NO770558L

NO770558L - Fremgangsmaate til forsegling av et plastlokk til en beholder av plastbelagt kartong og anordning til utfoerelse av fremgangsmaaten

Info

Publication number: NO770558L
Application number: NO770558A
Authority: NO
Inventors: Svein Slungaard; Tom Frydendal; Finn Skjelby
Original assignee: Elopak As
Priority date: 1977-02-18
Filing date: 1977-02-18
Publication date: 1978-08-21
Also published as: FR2380860A1; FI780537A; SE7801860L; US4217156A; CH627705A5; DE2806190A1; NL7801745A

Description

"Fremgangsmåte til forsegling av et plastlokk til en beholder av plastbelagt kartong og anordning til utførelse av fremgangsmåten".

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til forsegling av et plastlokk til en beholder av plastbelagt kartong, idet lokket ved lukking av beholderen settes ned over beholderens toppkanter med et visst holdetrykk, og idet lokket, fortrinnsvis er utført med et langs omkretsen forløpende hovedsakelig U-formet spor som er nedad åpent og tjener til å oppta beholderens toppkanter.

Oppfinnelsen angår også en anordning til utførelse av fremgangsmåten.

En kjent fremgangsmåte til forsegling av et lokk til en be-holdertopp går ut på at lokket og derved beholderen får tilført varme ved hjelp av oppvarmede bakker som presses mot lokket.

Ved en slik fremgangsmåte vil varme bli tilført lokket bg beholderen ved varmeovergang fra ytterflatene og innover i lokket og beholderen. Temperaturen ved ytterflatene må altså være større enn temperaturen inne i det materiale som skal oppvarmes, og en rask oppvarming krever en meget høy temperatur på bakkene.

En slik varmetilførsel ved varmeledning via oppvarmede bakker er lite hensiktsmessig for forsegling av et plastlokk til en beholder av plastbelagt kartong i løpende produksjon, idet det vil ta for lang tid å tilføre den. nødvendige energi, med mindre bakkenes temperatur holdes meget høy. En slik høy bakketemperatur vil imidlertid medføre at et plastlokk som er fremstilt ved vakuumstøpning, vil deformeres og krympe.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å gi anvis-ning på en fremgangsmåte til forsegling av et plastlokk til en beholder av plastbelagt kartong som ikke er beheftet med de oven-nevnte ulemper.Fremgangsmåten er ifølge den foreliggende oppfinnelsekarakterisert vedat den lukkede beholder på flere steder i det område hvor lokket slutter seg til beholderen, får tilført energi i form av elektromagnetiske mikrobølger, hvilken energi hovedsakelig absorberes i kartongen og oppvarmer denne til en temperatur som forårsaker smelting av kartongens dekkskikt, for punktvis forsegling av lokket til kartongen.

Hensiktsmessig kan de steder som får tilført mikrobølge-energi, utsettes for et mekanisk trykk som sikkert holder de smeltede skiktpartier av kartongen i anlegg mot lokket.

En slik fremgangsmåte lar seg utføre i praksis uten at plastlokket deformeres ved den varme som utvikles, idet absorbsjonen av mikrobølgeenergi i plast er forholdsvis liten i forhold til absorbsjonen av slik energi i papp bg papir når disse stoffer har et passende fuktlghetsinnhold.

Dersom lokket på forhånd utøver en viss pressvirkning på beholderens toppkanter, kan forseglingen finne sted uten at der behøves et ytterligere mekanisk trykk i forseglingssonene, idet omformingen av mikrobølgeenergi til varme i kartongen kan skje uten mekanisk kontakt mellom mikrobølgekilden og de deler som skal tilføres varme og forsegles. Imidlertid kan det ved enkelte lokktyper være hensiktsmessig å anvende et mekanisk trykk på forseglingsstedene, fortrinnsvis samtidig med til-førselen av mikrobølgeenergien. Eventuelt kan der utføres et mekanisk trykk etter tilførselen av mikrobølgeenergi.

Forseglingen av lokket gjøres ikke sterkere enn at lokket senere kan åpnes av brukeren. Forseglingspunktene tjener foruten til sikker fastholdelse av lokket til beholderen også som en kontroll på at beholderen er uåpnet.

i

For å sikre at lokket settes riktig på plass før det forsegles til beholderen, kan der like før eller samtidig med til-førselen av mikrobølgeenergi anvendes et vertikalt rettet trykk på lokket for plasering av dette i den endelige stilling.

En anordning til utførelse av den foreliggende fremgangsmåte omfatter en krafttilførsel, en mikrobølgegenerator og en applikator med bølgeledere, og erkarakterisert vedat bølge-lederne i applikatoren omfatter fire bølgeledere i form av et kors med tilnærmet like lange armer som rekker ut over lokkets omkrets, idet bølgelederne ved sitt forbindelsessted får tilførtmikrobølgeenergi fra generatoren, at applikatoren er utført med organer til heving og senking av bølgelederne i området for den med lokk forsynte beholder, og at armene ved sin frie ende er forsynt med et eller flere organer som ved senket stilling av anordningen ligger tett inntil lokkets sidekant og tjener til å lede mikrobølgeenergien fra armene til beholderen gjennom lokket.

Ved en foretrukken utførelsesform for anordningen ifølge oppfinnelsen er armene fastholdt til et hulrom som omslutter den øvre del av den med lokk forsynte kartong, idet der fra inn-siden av hulrommet rager ned metallstykker som ligger innenfor mikrobølge-tilførselsorganene på en avstand svarende omtrent til bredden av det U-formede spor langs lokkets omkrets.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli nærmere omtalt under henvisning til tegningen, som viser en foretrukken utførelsesform for. en anordning ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 viser et skjematisk vertikalsnitt gjennom en ut-førelsesform for en anordning som omfatter den foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 viser et snitt etter linjen II-II på fig. 1 med noen deler delvis skåret vekk.

På tegningen er 1 den øvre del av en beholder av plastbelagt kartong med tilnærmet kvadratisk tverrsnitt. På toppen av kartongen 1 er der påsatt et plastlokk 2 som rundt omkretsen har et U-formet spor 3 med ytre og indre flenser 5a, 5 som omslutter kartongens toppkant 4, idet den indre flens 5 via et horisontalt mindre parti 6 går over i et forhøyet midtparti 7.

Over og rundt kartongens lokk 2 er der på tegningen vist

en såkalt mikrobølgeapplikator som er generelt betegnet med 8, og som er forsynt med ikke viste styrbare organer som tjener til å gi applikatoren 8 en resiproserende opp/ned-bevegelse. I den nedre stilling, som er vist på fig. 1, omslutter applikatoren 8 den øvre del av kartongen 1 méd lokket 2, mens den i en annen, øvre, ikke vist stilling er trukket langt nok opp til å frigjøre kartongen og tillate bortføring av denne fra applikatorens område.

Applikatoren 8, som på tegningen er vist meget skjematisk, består hovedsakelig av et hulrom 9 med et øvre parti 10 som er større enn beholderens tverrsnitt, og som via knekkede side-partier 11 slutter seg til hovedsakelig vertikale randpartier 12 som har en slik form og størrelse at de omslutter den øvre del av beholderen 1 med en forholdsvis liten klaring 13, som imidler tid er stor nok til at hulrommet 9 kan træs over toppen av beholderen 1.

På toppen av hulrommet 9, dvs. på partiet 10, er der fast-skrudd en stuss 14 med utvendige gjenger 15 som en ikke vist magnetron kan skrus fast på. Magnetronen består som kjent av en anode og en katode som under drift påtrykkes forskjellig poten-sial, og har en fysisk utforming som gjør at der ved utsendelse av elektroner mellom katoden og anoden induseres mikrobølge-svingninger med en frekvens svarende til magnetronens oppbygning. De ved magnetronen frembragte mikrobølger, som f.eks. kan ha en frekvens på 2450 MHz, føres ut av magnetronen via en,antenne.

En slik antenne eller bølgeleder er på tegningen vist som en sylindrisk stav 16 som strekker seg sentralt gjennom stussen 14 og nedentil slutter seg til et firearmet kors 17. Hver av armene 17a - 17d i korset 17 bærer ved sin frie ende et tverr-stykke 18 som ved sine ender går over i et kombinert holde- og bølgelederstykke 19. Således er der ved den viste utførelses-form anordnet seks like bølgelederstykker 19, og hvert av disse er ved sin øvre ende fastholdt til hulrommet 9, mens de i området under tverrstykket 18 svinger seg med et krummet parti

20 innover mot beholderens lokk 2.

Staven 16, korset 17, tverrstykkene 18 og de krummede partier 20 av stykkene 19 utgjør en sammensatt bølgeleder for de bølgeledere som genereres i deri ovénfor omtalte magnetron. De elektomagnetiske bølger vil bre seg langs og følge den sammen-satte bølgeleder til de ved de krumme ender 21 av de krummede partier 20 utsendes mot beholderlokket 2.

Da absorbsjonen av mikrobølgeenergi i plast er forholdsvis liten i forhold til absorbsjonen av slik energi i papp eller kartong, vil det meste av den fra bølgelederstykkene 21 utstrålte energi absorberes av pappen i beholderen 1, slik at der i området for stykkene 21 utvikles varme i pappen. Varmeutviklingen gir en så høy temperatur på kartongens ytterflate, dvs. den flate som vender mot den ytre flens 5a av lokket, at plastskiktet på kartongen her smelter.

Dersom lokket 2 ved sitt U-formede spor 3 utøver en pressvirkning på beholderens toppkant 4, vil der i oppvarmningsom-rådet finne sted en forsegling mellom lokk og beholder, idet over-føringen av mikrobølgeenergi til kartongen og omforming av denne energi til varme i kartongen kan skje uten mekanisk kontakt mellom mikrobølgekilden og de deler som skal forsegles. Imidlertid kan det ved enkelte lokktyper være hensiktsmessig å anvende et mekanisk trykk på forseglingsstedene, idet dette trykk fortrinns-

vis utøves samtidig med tilførselen av mikrobølgeenergien.

Til dette formål er der i hulrommet 9 anordnet fire press-stykker 22, idet hvert av disse strekker seg parallelt med den indre flens 5 av lokket 2 og er fastholdt til hulrommet 9 ved hjelp av holdestykker 23. Pressvirkningen på lokkets U-formede spor 3 kan oppnås enten ved at bølgelederstykket 21 og press-stykkene 22 plaseres så nær hverandre og utføres med en slik form at de ved nedsenkning av applikatoren til sin bruksstilling vil presse flensene 5 og 5a av det U-formede spor 3 sammen med så stor kraft at der oppnås en forsegling, vel og merke uten at trykket derved blir for stort til at applikatoren etter utført arbeidsoperasjon vanskelig lar seg fjerne.

For å sikre at lokket 2 settes riktig ned på kartongen igjen, er der ved det viste utførelseseksempel på applikatoren 8 vist en horisontal plate 24 som strekker seg mellom press-stykkene 22, og som tjener til å utøve et vertikalt trykk på lokkets forhøyde midtparti 7 når applikatoren 8 senkes ned i bruksstillingen. Sammen med platen 24 bidrar også de nedre kan-ter av presstykkene 22 til denne vertikale trykkvirkning.

Eventuelt kan bølgelederstykkene 20 og presstykkene 22 anordnes bevegelige enten ved svingning eller planparallell for-skyvning, slik at der kan utøves et mekanisk trykk til sammen-pressing av lokkets U-formede spor, fortrinnsvis samtidig med eller like etter tilførselen av mikrobølgeenergi.

Ved en bevegelig utførelse av press-stykkene 22 må selvsagt platen 24 fastholdes på en annen måte enn den som er vist på fig. 1, f.eks. ved uavhengig opphengning i det øvre parti 10 av hulrommet 9.

Den beskrevne anordning gir en forsegling av lokket som

er sterk nok til å gi en sikker mekanisk fastholdelse av lokket til beholderen, men som ikke er sterkere enn at den senere kan brytes istykker av brukeren. Foruten at forseglingspunktene tjener til en sikker fastholdelse av lokket til beholderen, tjener de også til kontroll for uåpnet beholder.

Ved den viste utførelsesform for anordningen ifølge opp finnelsen skjer forseglingen mellom den ytre flens 5a av sporet 3 og kartongens ytre plastskikt i meget begrensede soner. For-seglingene lar seg rive opp ved at brukeren griper tak i flensen 5a og bøyer eller trekker denne utover.

Anordningen kan også benyttes for kartonger som foruten

å bestå av et tosidig plastbelagt kartongemne, også omfatter et tynt metallskikt, f.eks. av aluminium. Denne folie er van-ligvis påført kartongens innside og er dekket med et ytterligere plastskikt. Folien danner således ikke noe hinder for kartongens mulighet til å absorbere mikrobølgeenergien som utsendes ved de bølgeførende deler i applikatoren 8. Aluminiumsfolien réflekterer de utsendte mikrobølger, og en slik refleksjon øker intensiteten av bølgeenergi i kartongens absorbsjonsområde. Riktignok er aluminium en god varmeleder, men da oppvarmingen

av kartongen skjer raskt, og da aluminiumsfolien sprer varmen i kartongens plan, vil den utviklede varme ikke gi en uønsket høy temperatur i det innerste plastskikt.

Ved visse kartongtyper til engangsbruk kan det være hensiktsmessig å utvide antallet av. forseglingssoner, eventuelt også å la presstykkene 22, om enn i endret form, tjene som mikrobølgeledere. Ved lokktyper av den art som er vist på tegningen, vil man da også få indre forseglingssoner langs lokkets U-formede spor, noe som i de fleste tilfeller krever en istykker-rivning eller avskjæring av lokket for åpning av beholderen.

Fremgangsmåten og anordningen ifølge oppfinnelsen egner

seg spesielt i forbindelse med beholdere av plastbelagte kartonger med lokk av plast fremstilt ved vakuumstøpning, idet den tilførte energi til forseglingssonene ikke vil deformere eller bevirke krymping av lokkene. Selvsagt kan også oppfinnelsen benyttes i forbindelse med plastlokk som er fremstilt ved andre metoder, forutsatt at ytterskiktet på lokket og beholderens ytterskikt har slike egenskaper at de i tilstrekkelig oppvarmet tilstand hefter seg til hverandre.

Det skal forstås at fremgangsmåten og applikatoren til frembringelse av en forsegling av et plastlokk til en plastbelagt pappkartong også kan benyttes i forbindelse med en væsketett forsegling av lokket til beholderen, på den måte som er beskrevet i samtidig innlevert søknad.. De enkelte bølgeledere må da få en spesiell utforming som gjør at der langs det U-formede spor i lokket tilføres så meget mikrobølgeenergi at en streng av et materiale med seigtflytende, klebrig konsistens anordnet på forhånd i sporet, blir tilstrekkelig lett-flytende til at det former seg rundt beholderens toppkanter. Ved opphør av mikrobølgeenergitilførselen vil der da ved av-kjøling oppnås ikke bare en punktvis forsegling langs sporet, men også en væsketett forsegling. Den væsketette forsegling finner sted fordi der som forseglingsmateriale velges et materiale som ved vanlig værelses- eller lagertemperatur har en seigtflytende konsistens, men som ved oppvarming får en lavere viskositet, samtidig som materialet har en dielektrisitetskon-stant som er meget større enn dielektrisitetskonstanten for plast.

Det skal forstås at oppfinnelsen ikke er begrenset til den ovenfor beskrevne form for plastkartong og lokk. Oppfinnelsen kan også anvendes i forbindelse med beholdere som av-viker fra den rektangulære form, og som har lokk uten noe slags form for spor. Fortrinnsvis vil oppfinnelsen da finne anven-delse ved kartongtyper som sammen med lokket er stive nok til å yde et tilstrekkelig mottrykk mot de organer i applikatoren som utøver et mekanisk trykk for sikkert anlegg av de smeltede skiktpartier mot lokket.

Claims

1. Fremgangsmåte til forsegling av et plastlokk til en beholder av plastbelagt kartong, idet lokket fortrinnsvis ved lukking av beholderen settes ned over beholderens toppkanter med et visst holdetrykk, og idet lokket fortrinnsvis er utført med et langs omkretsen forløpende hovedsakelig U-formet spor som er nedad åpent og tjener til å oppta beholderens toppkanter, karakterisert ved at den lukkede beholder på flere steder i det område hvor lokket slutter seg til beholderen, får tilført energi i form av elektromagnetiske mikrobøl-ger, hvilken energi hovedsakélig absorberes i kartongen og oppvarmer denne til en temperatur som forårsaker smelting av kartongens dekkskikt for punktvis forsegling av lokket til kartongen.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at de steder som først får tilført mikrobølge-energi, utsettes for et mekanisk trykk som sikkert holder de smeltede skiktpartier av kartongen i anlegg mot lokket.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at det mekaniske trykk utøves samtidig med tilførselen av mikrobølgeenergi.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at det mekaniske trykk utøves etter tilførselen av mikro-bølgeenergi .

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved . at der like før eller samtidig med til-førselen av mikrobølgeenergi anvendes et vertikalt rettet trykk på lokket for plassering av dette i riktig stilling.

6. Anordning til utfø relse av en fremgangsmåte til forsegling av et plastlokk til en beholder av plastbelagt kartong som angitt i krav 1, omfattende en krafttilførsel, en mikrobølgegene-rator og en applikator med bølgeledere, karakterisert ved at bølgelederne i applikatoren (8) omfatter fire tilnærmet like lange armer (17a - 17d) som rekker ut over lokkets (2) omkrets og er anordnet i et kors (17), idet bølgelederne ved sitt forbindelsessted får tilført mikrobølgeenergi fra generatoren, at applikatoren er utført med styrbare organer til heving og senking av bølgelederne i området for den med lokk forsynte beholder, og at armene ved sin frie ende er forsynt med et eller flere organer (20, 21) som ved senket stilling av anordningen ligger tett inntil lokkets sidekant (5a) og tjener til å lede mikrobølgeénergien fra armene (17a - 17d) til beholderen (1) gjennom lokket (2).

7. Anordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at armene (17a - 17d) er fastholdt til et hulrom (9) som omslutter den øvre del av den med lokk (2) forsynte beholder (1), og at der i hulrommet (9) er anordnet metallstykker (22) som ligger overfor mikrobølgetilførselsorganene (20, 21) på en avstand svarende omtrent til bredden av det U-formede spor (3) langs lokkets (2) omkrets.

8. Anordning som angitt i krav 6 eller 7, karakterisert ved at mikrobølgetilførselsorganene (20, 21) og/eller metallstykkene (22) er utført bevegelige for utøvelse av et mekanisk trykk til sammenpresning av lokkets U-formede spor (3) samtidig med eller etter tilførselen av mikrobølge-energi.

9. Anordning som angitt i krav 7 eller 8, karakterisert ved at metallstykkene (22) tjener til å trykke lokket (2) ned på beholdertoppen for å plasere det i riktig stilling like før eller samtidig med at mikrobølgetilførsels-organene (20, 21) gjøres virksomme.