PL193088B1

PL193088B1 - Sposób wytwarzania opakowania kompozytowego

Info

Publication number: PL193088B1
Application number: PL355095A
Authority: PL
Inventors: Hans Bomer; Matthias Dammers
Original assignee: Sig Combibloc Gmbh
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2007-01-31
Also published as: US6810640B1; HK1044508A1; TW476723B; PT1165309E; CN1345268A; ES2209866T3; WO2000058079A3; ATE254028T1; WO2000058079A2; DE19915150A1; HK1044508B; CN1115241C; BR0009355B1; EP1165309A2; DE50004423D1; RU2224698C2; EP1165309B1; PL355095A1; BR0009355A

Abstract

1. Sposób wytwarzania opakowania kompozy- towego z otworem zamkni etym odrywalnym skrzy- de lkiem, w którym wycina si e otwór w materiale opa- kowania, powleka si e materia l opakowania co naj- mniej w obszarze otworu, wytwarza si e p laszcz opa- kowania z powlekanego materia lu i mocuje si e od- rywalne skrzyde lko na otworze p laszcza opakowa- nia, znamienny tym, ze p laszcz (5) opakowania nasuwa si e na trzpie n (8) ko la trzpieniowego (9) przed maszyn a (6) do nape lniania i mocuje si e od- rywalne skrzyde lko (24) albo na trzpieniu (8) ko la trzpieniowego (9), albo w obszarze la ncucha komo- rowego (11) za pomoc a kowad la (8a). PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania opakowania kompozytowego, zwłaszcza opakowania na napoje.

Płynne produkty, a także produkty o wysokiej lepkości, zawierające kawałki stałych substancji, oferuje się obecnie w dużej mierze w opakowaniach kompozytowych. Ze strony konsumenta istnieje często zapotrzebowanie na opakowania kompozytowe, wyposażone w proste, ręcznie uruchamiane urządzenia otwierające. Znane są różne rodzaje elementów otwierających względnie wylewowych, jak na przykład zamknięcia zakręcane, zatrzaskowe, zamknięcia na paski klejone lub paski odrywalne. Dodatkowe nakłady, związane z mocowaniem takich elementów otwierających względnie wylewowych nie podwyższają z reguły w znaczącym stopniu kosztów opakowania kompozytowego.

Celem wynalazku jest zaproponowanie taniego opakowania kompozytowego z otworem zamkniętym odrywalnym skrzydełkiem, oraz taniego sposobu wytwarzania takiego opakowania kompozytowego.

Sposób wytwarzania opakowania kompozytowego z otworem zamkniętym odrywalnym skrzydełkiem, w którym wycina się otwór w materiale opakowania, powleka się materiał opakowania co najmniej w obszarze otworu, wytwarza się płaszcz opakowania z powlekanego materiału i mocuje się odrywalne skrzydełko na otworze płaszcza opakowania, według wynalazku charakteryzuje się tym, że płaszcz opakowania nasuwa się na trzpień koła trzpieniowego przed maszyną do napełniania i mocuje się odrywalne skrzydełko albo na trzpieniu koła trzpieniowego, albo w obszarze łańcucha komorowego za pomocą kowadła.

Korzystnie, płaszcz opakowania doprowadza się do maszyny do napełniania tak, że jego otwór jest skierowany na zewnątrz, poprzecznie do kierunku pracy maszyny do napełniania.

Korzystnie, płaszcz opakowania obraca się o około 90° wokół jego osi wzdłużnej pomiędzy magazynem do umieszczania prefabrykowanych płaszczy opakowań na maszynie do napełniania i miejscem, w którym mocuje się odrywalne skrzydełko.

Korzystnie, odrywalne skrzydełko mocuje się pomiędzy trzpieniami napędzanego w takt pracy koła trzpieniowego przy użyciu co najmniej jednego przyrządu zgrzewającego, który wsuwa się pomiędzy dwa trzpienie i po zgrzaniu odrywalnego skrzydełka ponownie wysuwa z powrotem.

Korzystnie, odrywalne skrzydełko względnie element wylewowy mocuje się przed stanowiskiem aseptycznym maszyny do napełniania.

Korzystnie, odrywalne skrzydełko względnie element wylewowy mocuje się za pomocą zgrzewania.

Korzystnie, odrywalne skrzydełko względnie element wylewowy mocuje się za pomocą zgrzewania ultradźwiękowego lub zgrzewania prądami wielkiej częstotliwości.

Korzystnie, odrywalne skrzydełko względnie element wylewowy mocuje się za pomocą sklejenia.

Korzystnie, odrywalne skrzydełko względnie element wylewowy pobiera się z rolki zapasowej, zawierającej dużą liczbę odrywalnych skrzydełek.

Korzystnie, odrywalne skrzydełko względnie element wylewowy doprowadza się za pomocą rolek podających i odcina od rolki zapasowej za pomocą przyrządu tnącego.

Korzystnie, odrywalne skrzydełko wykonuje się z wytrzymałego na rozdarcie paska aluminium.

Korzystnie, jako maszynę do napełniania stosuje się maszynę o kilku taśmach produkcyjnych.

Istotna cecha sposobu według wynalazku polega na tym, że wycinanie otworu w materiale opakowania i mocowanie odrywalnego skrzydełka względnie elementu wylewowego na otworze materiału opakowania realizuje się jako integralną część znanego procesu wytwarzania przy użyciu maszyny do napełniania. Zintegrowane względnie równoległe wykonywanie etapów sposobu potrzebnych do wykonania otworu zamkniętego odrywalnym skrzydełkiem względnie elementem wylewowym, można przeprowadzić w zasadzie bez dodatkowego nakładu czasu, a zatem przy niższych kosztach. Nie jest potrzebny oddzielny aplikator do wycinania otworów, zgrzewanie etykiety wewnętrznej oraz zgrzewanie odrywalnego skrzydełka względnie elementu wylewowego.

Jeżeli maszyna do napełniania jest zaopatrzona w stanowisko sterylizacji opakowania kompozytowego, wówczas mocowanie odrywalnego skrzydełka względnie elementu wylewowego przeprowadza się korzystnie przed strefą sterylizacji.

W przypadku maszyny do napełniania z kołem trzpieniowym do zgrzewania denek prefabrykowanych płaszczy opakowań korzystne jest ponadto, jeżeli mocowanie odrywalnego skrzydełka przeprowadza się na trzpieniu koła trzpieniowego. Trzpień wykorzystuje się w tym przypadku jako kowadło. Jest to korzystne zwłaszcza przy mocowaniu odrywalnego skrzydełka za pomocą zgrzewania

PL 193 088 B1 ultradźwiękowego lub zgrzewania prądami wielkiej częstotliwości. Alternatywnie odrywalne skrzydełko można również zamocować poprzez jego przyklejenie.

Korzystna możliwość aplikacji dla odrywalnego skrzydełka względnie elementu wylewowego ma ponadto miejsce wówczas, gdy płaszcz opakowania doprowadza się do maszyny do opakowania tak, że jego otwór jest skierowany na zewnątrz, poprzecznie do kierunku pracy maszyny do napełniania.

W ramach wynalazku można również zastosować rozwiązanie, w którym pomiędzy magazynem do umieszczania prefabrykowanych płaszczy i miejscem, w którym umieszcza się odrywalne skrzydełko względnie element wylewowy, płaszcz opakowania obraca się wokół osi wzdłużnej o około 90°.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia etapy wytwarzania prefabrykowanych płaszczy opakowań, fig. 2 - maszynę do napełniania z kołem trzpieniowym do zamykania i zgrzewania denek prefabrykowanych płaszczy opakowań z fig. 1, etapy sposobu realizowane na maszynie do napełniania, przy czym mocowanie odrywalnego skrzydełka odbywa się na agregacie z kołem trzpieniowym, usytuowanym na maszynie do napełniania, fig. 3 - drugi przykład realizacji sposobu wytwarzania, fig. 4 - urządzenie do zgrzewania odrywalnego skrzydełka na trzpieniu koła trzpieniowego, w widoku perspektywicznym, fig. 5 - etapy sposobu realizowane w ramach maszyny do napełniania z fig. 2, przy czym mocowanie odrywalnego skrzydełka odbywa się w łańcuchu pomiędzy kołem trzpieniowym i stanowiskiem aseptycznym, oraz fig. 6 - obrót prefabrykowanych pł aszczy opakowań wewną trz maszyny do napełniania dla dwóch taśm produkcyjnych.

Na fig. 1 ukazane są etapy sposobu wytwarzania płaszczy opakowań. Zwinięty wyjściowy materiał kartonowy 1 powleka się w znany sposób jednostronnie warstwą barierową 2, korzystnie folią aluminiową, i obustronnie folią polietylenową 3. Przed nałożeniem powłoki w wyjściowym materiale kartonowym 1 wycina się otwór, korzystnie w kształcie kropli. Otwory można jednak również wycinać dopiero po pokryciu wyjściowego materiału kartonowego 1 od zewnątrz folią polietylenową, po czym nakłada się następną powłokę z folii aluminiowej i/lub folii polietylenowej. Pokryty powłoką materiał opakowania pokrywa się wówczas drukiem, po czym dzieli w tłoczniku na wykroje 4 i opatruje w rowki względnie przetłoczenia krawędziowe, przeznaczone do późniejszego składania w prostopadłościenne opakowanie.

Wykroje 4 opakowań składa się następnie w płaszcz 5, który zgrzewa się gazo- i cieczoszczelnie wzdłuż zachodzących na siebie, wzdłużnych krawędzi. Zgrzane na wzdłużnych krawędziach płaszcze 5 opakowań ustawia się, złożone na płasko, jeden za drugim i pakuje w określonej liczbie do kartonów wysyłkowych lub temu podobnych.

Prefabrykowane w ten sposób płaszcze 5 opakowań doprowadza się następnie do maszyny do napełniania, która może zawierać dwie, trzy lub więcej taśm produkcyjnych. Maszyna 6 do napełniania, ukazana schematycznie na fig. 2, ma dwie taśmy produkcyjne i jest odpowiednio do tego wyposażona w dwa magazyny 7. Celem lepszego rozdzielenia na pojedyncze sztuki płaszcze 5 opakowań wprawia się w wibracje i ustawia bokiem. Następnie płaszcze 5 pobiera się pojedynczo za pomocą ssawek z magazynów 7, nadaje się im kształt prostokątny i nasuwa na poszczególne trzpienie 8. Maszyna do napełniania jest wyposażona w dwa, umieszczone na wspólnym wale, koła trzpieniowe 9, z których każdy ma sześć, rozmieszczonych w równych odstępach kątowych, trzpieni 8.

Na obwodzie kół trzpieniowych 9 umieszczone są różne stanowiska, które służą do wytwarzania denka opakowania na poszczególnych płaszczach 5. Najpierw aktywuje się przy tym gorącym powietrzem przeznaczone do zgrzewania obszary denka. Podczas gdy dane koło trzpieniowe 9 transportuje dalej płaszcz 5 opakowania do stanowiska tłoczenia denka, obrotowe elementy do składania poprzecznego i jeden element do składania wzdłużnego formują denko opakowania. Na stanowisku tłoczenia denka prasuje się je i zgrzewa za pomocą stempla na czołowej powierzchni trzpienia 8.

Następnie opakowanie 10 zostaje ściągnięte z trzpienia i wsunięte w nie przedstawioną bliżej komorę, która wraz z dużą liczbą innych komór tworzy obiegowy łańcuch 11 bez końca, przejmujący dalszy transport przez różne stanowiska wzdłuż łańcucha aż do stanowiska odprowadzania.

Wzdłuż łańcucha 11 maszyny 6 do napełniania, przed stanowiskiem napełniania 12, można umieścić jedno lub więcej stanowisk do sterylizacji opakowania. Sterylizacja może się odbywać korzystnie między innymi poprzez wdmuchiwanie nadtlenku wodoru w postaci pary do otwartych od góry opakowań 10. Za stanowiskiem napełniania 12 umieszczone są narzędzia zgrzewające, które składają wierzchołek opakowania i zgrzewają go gazoszczelnie nad poziomem napełnienia, korzystnie za pomocą ultradźwięków. Za narzędziami zgrzewającymi znajdują się następne narzędzia składające, które składają wierzchołek opakowania do postaci płaskiego daszka. Następnie nagrzewa się gorą4

PL 193 088 B1 cym powietrzem polietylen na trójkątach wierzchołka (tak zwanych „uchach opakowania”) oraz wąskich bokach opakowania 10, trójkąty wierzchołka składa się do dołu i zgrzewa z wąskimi bokami opakowania 10. Gotowe opakowanie wysuwa się następnie z komory do elementu zrzutowego (nie pokazanego na rysunku) i przy kolejnym takcie maszyny przekazuje na zakończenie do urządzenia odprowadzającego (również nie pokazanego na rysunku).

Jak widać na fig. 2, w pierwszym przykładzie realizacji sposobu według wynalazku maszyna 6 do napełniania może mieć na kole trzpieniowym 9' przyrząd 15, za pomocą którego na pokrytym powłoką otworze płaszcza 5 opakowania można zamocować, poprzez zgrzewanie lub klejenie, odrywalne skrzydełko. Drugi przykład realizacji sposobu według wynalazku jest przedstawiony schematycznie na fig. 3. Aby w stosunku do sposobu ukazanego na fig. 2 dysponować dłuższym czasem do zamocowania odrywalnego skrzydełka, w tym przykładzie wykonania przed służącym do zgrzewania denka kołem trzpieniowym 9 maszyny 6 do napełniania umieszczone jest dodatkowe koło trzpieniowe 9' do mocowania odrywalnego skrzydełka. Doprowadzane w stosie 16 płaszcze 5 opakowań pobierane są przez ssawki z magazynów, ustawionych poprzecznie do kierunku pracy A maszyny 6 do napełniania, formowane w kształt prostokąta i nasuwane na odpowiedni trzpień 8 zaproponowanego koła trzpieniowego 9'. Mocowanie odrywalnego skrzydełka odbywa się tutaj zatem przed zgrzewaniem denka.

Ponieważ wzdłużna spoina prostopadłościennego opakowania kompozytowego jest zazwyczaj umieszczona na jego szerszym boku, okrągły względnie kropelkowy otwór opakowania znajduje się zazwyczaj obok wzdłużnej spoiny w obszarze wierzchołka opakowania, zaś łatwy dostęp do otworu zapewnia skuteczne zamocowanie odrywalnego skrzydełka, trzpienie 8 kół trzpieniowych 9, 9' na fig. 2 i 3 są obrócone o 90° w stosunku do znanych maszyn 6 do napełniania. Wzdłużna spoina płaszcza opakowania leży zatem na osiowej powierzchni zewnętrznej koła trzpieniowego 9 względnie 9', na którym umieszczony jest również przyrząd 15 do mocowania odrywalnego skrzydełka.

Kołu trzpieniowemu 9 na fig. 3 przyporządkowane jest, odpowiednio do koła trzpieniowego 9 na fig. 2, stanowisko przekazywania 17, na którym opakowanie po wykonaniu denka ściąga się z trzpienia i wsuwa w komorę łańcucha 11. Za stanowiskiem przekazywania, w kierunku pracy A maszyny 6 do napełniania, znajdują się kolejno: stanowisko sterylizacji 18, stanowisko napełniania 19, stanowisko zgrzewania 20 żebra wierzchołkowego, stanowisko formowania 21 wierzchołka opakowania (stanowisko zgrzewania uch), element zrzutowy oraz urządzenie odprowadzające.

Na fig. 4 przedstawione jest schematycznie urządzenie 15 do mocowania odrywalnego skrzydełka na powlekanym otworze 22 płaszcza 5 opakowania. Uformowany płaszcz opakowania jest nasunięty na trzpień 8, służący jako kowadło dla sonotrody 23, za pomocą której odrywalne skrzydełko 24, korzystnie w postaci zgrzewalnego i wytrzymałego na rozdarcie paska aluminium, zgrzewa się z powlekanym otworem 22 pł aszcza 5 opakowania. Odrywalne skrzydeł ko 24 pobiera się w tym celu z rolki zapasowej 25 i doprowadza do miejsca aplikacji za pomocą wzajemnie równoległych, przemieszczających odrywalne skrzydełko na zasadzie tarcia, rolek podających 26. Gdy przeznaczone do zamocowania, odrywalne skrzydełko 24 zostanie prawidłowo ustawione i wystarczająco mocno połączone z płaszczem 5 opakowania, zostaje odcięte od rolki zapasowej 25 za pomocą przyrządu tnącego 27. Widać tutaj, że w tym przypadku szerszy bok płaszcza 5 opakowania jest zwrócony powlekanym otworem 22 w kierunku obrotów koła trzpieniowego 9. Koło trzpieniowe 9 obraca się przy tym w takt pracy, zaś sonotroda 23 podczas przerw w ruchu koła trzpieniowego 9 wchodzi od zewną trz pomiędzy dwa trzpienie, a po zakończeniu zgrzewania odrywalnego skrzydełka 24 na danym trzpieniu 8 zostaje ponownie cofnięta.

Na fig. 5 ukazany jest kolejny przykład wykonania wynalazku. W przeciwieństwie do przykładów wykonania przedstawionych na fig. 2 i 4 nakładanie odrywalnego skrzydełka nie odbywa się na trzpieniu 8 koła trzpieniowego 9, lecz wzdłuż łańcucha komorowego 11 pomiędzy stanowiskiem przekazywania i stanowiskiem aseptycznym 28, przy użyciu przyrządu 15 do zgrzewania lub klejenia oraz kowadła 8a. Płaszcze 5 opakowania są doprowadzane do maszyny do napełniania w postaci stosu 16 poprzecznie do kierunku pracy A maszyny, w związku z czym powlekany otwór płaszcza 5 opakowania jest w łańcuchu skierowany na zewnątrz. Szersze boki płaszcza 5 opakowania względnie trzpienia 8 są zatem równoległe do kierunku pracy A maszyny do napełniania. Koło trzpieniowe 9 służy tutaj wyłącznie jako prowadnica dla płaszcza 5 opakowania podczas zgrzewania denka. Pozostałe stanowiska wzdłuż łańcucha 11 odpowiadają stanowiskom z fig. 3.

Jeżeli płaszcze 5 opakowań, podobnie jak w przykładach wykonania przedstawionych na fig. 2, i 5, są doprowadzane do maszyny do napeł niania poprzecznie do jej kierunku pracy A, wówczas maszyna musi być stosunkowo szeroka, jako że magazyny ze stosami 6 leżą poprzecznie do wzdłużPL 193 088 B1 nej osi maszyny. Wąską maszynę do napełniania można zrealizować wówczas, gdy płaszcz 5 opakowania pomiędzy danym magazynem 7 i miejscem, w którym mocuje się odrywalne skrzydełko, zostaje obrócony o około 90°. Jest to przedstawione schematycznie na fig. 6 dla maszyny do napełniania o dwóch taśmach produkcyjnych, przy czym strzałka A oznacza kierunek pracy maszyny. Wida ć tutaj, że już uformowany, lewy płaszcz opakowania zostaje wewnątrz maszyny do napełniania obrócony o 90° w kierunku ruchu wskazówek zegara, natomiast już uformowany, prawy płaszcz opakowania zostaje obrócony o 90° w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Różne kierunki obrotów powodują przesuniecie miejsc aplikacji 28 odrywalnych skrzydełek na taśmach produkcyjnych. Oba miejsca aplikacji 28 są jednak skierowane na zewnątrz, zatem łatwo dostępne.

Claims

1. Sposób wytwarzania opakowania kompozytowego z otworem zamkniętym odrywalnym skrzydełkiem, w którym wycina się otwór w materiale opakowania, powleka się materiał opakowania co najmniej w obszarze otworu, wytwarza się płaszcz opakowania z powlekanego materiału i mocuje się odrywalne skrzydełko na otworze płaszcza opakowania, znamienny tym, że płaszcz (5) opakowania nasuwa się na trzpień (8) koła trzpieniowego (9) przed maszyną (6) do napełniania i mocuje się odrywalne skrzydełko (24) albo na trzpieniu (8) koła trzpieniowego (9), albo w obszarze łańcucha komorowego (11) za pomocą kowadła (8a).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ż e płaszcz (5) opakowania doprowadza się do maszyny (6) do napełniania tak, że jego otwór (22) jest skierowany na zewnątrz, poprzecznie do kierunku pracy (A) maszyny (6) do napełniania.

3. Sposób wedł ug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ż e pł aszcz (5) opakowania obraca się o około 90° wokół jego osi wzdłuż nej pomiędzy magazynem (7) do umieszczania prefabrykowanych płaszczy (5) opakowań na maszynie (6) do napełniania i miejscem (28), w którym mocuje się odrywalne skrzydełko (24).

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ż e odrywalne skrzydełko (24) mocuje się pomię dzy trzpieniami napędzanego w takt pracy koła trzpieniowego (9) przy użyciu co najmniej jednego przyrządu zgrzewającego (23), który wsuwa się pomiędzy dwa trzpienie i po zgrzaniu odrywalnego skrzydełka (24) ponownie wysuwa z powrotem.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że odrywalne skrzydełko (24) wzglę dnie element wylewowy mocuje się przed stanowiskiem aseptycznym (28) maszyny (6) do napełniania.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że odrywalne skrzydełko (24) względnie element wylewowy mocuje się za pomocą zgrzewania.

7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że odrywalne skrzydełko (24) względnie element wylewowy mocuje się za pomocą zgrzewania ultradźwiękowego lub zgrzewania prądami wielkiej częstotliwości.

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że odrywalne skrzydełko (24) wzglę dnie element wylewowy mocuje się za pomocą sklejenia.

9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że odrywalne skrzydełko (24) wzglę dnie element wylewowy pobiera się z rolki zapasowej (25), zawierającej dużą liczbę odrywalnych skrzydełek.

10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że odrywalne skrzydełko (24) względnie element wylewowy doprowadza się za pomocą rolek podających (26) i odcina od rolki zapasowej (25) za pomocą przyrządu tnącego (27).

11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że odrywalne skrzydełko (24) wykonuje się z wytrzymałego na rozdarcie paska aluminium.

12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako maszynę (6) do napełniania stosuje się maszynę o kilku taśmach produkcyjnych.