøs termoplastisk polymer ekstruderes inn i hulrommet i ei lukkbar form. Når tilstrekkelig emnemateriale er på plass i det lukkete formhulrommet og begge endene av det rørformete emnet er lukket som ved klemming, blir ei injeksjonsnål ført inn i det lukkete emnevolumet og trykksatt gass frigjøres gjennom samme. Ekspansjon av den trykksatte gassen i det lukkete emnet ekspanderer de varme termoplastiske veggene av det lukkete emnet mot de lukkete formveggene, for derved å framskaffe den ønskete artikkelform. Deretter blir den termoplastiske gjenstanden avgrenset av forma avkjølt i denne til størkning, hvoretter forma åpnes for å frigjøre den dannete artikkelen.

Denne framgangsmåten praktiseres generelt med et enkelt-lags termoplastemne, men flerlags laminater er kjent innen faget.

Produkt- eller innholdsidentifikasjon og informasjon påføres etter at beholderen er formet. Dette kan utføres ved påspraying med sjablong eller med en trykket papiretikett limt om artikkelens yttervegger. I begge tilfellene er det grafiske feltet noe begrenset.

I en separat utviklingsgren er lukkbare væskebeholdere også laget av voks- eller plastbelagt papp. Disse beholderne er vanligvis flatsidete, med kvadratisk snittede rektangler foldet fra flate arkstabler. Et attraktivt markedsperspektiv ved slike beholdere er muligheten for. komplekse grafiske presentasjoner trykket direkte på beholderoverflatas utsider før sammenfolding. I et negativt henseende er den helhetlige væsketetningen i pappbeholdere mindre enn tilfredsstillende.

US-patentskrift 4 256 231 viser en flaskeliknende komposittbeholder som omfatter et ikke-deformerbart skall laget av minst to samvirkende deler, og en indre foring som er termoplastisk smeltet til den indre overflata av skjellet. Skallet ved den viste beholderen omfatter overflatedeler av dobbel kurvatur og skjellet kan være prefabrikert ved pressing, støping og dyptrekking.

EP-patentskrift 0 225 677 viser en beholder som omfatter en ytre enhetlig pappkartong eller eske, og en indre formblåst pose. Den ytre karongen eller esken er laget ved å reise eller folde en enhetlig kartongplate, og den formblåste posen tetter ikke i nærheten av separate deler av ytre kartong eller eske.

Formål

Et formål med oppfinnelsen er følgelig å kombinere de overlegne egenskapene ved formblåste beholdere og pappbeholdere uten de tilsvarende negative konsekvensene.

Et annet formål med oppfinnelsen er å framskaffe en væskebeholder av kompositt-materiale med en konstruksjonsmessig ytre mantel av papp med påtrykket grafikk og en formblåst innvendig væsketetning.

Nok et formål med oppfinnelsen er å framskaffe ei flaske av flere materialer som kan produseres i høy takt og som krever en minimal mengde polymer som innvendig væsketetning.

Et annet formål med oppfinnelsen er framskaffelse av en formåblåst væskebeholder med forbedret styrke og stivhet.

Oppfinnelsen

Oppfinnelsen er angitt i den karakteriserende del av patentkrav 1. Ytterligere fordelaktige trekk framgår av de uselvstendige kravene.

Disse og andre formål ved oppfinnelsen som er beskrevet i det etterfølgende eller som blir åpenbare fra beskrivelsen, oppnås med en gjenlukkbar beholder av flasketype som omfatter et par ytre kappehalvdeler av papp forenet kant i kant langs tilstøtende kanter via en brodannende overlapping med en formblåst polymerforing. Slike foringer er helhetlig bundet til hele den indre overflata av kappehalvdelene av papp og konvergerer kontinuerlig til en flaskehalsåpning. I flaskehals-regionen øker polymerveggens tykkelse for å oppnå en frittstående fasthet uten å være avhengig av forsterkning av den utvendige pappen.

Sidene og bunnen av flaska er konstruksjonsmessig forsterket av de klednings- eller kappehalvdelene som er foldet fra papparkstabler: en passende overflate for grafisk trykk av høy kvalitet. Etter trykking og kutting blir de flate pappkledningshalvdelene ført til en omvandlingsmekanisme som bryter pappemnet langs de tiltenkte foldelinjene og fører det oppførte emnet inn i de eksponerte hulrom av et åpent par av blåseformhalvdeler som bæres av en formblåsemaskin av hjultypen forsynt med et flertall former. De to formhalvdelene føres på motsatte sider av et kontinuerlig ekstrudert polymeremne innrettet for å falle tangentielt med formblåsemaskinhjulets bue. Når emnet er på plass mellom de åpne formhalvdelene og de oppførte pappemnene er posisjonert i hver sin formhalvdel, blir formhalvdelene lukket mot plastemnet for å klemme og lukke samme. Deretter blir plastemnet innsprøytet med en trykksatt blåsegass slik som luft for å fore pappemnene og føre de to formete kledningsemnene sammen. Når ekspansjonen av plastemnet er ferdig blir den hete polymeren avkjølt til størkning. Utstøting fra forma etterfølges av en sluttbearbeiding og ifyIling av innholdet.

For å framskaffe ei flatbunnet bæreflate for flaska blir begge bekledningshalvdelene forsynt med en rettlinjet folding langs bunnfliken. Den ferdige formkonfigurasjonen for dette arrangementet er to parallell-plane foldekanter som likner skinner, som tilbyr en stabil støtte på ei flat overflate.

I figurene er det brukt like henvisninger for identiske eller liknende elmenter, der figur 1 viser ei ferdig flaske i henhold til oppfinnelsen i perspektiv,

figur 2 viser i perspektiv baksiden av ei ferdig flaske i henhold til oppfinnelsen,

figur 3 er ei planskisse av den venstre del av pappemneprofilen,

figur 4 er ei planskisse av den høyre del av pappemneprofilen,

figur 5 er et delsnitt av et par formblåseskall med et motsvarende par pappemner anbrakt i skallene,

figur 6 er et delsnitt av flaskegjenstanden i henhold til oppfinnelsen etter linja VI-VI i figur 1,

figur 7 viser i perspektiv en side av flaskegjenstanden i henhold til oppfinnelsen etter at den er fjernet fra blåseforma og før en kort bearbeiding, og

figur 8 er ei perspektivskisse av flaskegjenstanden i henhold til oppfinnelsen etter at den er fjernet fra blåseforma og før en kort bearbeiding.

En ferdig gjenstand som er representativ for den foreliggende oppfinnelsen framgår av figur 1 og 2 og omfatter ei flaske med flate fasetterte overflater for de brede sidene 10, framkanten 11, bakkanten 12, den øvre kanten 13 og bunnkanten 14. Grep-dannende uttak 15 er formet i planet i de brede sidene 10 for å tillempe manuell håndtering. En fylle/helle-krave 16 rager opp fra den framre enden av den øvre kanten 13 for å framskaffe ei flaske med en gjenlukkbar åpning. En gjengehals 17 avslutter fylle-/hellekraven 16 for opptak av ei utskiftbar topp (ikke vist).

En særegenhet for den foreliggende oppfinnelsen er et par bunn-skinner eller -lister 18 formet langs den plane sammenføyningen mellom to fasetter av flaskas bunnkant 14. Disse skinnene etablerer et stabil og fast definert støtteplan for flaska når den er fylt. Ei flatbunnet flaske har en tendens til å slå seg under vekta og den hydrauliske belastningen av væskeinnholdet til en sfærisk overflateseksjon; en posisjonsmessig ustabil form.

Bortsett fra fylle-/hellekravens 16 forlengelse er hovedsakelig hele den utvendige overflata av den foreliggende flaska konstruert av papp som innsvøper flaskevolumet.

Nærmere bestemt er papp en 0.18 mm til 0.89 mm tykk tørket og presset tykkelse av bløtlagt cellulosefiber. Til den foreliggende oppfinnelsen er imidlertid papp med en tykkelse fra 0.46 mm til 0.71 mm foretrukket, selv om tyngre eller lettere papp kan anvendes.

Avhengig av den ønskete grafiske kvaliteten kan pappen formes fra bleket tremasse med ei leirebelagt og presset overflate eller fra resirkulert papp.

Som et første steg mot den ferdige flaska blir pappplater, som illustrert i figur 3 og 4 dekorert grafisk ved registerkontrollert trykking og kuttepresser. Speilvendte høyre og venstre plater R og L er foldepreget langs de stiplete linjene mellom hovedflikene for å besørge folding langs slike linjer. Et kråkefot-liknende mønster kuttet i håndgrep-området 15 tillater en konvergerende fasettflate-fordypning i dette området fra fasettplanet ved bredsidene 10R og 10L. Skinnefolden 18 deler de to bunnkant-flatene 14R og 14L inn i to ekstra fasettplan.

De utvendige kantene av begge platene ved det speilvendte paret er dimensjonert og kuttet for å passe kant i kant i den ferdige gjenstanden, bortsett fra kantene 19, 20 og 21 som er ført tilbake fra en kantlinje for sammenføyning. Disse tilbaketrukne kantene lukkes over et uoppblåst plastemne, som er nærmere beskrevet nedenfor, og krever et gap mellom disse for å oppta den sammenslåtte doble veggtykkelsen av polymer som er presset mellom de tilstøtende kantene når formhalvdelene lukkes som illustrert ved beskjæringskanten 40 i figur 7 og 8.

Et spesielt særdrag ved ark-konstruksjonen er det karakteristiske fraværet av fliker eller andre sammenføynings-innretninger for å låse plateparene sammen. Materialegenskaper

ved den formblåste polymerforingen inkludert strekkfasthet og klebemiddel-klebrighet til tilstøtende pappflater utelukker behovet for noen ekstra skjøt-forsterkning over platekant-enes kontaktlinjer eller skjøter. Kantsnipper i pappen blir ikke unngått av oppfinnelsen og kan framskaffes som et spesielt konstruksjonsmessig særpreg eller som en utilsiktet fram-stillingsdefekt. Slike snipper er imidlertid ikke påkrevet i forbindelse med oppfinnelsen for å feste tilstøtende pappkanter sammen.

For å forberede blåseformingen av en polymerforing i beholdervolumet mellom et speilvendt par av papp-plater 10R og 10L, blir de ulike flikplanene definert ved å bøye/folde platene langs de ulike stiple-pregete linjene illustrert i figur 3 og 4.

Formingen av en polymerforing inne i papphalvdelene utføres mekanisk med et form-blåsehjul-apparat, slik som beskrevet i US patentskrift 5.009.939. For spesifikke mekaniske detaljer vises det til beskrivelsen der. Dette apparatet omfatter et flertall form-enheter montert på et roterende sirkulært rammeverk. Hver form-enhet omfatter et par skall, i dette tilfelle speilvendte motstykker, montert for fram- og tilbakegående bevegelse vinkelrett på hjulets rotasjonsplan, mellom lukket og åpen form-stilling.

Innvendig omfatter formskallene et hulrom formet til den ferdige utvendige geometri og størrelse av den ferdige flaska. Hvert skall i et formpar definerer en respektiv del av det totale hulromvolumet. I det spesielle tilfellet med ei flaske som er fullstendig symmetrisk sideveis om et sentralt plan vil hulrom henført til par-enheten være speilvendte motparter. Symmetri er imidlertid ikke påkrevet i forbindelse med oppfinnelsen, og spesielle avvik fra symmetri kan konstrueres i betraktning av pappplate-konifgurasjonen.

For den foretrukne symmetriske utførelsesformen er de respektive skallhulrommene i et formpar hovedsakelig speilvendte motstående hulrom. Når ei form er åpen er begge skallene trukket tilbake fra et felles senterplan ved lukning. Når forma er lukket er begge skallene speilet mot hverandre og i kontakt i senterplanet ved lukning. Denne formbevegelsen koordineres med den vinkelmessige justering av formrammehjulet om hjulets rotasjonsakse. Ei åpen form er presentert i den vertikale posisjonen, alt. klokken 12, for å motta et par foldete papp-plater. Denne tilstanden er vist i figur 5 der to formskall 30L og 30R er trukket tilbake fra det felles senterplanet og et par papp-plater 10L og 10R er ført inn i de respektive skallhulrommene. Et system for vakuumkanaler og rør 31 som munner ut i skallhulrommene sikrer posisjonering av platene tett mot skallhulrommets vegger i åpen tilstand.

Ved at den åpne posisjonen opprettholdes med pappemnene på plass vil rotasjonen av formrammehjulet bringe de pappemne-forsynte skallene i en tangensiell oppstilling med et kontinuerlig ekstrudert emne 32 av polymer som synker vertikalt ned fra et ekstruderhode. I denne spesielle utførelsesformen av oppfinnelsen er emnet et polymer-vegget hult rør med et tverrsnitt i form av en symmetrisk lanstrakt oval: dvs. at tverrsnittsbredden av større langs en akse parallell med det felles senterplanet enn dimensjonen vinkelrett på senterplanet. Totalt sett er emnet et hult rør avgrenset av en kontinuerlig ytre vegg 33 av het og viskøs polymer.

I den åpne posisjonen passerer de respektive formskallene på motsatte sider av den stå-ende emneekstruderingen mens innjusteringen nærmer seg. Når innjusteringen med emne-aksen har funnet sted blir forma lukket og de motstående skallene kniper enmeveggene 33 sammen både ved topp- og bunnenden.

Samtidig med lukkingen penetrerer ei injeksjonsnål 34 emneveggen for å tilføre en trykksatt blåsegass til det indre volumet av det rørformige emnet. Ekspandering av denne blåsegassen strekker de hete og viskøse enmeveggene 33 til en pressende kontakt med de indre overflatene av platene 10L og 10R. Slikt trykk kan være såpass høyt som 6.3 kg/cm<2>, men er normalt i størrelsesorden 2.8 kg/cm<2>. Under et slikt trykk blir polymeremnet drevet dypt inn i pappoverflatas fibermatrise til en jevnt fordelt tett og intim binding. I tillegg presser trykket i det indre av emnet papp-emnet tettere mot formveggen for en ideel tilpasning mellom de tilkappete ytterkantene av papp-platene. Bortsett fra skjøter som møtes kant til kant er den resulterende pappoverflata jevn og kontinuerlig plan, har ingen snipper eller avbrytende diskontinuiteter bortsett fra de konstruerte fasettkantene som er skarpe og rette.

Straks emnet er ekstrudert kan plastemneveggen 33 ha en hovedsakelig jevn tykkelse om hele sitt omfang. Ekspansjonen av veggen er hovedsakelig radiell. Siden volumet av polymeremnet er fast ved stengning av forma, vil emneveggtykkelsen avta som en direkte funksjon av formhulrommets tverrsnittsomfang i forhold til et initielt snittomfang av emnet. Følgelig er emneveggens 33 tykkelse hovedsakelig tynnere ved kontakt med pappflatas innervegger enn hva den var ved ekstruder ingens begynnelse. Forholdsmessig ekspanderer imidlertid den initielle emneveggen i området av fylle-/hellekraven 16 langt mindre enn i flaskas hovedområde. Som en konsekvens av dette er veggtykkelsen i den ferdige fylle-/hellekraven forholdsmessig tykkere enn polymerforingen i flaskas hoveddel. Denne omstendighet er illustrert grafisk i figur 6 som viser tykkelsen av polymerforingen 35 mot pappflatene 10R og 10L som er betydelig mindre enn den frittstående veggtykkelsen av fylle-/hellekraven 16. Eksempelvis kan tykkelsen av foring 35 være fra 0.3 mm til 0.5 mm. For et lite flaskevolum fra 4.7 dl til 8.3 dl kan tykkelsen av foring 35 være så liten som 0.1 mm. I flaskehjørnene kan tykkelsen av foring 35 være såpass tynn som 0.03 mm til 0.1 mm. Til sammenlikning bør fylle-/hellekraven 16 ha en polymertykkelse som er tilstrekkelig til å motstå skrukorkmomentet på 0.01 til 0.04, avhengig av kravelengden: et størrelsesområde som er vanlig for polymerflasker uten pappbelegg.

Andre utførelsesformer av oppfinnelsen kan omfatte emner av selektivt profilerte vegg-tykkelser. En profilert emnevegg er en der veggtykkelsen varierer ettersom emnelengden ekstruderes aksialt. Slik kan mer eller mindre polymervolum plasseres i utvalgte seksjoner av oppfinnelsen.

I likhet med alternativene for oppfinnelsen beskrevet ovenfor, bør det for en fagmann være innlysende at papp-platene kan forsynes med et ytre overflatebelegg av beskyttende polymer, slik som lavkompakt polyetylen. Normalt vil et slikt ytre belegg påføres pappråvaren som et teppebelegg før trykking, stansing eller kutting av papp-profilene.

Noen formblåse-polymerer vil ikke klebe til pappen. Når de funksjonelle egenskapene ved en slik polymer er ønskelig kan det være nødvendig å belegge den glatte innvendige overflata med et 0.01 til 0.02 mm tykt lag av polymer som er forenelig med både pappen og den papiravstøtende polymeren. Eksempler på slike er lavkompakt polyetylen og kopolymerene av etylenmetylakrylat og etylenvinylacetat. Et slikt klebemiddellag kan være "teppe"-belagt eller påført ved pressing på pappråvaren eller inkludert som et ytre vegglaminat i det ekstruderte emnet.

Sammensetningen av emnet 32 kan enten være en-lags eller flerlags polymer. Typisk har både lav- og høy kompakt polyetylen, nylon, etylenvinylalkohol, etylenvinylacetat Plexar, etylenmetylakrylat-etylenakrylsyre og Surlyn blitt anvendt. Laminerte kombinasjoner av emnepolymer er konstruert for å oppta det tiltenkte innholdet. Produkter slik som juice krever en barriere, slik som etylenvinylalkohol, for å hindre oksidasjon og aromatap. Flytende vaske- eller rensemidler krever et nylonlag for å hindre

kjemisk degradering av beholderen.

For å oppnå en sammenliknbar styrke krever ei flaske med faste polymervegger omlag 50 til 60 prosent mere polymer enn den foreliggende oppfinnelsen. Dessuten har kvaliteten av den presspåførte trykken sammenliknet med ei bleket og presset pappoverflate intet sammenliknbart motstykke.

Claims (10)

1. Sammensatt væskebeholder omfattende en ytre kappe (L,R) som har vesentlig kant-til-kant sammenføyning mellom møtende omkretskanter av kappa, en formblåst indre foring (35) forbundet tett og kontinuerlig til vesentlig hele det indre overflatearealet av kappa og kontinuerlig binder sammen kant-til-kant sammenføyningen, og en beholderåpning (16) formet som en kontinuerlig strekkende del av den formblåste foring (35), • karakterisert vedat ytre kappe er en strukturell pappkappe (L,R) som har et flertall av folde-formete plane fasetter (10-15) som hovedsakelig omslutter et indre volum av beholderen.

2. Beholder ifølge krav 1, karakterisert vedat pappkappa omfatter et flertall uavhengige pappflater (L,R) som hver er folde-formet til en respektiv del av beholderens indre volum og forenet hovedsakelig kant til kant av den formblåste kontinuerlige foringen.

3. Beholder som er vesentlig væsketett og av flasketypen, som beskrevet i krav 2,karakterisert vedat et par skjær og knekk foldete pappflater (L,R) innrettet langs vesentlig kant til kant sammenføyninger til vesentlig å omgi et beholdervolum innenfor side-, ende-, topp- og hunndeler (10,14), bunndelen (14) har minst to bruddfoldete furer (18) i et felles plan for stabil støtte av beholderen på ei flat overflate.

4. Beholder i følge krav 2 eller 3, karakterisert vedat flertallet av uavhengige pappflater omfatter to speilvendt utformete plater (L,R) som er forenet hovedsakelig kant til kant ved et sentralt plan av beholderen.

5. Beholder ifølge krav 1-4, karakterisert vedat tykkelsen av polymerforingen (35) inntil pappen er vesentlig mindre enn veggene i åpningsregionen (16).

6. Beholder ifølge krav 1-5, karakterisert vedat polymerforingen (35) ved pappkappa har en tykkelse fra 0.13 mm til 0.51 mm og en veggtykkelse fra 0.25 mm til 1.02 mm i åpningsregionen (16).

7. Beholder ifølge krav 3-6, karakterisert vedat en rørforming åpning (16) rager opp fra toppdelen (13) som en helhetlig forlengelse av polymerforingen (35).

8. Beholder ifølge krav 1-7, karakterisert vedbeholderens åpning er en fylle/hellehals (16) som har lukkbare tettemidler.

9. Beholder ifølge krav 1-8, karakterisert vedet par bærende bunnskinner (18), idet skinnene er formet av skjæringspunktet mellom fasettplan som er folde-formet i pappkappa.

10. Beholder ifølge krav 1-9, karakterisert vedat den er forsynt med fasetterte fordypninger (15) som danner håndgrep i planene på motsatte sideflater (10).