NO812033L - Fremgangsmaate for kutting og perforering av en plastfilm - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for kutting eller perforering av folie eller plastfilm materiale, spesielt som en del av en fremgangsmåte for fremstilling av fleksibel plastfilm pakkemateriale. Nærmere bestemt, angår oppfinnelsen en fremgangsmåte for fremstilling av.plastfilm enballeringsposer og ved en foretrukket utførelsesform, en fremgangsmåte for fremstilling av endeløse strimler av innbyrdes forbundne, men adskillbare, plastfilm emballasjeposer innbefattende trinnet med å. perforere plastfilm-materialet med et perforeringsblad som har en forbedret brukslevetid. Foreliggende oppfinnelse er spesielt nyttig ved fremstilling av emballasjeposer sammensatt av lavtrykks-lavtetthets polyetylenfilm.

Prosessen og utstyret for å fremstille plastfilm-omhyllende folier og poser i kontinuerlige bånd, og for tilveiebringelse av rivlinjer for fjerning av en om gangen av de enkelte omhyllingsenhetene, er vel kjent, og tilgjengelige i handelen. En kjent fremgangsmåte for dannelse av kontinuer-lig og innbyrdes forbundet, med adskillbare plastfilmemballasjeposer, innbefatter trinnene med å ekstrudere et rør av plastf ilmmaterialet, slik som po.lyetylen, ved hjelp av en rørblåsefilmekstrusjonsprosess, og fremføring av røret gjennom en posefremstillingsmaskin hvor det fremførte filmmateri-alet blir varmeforseglet over dets bredde med intervaller i lengderetningen og perforert over dens bredde med samme inter-vallene, for å senere gi en mulighet for å adskille den til enkelte poser. De således fremstilte plastposene har forskjellige emballasjebruk, slik som f.eks. for klesplagg, avfall, jordbruksprodukter, kjøtt o.l. I de fleste tilfellene, er posefremstillingsmaskinene utført med en skyttelinnretning for momentan stopp av rørets fremføring for forseglings- og perforeringsoperasjonen, det er imidlertid kjent innretninger som beveges sammen med det fremførende røret, for å forsegle og perforere dette uten den nødvendige momentane stoppingen av rørets fremføring. Det resulterende kontinuerlige båndet med sammenforbundne og' adskillbare plastposer kan bli rullet opp for senere avtagning og bruk, eller posene kan bli ad skilt og stablet ved hjelp av innretninger og fremgangsmåter som er tidligere kjent. Enlags-plastomhyllningsfolier i kon-tinuerlig bånd med innbyrdes forbundne og adskillbare folier eller adskilte folier, kan bli fremstilt ved en lignende prosess ved å starte med et enkelt sjikt med plastfilm eller et foliemateriale.

Perforeringen blir i alminnelighet utført ved å tvinge et sagtakket blad gjennom plastfilmrøret. Slike perforeringsblad er vanlige i handelen i forskjellige utførel-ser, og den vanlige type består av et flatt stållegeme som har tenner langs dens ene kant. Utførelsen av tennene avhenger delvis av typen og størrelsen på posen som skal fremstilles, og plastfilmmaterialet som blir benyttet. Fagmannen på området kjenner vel til betraktningene som bestemmer valget av perforeringsbladet for slike anvendelser. Ved en prosess for fremstilling av lavtetthetspolyetylenfremstilte poser ved en Gloucester Engineering Modell 418 posemaskin, blir f.eks. et 25 cm langt perforeringsblad sammensatt av nr. 1095 karbonstål og som har 40 tenner langs sin ene kant, bli benyttet. Hver tann er avskåret på ene siden, som følge av skjerpningen for derved, å tilveiebringe en kuttekant.

Slike plastfilmemballasjeposer og folier har blitt fremstilt av forskjellige termoplastfilmmaterialer innbefattende lav- og høy-tetthetspolyetylen, polypropylen o.l. Lav-tetthetspolyetylenet er kanskje imidlertid den :mest vik-tige termoplastemballasjefilmen, og utgjør en betydelig del av den totale bruken av slike filmer ved emballering. Lav-tetthetspolyetylen har en unik kombinasjon av egenskaper vesentlig for utbredt bruk innenfor emballasjeområdet. Disse egenskapene innbefatter filmoptisk kvalitet, mekanisk styrke-egenskaper (slik som punktbelastningsmotstandsevne, strekk-styrke, støtstyrke, stivhet og rivemotstandsevne), damptrans-misjon og gassgjennomtrengelighetsegenskaper ved filmomdan-nings- og pakkeutstyret.

Ved prosessen for preparering av f.eks. lav-tetthet spdlyetylenposer, som anvender polyetylen fremstilt ved vanlig høytrykksprosess, kan den ventede brukstiden til dette perforeringsblad være i størrelsesorden på 2-4 uker. Man har imidlertid funnet at når man fremstiller lav-tetthetspolyety-lenposer med samme prosesstype, hvor polyetylenet er fremstilt ved hjelp av den såkalte lavtrykksprosessen, ble:brukstiden ■ til perforeringsbladet redusert til et par timer. I et slikt tilfelle kan det være nødvendig å stenge av hele produksjons-linjen for ved.hyppige intervaller å skifte perforeringsbladene, eller det resulterende produktet kan bli uegnet på grunn av dårlig kvalitet ved perforeringene. Hele situasjonen gir en totalt uakseptabel fremstillingsprosess.

Siden lavtrykks- lavtetthetspolyetylenfilm ér seigere enn tilsvarende høytrykksmateriale, ble det antatt

at kuttekantene til de perforerende bladene med redusert levetid var slitte. Det ble imidlertid ved et eksempel funnet at et blad ikke lenger var brukbart for perforering av lavtrykks-lavtetthetspolyetylenfilm, var det fremdeles brukbart ved perforering av vanlig høytrykks-lavtetthetspolyetylen for en ytterligere tidsperiode på omkring 3 uker. Det ble også funnet av kuttekanter belagt på begge sider med et hardt materiale ikke betydelig forlenget brukstiden til et perforeringsblad ved en prosess for fremstilling av lavtrykks-lavtetthets-polyetylenfilmposer.

Det er tidligere kjent forskjellige typer og former for kutteanordninger for forskjellige anvendelser. US patent nr. 4.064.776 beskriver f.eks. en fremgangsmåte og et apparat for fremstilling av slitasjemotstandsdyktig, adskillbare ende-forbundne plastfilmposer som benytter et perforeringsblad som er sagtannet, og som er forsynt med dype utsparinger langs sin lengde bak ytterkanten for å definere forbindelsefliker mellom perforeringen over bredden av det fremførte filmmateriale. Bladet blir også oppvarmet forå bevirke herding av de perfo-rerte kantene.

US patent nr. 4.161.382 beskriver innretning for fremstilling av beholdere av termoplastfoliemateriale, innbefattende et kutteblad som har i det minste en kuttekant som forløper vertikalt ved en skrå vinkel i forhold til overflaten som skal bli kuttet, idet åpninger i folien blir dannet når

bladet blir beveget vertikalt inn i foliematerialet,

Det er også tidligere kjent at holdbarheten til de forskjellige kuttebladene kan bli øket ved å anbringe et belegg av et ekstremt hardt materiale, slik som volframkarbid på ene siden av kuttekanten. Tidligere kjente innretninger beskriver at dette kan være dels på grunn av faktumet, at siden volframkarbidbelegg er betydelig hardere enn substatet på hvilket det er belagt, og mer og mer av volframkarbidbe-legget blir frilagt når det mykere substatet blir slitt' bort ved bruk, og derved frembringes en skarpere kuttekant i en lengre tidsperiode. Denne selvskjerpende effekten på ett-sides belegg har blitt benyttet ved kutteanordninger

slik som husholdningskniver, papirkutte- og trimmekniver og andre typer av skråslipte skivekniver.

US patent nr. 3.975.891 beskriver et roterende, bevegelig blad fremstilt av ytre metallsjikt som har et indre sjikt med ekstremt hardt materiale, og formet slik:at ned-slitingen ved bruk av det ytre metallsjiktet, frilegger det indre ekstremt harde materialet for å opprettholde en skarp kuttekant. Det er beskrevet at en fin kuttekant blir dannet og opprettholdt som et resultat av slitasjen av bladet, iste-det for at bladet blir sløvere ved slitasjen.

Andre ensidede belagte kutteinnretninger er beskrevet ved tidligere kjente innretninger. US patent nr. 3.618.654 beskriver f.eks. et blad for å kutte plastmateriale slik som utgangsmaterial for dekk, som har et stållegeme med en flat ryggflate, og en kanal i dens ene kant som inneholder en ring med volframkarbid som skal bli malt jevnt med stållegemet på ene siden, og rage utover, slik at den blir frilagt på begge sidene og avsluttes i kuttekant. US patent nr. 2.634.499 beskriver en lignende kuttekant, sammensatt av et stykke volframkarbid bundet til et substrat og konstruert for kutting av materialer slik som asfalttak og andre slipende blandinger.

US patent nr. 3.988.955 beskriver et båndsagblad

som innbefatter et stållegeme som har flere tenner anbragt langs dens ene kant. Toppen av hver tann er belagt med et hardt volfr-aroma ter ia le, og så impulsherdet. Belegget overlap-

per begge sidene av kuttekanten-.

I sin videste omfang, innbefatter foreliggende oppfinnelse en forbedret prosess for kutting eller perforering av plastfilmfoliemateriale ved anvendelse av et kutte- eller perforeringsblad som gir forbedret levetid, idet bladet er sammensatt av et metallsubstrat som har et belegg og et her-det materiale på kun dens ene side. Nærmere bestemt og ved en foretrukket utførelsesform, omhandler oppfinnelsen en prosess for fremstilling av kontinuerlige bånd med innbyrdes forbundne og adskillbare plastfilmposer, hvor det er innbe-fattet følgende trinn: frembringelse av, med hjelp av f.eks. blåseekstrudering av.rørformet film, et rør av plastfilmmat-eriåle og forsegling og tetting av røret over dets bredde,

ved med avstand anbragt lengdeintervaller, hvor perforeringen blir fullført med et blad belagt på ene siden kun med et hardt materiale, slik som volframkarbid. Prosessen er spesielt nyttig ved fremstilling av kontinuerlige bånd av innbyrdes forbundne, men adskillbare poser, av lavtrykks-lavtetthetspolyetylenfilm, som anvender et sagtannet metallperforeringsblad som er skråslipt eller skråkantet på kun ene siden, og hvis flateside kun er belagt med en hard substans slik som volframkarbid. Ved en slik prosess, fremviser disse bladene en betydelig forbedret livslengde, sammenlignet med lignende ubelagte blad eller lignende blad belagt på begge sider.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere ved hjelp

av foretrukne utførelsesformer med henvisning til tegningene, hvor:

Fig. 1 viser en skjematisk illustrasjon av en verti-kal slagvarmeforsegling og perforeringsinnretning som kan bli benyttet ved prosessen for fremstilling av kontinuerlige bånd med innbyrdes forbundne, men adskillbare plastfilmposer. Fig. 2 viser et forstørret planriss av' tahnområdet til en sagtannet og et spaltet metallperforeringsblad. Fig. 3 viser et forstørret riss av tannområdét til et sagtannet, ikke spaltet metallperforeringsblad. Fig.- 4 viser et forstørret sideriss av en av tennene

til perforeringsbladet til fig. 3

Fig. 5 viser en bladtann av tennene på fig. 4 med et belegg på dens flatside i samsvar med oppfinnelsen. Fig. 6 viser et forstørret riss av toppområdet av bladet på fig. 5. Fig. 7 viser et riss av toppen på fig. 6, etter en-del slitasje.

Selv om prosessen ifølge foreliggende oppfinnelse har spesielt blitt benyttet ved kutting eller perforering av filmfolier med lavtrykk-lavtetthets-polyetylen er det ventet, at den også kan være nyttig ved kutting eller perforering av mange forskjellige typer plastmateriale, innbefattende vanlige høytrykks-lavtetthetspolyetylen, høytetthets-polyetylen, polypropylen, polyvinylklorid o.l. I tillegg er oppfinnelsen ment å være nyttig ved kutting eller perforering av papir eller papirlignende folier.

Som kjent for fagmannen på området, har lavtetthets-polyetylen i alminnelighet en tetthet på omkring 0.94 g/cc eller lavere, mens høytetthetspolyetylen har en tetthet på omkring 0,94 g/cc. Vanlig lav tetthetspolyetylen har i det siste blitt fremstilt kommersielt ved.hjelp av høytrykks, (dvs. ved trykk på 1055 kg/cm<2>og høyere), homopolymerisa-sjon av etylen i langstrakte rørforméde reaktorer méd rørere ifra hver av oppløsningsmidlen som benytter friradikalinitia-torer. I senere tid har en lavtrykksprosess for preparering av lavtetthets-polyetylen blitt utviklet som har betydelige fordeler sammenlignet med den vanlige høytrykksprosessen.

En slik lavtrykksprosess er beskrevet i en US søknad nr. 12.720, inngitt 16. februar 1979, og en US søknad nr, 892,322, inngitt 31. mars 1978.

Ovenfor nevnte søknad beskriver eh lavtrykksgassfase-prosess for fremstilling av lavtetthe.ts-etylenkopolymerer som har et bredt tetthetsområdet på omkring 0.91 til omkring 0,94 g/cc og et smelte-strømnings forhold på fra omkring 22 til omkring 36, og som har et relativt lavt katalysatinnhold og en relativt høy massetetthet. Prosessen innbefatter kopolymeri-sering av etylen med en eller flere C3til Cg alfa-olefiner ved tilstedeværelsen av et høyaktivitetsmagnesium-titan-kom-plekskatalysat, preparert under spesielle aktiveri.ngsf orhold med en.komponent aluminium-compound, og impregnert i et porøst inert bærermateriale. Kopolymerene preparert på denne måten er kopolymerer av predominerende (de minste omkring 90 mol %) etylen og. en mindre del (ikke mer enn 10 mol %) aven eller flere til Cg alfa-olefiner, som ikke skulle inneholde noen forgrening av noen av deres karbonatomer som er tettere enn 4. karbonatom. Eksempel på slike alfa-olefiner,.er propylen, buten-1, hexen-1, 4-metyl peneten-1 og okten-1.

Katalysatet kan bli preparert ved først' å-/prepa-rere ' en forløpersammensetning fra en titanforbindelse (f.eks. TiCl^), en magnesiumforbindelse (f.eks. MgCl2) og en elektro-n-, donorforbindelse (f.eks. tetrahydrofuran) ved hjelp av f.eks. oppløsning av titan og magnesiumforbindelser i elektrondonorforbindelsen og isolering av forløperen ved hjelp av krystal-lisering. En porøs, inert bærer (slik som silisiumdioksyd) blir så impregnert med forløperen f.eks. ved oppløsning av forløperen i elektrondonorforbindelsen, tilsetting:av bæreren med oppløst forløper, fulgt av tørking for å fjerne oppløsnin-gen. Den resulterende impregnerte bæreren kan bli aktivsert ved behandling med en aktivatorforbindelse (f.eks. trietylalu-minium).

Polymeriseringsprosessen kan bli utført ved kontak-tering av monomerene, i gassfasen, slik som i et fluidisert sjikt, med den aktiverte katalysaten ved en temperatur på omkring 30 til 105°C, og et lavtrykk på omkring 70 kg/cm<2>, (f.eks. fra omkring 10,5 til 24,6 kg/cm<2>). De resulterende lavtetthetsetylenkopolymerene kan bli dannet til tynn film som har forbedret punktmotstandsevne, høy maksimal forlengelse, lav termisk krympning og tåler strekkslagstyrke ved ekstru-der ing gjennom en ekstr.usjonsform som har et gap større enn omkring 0,127 mm. En slik prosess er beskrevet i US søknad nr. 12.795, og US søknad nr. 892,324. Filmen preparert på denne måten kan inneholde vanlige tillegg, og. kan ha en tykkelse på omkring 2,5 x 10-<4>mm til omkring 0,05 mm, og kan være formet til et rør ved hjelp av låseekstrudering av rør-

formet, film.

Selv om foreliggende oppfinnelse er anvendbar ved enhver prosess for kutting eller perforering av plastfilm-foliematerialet, vil oppfinnelsen for enkelhetens skyld bli beskrevet med henvisning til en prosess for fremstilling av kontinuerlige bånd av innbyrdes forbundne, men adskillbare., plastfllmemballasjeposer. Det skal imidlertid merkes at

det ikke er ment å være begrensende for oppfinnelsen, men kun begrenset av kravenes ramme.

For enkelhetens skyld vil foreliggende oppfinnelse

i tillegg kun bli beskrevet med henvisning til den prosess for fremstilling av slike poser sammensatt av foretrukket materiale, lavtrykks-lavtetthets-polyetylen, selv om det er klart at oppfinnelsen er eller kan bli anvendt ved :andre materialer, slik som vanlig høytrykks-lavtetthets-homopolymerer og kopolymerer av etylen, høytetthets-homopolymerer og kopolymerer av etylen, homopolymerer og kopolymerer av propylen, homopolymerer og kopolymerer av vinylklorid, papir o.l. For defineringsformål, er ved "lavtrykks-lavtetthets-polyetylen" ment etylenpolymerer som har en tetthet på omkring 0,91 til omkring 0,94 slik som etylen-C^til Cg alfa olefin kopolymerer beskrevet ovenfor.

Som antydet ovenfor er plastfilmposefremstillings-maskiner og prosesser vanlig kjent og tilgjenglig. En typisk prosess innbefatter trinnet med å danne et plastfilmrør ved hjelp av blåseekstrudering av rørformet film, og fremføring av plastfilmrøret i en flat form gjennom en posefremstillingsmaskin hvor røret blir varmeforseglet over dets bredde med avstand anbragt intervaller og perforert ved samme intervaller med en perforeringskniv, for å tilveiebringe innretning for senere adskilling av de enkelte plastfilmposene fra det resulterende kontinuerlige båndet. Avhengig av typen og størrel-sen på plastfilmposene som blir fremstilt, kan ethvert kjent kommersielt tilgjengelig utstyr bli anvendt. For å fremstille . f.eks. poser for klesplagg med en bredde på tilnærmet 68 cm, kan en Gloucester Engineering Company-posefremstillingsmaskin med betegnelsen modellnr. 417 eller 419 bli anvendt. For å fremstille mindre piastfilmposer, kan Gloucester modell nr. 418 eller 425 bli benyttet. Alle disse maskinene benytter et par ruller som ristes frem og tilbake for momentan stopping av fremføringen av plastfilmrøret gjennom postfremstiliings-maskinen, og muliggjør varmeforsegling og perforeringen av posen.

De vanligste kommersielt tilgjengelige posefremstillingsmaskinene anvender perforeringsblader som har en lengde på 25 cm og som har 3 eller flere blad, kan være nød-vendig å anbringe over bredden av posefremstillingslinjen.

Ved disse maskinene, slik som klesplaggposefremstillingsmas-kinene, som har en bredde på omkring 76 cm, blir kun et enkelt, flatt rør på omkring samme bredde matet -gjennom maskinen. Det er imidlertid mulig å føre et stort rør inn i posemaskinen og fortsette å produsere mer enn en linje med poser samtidig, ved hjelp av vanlig teknikk. F.eks. kan et enkelt stort rør bli ført inn i en enkel maskin for å frembringe adskilte ruller med innbyrdes forbundne, men adskillbare poser, hvor det store røret blir underlagt perforering og varmeforseglingen, og så sliss-forseglet langsgående for å frembringe flere adskilte ruller med poser. Når det er ønskelig å adskille og stable slike poser, startes det fra et enkelt stort plastfilm-rør og operasjonen blir reversert, dvs. det store røret blir først langsgående sliss-forseglet, fulgt av perforering og varmeforsegling av hvert av de resulterende rørene. Vanlige . innretninger, slik som klemruller, drevet ved en hastighet større enn rørfremføringshastigheten til maskinen, kan være anordnet ved utløpet av posefremstillingsmaskinen for å bevirke adskillelse av de innbyrdes forbundne strimplene til enkelte poser.

Uten hensyn til den anvendte typen av posefremstil-lingsmaskiner innbefatter prosessen ved foreliggende oppfinnelse trinnet med perforering av plastfilm med en perforeringskniv av forbedret holdbarhet. Perforeringsoperasjonen bli i alminnelighet utført ved hjelp.av vertikale slag av det perforerende bladet inn i og gjennom plastfilmrøret. Fig. 1 viser en vertikalslag-varmeforseglings- og perforeringsinn retning til en vanlig i handelen tilgjengelig posefremstillingsmaskin. Fig. 1 viser en rørformet film 10, som blir fremført fra høyre til venstre i tegningsplanet, over bære-innretningen 11. Vanlige innretninger (ikke vist) kan være anordnet for momentan stopp av fremføringen av plastfilmrøret, ved hvilket tidspunkt varmeforseglingen og perforeringsoperasjonen kan forekomme. Denne operasjonen blir i alminnelighet utført samtidig ved hjelp av vertikale nedføringer av en varmeforseglingsinnretning 12, og et perforeringsblad 13,

som vist på fig. 1. Perforeringsbladet 13, punkter samtidig rørfilmen 10 ved at den blir tvunget gjennom filmen inn i spalten 14. Strippestenger 15, bli også ført nedover ved samme tidspunkt for å fastholde filmen 10, på plass i løpet

av perforeringen, og for å forenkle fjerningen av perforeringsbladet fra den rørformede filmen i løpet av dens oppover-gående bevegelse.

Denne forseglingen og perforeringsoperasjoneh ved kommersiell prosess kan bli gjentatt med en hastighet på fra omkring 10 til 170 ganger pr. min. Syklushastigheten for perforeringsbladet avhenger naturligvis av hvor hurtig plast-filmrøret kan bli fremført gjennom posefremstillingsmaskinen. Dette på sin side avhenger av størrelsen på posene som skal

bli fremstilt. Det er klart at for en gitt fremføringshas-tighet, er perforeringshastigheten vesentlig mindre.for lange poser, slik som klesplaggposer i sammenligning med poser hvor perforeringen ligger mye tettere. Ved prosessen for fremstilling av plastfilmemballasjeposer, kan plastfilmrøret bli fremført gjennom posefremstillingsmaskinen ved en hastighet på omkring 3 til omkring 120 m/min eller høyere. I alminnelighet er de høyere hastigheter for lengre poser, slik som klesplaggposer.'Den typiske fremføringshastigheten i en prosess for fremstilling av jordbruksvareposer, som har en lengde på omkring 40 cm til 50 cm, er omkring 45 til omkring 48 m/min, ved hvilken hastighet og for 40 cm lange jordbruksvareposer, vil det bli antatt en perforeringsbladsyklus på omkring 147 ganger pr. min. Syklustiden til perforeringsbladet kan naturligvis varicr.e mye, avhengig av hvor hurtig en ønsker å frem-

føre plastfilmrøret gjennom maskinen, og avhengig av lengden på den fremstilte posen. Fagmannen på området er vel kjent med disse faktorene. På tross av den spesielle fremførings-hastigheten, når syklushastigheten til perforeringsbladetøker, slites bladet hurtigere, og derfor må denne ytterligere, faktoren bli avveid ved bestemmelsen av de ønskede eller op-timale operasjonsbetingelsene. Fagmannen på området kan be-stemme de forskjellige betingelsene ved operasjonen, gitt av de ønskede resultatene.

Når perforeringsbladet viser slitasje og: blir sløvt, blir plastfilmen ikke perforert rent, noe som er uønskelig siden et ujevnt forlenget filmområde som omgir perforerings-linjene kan føre til poseødeleggelse ved for tidlig riving. Alvoret ved dette problemet av avhengig av filmstørrelsen, idet tynnere film gir mer problem enn tykkere film. • Tykkelsen av plastfilmposene kan variere betraktelig, avhengig av hva posen skal brukes til, og hvilke plastfilm som blir anvendt. Når det benyttes lavtrykk-lavtetthets-polyetylen,

må f.eks. ved fremstilling av matvareposer, filmen ha generelt en tykkelse på 0,76-10"^ til 2,5*10-3cm og klærposer kan ha en tykkelse på 0,75'IC<T3>til 2,5-10~<3>cm. Det er klart at det er" ønskelig å bruke et perforert blad som har så lang levetid som mulig, siden det ikke er kommersielt god-tagbart å slå av en helt posefremstillingslinje for å erstatte bladet ved korte intervaller. Det er også kommersielt en ulempe å skjerpe poseperforeringsbladet dersom skjerpingen ikke forlenger deres levetid i en betydelig grad. Problemet med kort levetid for vanlige perforeringsblad, også for de som har blitt skjerpet, ved prosessen for fremstilling av lavtrykks-lavtetthets-polyetylenposer, blir mindre ved bruk: av perforeringsblad i følge foreliggende oppfinnelse.

En del av et sagtannet perforeringsblad av den typen som kan bli anvendt ved bruk av foreliggende oppfinnelse vist på fig. 2. Som vist på fig. 2, er et sagtann-blad 16, sammensatt av en hovedlegemsdel 17, og flere tenner, 18, som rager ut over derfra langs dens ene kant. Utsparinger eller åpninger 19, er anordnet mellom tilliggende tenner. Selv om åpningene er vist som rektangulære på fig. 2, kan de ha enhver annen form. Kantene til hver tann 18, er skråslipt ved f.eks. skjerping, for å tilveiebringe skrå flater 23 og 24, og kuttekanter 20 og 21 (dannet ved krys-sing av flatene 23 og 24, og den flate siden av hver tann 18) .

En annen type perforeringsblad er vist på fig. 3..

Fig. 3 viser en dél av tannområdet til et blad 25, uten spalter som innbefatter et hovedlegeme 26, anordnet langs dens ene kant med flere tenner 27. Hver tann 27, kan bli skjerpet ved å tilveiebringe en skråstillet flate 28 og 29, og kuttekanter 30 og 31, dannet ved skjæring mellom de skrå-stilte flatene og flatsiden til hver tann. Dette er vist nærmere på fig. 4, som viser toppområdet til hver tann av bladet på fig. 3 i forstørret form.

Den spesielle formen til perforeringsbladet anvendt ved foreliggende oppfinnelse, er ikke kritisk. Den kan være spaltet eller uten spalte, og antallet tenner eller spalter i bladet kan variere, avhengig av hvilke materiale som skal bli behandlet, størrelsen på posen, perforeringene, fremføringshastigheten for plastfilmmaterialet gjennom innretningen etc. Fagmannen på området kjenner til: de forskjellige bladsammenstillingene som blir anvendt for disse formål. Generelt kan enhver vanlig type og sammenstilling av per.foreringsbladet bli benyttet ved utøvelse av oppfinnelsen. Det er imidlertid fortrukket, for perforering av lavtrykks-lavtetthets-polyetylen, at bladet er uten spalter av den typen vist på fig. 3. Som nevnt ovenfor, er mange kom-mersielle poserfremstillingsmaskiner konstruert for ett eller flere blad som hvert er 25 cm langt. For blad uten spalte med en slik lengde, blir best resultat for perforering av lavtrykks-lavtetthets-polyetylen tilveiebragt med et blad som har 40 tenner, selv om gode resultater også har blitt tilveiebragt med blad som har 27 eller 50 tenner.

Bladet med åpninger kan også bli anvendt ved foreliggende oppfinnelse. Generelt sett kan ethvert blad med spalter av vanlig konstruksjon bli avnendt, slik som de vist på fig. 2. Det er ikke nødvendig at hver tann er adskilt med en spalte fra hver tilliggende tann som er den vanlige konstruksjon. Størrelsen på bladene med spalter kan variere, avhengig av egenskapene til materialet som blir perforert, størrelsen på posen som blir fremstilt, størrelsen på den ønskede perforering, etc. Som en generell regel, når det anvendes lavtrykks-lavtetthets-polyetylen, som er seigt..og rivemotstandsdyktig, skulle bredden på hver spalte ikke over-stige 0,076 mm. For vanlig høytrykks-lavtetthets-polyetylen kan spaltebredden være i størrelsesorden på 1,5 til 1,8 mm, selv om åpningsbredder på opptil 3,18 mm kan bli tolerert når det f.eks. fremstilles klesplaggposer av dette materialet. Med enten blad som er spaltet eller ikke spaltet, blir. tykkelsen bestemt av styrken på metallet som bladet består av, dens ventede bruksnivå, størrelsen på den nødvendige perforering, etc. Et vanlig perforeringsblad kan være fremstilt av et emne ved maskinering og tannområdet er i alminnelighet av mindre tykkelse enn hovedlegemet. Generelt for blader dannet av nr. 1095 karbonstål kan tykkelsen på hovedlegemet være i størrelsesorden på omkring 1,27 mm, mens tennene kan ha en tykkelse på omkring 0,25 mm til 0,38 mm. Som kla<:>rt for fagmannen på området, er størrelsen på perforeringsbladene ikke spesielt kritisk, og alle ovennevnte misjoner kan bli variert avhengig av omstendighetene.

Valget mellom et spaltet og ikke-spaltet blad avhenger av graden av kontroll ønsket eller nødvendig ved posefremstillingsmaskinen. Når det benyttes et spaltet blad, slik som ved innretningen vist på fig. 1, blir perforering tilveiebragt som et resultat av at bladet tvinges gjennom plastfilmen i det minste så langt som inn til spaltene hvis bredde forutbestemmer avstanden mellom perforeringene. Når det benyttes et ikke-spaltet blad, må imidlertid dybden av perforeringsslaget bli nøyaktig styrt for å tilveiebringe den ønskede eller nødvendige avstanden mellom perforeringene. På tross av faktumet at. finere kontroll derfor er nødvendig med uspaltet blad, gir de allikevel ofte en fordel vis-a-vis spaltede blad ved at der er mer kuttekant langs bladets lengde, siden der ikke er noen spalter, og man kan forlenge brukstiden til et ikke-spaltet blad ved på egnet måte å jus-tere perforeringslaget når kuttekanten sløves ved ;slitasje (dvs.slaget blir styrt for å tvinge mer av tennene gjennom plastfilmen). Avhengig av behovet kan foregående sammenlig-ningsbetraktninger bli overveid av fagmannen på området ved valg av perforeringsbladkonstruksjonen.

Materialene som perforeringsbladet er fremstilt av, er ikke spesielt kritiske. En fordel ved foreliggende oppfinnelse er at et relativt mykt bladmateriale blir anvendt siden det er det harde metallbelegget som danner kuttekanten. Når kuttekanten til bladet slites blir det mykere bladmaterialet slitt bort og frilegger derved det harde metallbelegget på ene siden av bladet. Bladet blir således selvskjerpet ved bruk.

Bladsubstratmaterialet er et typisk metall, og ethvert vanlig kuttebladmetall som har en hardhet på minst omkring 4 0 Rockwell kan bli anvendt. Et eksempel på egnet materiale, er karbonstål, kjent som nr. 1095. Fjærstål er også antatt å være brukbart. Foretrukket materiale er nr. 1095 karbonstål.

Belegget som er på kun ene siden av perforeringsbladet ifølge oppfinnelsen, er et hardt metallmateriale. Generelt skulle dette hardmetallbelegget ha en Rockwell-hardhet på minst omkring 50, fortrinnsvis minst omkring 70. Eksempler på hardt metallmateriale som er eller som er antatt å være egnet for bruk som bladbelegg ved foreliggende oppfinnelse, innbefatter metallkarbider, slik som volframkarbid, og nikkellegeringer, slik som nikkellegeringén som er tilgjengelig i handelen fra Elektro-Coatings, Inc., under handelsnavnet Ny-Ca.rb (som innbefatter nikkel-forfor-matrise inneholdende omkring 30 vekt-% silisiumdioksyd partikkelstør-relser på 1 til 3 mikron innleiret deri). Volframkarbid er det foretrukne hardmetallbelegningsmaterialet siden det generelt har en hardhet på over 7 0 Rockwell.

Uttrykket "volframkarbid" er her benyttet, idet det mener ji innbefatte både volframkarbid som i og for seg kjent, såvel som volframkarbid inneholdende små mengder med andre hardmetaller, slik som kobilt. Volframkarbid-belegg er f.eks. tilgjengelig i handelen fra Union Carbide Corporation som innbefatter kobolt i en blanding av volframkarbid, f.eks. under handelsnavnet LW-30 ( 13 vekt-% Co-rest volframkarbid); LW-1N30 (13 vekt-% Co-rest volframkarbi); LW-1N40 (15 vekt-% Co-rest volframkarbid); og Lw-lN20 (11 vekt-% Co-rest volframkarbid). Lw-30, LW-1N30 og LW-1N20 beleggene har hardhetsverdier på 74-75, 72-73 og 71-72 Rockwell, hen-holdsvis. LW-1N3 0 er foretrukket.

Hardmetallbeleggene kan bli dannet på perforeringsbladet ved enhver vanlig metode. Ved en foretrukket utfør-elsesform (dvs. en skråstilt, uten spalter) blir belegget dannet på flatsiden av bladet etter skjerpingen som vist

på fig. 5-7 på tegningene. Fig. 4 viser et sideriss av en av tennene til bladet på fig. 3, som har et hardmetallbelegg på dets flatside. Fig. 5 viser en bladtann 27, som har en skråstilt flate 28, dannet av kantene 32 og 33 og kuttekanten 30. Et belegg 35 (vist forstørret) er anbragt på flatsiden til tannen 27, som derved danner en ny hard kuttekant 36.

Toppområdet av bladtannen på fig. 5, før og etter noen slitasje, er skjematisk vist på fig. 6 og 7, som er opp-forstørret og hvor samme henvisningstall viser samme deler som på de andre tegningene. Som det best fremgår av fig. 7, blir perforeringsbladet ved bruk skjerpet ved at den bløtere hoveddelen 38 blir hurtigere slitt enn det relativt harde metallbelegget 37.

Metallbelegget kan være dannet på perforeringsbladet ved hjelp av enhver egnet prosess. Som et eksempel, og ved en foretrukket utførelsesform, kan volframkarbid-belegget bli dannet ved hjelp av en kommersielt tilgjengelig prosess fra Union Carbide Corporation, kjent som flammepre-tering. Ved denne prosessen blir beleggmaterialet (volframkarbid, med eller uten tillegg) avfyrt fra en detonerihgs-kanon, ved den delen som blir belagt ved supersoniske hastigheter og ved svært høye temperaturer. Prosessen er nærmere beskrevet i. US patent nr. 2.714.563. Siden beleggpartiklene treffer delen som blir belagt ved denne prosessen med en slik høy hastighet, kan det være nødvendig, og det er derfor foretrukket,.! understøtte perforeringsbladets tenner fra siden motsatt den siden som blir belagt, for å forhindre- deforma-sjon av tennene. Nødvendigheten for å tilveiebringe slik understøttelse avhenger av tykkelsen og stivheten av bladet, og de spesielle betingelsene ved flammepletteringsoperasjonen.

Hardmetallmaterialet kan være belagt på bladsub-stråtet med en tykkelse fra omkring 12,7 • 10 mm:til 38 • IO<-3>mm, fortrinnsvis fra omkring 12,7 • IO-3 mm til

17,8 * 10 — 3 mm. i tilfelle hvor volframkarbid og et blad er benyttet for å kutte eller perforere lavtrykks-lavtetthets-polyetyeln, har volframkarbid-belegget en tykkelse i -3 -3 størrelsesorden omkring 12,7<*>10 mm til 25,4 10 mm.

I tillegg til perforering av plastfilmemballasje-materialer som beskrevet ovenfor, angår foreliggende oppfinnelse også andre plastfilm-kutteoperasjoner, slik som stansing og slissing hvor kutteinstrumentet er belagt kun på

ene siden med et hardmetall-belegg av den typen beskrevet ovenfor. Ved stansing blir i alminnelighet benyttet et sirkulært blad som kan bli formet av en ethvert vanlig bladmateriale, slik som nr. 1095 karbonstål. Slike blad er generelt uspaltet og utført med tenner rundt hele omkretsen av bladet. Tennene kan bli skjerpet ved skråskjerping.av dens indre kant. Når det stanses hull i plastfilmmaterialet, slik som lavtrykks-lavtetthets-polyetylen, kan brukstiden til slike stanseblad bli forlenget ved å belegge utsiden, dens flate overflate med et hardt materiale, slik som volframkarbid på samme måte som beskrevet ovenfor.

I tillegg til punsjeblad, kan'slissblad bli belagte for å forlenge deres levetid, når det skal slisses materiale av f.eks. lavtrykks-lavtetthets-polyetylenfilm.. Slittebladene erbenyttet i mange forskjellige anvendelser, slik som dannelse av flate filmer fra et filmrør, dannet ved blåseekstrudering av rørformet film. Røret kan bli slisset på ene eller begge sidene for. å tilveiebringe flat flim.

I ett tilf&llé var det praksis å skjerpe slissebladene en gang i uken når det blir slisset vanlig høytrykks-lavtetthets-polyetylen. Når lavtrykks-lavtetthets-polyetylen blir anvendt i prosessen, ble det funnet nødvendig å skjerpe slissebladene 2 ganger om dagen. Disse bladene var kurveformet,

og ble skjerpet på ene kanten for å tilveiebringe en hellet flate på den siden. Ved belegg av den flate siden til disse kurveformede bladene med et hard metallmateriale, slik som volframkarbid, ved å bruke flammeplatteringsprosessen beskrevet ovenfor, ble det funnet at det var nødvendig å skjerpe disse bladene kun en gang pr. uken også når det ble slisset lavtrykks-lavtetthets-polyetylenfilm.

EKSEMPEL 1.

Nye 25 cm lange 4 0 tenners uspaltede blad av nr. 1095 karbonstål ble skjerpet for tilveiebringelse av en skråstilt flate på ene siden av hver tann. Flatsiden av tennene til disse bladene ble så belagt med en LW-30 volframkarbid med en tykkelse på 76,2 . 10 — 3 mm, og et sett méd 5 blader ble installert i en Gloucester modell 418 posemaskin. Maskinen ble operert med en linjehastighet på 51 m/min og perforeringshastigheten på 122 sykluser pr. min for å frembringe en matvarepose av lavtrykks-lavtetthets-polyetyeln som har en tykkelse på 12,7 . IO-<3>mm. Disse bladene frembringer god perforering også etter 13 dagers drift, hvor to av bladene ble fjernet og installert i en såkallet våtposelinje som anvendte en Gloucester modell 148 maskin, og en nedstrømssepa-rator konstruert for. å adskille og stable posene. Denne linjen ble drevet ved en hastighet på 51 m/min og en perforeringshastighet på 122 sykluser pr. min for å tilveiebringe lavtrykks-lavtetthets-polyetylen-poser som har en tykkelse på 12,7 - IO<-3>mm.. Disse to bladene frembragte god perforering for ytterligere 14 dager.

EKSEMPEL 2.

Nye 40-tenners uspaltede perforeringsblader, 25

cm lange og. sammensatt av nr. 1095 karbonstål og har en hardhet på 46-48 Rockwell i tannområdet, ble installert i en posefremstillingslinje som benyttet en Gloucester Engineer-

ing modell nr. 418 posefremstillingsmaskin. Linjen ble operert for å fremstille lavtrykks-lavtetthets-polyetylen-matvareposer som har en tykkelse på 12,7 . IO<-3>mm. Linjehas-tigheten var 51 m/min og perforeringssyklusen var 122 sykluser pr. min. Disse bladene ble for sløve for å tilveiebringe, en god perforering etter kun 24 timers bruk. Bladene ble fjernet fra maskinen, og det ble observert at toppene på noen av tennene rullet tilbake og derved sløvet tennene.

EKESMPEL 3.

En.Ny-Carb belegning (30 vekt-% med 1-3 mikron partikler med silisiumdioksydkarbid innleiret i en nikkel-fosformatrise) ble belagt på begge sider av nye 25 cm lange, 40 tenner spaltede perforeringsblad, dannet av nr. 1095 karbonstål og som hadde spalter som var 0,26 mm brede mellom hver tann, ved hjelp av en vanlig platteringsprosess. Ny-Carb belagningen hadde en hardhet på 60-68 Rockwell, og en tykkelse på 76 . 10 — 3mm. Disse bladene ble så installert i samme type Gloucester posef remstillingslin j e. som; benyttet ved eksempel 1. Linjen ble drevet ved 77 meter/min og en perforeringshastighet på 184 sykluser pr. min for å frembringe samme type lavtrykks-lavtetthets-polyetylen matvare- . poser som i eksempel 1, som hadde en tykkelse på 12,7 . 10— 3 mm. Ved begynnelsen av operasjonen ble det bemerket at perforeringen ikke var av så god kvalitet, og bladene ble for sløve etter 21 timers bruk, og ble fjernet.

Et andre sett med samme type perforeringsblader ble belagt på begge sider med samme Ny-Carb belegg ved hjelp av samme platteringsteknikk, til en tykkelse på 76 ..' 10— .3

mm, og en hardhet på 60-68 Rockwell og anbragt i samme posefremstillingslinje, og så benyttet for å fremstille samme type lavtrykks-lavtetthetspolyetyelnposer. Dette settet med blader holdt kun 20 timer før det ble så sløvt at en fjerning fra maskinen var ønskelig.

EKSEMPEL 4 .

To sett med nye 25 cm lange, 50 tenners perforeringsblader blandet av nr. 1095 karbonstål, ble spraybe- lagt på begge sider med et vanlig aerosolteflonspray og la tørke i 6 timer. Bladene ble så belagt igjen på begge sider med samme teflonspray, og latt tørke over natten. ;Tykkelsen på teflonbelegget var 12,7 . 10 mm.. Et sett med;blader ble installert i én posefremstillingslinje som benyttet en Gloucester-modell nr. 418 maskin, som så ble drevet ved en linjehastighet på 51 m/min, og ved en pérforeringshastighet på 122 sykluser pr. min for å fremstille lavtrykks-lavtetthets-polyetylenposer som har en tykkelse på 12,7 . 10 mm. Bladene ble så fjernet etter 26 timer da perforeringen ble dårlig. Det andre settet med teflonbelagte blad, belagt på samme måte, varte i ytterligere 4 timer i den samme linjen drevet under i hovedsaken samme betingelser.

EKSEMPEL 5.

Et sett nye 25 cm lange blader med 50 tenner og

med spalter (det hver spalte var 0,89-1,01 mm bred) dannet

av nr. 1095 karbonstål, og ble dyppebelagt mee teflon 8-403 til en tykkelse på 5 • 10 — 3 - 7,6 '10 —3 mm, fulgt av bren-ning. Det resulterende bladet ble installert i en posefremstillingslinje som benyttet en Gloucester-modell nr. 418 maskin, og linjen ble drevet med en hastighet på 51 m/min og en perforeringshastighet på 122 sykluser pr. min. for fremstilling av lavtrykks-tetthets-polyétyelnposer. Bladene ble fjernet etter omkring 4 dager på grunn av dårlig perforering.

EKSEMPEL 6.

Settet med bladene i eksempel 2 ble skjerpet etter fjerningen, og igjen installert i posefremstillingslinjen som igjen ble drevet under samme forhold som i eksempel 2. De skjerpede bladene ga dårlig perforering etter kun 8 til 24 timer.

Det er klart for fagmannen på området, at forskjellige forandringer og modifikasjoner kan bli gjort innenfor foreliggende oppfinnelse'uten at det avviker fra hensikten og formålet med oppfinnelsen. Oppfinnelsen skal ikke bli begrenset av ovenfor nevnte beskrivelse, kun av det som er frem-satt i kravene.

Claims (15)

1. Fremgangsmåte for kutting av en plastfilmkarakterisert vedat plastfilmen kontaktes med et metallknivblad som har et belegg på kun sin ene side, og som består en hard metallisk substans som har en hardhet på minst omkring 50 Rockwell.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat kanten på ene siden av knivbladet skrå-slipes, og at den andre siden av bladet er gjort klart, og ved at kun den ene siden belegges.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2,karakterisert vedat beleggingen utføres med en metallsubstans som har en hardhet på minst omkring 7 0 Rockwell.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2,karakterisert vedat metallsubstansen som benyttes er volfram-krabid.

5. Prosess ifølge krav 3,karakterisertved at plastfilmen som benyttes er lavtrykks-lavtetthets-polyetylen.

6. Fremgangsmåte for perforering av en plastfilm med et perforeringsblad som har tenner langs sin ene kant, idet perforeringsbladets tenner tvinges gjennom plastfilmen,karakterisert ved. at det benyttes et perforeringsblad som kun på sin ene side er belagt med en hard metallsubstans som har en hardhet på minst omkring 50 Rockwell.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6,karakterisert vedat kantene til en av sidene av perforeringsbladets tenner er skråslipt, mens den andre siden av tennene er flate, idet belegget er på kun den flate siden.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisert vedat beleggget er en metallsubstans som har en hardhet .på minst omkring 7 0 Rockwell.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisert vedat metallsubstansen er volframkarbid.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 8,karakterisert vedat plastfilmen er sammensatt av lavtrykks-1avtetthets-polyetylen.

11. Prosess ifølge krav 6,karakterisertved at bladet har spalter mellom tilliggende tenner.

12. Prosess for fremstilling av kontinuerlige bånd av innbyrdes forbundne, adskillbare emballasjeposer, sammensatt av lavtrykks-lavtetthets-polyetylenfilm som innbefatter dan-ningen av et rør av lavtrykks-lavtetthets-polyetylenfilm og varmeforsegling av røret over dets bredde, ved intervaller langsetter med avstand, og perforering av røret ved lignende intervaller med en metallperforeringskniv som har flere tenner langs dens ene kant,karakterisert vedat perforeringsbladet, hvis tenner er belagt på kun ene siden med en hard metallisk substans, har en hardhet på minst omkring 50 Rockwell.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12,karakterisert vedat kantene til ene siden av tennene er skråslipt, at den andre siden av tennene er flate, og at belegget er på kun den flate siden.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 12,karakterisert vedat belegget som benyttes er en metallsubstans som har en hardhet på minst omkring 70 Rockwell.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 12,karakterisert vedat den metalliske substansen er volframkarbid ..