NO850188L - Framgangsmaate og apparat for sammenfoeyning og forsegling av materialdeler og anvendelse av et slikt apparat i beholdere - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en framgangsmåte og et apparat for sammenføyning og forsegling av materialdeler, særlig ved framstilling av beholdere. Oppfinnelsen vedrører også bruken av dette apparatet ved framstilling av beholdere.

Oppfinnelsen er utviklet særlig i forbindelse med utviklingen av framgangsmåter for framstilling av beholdere av papp eller et liknende materiale, og i det følgende vil oppfinnelsen hovedsaklig bli beskrevet i forbindelse med framstilling av slike beholdere. Det er imidlertid klart at oppfinnelsen er nyttig innenfor mange forskjellige tekniske områder og for framstilling av beholdere av mange forskjellige typer materiale og at oppfinnelsen ikke er be-grenset til framstillingen av pappbeholdere. Hittil er forskjellige deler av beholderen generelt blitt limt sammen for sammenføyning av beholderen, og i slike beholdere, som i det minste på en flate har et sjikt av sveisbart materiale, er delene generelt sveiset sammen ved å bruke varmesveisekjever. Limingen er tidkrevende og gir ofte en utett sammenføyning, og ved bruken av lim kan det være pro-blemer med å holde beholderen fri for overskudd av lim siden limet noen ganger må varmes før det kan påføres og delene av beholderen må presses og avkjøles inntil limet er blitt fast. Sammenføyningen av en beholder ved hjelp av varmesveisekjever er også relativt tidkrevende fordi varmen fra kjevene må trenge inn i pappsjiktet og bevege seg så

langt som til det sveisbare materialsjiktet. Også

sveisevarmen fra kjevene må bli tilpasset det spesifikke materialet slik at pappmaterialet ikke blir brent eller at det sveisbare materialet oksiderer eller forkulles.Også ved konstant varmesveising er det

pressings- og avkjølingsproblemer idet det sveisbare materialsjiktet blir fast. I den senere tid har sammenføyning og forsegling av materialer, f.eks. deler av beholdere av papp eller liknende materiale blitt laget ved hjelp av mikrobølger, særlig høyfrekvensenergi og ultrasonisk energi.I dette tilfellet er beholdermaterialet blitt utformet med en basis eller et legeme av papp, og et mellomsjikt som kan absorbere høyere frekvens - eller ultrasonisk energi, særlig aluminium, og et indre sjikt av sveisbart materiale, fortrinnsvis et harpiksmateriale som polyetylen. Ved sammenføyning og forsegling av materialdeler er de overlappende delene av beholderen eller to eller flere beholderdeler påført hverandre og holdt under noe trykk, og høyfrekvens eller ultrasonisk energi blir tilført slik at energien absorberes av det ledende mellomsjiktet og fører til oppvarming og smelting av det sveisbare materialsjiktet.

Et slikt trippellaminat som omfatter papp, aluminium og et harpiks er kostbart å framstille. For væske- og gasstette beholdere må materialet også utformes slik at ingen skjæringskanter er utsatt for gassen eller væsken i beholderen fordi pappmaterialet ikke er væske-eller gasstett og også fordi gassen eller væsken kan bli suget inn i pappsjiktet og dermed kan lage flekker i materialet

eller trekke ut skadelige stoffer av det. Ved framstilling av overlappende sammenføyninger er det derfor ofte nød-vendig å anvende et spesielt forseglingssjikt over skjæringskantene av pappmaterialet enten i form av en separat forseglingsstrimmel eller ved at pappmaterialet fjernes, f.eks. ved skjæring, slik at det ledende mellomsjiktet og det sveisbare indre sjiktet kan foldes rundt skjæringskanten og bli festet til den ytre overflaten av trippellaminat-materialet. Dette er enda et kostbart trinn i beholderframstillingen.

Hovedformålet for oppfinnelsen har derfor vært å finne en framgangsmåte og et apparat for sammenføyning og forsegling av materialdeler, særlig deler av beholdere av papp eller et liknende materiale hvor framgangsmåten og apparatet kan brukes både for sammnføyning og forsegling av spesielle deler av beholderen enten beholderne er av de ikke-forseglende typene eller de er pulver-, væske- eller gasstette.

I samsvar med oppfinnelsen blir en forbindelsesstrimmel omfattende et laminatmateriale som omfatter et varmemottakende og varmeledende materiale og på en side eller begge sidene av dette er et varmeklebbart varmesveisbart sjikt plassert med det sveisbare sjiktet mot materialdelene som skal sammenføyes eller forsegles, og forbindelsesstrimmelen presses mot disse delene ved et på forhånd bestemt trykk og utsettes for høyfrekvens- eller ultrasonisk energi av slik intensitet og varighet at det sveisbare sjiktet smelter og limer eller sveiser materialdelene sammen. Oppvarmingen av forbindelsesstrimmelen ved hjelp av høyfrekvens- eller ultrasonisk energi gjøres svært fort, ofte i løpet av noen sekunder, og varmingen deretter gjøres så raskt at det ikke er tid nok til at pappmaterialet kan gjennomvarmes. Framgangsmåten er derfor rask og er godt egnet til anvendelse i pakkingsmaskiner for kontinuerlig framstilling, fylling og lukking av beholdere.

Forbindelsesstrimmelen kan være en endeløs strimmel som er skåret til en passende størrelse i forbindelse med sammenføyning av beholderdelene, men forbindelsesstrimmelen kan også være små eller store materialstykker med en egnet størrelse eller form, som er tilpasset spesielle formål, f.eks. forsegling og forbindelse mellom spesielle deler av beholderen, diskontinuerlig sammenføyning av materialstykker, påføring av separate deksler, merkelapper og andre materialbiter på beholderen.

Oppfinnelsen blir i det følgende beskrevet med henvisning til noen få utførelsesformer av denne og ved hjelp av de vedlagte tegningene, hvor

fig. 1 skjematisk viser et tverrsnitt gjennom en såkalt butt-sammenføyning av en beholder framstilt ved

hjelp av framgangsmåten og apparatet i samsvar med oppfinnelsen,

fig. 2 viser en overlappende sammenføyning laget ved hjelp av et mellomsjikt av en forbindelsesstrimmel i samsvar med oppfinnelsen,

fig. 3 viser en ovelappende sammenføyning laget ved hjelp av en dekkende sammenføyningsstrimmel i samsvar med oppfinnelsen,

fig.4 viser et plant utstanset beholderemne utformet med en sammenføyningsstrimmel for å frambringe en sammenføyning til sylinderform av beholderemnet,

fig. 5 viser en sammenføyningsstrimmel i samsvar med oppfinnelsen anvendt for forsegling av beholderdeler,og

fig. 6 viser del av en ferdig fylt og .lukket beholder.

En forbindelsesstrimmel eller et forbindelsesstykke i samsvar med oppfinnelsen omfatter et materialsjikt 1 som er istand til å motta og bli varmet opp av høyfrekvens- og ultrasonisk energi og å lede slik varme og i

det minste på en side av det ledende sjiktet 1 et sjikt 2 av et sveisbart materiale, fortrinnsvis et harpiks-polyetylen. Det ledende sjiktet 1 er fortrinnsvis et aluminiumssjikt, men det kan også være av et annet materiale som er istand til å motta og lede høyfrekvens- og ultrasonisk energi.

I fig. 1 er vist sammenføyningen av to beholderdeler 3 og 4, f.eks. sammenføyning av kanter av papp for å danne en beholder, og denne sammenføyningen er laget ved hjelp av en forbindelsesstrimmel 5 i samsvar med oppfinnelsen. Sammenføyningen er laget ved en såkalt butt-sammenføyning hvor beholderdelene 3 og 4 møtes kant i kant. I fig. 1 er vist forstørret at det er svært lite,eksempelvis mikroskopisk lite, rom mellom kantene av de to beholderdelene.

Ved sammenføyning av beholderdelene 3 og 4 er forbindelsesstrimmelen 5 brakt i kontakt med de to delene på den indre overflaten eller den ytre overflaten av beholderen, oq et på forhånd bestemt trvkk erODDrettholdt mellom delene hvorpå høyfrekvens eller ultrasonisk energi blir tilført forbindelsesstrimmelen. Høyfrekvensenergien eller den ultrasoniske energien blir absorbert i det ledende sjiktet 1 og varmer dermed dette sjiktet som deretter varmer det sveisbare eller fastklebbare sjiktet 2 i kontakt med beholderdelene 3 og 4, hvorved sjiktet 2 blir mykt og smelter slik at de to beholderdelene sveises eller limes sammen med en forbindelsesstrimmel. Som vist i fig. 1 kan det klebbare sjiktet 2 trenge et stykke inn i det mikroskopiske lille rommet 6 og dermed gi en god forsegling og sammenføyning av kantene av beholderdelene. Fig. 2 viser en forbindelsessstrimmel 5' omfattende et sentralt ledende sjikt 1 og på hver side av dette et sveisbart eller klebbart materialsjikt 2a, 2b. En forbindelsesstrimmel 5'av denne typen er tenkt brukt som et sammenføyende eller forseglende mellomsjikt mellom beholderdelene 7,8 som ligger over hverandre, f.eks. en overlappende sammenføyning av to pappdeler. Ved påføring av høyfrekvens- eller ultrasonisk energi, vil energien fra dette bli absorbert av det sentrale ledende sjiktet 1 hvorved de klebbare eller sveisbare materialsjiktene 2a og 2b på hver side av det ledende sjiktet er varmt, og beholderdelene 7 og 8 er limt eller sveiset sammen. Fig. 3 viser en overlappende sammenføyning i en beholder laget av et materiale med en basis eller legeme 9 av papp og et indre væsketett plastsjikt 10 og i hvilken den overlappende sammenføyningen er forseglet ved hjelp av en forbindelsesstrimmel 5 som er lagt over de to overlappende beholderdelene slik at forseglingsstrimmelen 5 gir en forseglet, langsgående sammenføyning som hindrer at skjæringskanter i beholdermaterialet blir utsatt for den innpakkete væsken. Fig. 4 viser et plant utstanset beholderemne 11, f.eks et emne bestående av et papp - plast - laminat og tenkt brukt for framstilling av en beholdersylinder som etter fylling og lukking er laget med en topp- og bunn-lukking. For sammenføyning av kantene av sylinderemnet 11, blir en forbindelsesstrimmel 5 lagt langs den ene kanten av dette, og etter at emnet er formet til en sylinder, blir de langsgående kantene sveiset eller limt sammen i en butt-sammenføyning som beskrevet i fig. 1 eller i. en overlappende sammenføyning som beskrevet i fig. 3.

Etter at sylinderemnet er formet til en sylinder, kan det lukkes, f.eks. som vist i fig. 6, hvor et topp-lukkingsstykke 12 er forbundet internt i den øvre kanten av beholdersylinderen ved hjelp av en forbindelsesstrimmel 5' i form et plast - metall - plast-laminat.

Fig. 5 viser et plant emne for en beholder tenkt brukt for væske- eller masseformige produkter som smør og margarin. I en slik beholder er det viktig at smør eller margarin ikke beveger seg så langt som opp til den øvre kanten av beholderen. Dette skjer lett ved sammenføynings-flensen 13 vist mellom beholdersidene 14 og 15. For å lage en forsegling mot slikt inntrengende smør eller væske, er en forbindelsesstrimmel 16 lagt over forbindelsesflensen 13, og denne sammenføyningsstrimmelen gir en forsegling og samtidig en sammenføyning av sammenføyningsflensene 13 til beholdersidene 14 og 15.

Som tidligere nevnt kan sammenføyningsstrimlene være bånd eller f.eks. endeløse strimler som er skåret til en passende lengde før eller etter at beholdersidene er sammenføyd, men forbindelsesstykkene kan også være små-biter, f.eks. sirkulære, kvadratiske, triangulære eller liknende sammenføyningsstykker med en størrelse og form tilpasset det spesielle formålet.

Beskrivelsen ovenfor og utførelsesformene vist i de vedlagte tegningene i samsvar med oppfinnelsen er bare illustrerende eksempler, og mange forskjellige modifikasjoner kan gjøres innenfor rammen av de vedlagte kravene.

Claims (9)

1. Framgangsmåte for sammenføyning og forsegling av materialdeler (3,4,7,8,11,12), særlig deler av beholdere av papp eller et liknende materiale, karakterisert ved at et sammenføyningsstykke (5,5') omfattende et laminat av varmemottakende og varmeledende materialsjikt (1) og på en eller begge sider av dette et varmeklebbart eller varmesveisbart sjikt (2) er plassert med det klebbare eller sveisbare sjiktet til delene av materialet som skal sammenføyes og presses ved hjelp av et på forhånd bestemt trykk til disse delene, hvoretter det sammenføyende stykket er utsatt for en frekvens- eller ultrasonisk energi av slik intensitet og varighet at det eller de klebbare eller sveisbare materialsjiktet eller - sjiktene smelter og fører til at materialdelene limes eller sveises sammen.

2. Framgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at sammenføyningsstykket (5,5') er sveiset til materialdelene ved å bruke et fjærende trykk.

3. Framgangsmåte i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at sammenføyningsstykket (5,5') er formet til strimler eller små materialstykker som plasseres over materialdelene som skal sammenføyes eller forsegles.

4. Framgangsmåte i samsvar med et av de foregående kravene hvor sammenføyningsstykket er et trippellaminat bestående av et sentralt varmemottakende og varmeledende materialsjikt (1) og på hver side av dette et klebbart og sveisbart materialsjikt (2a,2b), karakterisert ved at sammenføyningsstykket (5 <1> ) er lagt mellom to materialdeler (7,8,11,12,13,14,15) som skal sammenføyes, hvoretter høyfrekvens- eller ultrasonisk energi påføres slik at delene limes eller sveises sammen.

5. Apparat for utførelse av framgangsmåten i samsvar med et av de foregående kravene, karakterisert ved at den omfatter et forbindelsesstykke bestående av et laminat av et materialsjikt (1) som er istand til å motta og lede høyfrekvensenergi og et eller flere sjikt av et klebbart eller sveisbart materiale (2).

6. Apparat i samsvar med krav 5, karakterisert ved at forbindelsesstykket har et klebbart eller sveisbart materialsjikt (2) bare på en side og er tilpasset slik at det kan legges over det arealet som skal sammenføyes eller forsegles.

7. Apparat i samsvar med krav 5, karakterisert ved at sammenføyningsstykket er et trippellaminat med et klebbart eller sveisbart materialsjikt (2a,2b) på hver side av det varmemottakende og varmeledende materialsjiktet (1) og skal plasseres mellom to materialdeler (7,8,11,12,13,14,15) for å sammenføyes eller forsegles .

8. Apparat i samsvar med krav 5, 6 eller 7, karakterisert ved at det varmemottakende og varmeledende materialsjiktet er et metallsjikt, fortrinnsvis et aluminiumssjikt og at de klebbare eller sveisbare materialsjiktene (2,2a,2b) er et egnet syntetisk harpiksmateriale, eksempelvis polyetylen.

9. Anvendelse av apparatet i samsvar med et av kravene 5-8 , karakterisert ved benyttelse ved framstilling av sammenføyning og forsegling av beholdere, særlig beholdere av papp eller beholdere framstilt av et materiale med et legeme eller basis av et liknende stivt materiale.