SE412204B - Sett och anordning for att forsegla en teckremsa over en forpackningsoppning - Google Patents

Description

vsosoou-4 önskvärt, eftersom vissa av skikten lämpligen ej bör utsättas för fyllgodset, t.ex. fiberskiktet eftersom fibermaterial suger upp fyllgodset eller aluminiumskiktet, eftersom aluminium reagerar med vissa fyllgods. _ Förpackningsbehållare av denna typ förses ibland med en öppningsanordning i form av en i materialet utstansad hällöppning, vilken före materialets omformning till enskilda förpackningsbehål- lare täckes med en avrivbar täckremsa som förseglas till materialets yttre termoplastskikt. Härigenom kommer den hällöppningen definie- rande snittkanten av materialet att befinna sig inne i förpackninge- behållaren och alltså komma i kontakt med fyllgodset, vilket såsom ovan omtalats vanligtvis ej är önskvärt. Detta problem har man hittills sökt lösa genom att applicera en andra täckremsa på för- packningsbehållarens insida, vilken remsa förseglas dels mot för- packningsmaterialets insida runt tömningsöppningen, dels med den utvändiga täckremsan i själva tömningsöppningen. Härigenom avskär- mas visserligen snittkanten från förpackningsbehâllarens inre, men den invändigt i behållaren belägna täckremsan utgör ett ovälkommet tillskott som fördyrar och försvårar tillverkningen av öppningsan- ordningen och som dessutom ökar risken för bildandet av fickor och -skrymslen i vilka föroreningar och bakterier kan kvarstanna; Denna risk är särskilt stor då förpackningsbehållaren är tillverkad av den typ av laminerat material som innefattar skikt av skummat plast- material, eftersom dylika laminat är förhållandevis tjocka och där- med medför större risk för fickbildningar.

Det är således ett ändamål med föreliggande uppfinning att ombesörja ett sätt som möjliggör tillverkningen av en öppnings- anordning av den ovan beskrivna typen utan att vara behäftat med tidigare metoders nackdelar i form av kostnadskrävande och svårhan- terliga lösa remsor på insidan av förpackningsbehållaren eller ökad risk för bildandet av fickor och skrymslen i vilka bakterier och smuts kan ansamlas.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att ombesörja ett sätt för försegling av en täckremsa över en öpp- ning i ett förpackningsbehâllarlaminat enligt vilket den öppningen omgivande laminatkanten avtätas så att lamínatets inre skikt täckes av termoplastiskt material samtidigt som kanten omformas så att upp- komsten av fickor och håligheter förhindras.

Ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att presentera en lösning på ovannämnda problem enligt vilken de i för- packningslaminatet ingående skikten av termoplast utnyttjas för ?aoso04~4 såväl tätning av snittkanten som förseglingen av täckremsan.

Dessa ändamål har enligt uppfinningen uppnåtts genom att ett sätt att försegla en täckremsa över en öppning i en förpacknings- behållarvägg av laminerat material getts kännetecknen att två eller flera i materialet ingående termoplastskikt förbindes med täckrem- san genom att såväl öppningens kant som ett till denna angränsande omrâde av det laminerade materialet och täckremsan under samtidig sammanpressning uppvärmes till en temperatur överstigande termoplast- materialets mjukningstemperatur så att termoplastskikten bringas att flyta ut över kanten och förbindas såväl med varandra som med täck- remsan. Härigenom uppkommer en mjukt avsmalnande materialkant som är täckt av utfluten, homogen termoplast och via denna direkt för- bunden med täckremsans material.

En föredragen utföringsform av sättet enligt uppfinningen har vidare getts kännetecknet att uppvärmningen sker genom att mate- rialet utsättas för ultraljud av sådan styrka och frekvens, att termoplasten mjuknar. Uppvärmningen med ultraljud möjliggör ett snabbt uppnående av önskad temperatur utan risk för lokala över- hettningar av materialet.

En ytterligare utföringsform av sättet enligt uppfinningen har vidare getts kännetecknet att ultraljudpåverkan avbrytes då termoplastskikten mjuknat, varefter det uppvärmda materialomrâdet kyles under fortsatt sammanpressning. Avkylningen under sammanpress- ning säkerställer att materialkanten bibehåller den erhållna formen samtidigt som täckremsans goda vidhäftning säkerställes.

En ytterligare utföringsform av sättet enligt uppfin- ningen har vidare getts kännetecknet att materialet uppvärmes till en temperatur av 150-200°C. Denna temperaturintervall har visat sig vara lämplig för att erhålla den önskade utflytningen vid vanligen förekommande termoplastmaterial.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är också att ombe- sörja en anordning för genomförande av sättet enligt uppfinningen.

Detta ändamål har enligt uppfinningen uppnåtts genom att en anord- ning för att i enlighet med sättet enligt uppfinningen försegla en täckremsa över en öppning i en förpackningsbehållarvägg av laminerat material, vilken anordning innefattar ett tryckdon med en arbetsyta som svarar mot det materialområde som skall bearbetas, ett mothåll för samverkan med tryckdonet, drivorgan för att reglerbart pressa tryckdonet mot mothållet samt organ för alstring av ultraljud, getts kännetecknet att mothållet har en profilerad arbetsyta med ett pro- fildjup av 0,05-0,4 mm. 78050044: 4 Genom att mothâllet har en profilerad arbetsyta med nämnda profildjup undvikes att en fullständig utpressning av plast- materialet äger rum vid höga presskrafter och/eller temperaturer, vilket underlättar ett jämnt och säkert förseglingsresultat vid upprepade förseglingar.

En ytterligare utföringsform av anordningen enligt upp- finningen har vidare getts kännetecknet att mothâllets arbetsyta uppvisar ett spirallinjeformigt spår.' En ytterligare utföringsform av anordningen enligt upp- finningen har vidare getts kännetecknet att det ultraljudalstrande organet är anordnat i tryckdonet. _ En ytterligare utföringsform av anordningen enligt upp- finningen har vidare getts kännetecknet att tryckdonets arbetsyta är ringformig.

En föredragen utföringsform av sättet och anordningen enligt uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare under särskild hänvisning till bifogade schematiska ritningsfigurer, vilka alla i kraftig förstoring visar snitt genom en öppningsanordning vid en förpackningsbehâllare, vilken öppningsanordning innefattar en i förpackningsbehâllarlaminatet upptagen hällöppning samt en denna täckande remsa.

Figur l visar öppningsanordningen före genomförandet av sättet enligt uppfinningen.

Figur 2 visar öppningsanordningen efter bearbetning i enlighet med sättet enligt uppfinningen.

Figur 3 visar öppningsanordningen enligt figur 2 under bearbetning i enlighet med sättet enligt uppfinningen och åskådlig- gör också de delar av anordningen enligt uppfinningen som är väsent- liga för förståelse av uppfinningen.

I figur l visas ett tvärsnitt genom en förpackningsbehål- larvägg l, i vilken en hällöppning 2 är upptagen. över hällöppningen är en täckremsa 3 applicerad på förpackningsbehållarväggens utsida.

Förpackningsbehållarväggen l består av ett laminerat material, som innefattar ett bärarskikt 4 med en huvudsaklig tjocklek av 0,8 mm.

Bärarskiktet 4 består av skummad termoplast, t.ex. polystyren. På den sida av bärarskiktet 4 som vetter mot förpackningsbehållarens utsida finns ett skikt 5 av homogen termoplast, t.ex. polystyren.

Skiktet 5 har en tjocklek av ca 0,1 mm. Pâ sin mot förpackninge- behâllarens inre vända yta är två ytterligare skikt laminerade till bärarskiktet, nämligen ett skikt 6 av aluminiumfolie samt ett utan- på detta beläget skikt 7 av homogent plastmaterial, t.ex. polysty- ren. Skiktet 7 har liksom skiktet 5 en huvudsaklig tjocklek av 0,lnmu -5 78050044» Den beskrivna laminattypen användes för tillverkning av förpackningsbehållare för bl.a. vin och uppvisar flera för detta ändamål lämpliga egenskaper, t.ex. stor styvhet och god täthet mot såväl vätska som gas. Dessa egenskapersammanhängerlned den speciella uppbyggnaden och styvheten åstadkommes t.ex. främst genom att de båda homogena plastskikten 5, 7 på grund av bärarskiktets 4 för- hållandevis stora tjocklek är belägna pâ sådant avstånd från var- andra att stort motstånd mot böjning uppkommer i likhet med vad som är fallet vid t.ex. en I-balk. De båda homogena plastskikten 5, 7 säkerställer också god täthet mot vätska under det att det mellan det inre homogena plastskiktet 7 och skumskiktet 4 belägna skiktet av aluminiumfolie 6 minimerar materialets gasgenomsläpplighet, vil- ket är särskilt viktigt vid förpackning av vin eller steriliserade produkter, t.ex. sterilmjölk eller juice.

Den i materialet genom stansning, klippning eller lik- nande upptagna tömningsöppningen 2 täckes medelst den avrivbara täckremsan 3, vilken är applicerad över hällöppningen på förpack- ningsbehållarväggens 1 utsida. Täckremsan 3 har sådana dimensioner att den förutom själva tömningsöppningen 2 även täcker en del av det runt tömningsöppningens periferi belägna området av förpack- ningsbehållarväggen, inom vilket omrâde täckremsan också är för- bunden med väggen genom klistring eller på annat lämpligt sätt, I det beskrivna fallet kan förseglingen av täckremsan till förpack- ningsbehâllarens vägg ske genom uppvärmning och hoppressning, eftersom den av polyvinylklorid tillverkade täckremsan uppvisar ett mot förpackningsbehållarväggen vänt materialskikt 8 av poly- styren, som alltså genom lokal uppvärmning medelst t.ex. varmluft låter sig uppmjukas och förbindas med förpackningsbehållarväggens yttre skikt 5 av samma material.

Den med hänvisning till figur l beskrivna öppningsanord- ningen är vanlig vid vissa typer av förpackningsbehållare, men har inneboende nackdelar, framförallt i det att fickor och skrymslen gärna bildas mellan täckremsan och förpackningsbehållarväggen vid de mot täckremsan vända "hörnen" 9 i tömningsöppningen. Detta prob- lem är särskilt accentuerat vid den beskrivna typen av förpacknings- laminat, som innefattar skikt av skumplast, eftersom detta laminat är förhållandevis tjockt och tenderar att vid klippning eller stans- ning bilda en förhållandevis ojämn snittyta. Vidare konstateras lätt att de olika i laminatet ingående skikten är blottlagda mot förpackningsbehållarens inre i själva snittytan runt tömningsöpp- ningen, vilket ur hygienisk synpunkt är en nackdel, eftersom skum- skiktet 4 i snittytan uppvisar ett stort antal fina kanaler och 7805004-h håligheter, i vilka bakterier kan.ansamlas. Skumskiktet är såsom tidigare nämnts ej heller gastätt. Vidare bör skiktet 6 av alumi- niumfolie ej komma i kontakt med vissa typer av fyllgods, t.ex. vin, eftersom aluminium reagerar med vissa beståndsdelar i vin, t.ex. svavel och syror.

För att undvika dessa nackdelar kan man på känt och tidi- gare tillämpat sätt förse tömningsöppningen med en ytterligare täck- remsa, vilken placeras på den mot förpackningsbehållarens inre vända sidan av förpackningsbehållarlaminatet och förseglas till detta runt tömningsöppningen samt till den utvändiga täckremsan 3 i själva tömningsöppningen, varvid detta senare parti av den inre remsan med- följer den yttre remsan då förpackningsbehållaren öppnas genom att den yttre remsan avlägsnas. Anplicerandet av en inre remsa medför emellertid ytterligare nackdelar, vilka omnämnts i beskrivningsin- ledningen och föreliggande uppfinning erbjuder därför istället en lösning som innebär en vidare bearbetning av öppningsanordningen enligt figur l.

Det i figur 2 visade förpackningsbehållarlaminatet är 'till sin uppbyggnad identiskt med det i figur l visade och inne- fattar således ett centralt bärarskikt 4 av skumplast, ett alumi- niumskikt 6 samt utvändiga, homogena plastskikt 5 och 7. Även täck- remsan 3 motsvarar den i figur 1 visade täckremsan och består såle- des av ett laminat som innefattar ett mot förpackningsbehållarväg- gen vänt skikt 8 av polystyren och ett skikt av polyvinylklorid.

Såsom framgår av ritningen har förpackningslaminatets mot tömningsöppningen vända snittkant bearbetats så att den mjukt ansluter till täckremsans 3 undersida samtidigt som kanten avtätats så att de båda inre laminatskikten 4 och 6 ej är blottlagda mot för- packningsbehållarens inre. Denna försegling av täckremsan uppkommer genom att de i materialet ingående skikten av termoplast, dvs skik- ten 4, 5 och 7, smältes samman så att samtliga förbindes med var- andra och med täckremsans insida, antingen direkt eller indirekt, via mellanliggande termoplastskikt. Detta sker genom att den runt hällöppningen 2 belägna förpackningsmaterialkanten och det till denna gränsande området av laminatet samtidigt sammanpressas och uppvärmes till en temperatur som överstiger termoplastens mjuknings- temperatur, varigenom termoplastskikten bringas att flyta ut över den ursprungliga materialkanten och flyta samman så att de förbin- des såväl med varandra som med täckremsans 3 skikt 8. Härigenom uppkommer en närmast hällöppningens 2 centrala del belägen mate- rialtunga 10 av homogen termoplast, som till större delen härstammar 7805004-4 från det ursprungliga, skummade bärarskiktet 4. Tungan 10 inne- sluter och täcker såväl det skummade bärarskiktets 4 som aluminium- foliens 6 kant och förhindrar därigenom effektivt att dessa skikt kommer i kontakt med det i behållaren befintliga fyllgodset. Häri- genom förhindras att fyllgodset pâverkas negativt av kontakten med aluminiumfolien eller av inträngande gas, eftersom avtätningen av skumskiktets kantyta samtidigt medför en avsevärt förhöjd gastäthet.

På grund av den mjuka övergången mellan den ursprungliga materialtjockleken ochtUn9&nS lO tjocklek förhindras uppkomsten av skrymslen eller fickor i vilka föroreningar och bakterier kan an- samlas och vilka vid eventuell sterilisering av förpackningen är mycket svåra att effektivt sterilisera. Eftersom förpackningsmate- rialets inre yta i området för tömningsöppningen numera helt består av homogent termoplastmaterial undanröjes också problemet med de fina kanaler eller kapillärer som finns i den ursprungliga snitt- yldn.

Omformningen av tömningsöppningens 2 snittyta till den form som visas i figur 2 sker såsom ovan nämnts genom att såväl förpackningslaminatet som täckremsan utsättes för en samtidig upp- värmning och sammanpressning. Detta sker närmare bestämt genom att materialskikten sammanpressas samtidigt som de utsättes för ultra- ljud av sådan styrka och frekvens, att termoplasten mjuknar och flyter ut till bildande av tungan 10. Då termoplastskikten består av polystyren uppnås det önskade resultatet om materialskikten sam- manpressas med en kraft av 50 kp/cm2 samtidigt som termoplastskik- ten uppvärmes till en temperatur av l50-200°C.

Omformningen av materialkanten sker enligt uppfinningen med hjälp av en anordning vara aktiva delar visas 1 figur 3. Dot l figur 3 visade förpackningsmaterialet är liksom täckremsan till sin uppbyggnad identiskt med det tidigare beskrivna och visade. I figur 3 visas emellertid materialet under formningsögonblicket då det samtidigt uppvärmes och sammanpressas med hjälp av anordningen enligt uppfinningen, som innefattar ett tryckdon ll med en arbets- yta 12, ett mothåll 13 samt icke visade drivorgan för att förflytta tryckdonet i riktning mot eller från mothållet och för att alstra den önskade presskraften, samt organ för alstring av ultraljud.

Tryckdonet ll har formen av en dorn vid vars ände arbetsytan 12 är belägen. Arbetsytan är huvudsakligen ringformig med en yttre diameter som svarar mot den yttre diametern på det område av för- packningsmaterialväggen som skall sammanpressas och en inre diameter som svarar mot den inre diametern på nämnda område. I arbetsytans 'MOSOÛÅ-År centrum finns en urtagning i tryckdonet för att förhindra onödig sammanpressning av de delar av täckremsan 3 som är belägna över tömningsöppningen och således inte skall förbindas med förpack- ningsbehållarväggen. Mothållet 13 har en cylindrisk arbetsyta, vars diameter överensstämmer med arbetsytans 12 utvändiga diameter. Cent- ralt i mothållet 13 finns en kanal l4 för evakuering av i utrymmet mellan mothållet och täckremsan instängd luft., Det ultraljudalstrande organet kan vara ett separat organ som placeras på önskat ställe, men är lämpligen sammanbyggt med el- ler anordnat i tryckdonet ll så att ultraljudet via tryckdonet och arbetsytan 12 överföres till den materialyta som skall bearbetas.

Det ultraljudalstrande organet kan vara av känd konstruktion och beskrives därför icke närmare.

Förseglingen av täckremsan sker medan förpackningsmate- rialet ännu befinner sig i plan form, varvid det enkelt kan införas mellan tryckdonet och mothållet, vilka befinner sig i âtskilt läge., Täckremsan 3 har härvid lämpligen redan tidigare provisoriskt för- bundits med förpackningsbehållarmaterialet i korrekt läge över töm- ningsöppningen. Då såväl förpackningslaminat som täckremsa bringats i korrekt läge mellan tryckdonet och mothållet startas det ultra- ljudalstrande organet samtidigt som tryckdonet förflyttas i rikt- ning mot mothållet 13. Då tryckdonet kommit till anliggning mot täckremsan 3 kommer uppvärmningen av materialet omedelbart att börja. Tryckdonets rörelse mot mothållet fortsätter till dess att materialskikten sammanpressats med en förutbestämd kraft, före- trädesvis ca 50 kp/cmz. Materialskikten har härvid sammanpressats till det i figur 3 visade läget samtidigt som termoplastskikten uppvärmts till en temperatur av 150-200°C och bringats att flyta ut över den ursprungliga snittkanten. Efter en total uppvärmnings- tid av ca 0,15 sek avbrytes uppvärmningen genom att ultraljudalst- rarna avstänges. Presstrycket bibehâlles emellertid ytterligare en kort stund, ca 0,1 sek, under vilken tid materialet får avsvalna.

Avsvalnandet påskyndas härvid genom materialets kontakt med såväl tryckdon som mothåll, vilka båda är tillverkade av material med god värmeledningsförmåga, t.ex. metall. Efter erforderlig kyltid är för- seglingen färdig och tryckdonet avlägsnas från materialet, vilket därefter kan avlägsnas.l För att täckremsan eller det smälta termoplastmaterialet ej skall påverkas negativt av ett ökande lufttryck i utrymznet mellan täckremsan och mothållet evakueras detta utrymme under förloppet med hjälp av evakueringskanalen 14, vilken kan mynna i fria luften 78050011-4 eller vara förbunden med en evakueringspump.

Praktiska försök har visat att såväl presstryck som temperatur ibland (t.ex. vid vissa materialtyper eller material- tjocklekar) måste hållas inom mycket snäva gränser för att önskat resultat skall erhållas. Ett antal försök har sålunda misslyckats på grund av att temperaturen och/eller trycket blivit något för högt, vilket omedelbart leder till att plastskikten sammanpressas så mycket att praktiskt taget inget plastmaterial kvarstannar mel- lan täckremsan och aluminiumfolien, varigenom vidhäftningen och tätheten försämras.

Dessa svårigheter undanröjes genom att mothållet vid anordningen enligt uppfinningen ges en profilerad arbetsyta, t.ex. en lettrad yta eller en yta med ett ring- eller spiralformigt spår.

Profilhöjden bör härvid vara 0,05-0,4 mm och företrädesvis 0,2 mm, under det att ett fördelaktigt värde på avståndet mellan spåren (fördjupningarna) visat sig vara ca 0,5 mm. Denna utformning av mothållet säkerställer att de mot spåren eller fördjupningarna svarande partierna av laminatskikten utsättes för en begränsad tryckkraft vars storlek är oberoende av den totala tryckkraften och istället bestämmas av mothållets profilhöjd samt i viss mån av laminattjockleken, dvs den mängd material som sammanpressas i spåren eller fördjupningarna.

Profileringen har visat sig mycket effektiv och möjlig- gör val av tryck och temperatur inom betydligt vidare toleransgrän- ser än vad som är möjligt med ett mothåll med oprofilerad, slät arbetsyta. Den lätta profilering som den-mot förpackningsbehålla- rens inre vända ytan erhåller har inte visat sig medföra några nackdelar.

Uppvärmningen av materialkanten i anslutning till för- farandet enligt uppfinningen kan givetvis även företagas med hjälp av andra metoder, t.ex. uppvärmning medelst hetluft eller liknande.

Emellertid är det härvid betydligt svårare att uppnå_en jämn upp- värmning genom materialets hela tjocklek, eftersom skummaterialet har en viss isolerande effekt och eftersom dessutom aluminiumskiktet leder bort värmen från det förhållandevis begränsade område runt hällöppningen som skall uppvärmas. Eftersom dessutom materialytorna vid dylika uppvärmningsmetoder uppvärmes i högre grad än vid upp- värmning med ultraljud ökar risken för att materialet skall klibba eller fastna vid tryckdonet respektive mothållet och därmed medföra sämre förseglingsresultat. Ultraljudet innebär också att förseglings- donen, dvs tryckdonet och mothållet, kan hållas kalla under hela

Claims (8)

1. vaosoou-4 S 4° förloppet och därigenom positivt medverka till avkylningen efter uppvärmningens avbrytande. PATENTKRAV l. Sätt att försegla en täckremsa över en öppning i en förpackninge- behållarvägg av laminerat material, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att två eller flera i materialet ingående termoplast- skikt (4, 5, 7) förbindes med täckremsan (3) genom att såväl öpp: ningens (2) kant som ett till denna gränsande området av det lami- nerade materialet (l) och täckremsan (3) under samtidig sammanpress- ning uppvärmes till en temperatur överstigande termoplastmaterialets mjukningstemperatur så att termoplastskikten (4, 5, 7) bringas att flyta ut över kanten och förbindas såväl med varandra som med täck- remsan (3). 7

2. Sätt enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att uppvärmningen sker genom att materialet utsättes för ultraljud av sådan styrka och frekvens att termoplasten mjuknar.

3. Sätt enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att ultraljudpåverkan avbrytes då termoplastskikten mjuknat, var- efter det uppvärmda materialomrâdet kyles under fortsatt samman- pressning.

4. Sätt enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k - n a t d ä r a v, att materialet uppvärmes till en temperatur av 15o-2oo°c. ö.

5. Anordning för att i enlighet med sättet enligt något av föregå- ende patentkrav försegla en täckremsa över en öppning i en förpack- ningsbehållarvägg av laminerat material, vilken anordning innefat- tar ett tryckdon (ll) med en arbetsyta (12) som svarar mot det materialområde som skall bearbetas, ett mothåll (13) för samverkan med tryckdonet, drivorgan för att reglerbart pressa tryckdonet (ll) mot mothållet (13) samt organ för alstring av ultraljud, k ä n n e- t e c k n a d d ä r a v, att mothållet (13) har en profilerad ar- betsyta med ett profildjup av 0,05-0,4 mm.

6. Anordning enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att mothâllets (13) arbetsyta uppvisar ett spirallinje- formigt spår.

7. Anordning enligt något av patentkraven 5-6, k ä n n e t e c k- n a d d ä r a v, att det ultraljudalstrande organet är anordnat i tryckdonet (ll).

8. Anordning enligt något av patentkraven 5-7, k ä n n e t e c k- n a d d ä r a v, att tryckdonets (ll) arbetsyta är ringformig. _ ANFÖRDA PUBLIKATIONER: Sverige patentansökan 11 409/75 (B65B 51/22)