NO834462L - Fremgangsmaate og anordning for kantskjaering og falsing av arkformet materiale - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en kantskåret og falset emnekonstruksjon, samt en fremgangsmåte og en anordning som er særlig egnet for behnadling av kartongemner og -baner, slik at de blir bedre egnet for emballering.

Kartongbeholdere anvendes i stor grad for emballering av næringsmidler så som pulveriserte blandinger, kornprodukter og lignende, og er egnet for emballasje av væsker generelt og mange stoffer av ikke-spiselig art, særlig slike som er følsomme for fuktighet. Slike beholdere blir ofte tildannet av prefabrikerte emner bestående av kartongplater som på begge sider er dekket av et termoplastmateriale som polyetylen. Polyetylenet hindrer at bakterier og andre mikroorganismer, fuktighet, og innholdet i beholderen, trenger gjennom kartongen. Dessuten virker termo-plastbelegget som et klebemiddel når det utsettes for varme og trykk. Derved kan sømmer eller skjøter mellom overlappende kanter på emnet utføres ved å anvende varme og trykk på de overlappende kanter. Laminatet omfatter også ofte et lag metallfolie (f.eks. aluminium) for å gjøre materialet forholdsvis ugjennomtrengelig for oksygen.

Rekkefølgen av operasjoner for fremstilling av en kartongbeholder av denne type er som følger. Et laminat omfattende kartong som på begge overflater er dekket med et termoplastmateriale, så som polyetylen, formes til baner av ubestemt lengde. Emner av en ønsket størrelse og form blir så skåret ut fra banene. Emnene transporteres til et emballeringsanlegg, der de ved hjelp av automatisk maskineri foldes eller vikles i form av et rør som typisk er forsynt med et endelokk. De således dannede beholdere fylles så med et produkt, ved hjelp av en automatisk fylleanordning hvoretter et lokk festes til den åpne ende av hver beholder.

Etter at emnet er blitt tildannet og sømmet til et rør, er en kant av emnet, ved rørsømmen, beliggende innvendig i beholderen (heretter benevnt "innerkant"). Dersom innerkanten er bar eller blottlagt, vil kartonglaget komme i berøring med innholdet i beholderen. Slik berøring er uønsket fordi enhver væske i beholderen vil trekke inn i den avskårne eller blottlagte kant på emnet, og trenge inn i laminatets kartongkomponent. Dersom en bar, avskåret kant på emnet er på beholderens utside, kan kartongen absorbere fuktighet eller bakterier eller andre mikro organismer ved den bare kant. Dersom laminatet innbefatter et foliesjikt for å gjøre beholderen oksygentett, vil den bare innerkant også utgjøre et problem fordi den danner en bane langs hvilken atmosfærisk oksygen lett kan trenge inn i beholderen.

En rekke ulike emnekonstruksjoner og fremgangsmåter for fremstilling eller behandling av emner er blitt utviklet for å forsøke og løse disse problemer. Forskjellige eksempler på slike kjente konstruksjoner og fremgangsmåter omhandles i US-patenter 1.200.803, 3.058.868, 3.401.608, 3.456.863, 3.495.507, 3.604,317, 3.604.613, 3.654.842, 3.716.435, 3.770.540, 3.846.220, 4.239.150 og 4.254.693, og i GB-patent 1.122.346.

Et forsøk på å løse problemet med slike blottlagte kanter går ut på å fjerne et parti av laminatets tykkelse langs angjeldende kant, og brette det fortynnede parti på en slik måte at det dekker den blottlagte kartong. Denne utvei er omhandlet i US-patenter 3.058.868, 3.495.507 og 3.604.317. Dersom det fortynnede parti bare brettes dobbelt, må der lages en kartong til kartong-forbindelse for å holde det nedbrettede parti på plass. Det er vanligvis nødvendig med et klebemiddel for en slik forbindelse, hvilket krever et ytterligere fremstillingstrinn (untatt dersom det brettede parti holdes på plass ved hjelp av sidesømmen på den ferdige beholder, hvilket krever at emnet umiddelbart dannes til en beholder). Alternativt kan det ombrettede parti festes til termoplastlaget nær snittet. Dette øker imidlertid emnetykkelsen ved angjeldende kant, og krever derfor større plass ved transport og lagring. Som nevnt kan emnet dannes til en beholder før transport, men emneprodusenten er vanligvis ikke samme bedrift som fyller beholderne, og transport av tomme beholdere er meget uøkonomisk.

Problemet med uensartet emnetykkelse kan minskes ved å stryke det ombrettede parti inn i termoplastlaget som det er forbundet med, som vist i US-patent 3.604.317. Men denne løsning medfører imidlertid et annet problem i forbindelse med oppnåelse av en god tetning når den fylte beholder skal lukkes. Ettersom beholderens sidevegg har en dobbelt materialtykkelse ved side-sømmen, vil et nøyaktig sirkulært endelokk ikke passe nøyaktig over beholderenden, men vil etterlate et lite hull nær den dobbelte tykkelse. Dette hull må på en eller annen måte stenges for å oppnå en fullt pålitelig forsegling. Dette problem forverres dersom enden av beholderens sidevegg er bølget eller krøllet, ettersom den dobbelte tykkelse gjør beholderens rand ujevn.

Det er behov for en emnekonstruksjon som er fri for disse problemer og som likevel er økonomisk og enkel å fremstille, transportere og lagre.

Det er følgelig et hovedformål med oppfinnelsen å tilveiebringe en kantskåret og falset bane eller emne som ikke er be-heftet med de ovenfor omtalte problemer, samt en fremgangsmåte og anordning for fremstilling av slik bane eller emne.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe slik bane eller emne som kan fremstilles enkelt og økonomisk.

Enda et formål er å tilveiebringe en fremgangsmåte og anordning for fremstilling av slik bane eller emne på en renslig måte og med mindre støv enn det som konvensjonelt er mulig.

Enda et formål er å tilveiebringe slik bane eller emne som har minst en beskyttet kant, som ikke krever klebemiddel for fremstilling, og som kan transporteres og lagres i emne- eller baneform, som ikke krever stort større plass enn en tilsvarende bane eller emne med alle bare kanter.

Enda et formål er å tilveiebringe slik bane eller emne som, når den er formet til en beholder, på en pålitelig og enkel måte vil gjøre det mulig å oppnå en tilfredsstillende membran-, plugg-eller andre endelokkforseglinger.

I henhold til et aspekt omfatter oppfinnelsen et termoplast-belagt kartongstykke av materialbeholderemne hvor i det minste én kant er kantskåret for å avdekke et parti av kartongkjernen (i det følgende vil "materialstykke", "materialark" og "ark", både i beskrivelsen og i kravene, gjelde både for én bane og for et enkelt beholderemne). Kantskjæringen vil fortrinnsvis gi en betydelig mindre tykkelse ved kanten, f.eks. i størrelsesorden 75%. Det kantskårne parti bøyes mot termoplastlaget nær kanten av arket og klebes til dette ved hjelp av varme og trykk. Dette fører til et noe tykkere kantparti enn materialarket. For å frembringe et flatt materialstykke, blir det ombøyde, kantskårne parti og det tilstøtende parti av arket fortrinnsvis sammentryk-ket inntil de begge har en tykkelse lik emnetykkelsen. Som følge av denne kantskjæring og falsing er nå kartongkjernen i snittkanten beskyttet av det belegg (typisk et annet termoplast lag) som er anordnet på materialarkets ikke-kantskårne side. Dette gjør den kantskårne og falsete kant egnet for bruk som den indre kant i en beholdersøm.

Ifølge oppfinnelsen blir kanten som skal beskyttes fortrinnsvis kantskåret to ganger. En kantskjæring frembringer en tilnærmet plan overflate parallelt med arkoverflåtene. Den andre, som fortrinnsvis er adskilt fra kanten ved den plane snittover-flate, gir en form som danner en skråning. Denne form kan enten være en enkel skråflate, eller et trinnformet sett av plane flater, som hver er parallell med arkoverflåtene, idet trinnenes kanter danner et skråplan. De plane og skrå partier møtes fortrinnsvis langs en linje eller de er adskilt ved en ansats eller et trinn. Linjen eller ansatsen virker som en bretteakse om hvilken tilbakebrettingen av den kantskårne strimmel utføres. Dersom en ansats er anordnet omfatter den en vertikal vegg mellom de to kantskårne områder. Den kileformede kant som dannes ved det kantskårne og falsete parti, kan om ønskelig presses for å vende kilen mot arkflaten til hvilken den ombrettede del er forseglet, for å bringe hele det ombrettede parti mer eller mindre i plan med sistnevnte overflate.

Kantskjæringsoperasjonen utføres fortrinnsvis ved hjelp av et eller flere fresehjul som har de vanlige fremadskrånende skjærtenner. Medmatingsfresing anvendes for avskjæring av den eventuelle skråflate. For å frembringe den plane flate eller de plane flater, føres imidlertid materialet i en retning motsatt fresehjultennenes bevegelse. Denne metode, heretter referert til s*om "motmatingsf resing", er funnet å gi jevn kantskjæring. Motmatingsfresing er også funnet å gi en renere prosess enn med-matingsf resing , ved at materiale fjernes fra arbeidsstykket i en kontinuerlig strimmel i stedenfor som mange små stykker av støv eller rester. De skrå og plane partier kan kantskjæres i den ene eller annen rekkefølge.

Et annet aspekt ved oppfinnelsen er en anordning for utfø-relse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. ANordningen omfatter fortrinnsvis to fresehjul som er anordnet for kantskjæring av et materialstykke, det ene etter det andre. Et av hjulene, som roterer i retning motsatt banebevegelsen, frembringer en plan flate, stort sett parallell med, og mer eller mindre nær en kant. Det andre frembringer en skråflate i avstand fra kanten, ved hjelp av medmatingsfresing. (Alternativt kan sistnevnte erstattes av en rekke fresehjul som hvert frembringer et plant snitt parallelt med arkflåtene, idet de således dannede snitt danner et trinnformet arrangement hvis kanter avgrenser et skråplan. I dette tilfelle dreier fortrinnsvis alle hjulene i retning motsatt den som anvendes for medmatingsfresing, for å oppnå .de fordeler som motmatingsfresing innebærer. Kantskjæringen kan utføres i hvilken som helst rekkefølge. En oppvarmingsinnretning oppvarmer arkets varmforseglbare lag nær det kantskårne parti, og en for-seglingsanordning bretter det kantskårne område parallelt med kanten og presser i det minste et parti av kartongkjernen som avdekkes ved den plane kantskjæring mot det oppvarmede lag for å frembringe en varmforseglet fals. Om ønskelig kan en forfalse-anordning også være anordnet mellom fresehjulene og oppvarmings-enheten for å for-brette det kantskårne parti, hvoretter det brettede parti tillates å fjære delvis tilbake til sin ubrettede form.

Andre formål og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå klarere av de medfølgende tegninger og den følgende beskrivelse av forskjellige anskueliggjørende utføringsformer samt de etterfølgende krav. Det skai forstås at betegnelser så som "venstre", "høyre", "øvre" og "nedre" er her brukt bare for å forenkle beskrivelsen, og er ikke brukt i noen begrensende hensikt. Figur 1 er et grunnriss av et typisk emne for tildanning av en kartongbeholder.

Figur 2 er et snitt langs snittlinjen 2-2 i figur 1.

Figur 3 er et riss lik figur 2 og viser et kantskjærings-trinn ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Figur 4 er et riss lik figur 2, men viser et annet kant-skjæringstrinn. Figur 5 er et perspektivisk oversiktsriss av den foretrukne utføringsform av et parti av anordningen ifølge oppfinnelsen. Figur 6 er et perspektivriss av resten av utføringsformen ifølge figur 5.

Figur 7 viser en detalj sett fra linjen 7-7 i figur 5.

Figur 8 er et enderiss, delvis i snitt, av apparatet vist i figur 7. Figur 9 er et riss lik figur 8, som viser en annen del av apparatet på figur 5.

Figur 10 og 11 er snitt langs snittlinjene 10-10 og 11-11

i henholdsvis figur 10 og 11.

Figur 12 og 13 er side- og grunnriss av et parti av utfø-ringsf ormen på figur 6. Figur 14 - 18 er riss sett fra linjene 14-14 til 18-18 på figur 12, som viser virkemåten til anordningen vist i figur 12 og 13. Figur 19-21 er riss sett fra linjene 19-19 til 21-21 på figur 6, og viser ytterligere trekk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Figur 22 viser virkemåten til stryke- og kilevendeanord-ningen. Figur 23 er et perspektivriss av et emne med en kantskåret og falset kant i henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Figur 24 viser et snitt av en søm som kan anvendes for fremstilling av en kartongboks fra emnet på figur 23. Figur 25 og 26 er snitt, lik snittet i figur 2, gjennom et materialstykke som er kantskåret i henhold til andre varianter av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Figur 1 og 2 viser et emne 10 av kartong eller annet forholdsvis stivt, fjærende og bøyelig emnemateriale 12 som på begge sider 14, 16 er belagt med en termoplast så som polyetylen. Emnet 10 er innrettet til å formes til en rørformet beholder, ved å bøyes eller vikles rundt en dor slik at to kanter (f.eks. kantene 18 og 20) overlapper, hvoretter de overlappende kanter sammensveises. Emner av den viste type tildannes konvensjonelt ved avskjæring i tverretningen, som ved 18 og 20, baner av belagt eller laminert emnemateriale av ubestemt lengde, av den art som transporteres i store ruller og avvikles for avskjæring. Alternativt kan emnene formes ved slik tverrskjæring umiddelbart etter fremstilling av emnematerialet. Emnets snittkant 18 skal kantskjæres og falses ifølge oppfinnelsen. Om ønskelig kan den andre snittende 20 også behandles, i likhet med den ene eller begge de andre kanter 22 og 24. Selv om det ikke er vist i figurene er det vanlig å gjøre det ene termoplastlag 14 (heretter for enkelhets skyld betegnet "bunnlaget"), som skal bli beholderens innside, tykkere enn det andre termoplastlag 16. Figur 3 og 4 viser to trinn i en versjon av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Ifølge oppfinnelsen kantskjæres emnets 10 øvre overflate to ganger: én gang for å frembringe en snittflate 26 som skråner i forhold til emnets 10 topp- og bunnflate (figur 2) og én gang.s for å frembringe en plan snittflate 28 parallelt med emneover-flåtene (figur 3). Begge snitt utføres med roterende fresehjul 30, 32 som har skråstilte (det vil si ikke-akseparallelle) tenner 34 som nedenfor beskrevet, og strekker seg parallelt med kanten 18. I den foretrukne versjon av oppfinnelsen som vist, strekker den nedre side av den skrå snittflaten 26 seg noe dypere inn i kartongkjernen 12 enn den plane snittflate 28, slik at der dannes en ansats 36 eller et trinn mellom dem. I området ved den plane snittflate 28 er det kantskårne emne fortrinnsvis så lite som 25% (eller også mindre) så tykk som i det ubehandlede område, selv om denne tykkelse kan varieres vesentlig etter ønske, uten å avvike fra oppfinnelsens ramme. Som vist danner planet til den skrå snittflate 26 fortrinnsvis en vinkel på mindre enn 30°, og helst mindre enn 10°, med planer til bunn- og topplagene 14 og 16. (Denne vinkel måles som vist i figur 4, med toppunkt

B. )

Som antydet roterer de to fresehjul 30, 32 fortrinnsvis i motsatte retninger. Hjulet 30 som anvendes for skråskjæringen roterer slik at dets tenner 34 treffer materialet 10 under bevegelse i samme retning som sistnevnte ("medmatingsfresing"), mens det plane snitt 28 utføres ved bruk av motmatingsfresing. En har funnet at bruk av motmatingsfresing for plane eller nesten plane snittflater innebærer en stor fordel, idet avfallsmaterialet danner en kontinuerlig strimmel i stedenfor støv, slik tilfellet er ved medmatingsfresing. Dessuten gir motmatingsfresing en meget glattere snittflate enn det som kan oppnås med medmatingsfresing, ettersom fresehjulet bare kommer i berøring med ikke-kantskårne partier av kartongen i stedenfor å gnisse over alle-rede kantskåret kartong. En annen fordel er at man oppnår en større kantskjæringshastighet, idet kantskjæringshastigheten er lik summen av bevegelseshastighetene til kartongen langs transportøren og omkretshastigheten til fresetennene på det andre fresehjul. Den kontinuerlige fjerning av støv og strimler fra kantskjæringsoperasjonen er særlig viktig ved aseptisk emballering.

De to snitt kan utføres i hvilken som helst rekkefølge, selv om en har funnet det noe enklere å utføre det skrå snittet først.

Etter kantskjæring brettes materialet langs en linje mellom de to kantskårne områder, avgrenset av ansatsen 36 i den versjon som er vist i figur 3 og 4. Det plane snittområdet brettes i retning mot urviseren (i det viste riss) om ansatsen 36 slik at det overlapper det ikke-kantskårne området som den plane snittflate 28 deretter varmforsegles til, som nedenfor beskrevet.

En har funnet at bruken av et fresehjul i den hensikt å redusere tykkelsen av kanten på et kartonglaminat gir en uønsket effekt på en del av emnet som ligger nærmest den kantskårne kant. Ansatsen 36 har den ytterligere oppgave å isolere effekten av det andre fresehjul 32 på materialet.

Figur 5 og 6 viser den foretrukne utføringsform av anordningen ifølge oppfinnelsen, som innbefatter: en matemekanisme 38 for fremmating av emner 10 fra en forrådsstabel 40, et transportør- og nedholdersystem 42 for fremføring av emnene 10 gjennom maskinen, en første og en andre fresestasjon 44 og 46, som i den viste utføringsform virker til å frembringe henholdsvis den skrå og den plane snittflate antydet i figur 4, en for-falsings-anordning 48 for for-bretting av den kantskårne kant før oppvarming og falsing, to oppvarmingsinnretninger 50 og 52, en falseinnretning 54 innbefattende en forseglingstrykkmekanisme 56, og en stryke- (i betydningen stryke med strykejern) og kilevende-mekanisme 58, hvis oppgave er forklart nedenfor.

En vanlig samlekasse 60 som består av vertikale staver 62 inneholder en forrådsstabel 40 av emner 10 lik det som er vist i figur 1. Kanten 18 av hvert emne 10 som skal kantskjæres og falses er på samlekassens nærmestliggende side (som sett i figur 5). Emnene 10 utmates ett ad gangen fra bunnen av stabelen ved hjelp av belter eller remmer 64.

Øvre og nedre remmer 66, 68 griper emnet 10 mellom seg og fører det gjennom maskinen. En vertikal plate 70 bærer en rekke fjærbelastede nedholdingsruller 72 som tvinger den øvre rem 66 nedad. Hver av de to fresestasjoner 44, 46 (se figur 5 og 7-11) omfatter et skråfortannet fresehjul av kjent konstruksjon, som er anordnet i et trapesformet hus og drives ved hjelp av en passende, motordrevet presisjonsspindel. Spindelen 74 i den første fresestasjon 44 er montert på den skrå toppflaten til en kileformet blokk 76, for eksempel ved hjelp av bolter 78.

Den kileformete blokk 76 er festet, for eksempel ved hjelp av bolter 80, til toppen av en annen blokk 82. En tredje blokk 84, som for eksempel ved hjelp av bolter 86 er festet til maskin-rammen 88, bærer den andre blokk 82. Den tredje blokkens 84 overside og den andre blokkens 82 underside er utformet med halvsylindriske gjengespor som opptar en gjenget regulerings-stang 90. Enden av stangen 90 nærmest emnebanen er dreibart opptatt i en utsparing 92 som er utformet for den i et hevet parti av den tredje blokk 84, og et ratt 94 er anordnet ved den andre ende for omdreining av stangen 90. Omdreining av rattet 94 virker, som det vil forstås, til å bevege fresehjulet 30 i den ene eller annen retning langs en horisontal bane vinkelrett på emnebanen, for regulering av den skrå snittflatens 26 avstand fra emnekanten 18. En skala 56 på stangen 90 ved siden av rattet 94 angir fresehjulets 30 lineærbevegelse. Den andre frese-stasjonen 46 er montert på samme måte, bortsett fra at oversiden av blokken 76 som direkte bærer den andre freseenhetens 46 motor-hus er horisontal.

Som vist i figur 7 og 8 er det første fresehjul 30 montert for omdreining om en skråstilt akse 100 og er beliggende i et sylindrisk hulrom 102 i det tilnærmet trapesformete hus 104. Emnene 10 passerer under en åpning 106 i huset gjennom hvilken de utsettes for fresehjulet 30. Som antydet med piler A dreier fresehjulet 30 slik at dets tenner 34 treffer emnene 10 mens tennene beveger seg i samme retning som emnene. Denne type fresing, som er kjent under betegnelsen medmatingsfresing, gir avfall i form av støv, som avkastes fra fresehjulet 30. En spalteformet luftstråle 108 er orientert og formet slik at den er rettet mot og renser rommene mellom fresehjulets 30 skjære-tenner 34. Luftstrålen 108 frembringes av en dyse 109 som er montert i en boring 110 som kommuniserer med det sylindriske hulrom 102. Avfallet 112 som frigjøres ved hjelp av luftstrålen blir sammen med det som slynges ut fra hjulet 30 suget ut av huset ved hjelp av vakuumsuging via en utløpsledning 114 (se figur 5). Utløpsledningen 114 er beliggende på nedstrømssiden av den første fresestasjon 44, ettersom det er der avfallet oppstår.

Under huset 104 er der en nedre blokk 116 med et sentralt hulrom 118 eller boring i hvilken en bæreblokk 120 er forskyvbart opptatt. Emnene 10 føres oppad mot fresehjulet 30 ved hjelp av bæreblokken 120 under fresing. Bæreblokken 120 hviler på den skrå overside av en kileformet reguleringsblokk 122 som er hori-sontalt forskyvbar i et hulrom 124 i den nedre blokk 116. En side av reguleringsblokken 122 er festet til den ene ende av en stang 126 som er innskrudd i og dreibart opptatt i en gjenget åpning 128 i den nedre blokkens 116 sideparti. Omdreining av stangen 126 regulerer reguleringsblokkens 122 stilling i side-retningen, og derved bæreblokkens 120 høyde. En bolt 130 hvis ene ende er festet til bæreblokken, trykkes fjærende nedad fra en plate 132 som danner bunnen i reguleringsblokk-hulrommet 124. Riktig valg av bæreblokkhøyde sikrer at materialet kantskjæres nøyaktig. Om ønskelig kan materialet utsettes for vakuumsuging via åpninger som kan være anordnet i bæreblokken. Som antydet i figur 10 utsettes arkmaterialets overside for lufttrykk via åpninger 134 som tilføres luft via en tilførselsledning 136 som strekker seg gjennom trapeshusets 104 sidevegg i avstand fra materialbanen.

Den andre fresestasjon 46, som er vist i figur 9 og 11 , er stort sett lik den første, bortsett fra det som her er angitt. Hovedforskjellen er som før nevnt at omdreiningsaksen er horisontal i stedenfor skråttløpende, samt omdreiningsretningen til det andre fresehjul 32. Motmatingsfresingen som utføres av den andre freseenhet 46 produserer en strimmel av avfallsmateriale 138 og en forholdsvis liten mengde avfallspartikler 140. Dette avfallsmateriale, som oppstår ved det andre fresehjulets 32 opp-strøms side, fjernes ved hjelp av et tilgrensende vakuumrør 142. En bæreblokk, lik den i figur 8, er anordnet. Ettersom den plane snittflate 28 som frembringes av den andre freseenhet 46 skal ligge ved kanten av arkmaterialet, er luftstrålene 134' beliggende på siden av huset 104' nærmest midten av materialbanen, som vist i figur 11.

For-falsingsmekanismen 48, som er vist i figur 12-18, omfatter to stenger 144, 146. Stangen 144 er bøyet slik at den virker som en føring som bretter den kantskårne kant ved det ønskede punkt, og stangen 146 holder emnet 10 nede for å tillate brettingen. Som det fremgår'stiger den ytre stang 144 gradvis, og hever herunder kantpartiet, mens materialpartiet nær skrå-snittet holdes nede ved hjelp av den indre stang 146. Resultatet er at kanten brettes opp ca. 90°. Forbi punktet vist i figur 15, slutter den indre stang 146, og den ytre stang 144 bøyer innad for å brette kanten over så langt den vil gå (omtrent 180°). Når materialet fortsetter forbi for-falseinnretningen 48, som vist i figur 18, spretter det ombrettede parti omtrent halvveis tilbake mot sin opprinnelige stilling.

Det neste trinn ved tildanningen av den ferdig falsete kant på beholderemnet ifølge denne oppfinnelse er vist i figur 19.

To nøyaktige gassflamme-oppvarmingsinnretninger 50, 52, som hver avgir en smal, linjeformet flamme, anvendes til å oppvarme det for-falsete materiale. Som antydet blir det parti av termoplastlaget 16 som ligger nærmest materialets kantskårne parti oppvarmet. En viss oppvarming av den for-falsete flik kan også skje, og dette er fordelaktig så fremt det ikke gjør noen opp-riping. Varmen bør også være kontrollert for å sikre at bare det øvre lag 16 aktiviseres, og ikke også det nedre lag 14.

(Det kan være tilstrekkelig med bare en av oppvarmingsinnretnin-gene 50, 52, avhengig av materialets 10 hastighet gjennom maskinen, som kan være så høy som 183 m/min, og som man antar kan bringes opp i minst 305 m/min.) I stedenfor oppvarming ved åpen flamme, kan hvilken som helst annen hensiktsmessig metode, så som varmluftstråler eller induksjonsoppvarming (sistnevnte er mulig dersom metallfolie er et av laminatlagene i emnet),

kan anvendes.

False- eller forseglingsenheten 54, som vist i figur 6 og 20, omfatter en stang 148 som er bøyet for å virke som en føring som tvinger fliken ned på det oppvarmede parti av termoplastlaget 16 og til å presse de to lag sammen tilstrekkelig hardt til å frembringe en varmforsegling mellom dem. (I virkelig-heten vil det trolig bare dannes en klebeforbindelse med stangen 148 som vist, men dersom stangen 148 eller et tilsvarende element lages tilstrekkelig langt og utøver tilstrekkelig trykk på materialet, kan der oppnås en tilfredsstillende slutt-forsegling som gjør det mulig å sløyfe de nedenfor beskrevne forseglingsruller 150.) I figur 20 er med stiplet linjet angitt beliggenheten av falsestangens 148 oppstrøms ende i forhold til materialbanen.

Forseglingstrykkmekanismen 56 (figur 6 og 21) omfatter en rekke nedholdte ruller 150 som er anordnet over materialbanen. Rullene 150 presser mot den klebeforseglede fals for å sikre en permanent forsegling. Rullene 150 sikrer også en permanent forsegling ved at de sørger for tilstrekkelig kontakttid, og de tillater avkjøling av forseglingen. Dette er særlig viktig for anordningen ifølge oppfinnelsen ved høye hastigheter (f.eks.

183 m/min eller mer). Som ovenfor nevnt kan rullene 150 erstattes av en forlengelse av stangen 148, eller av et annet element som kan nedtynges eller på annen måte trykkes mot materialet for å frembringe det nødvendige trykk, så som en nedtynget stang eller plate. I falseanordningen 54 og forseglingstrykkmekanismen 56 er det viktig at maskinelementene som berører det oppvarmede materiale er fremstilt av et ikke-klebrig stoff (f.eks. teflon eller teflonbelagt metall).

Figur 6 og 22 viser stryke- og kilevende-stasjonen 58. Denne omfatter et par tunge, drevne ruller 152, 154 som er montert koaksialt med to av remskivene 156 (hvorav bare en er vist) på hvilke remmene 66, 68 løper og drives. Den øvre rull 152 har en jevn, sylindrisk omkrets mens den nedre rull 154 divergerer konisk i partiet lengst fra materialbanens midtlinje. Som vist i figur 21 har den kantskårne og falsete kant på materialet, etter forsegling og like før det kommer inn i nippet mellom stryke- og kile-vendehullene 152, 154, en kileformet profil 158 hvis overside 160 skråner i forhold til laget 16 og hvis underside 162 er i flukt med laget 14. Figur 24 er et tverrsnitt ovenfra eller nedenfra av sidesømmen på en boks 164 som er fremstilt av et emne 10 (se figur 23) som er kantskåret og falset ifølge oppfinnelsen. Beholderen 164 har en innvendig søm 166 som dannes av overlappende høyre og venstre ender av emnet 10. Disse overlappende partier danner en søm som løper i hele beholderens lengde (høyde). Anvendelsen av varme og trykk binder de motstående termoplastlag 16 og 14 sammen, for derved å danne sømmen 166. Den behandlede kant 18 er fullstendig dekket med termoplastlag 14, slik at kartongkjernen 12 ikke kan komme i berøring med innholdet i beholderen. Som det fremgår er emnets "øvre" overflate 16 beholderens utside. Det er derfor ønskelig å ha det radielt ytre parti av den underlappende kant i flukt med den indre overflate 14 på den overlappende kant 20. For å oppnå dette resultat benyttes kile-venderullene 152, 154 for å bøye kantpartiet på det kantskårne og falsede materialet oppad slik at dets øvre overflate 160 kommer stort sett i flukt med

laget 16.

Når det falsede materiale passerer gjennom strykeinnret-ningen 58, blir den ombøyde del presset ned i det underliggende materiale inntil den er stort sett i flukt med den opprinnelige øvre overflate 16. Spalten mellom rullene 152 og 154 er inn-stilt mindre enn den opprinnelige tykkelse av emnet for å kom-pensere for kartongens tilbakefjæring som skjer etter at falsen og kartongen er sammenpresset. Dette trinn gjør det ferdige materiale omtrent fullstendig flatt, slik at det ikke krever mer lager- eller transport-plass enn det opprinnelige, ubehandlede materiale. Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen oppnås det dessuten beste resultat uten å måtte søle med påføring av et klebemiddel, og den således dannede fals blir permanent uten at materialet straks blir laget til beholdere.

Det fremgår også av figur 24 at det kileformede kantparti vil fylle det tilnærmet triangulære hull som ville forekommet når enden av en beholder som var fremstilt med en konvensjonell, butt kant stenges med en plugg eller en metallende av bokstypen. Dersom en ende av beholder-sideveggen er krøllet og deretter forsegles med en membran eller film, vil den dobbelte tykkelse ved sidesømmen gjøre beholderkanten ujevn, slik at der dannes et hull under membranen ved sidesømmen. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fyller det vanlige hull, idet den muliggjør en god . forsegling med konvensjonelle membran-påføringsteknikker.

Dersom laminatmaterialet omfatter et folielag inntil bunnlaget 14 (og typisk fastklebet til kartongkjernen 12 ved hjelp av et polyetylen- eller lignende mellomlag), vil den kantskårne og falsede kant bevirke at folie i emnets overlappende og underlappende kanter ved sidesømmen kommer meget nær hverandre, idet de to folielag bare er adskilt i en avstand lik den dobbelte tykkelse av laget 14. Dette minsker bredden av banen for oksygen som trenger inn i beholderen gjennom sidesømmen.

Figur 25 og 26 viser to varianter av den kantskårne kant 18.

Ved avslutningen av fresetrinnene som er vist i figur 3 og 4, har emnets 10 kant 12 en skråflate 26, en ansats 36 og en plan flate 28 på kartongkjernepartiet 12. Om ønskelig kan fresehjulet 30 på figur 3 anvendes til å frese bort kartongkjernepartiet 12 i en slik grad at der ikke blir noen ansats mellom skråflaten 26 og den plane snittflate 28 (figur 25). I utføringsformen på figur 26 strekker den skrå snittflate 26 seg ikke så langt inn i kartongkjernen 12 som til den plane snittflate 28, slik at der dannes en ansats 36' der den skrå og den plane snittflate møtes. Ansatsen 36' har samme funksjon som ansatsen 36 i figur 4, nemlig som en linje langs hvilken brettingen av kanten 18 finner sted. Disse to utføringsformer falses, strykes og anvendes på samme måte som den først beskrevne utføringsform.

Som en fagmann på området vil forstå er det mulig å variere de viste, foretrukne utføringsformer på mange måter innenfor oppfinnelsens ramme. For eksempel kan flere enn én kant på materialet kantskjæres og falses i henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Særlig fordelaktig vil det være å kant-skjære og false de to motstående kanter som til slutt vil over-lappe hverandre ved beholderens sidesøm. Dersom kilen ved den underlappende kant vendes som ovenfor beskrevet, vil sidesømom-rådet bare bli noe tykkere enn et enkelt lag av kartongen uten kantskjæring. Dette minsker ujevnhetene i beholderens form, og gjør det dessuten lettere å oppnå en god forsegling ved befes-tigelse av et endelokk.

Strykingen kan utføres med en rekke ruller lik rullene 150, idet hver rull gir en mindre klaring for materialet enn den forut-gående rull i rekken. Den siste rull i rekken gir en klaring som er tilnærmet lik eller mindre enn tykkelsen av det opprinnelige emne 10.

Dersom det er ønskelig er det mulig å sløyfe for-falsings-enheten. Det er også mulig å vende området ved skråflaten 26 oppad før forsegling, for å få en enda bedre avgrensing av det resulterende, kileformede kantpartiets 158 form. Det kan derfor vise seg at denne variant er å foretrekke.

Som angitt ovenfor er kantskjæringshastigheten større med motmatingsfresing enn med medmatingsfresing, for en gitt material-hastighet gjennom maskinen. Dersom det er ønskelig å utnytte dette fullt ut kan den ved medmatingsfresing fremstilte, skrå snittflate i de ovenfor beskrevne utføringsformer erstattes av et sett parallelle planskårne flater, fortrinnsvis dannet ved motmatingsfresing, som danner en trinnlignende konstruksjon som er slik dimensjonert at trinnenes kanter danner en geometrisk skråplanflate.

Oppfinnelsen er beregnet på å brukes med kartonglaminater som på begge sider er dekket med et termoplastmateriale. Det eneste som egentlig er vesentlig i forbindelse med oppfinnelsen, er imidlertid at den overflate som skal danne beholderens innside er ugjennomtrengelig for det produkt som beholderen skal fylles med, og at partiet av den ytre overflate nær det kantskårne området tåler å varmforsegles til kartongkjernen i laminatet, og fortrinnsvis til det ugjennomtrengelige stoff på hver side av laminatet.

Vinkelen mellom planet til den øvre laminerte flate (den flate som skal kantskjæres) og skråplanet som dannes av den tilstøtende, kantskårne flate er beskrevet som fortrinnsvis mindre enn 30°. Vinkelen kan ha hvilken som helst ønsket verdi (større enn null), og kvaliteten av den ferdige beholder vil generelt øke når vinkelen reduseres. En mindre vinkel krever imidlertid en bredere skråflate, og derfor et bredere kantskåret område og kantparti, hvilket øker bredden av banen eller emnet for en beholder av en gitt størrelse.Valget av vinkel er derfor et kompromiss mellom kvalitet (mindre vinkel) og omkostninger.

Den viste foretrukne utføringsform av anordningen ifølge oppfinnelsen har et medmatingsfresingshjul hvis omdreiningsakse danner en fast vinkel med horisontalplanet. Dette hindrer at ufag-lært personell foretar utilsiktet feiljustering av vinkelen. Alternativt kan fagmenn på området lett modifisere den viste konstruksjon slik at den innbefatter en innretning for regulering av vinkelen.

Det skal bemerkes at det symmetriske arrangement av de to freseenheter gjør det lett å flytte kantskjæringsenhetene fra en side av transportørrammen til den andre, etter behov.

Selv om oppfinnelsen ovenfor er beskrevet i forbindelse

med flere foretrukne utføringsformer, vil fagmenn på området kunne innse mange ytterligere modifikasjoner og varianter av disse. Følgelig skal oppfinnelsens ramme begrenses ikke av detaljene ved de viste, beskrevne utføringsformer, men bare av angivelsene i de etterfølgende krav.

Claims (18)

1. Fremgangsmåte for kantskjæring og falsing av et stykke arkmateriale som har et kartonglag og minst et overflatelag av varmforseglbart materiale som utgjør i det minste et område av en overflate på materialstykket, karakterisert ved 1) innskjæring i kartonglaget og fjerning av et parti av kartonglaget sammen med eventuelt overliggende parti av nevnte lag av varmforseglbart materiale, for å danne et skrått snittplan som heller i vinkel med planet til det varmforseglbare materiallag, og innskjæring i kartonglaget og fjerning av et parti av kartonglaget sammen med eventuelt overliggende parti av nevnte lag av varmforseglbart materiale, for å danne en plan snittflate stort sett parallell med laget av varmforseglbart materiale, for å danne en flik som er stort sett parallell med materialstykkets kant, 2) bretting av fliken langs en linje som er stort sett parallell med materialstykkets kant og ligger mellom det skrå snittplan og den plane snittflate, for å bringe i det minste et parti av den plane snittflate i berøring med laget av varmforseglbart materiale og pressing av fliken mot laget av varmforseglbart materiale for å danne en forsegling mellom disse, for derved å danne et kileformet kantparti, og 3) stryking av fliken inn i partiet av det varmforseglbare materiallag som fliken er forseglet til, inntil den frittliggene overflate på den forseglede, strøkne flik er stort sett i flukt med laget av varmforseglbart materiale.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den plane snittflate ligger mellom det skrå snittplan og nevnte kant før brettetrinnet utføres.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 , karakterisert ved at skråplanet avgrenses av en skrå snittflate og at skjæretrinnet utføres på en slik måte at der dannes en ansats mellom snittflatene.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at skjæretrinnet utføres på en slik måte at det dypeste parti av den skrå snittflate strekker seg lenger inn i kartonglaget enn den plane snittflate.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at skjæretrinnet utføres på en slik måte at alle partier av den plane snittflate strekker seg lenger inn i kartonglaget enn noe parti av den skrå snittflate.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at vinkelen er mindre enn ca. 30°.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det kileformede kantparti av materialstykket bøyes slik at hele dets overbrettede parti blir liggende stort sett i flukt med laget av varmforseglbart materiale.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at materialstykket har trykket tekst og/eller figurer på laget av varmforseglbart materiale.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det skrå snittplan dannes før den plane snittflate utføres.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det skrå snittplan dannes etter den plane snittflate.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det skrå snittplan dannes ved hjelp av et sett stort sett parallelle forhøyninger og at forhøyningene frembringes ved å utføre skjæretrinnet for å frembringe en trinnformet utforming omfattende en rekke plane flater som er utskåret i kartongen, idet hver er tilnærmet parallell med det varmforseglbare material-lagets plan, og at hver av de plane flater er stort sett smalere enn den plane snittflate.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at materialstykket er en kontinuerlig bane.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 6, hvor arkmaterialstykket har et kartonglag og har første og andre ytre lag av varmforseglbart materiale som henholdsvis består av første og andre ytre overflater av materialstykket, karakterisert ved 1) fresing av et parti av den første ytre overflate, under anvendelse av medmatingsfresing, for å danne en skrå snittflate stort sett parallell med en kant av materialstykket og som danner en vinkel på mindre enn ca. 30° med planet til det første lag av det varmforseglbare materiale, 2) fresing av et annet parti av den første ytre overflate under anvendelse av motmatingsfresing, for å danne en plan snittflate stort sett parallell med lagene av varmforseglbart materiale og beliggende mellom den skrå snittflate og kanten, idet den plane og den skrå snittflate er adskilt av en ansats, 3) bretting av materialstykket langs ansatsen og pressing av et parti av den plane snittflate mot det første lag av varmforseglbart materiale under forhold som virker til å danne en permanent, i det minste væsketett forsegling mellom den plane snittflate og det første lag av varmforseglbart materiale, for derved å danne et kileformet kantparti av materialstykket, og 4) pressing av det kileformede kantparti for å bevirke at hele dettes overbrettede overflate kommer stort sett i flukt med den første overflate.

14. Anordning for kantskjæring og falsing av et kartongemne-stykke eller lignende som har et kartonglag og minst et ytre lag av et varmforseglbart materiale, karakterisert ved at den omfatter et første kantskæringsorgan for kantskjæring av et varmforseglbart ytre lag av et arbeidsstykke stort sett parallelt med en kant på arbeidsstykket, et annet kantskæringsorgan for kantskjæring av et varmforseglbart ytre lag av arbeidsstykket stort sett parallell med samme kant av arbeidsstykket, idet ett av kantskjæringsorganene virker til å utføre en kantskjæring som har en flate stort sett parallell med det varmforseglbare lag og det andre kantskjæringsorgan virker til å utføre en kantskjæring som har en flate som er skrå i forhold til den andre kantskjæring, og varmforseglingsorganer for bretting av det kantskårne parti av arbeidsstykket over på dettes varmforseglbare lag samt for varmforsegling av den overbrettede del til det varmforseglbare lag, og strykeorganer for å bringe den overbrettede, varmfor-seglede del stort sett i flukt med det varmforseglbare lag.

15. Anordning ifølge krav 14, karakterisert ved at kantskjæringsorganene omfatter hvert sitt fresehjul og organer for omdreining av fresehjulet i en retning motsatt det andre fresehjulets omdreiningsretning.

16. Anordning ifølge krav 14, karakterisert ved at den omfatter kilevendingsorganer for vending av arbeidsstykkets forseglede kantparti fra en form der kantpartiet har en overflate i sammenheng med og skråttliggende i forhold til det varmforseglbare lag, til en annen form der denne kant-partiflate er stort sett i flukt med det varmforseglbare lag.

17. Anordning ifølge krav 14, karakterisert ved at varmforseglingsorganene omfatter oppvarmingsorganer for oppvarming av arbeidsstykkets kantskårne kantparti og falseorganer for forsegling av det varmforseglbare lagets kantskårne kantparti.

18. Anordning ifølge krav 14, karakterisert ved at den omfatter for-falseorganer for bretting av arbeidsstykkets kantskårne kantparti over på det varmforseglbare lag og la den overbrettede del bøye delvis tilbake mot sin opprinnelige stilling, og at oppvarmingsorganene er anordnet for å oppvarme arbeidsstykket etter fbr-falsing.