Способ тепловой герметизации упаковочного ламината

 

Изобретение относится к способам тепловой герметизации упаковочного ламината. Цель изобретения - повышение качества герметизации. При производстве безвозвратных упаковок для молока и других фруктовых налитков многослойный упаковочный материал герметизируют вдоль линейных зон герметизации, обеспечивая совместное сплавление термопластичных слоев упаковочного материала. Прочность достигаемой герметизации зависит от наличия примесей (например, оксидных пленок или остатков содержимого упаковки) на поверхностях термопластиков. Несмотря на наличие загрязнений , хорошую герметизацию можно получить, если к термопластичным слоям в пределах зоны герметизации приложить давление нагрузки, которое обеспечит течение расплавленного термопластичного материала в прилегающие зоны. В этом случае термопластики смешиваются так, что происходит разрушение слоя загрязнения, препятствующего герметизации. 4 ил. Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s В 65 В 51/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 3505248/13 (22) 06.10.82 (31) 8105960-2 (32) 08,10.81 (33) SE (46) 15:03.91, Бюл. N. 10 (71) АБ Тетра Пак (SE) (72) Ренато Четрелли, Ганс Селберг и Гуила Балла (SE) (53) 621.798.4 (088.8) (56) Патент Великобритании М 1327280, кл, В 65 В 51/22, опублик. 1973. (54) СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ГЕРМЕТИЗАЦИИ

УПАКОВОЧНОГО ЛАМИНАТА (57) Изобретение относится к способам тепловой герметизации упаковочного ламината. Цель изобретения — повышение качества герметизации. При производстве беэвозИзобретение относится к способу тепловой герметизации упаковочного ламинатя. содержащего наружный слой из термопластичного материала. Способ заключается в том, что слои термопласта в зоне герметизации кладут один на другой и нагревают их некоторое время до температуры герметизации, Упаковочные емкости для молока, фруктовых напитков обычно изготавливают из многослойных упаковочных материалов (ламинатов). Такой упаковочный материал состоит из центрального относительно жесткого несущего слоя бумаги, покрытого с обеих сторон тонкими слоями гомогенного пластичного материала. Упаковочный материал может также включать слои алюминиевой фольги или другого материала. Общей. Ы 1635897 А3 вратных упаковок для молока и других фруктовых напитков многослойный упаковочный материал герметизируют вдоль линейных зон герметизации. обеспечивая совместное сплавление термопластичных слоев упаковочного материала. Прочность достигаемой герметизации зависит от наличия примесей (например, оксидмых пленок или остатков содержимого упаковки) на поверхностях термопластиков. Несмотря ма наличие загрязнений, хорошую герметизацию можно получить, если к термопластичным слоям в пределах зоны герметизации приложить давление нагрузки, которое обеспечит течение расплавленного термопластичного материала в прилегающие зоны. В этом случае термопластики смешиваются так, что происходит разрушение слоя загрязнения, препятствующего герметизации. 4 ил. особенностью всех упаковочных слоистых материалов такого типа является то, что со стороны, которая обращена к упаковываемому содержимому, они содержат слой термопластичного материала, обычно полиэтилена, что позволяет осуществить герметизацию при приложении тепла и давления.

Для того чтобы достичь при герметизации требуемой прочности и непроницаемости, необходимо, чтобы два термопластичных слоя, которые крепятся один с другим, были чистыми и не содержали примесей. Но поскольку поверхность термопластичных слоев обычно покрыта тонкой оксидной пленкой, образующейся при экструзии термопластичных слоев на упаковочный ламинат, то полное сплавле (Од (Л

00 О V

, р»

1635897 ние термопластичных слоев часто затруднено, и поэтому прочность и непроницаемость герметиэирующего шва частот не достигадет теоретически возможных значений, На поверхности термопластичных слоев часто могут находиться и другие типы загрязнений, например остатки содержимого, что также ухудшает герметичность, Это представляет особую проблему при производстве упакованных форм, когда герметизация многослойного материала происходит в условиях наличия содержимого, т.е„когда прежде всего необходимо удалить содержимое иэ пространства между термопластичными поверхностями, расположенными одна против другой перед тем, как произойдет непосредственно герметизация, Однако на практике содержимое удается неполностью удалить и небольшие количества его остаются в зоне герметизации, что ухудшает качество герметизирующего шва.

Цель изобретения — повышение качества герметизации.

Необходимо разработать способ тепловой герметизации упаковочного ламината, который бы обеспечил оптимальную герметизацию при наличии загрязняющих примесей на поверхности упаковочного ламината, например, оксидов, остатков содержимого упаковки и грязи.

Способ тепловой герметизации упаковочного ламината, содержащего слои термопластичного материала и расположенный между ними слой фольги, заключается в следующем.

Участки ламината в зоне герметизации кладут один на другой и нагревают их через слой фольги током высокой частоты, прикладывая при этом давление (прессуя слои), величину которого устанавливают такой, чтобы обеспечить течение смежных слоев термопластичного материала наложенных одного на другой участков ламината из эоны приложения давления в прилегающие зоны.

Нагревание наложенных участков ламината осуществляют посредством зажима, имеющего выступающий участок прямоугольной формы, выполненный из электропроводного материала. Высота этого участка составляет 0,2-0,8 толщины ламината. Ширина участка соответствует толщине ламината, При таком способе расплавленный термопластичный материал, перемещаемый под действием давления из линейной области в соседние части эоны герметизации, будет захватывать возможные примеси, а два термопластичных слоя ламината, расположенные один с другим, эффективно смешиваются до такой степени, что достигается

55 их полное сплавление. В линейной области остается только очень тонкий термопластичный слой, не содержащий примесей и находящийся в тесном контакте со слоем носителя упаковочного ламината, тогда как в прилегающих областях зоны герметизации аккумулирование хорошо смешанных термопластичных материалов обоих слоев гарантирует высокую прочность и непроницаемость герметиэирующего шва.

На фиг.1 представлен упаковочный ламинат, поперечное сечение; на фиг.2 — герметизирующий зажим, поперечное сечение; на фиг.3 — сечение двух упаковочных ламинатов, которые герметизированы с помощью способа согласно изобретению; на фиг.4 — герметизирующий зажим, вариант.

Упаковочный ламинат (фиг.1) относится к типу, широко используемому для упаковки молока и других фруктовых напитков. Общая толщина упаковочного ламината составляет 0,4 — 0,5 мм и он состоит иэ центрального несущего слоя 1 иэ волокнистого материала, Этот слой 1 с обеих сторон покрыт относительно тонкими гомогенными слоями 2, 3 термопластичного материала, в частности полиэтилена. Между одним внешним пластичным слоем 3 и несущим слоем 1 часто расположен еще один слой 4 алюминиевой фольги, этот слой соединен с несущим слоем с помощью термопластиков (не показаны) и полностью покрыт внешним, гомогенным слоем 3. Благодаря. двум внешним термопластичным слоям 2 и 3 упаковочный ламинат можно просто герметизировать под действием тепла, спрессовав вместе те части. которые необходимо герметизировать, при одновременном нагреве термопластиков до их температуры плавления (130 С). Можно также герметизировать упаковочные ламинаты других типов, но обязательным условием является наличие в упаковочном ламинате слоя термопластичного материала.

Герметизирующий зажим 5 имеет корпус 6, выполненный из электрически непроводящего материала, имеющий канавку, в которую вставлен стержень 7 из электропроводного материала, предпочтительно меди. Стержень 7, который расположен в центре корпуса 6. вместе с окружающими областями корпуса 6 образует рабочую поверхность 8, На рабочей поверхности 8 имеется выступающий участок 9. Он имеет прямоугольное поперечное сечение и высоту (h). составляющую 0,2-0,8 толщины ламината, но предпочтительно составляющую

0,5 толщины ламината, и ширину (b), которая соответствует толщине упаковочного

1б35897

10

20 ламината. Таким образом, рабочая поверхность 8 герметизирующего зажима 5 имеет в своей центральной части область нагрева ламината, которая включает с одной стороны выступающий участок 9, а с другой стороны — одну прилегающую область со стороны этого участка, Зона нагрева ламината соединена через материал в стержне 7 с высокочастотным источником энергии, обеспечивая таким образом высокочастотную сварку ламината, содержащего алюминиевую фольгу. Область нагрева ламината или стержень 7 также могут нагреваться и состоять, например, из материала с высоким электрическим сопротивлением в том случае, когда соединить необходимо упаковочный ламинат без алюминиевой фольги или других электропроводящих слоев.

Герметизирующий зажим 5 может быть снабжен одним или несколькими каналами для охлаждающей среды, например воды, которая предотвращает опасное повышение твмпературы или нежелательное распределение тепла в соседние области, которые должны оставаться ненагретыми, Можно также сконструировать герметизирующий зажим 5 из нескольких взаимно заменяемых частей. Части герметизирующего зажима 5, расположенные на любой стороне выступающего участка 9, могут быть подвижными относительно участка 9 и поджиматься пружинами в направлении материала, так что соответствующее контактное давление будет поддерживаться автоматически. Герметизирующий зажим 5 может быть также сдвоенным, т.е, он может состоять из двух корпусов описанного типа, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Такой вариант оформления предлагаемого устройства особенно рекомендуется в тех случаях, когда герметизации подлежит трубка упаковочного материала, т,е. когда герметизация протекает в двух противоположных зонах и между ними осуществляют разрезание, поскольку нож или какое-то другое подходящее режущее устройство может действовать в промежутке между двумя основными корпусами герметиэирующего зажима.

Способ осуществляют следующим образом.

Два участка 10 и 11 одного сложенного упаковочного ламината (или два упаковочного ламината) соединяют вместе для получения герметизирующего шва, так что они находятся один на другом своими внешними термопластичными слоями 3. Участки 10 и 11 сдавливают (прессуют) с помощью герметизирующего зажима 5 и противозажима

12, расположенного с противоположной

55 стороны упаковочного ламината (обозначен пунктирными линиями). Противозажим 12 снабжен плоской рабочей поверхностью. расположенной против ламината 11. Зажимы 5, 12 смонтированы на раме (не показана) упаковочной машины таким образом, что с помощью гидравлических или механических приводных механизмов они могут совершать возвратно-поступательное движение и в процессе герметизации они могут быть прижаты друг к другу с определенной, регулируемой силой, В то же время при движении зажимов друг к другу и начале прессования участков 10, 11 упаковочного ламината, расположенных между ними, стержень 7 герметизирующего зажима 5 соединяется с высокочастотным источником энергии, Таким образом, в алюминиевом слое 4 упаковочного лами ната индуцируется переменное поле и он нагревается в области, соответствующей поверхности стержня

7, до температуры, которая значительно выше температуры плавления прилегающих термопластических слоев. Генерируемое тепло передается непосредственно термопластичным слоям 3, расположенным между слоями алюминия, в результате чего первые плавятся и становятся текучими, Благодаря высокой нагрузке (прибл.

100 кг/см ), которая действует на упаковоч2 ный ламинат при прессовании на уровне участка 9 зажима 5, расплавленный термопластик будет перетекать из зоны 13 приложения давления в прилегающие зоны 14 общей эоны герметизации. Посьольку термопластичные слои 3, расположенные один против другого в области, не входящей в зону герметизации, продолжают находиться в твердом состоянии и спрессованы один с другим, то расплавленный термопластик не может проникнуть дальше в части, расположенные вне эоны герметизации, а остается в двух зонах 14, где он образует утолщения 15, параллельные удлиненной зоны 13 давления, в которой смешиваются два слоя, герметизируемые друг с другом. В зоне 13 остается лишь незначительное количество пластического материала, который вследствие неровности поверхности и т.п. не может быть выдавлен, тогда как утолщения 15, образовавшиеся по обеим сторонам этой эоны, содержат избыток хорошо смешанного пластика, обеспечивая таким образом очень прочное и на практике неразрушимое крепление между этими двумя слоями. Так как процесс течения иэ зоны

13 в зоны 14 происходит очень быстро, то при истечении пластического материала возникает турбулентность, которая и обеспечивает хорошее смешение пластического

1635897 материала двух слоев, расположенных один против другого, в результате чего любые поверхностные оксиды или другие примеси на поверхности (например, остатки содержимого герметизируемого пакета) эффективно смешиваются с пластиком и происходит разрушение сплошной пленки примесей, ухудшающей прочность крепления.

При упаковке некоторых типов пищевых продуктов может оказаться предпочтительным перемещение потока расплавленного термопластичного материала на большее расстояние от кромки для того, чтобы иметь более широкое и более плоское утолщение 15. Этим можно достичь более гладкой и более гибкой герметизирующей зоны, что дает более прочное крепление, поскольку не возникают шероховатости, являющиеся точками аккумулирования внешних нагрузок.

Вышеперечисленные преимущества реализуются при использовании второго варианта осуществления данного изобретения, заключающегося в том, что одна продольная сторона выступающего участка

9 зажима 5 практически совпадает с одной стороной нагреваемой области рабочей поверхности 8 (фиг.4), в результате чего нагреваемая область, прилегающая к участку 9, расположена на более высоком уровне, чем уровень рабочей поверхности 8 с внешней стороны участка 9. Причем желательно, чтобы расстояние между уровнями нагреваемой области и уровнем участка 9 зажима 5 в основном было равно расстоянию между указанной нагреваемой областью и уровнем рабочей поверхности на другой стороне участка 9, т.е. расстояние (а) равно расстоянию (с) (фиг.4).

При использовании зажима 5 такой конструкции основная часть текущего расплавленного термопластичного материала направляется по направлению обогреваемой стороны выступающего участка 9. Более высокий уровень нагреваемой области (по сравнению с первым вариантом выполнения зажима) приводит к образованию меньшего и более удлиненного пространст10

20

25 мопластичного материала и расположенный

30 между ними слой фольги, предусматриваю35

45 ва для текущего термопластичного материала перед тем, как он достигнет термопластичных слоев, которые расположены вне области нагрева и находятся в результате этого в твердом состоянии. Соответственно удлиненное утолщение 15 термопластичного материала, выдавливаемого из эоны 13 высокого давления сразу перед выступающим участком 9, приобретает более плоскую и продолговатую форму поперечного сечения, которая обеспечивает большую гибкость утолщения и большую прочность крепления.

B целях обеспечения большей линейности утолщения 15 расплавленного пластика части двух пластичных ламинатов, расположенные вне эоны герметизации, можно охладить, Это можно осуществить либо с помощью охлаждающих каналов в зажимах

5 и 12, расположенных вне зоны герметизации, через которые протекает жидкость, либо за счет такого типа крепления, которое протекает с одновременным выдавливанием содержимого, которое и охлаждает прилегающие области упаковочного ламината

Формула изобретения

Способ тепловой герметизации упаковочного ламината, соДержащего слои терщий наложение участков ламината одного на другой и нагревание их с одновременным приложением давления посредством зажима, отличающийся тем, что, с целью повышения качества герметизации, нагревание ламината осуществляют через слой фольги током высокой частоты, при этом нагревание осуществляют посредством зажима, имеющего выполненный из электропроводного материала выступающий участок прямоугольной формы, высота которого составляет 0,2-0,8 толщины ламината, а ширина соответствует толщине последнего, при этом величину давления устанавливают такой, чтобы обеспечить течение смежных слоев термопластичного материала наложенных одного на другой участков ламината из зоны приложения давления в прилегающие зоны, 1635897

1635897

Составитель Е. Камаганова

Техред М.Моргентал Корректор С. Шекмар

Редактор А. Долинич

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, yn,Гагарина, 101

Заказ 762 Тираж 400 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4)5

Способ тепловой герметизации упаковочного ламината Способ тепловой герметизации упаковочного ламината Способ тепловой герметизации упаковочного ламината Способ тепловой герметизации упаковочного ламината Способ тепловой герметизации упаковочного ламината Способ тепловой герметизации упаковочного ламината 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике упаковывания, используемой в торговле и общественном питании, и направлено на снижение энергоемкости и повышение качества сварных швов

Изобретение относится к устройству в узле привода для ультразвукового запечатывающего блока

Изобретение относится к устройству в узле привода 2 для ультразвукового запечатывающего блока

Изобретение относится к области сварки и может найти применение в легкой и пищевой промышленности для изготовления упаковочного материала
Изобретение относится к области медицинских технологий, связанных со сбором, хранением и переработкой крови

Изобретение относится к области техники, связанной со сбором, хранением и переработкой крови, а именно к способам герметизации пластиковых контейнеров, предназначенных для сбора, хранения и переработки крови, и может быть использовано для создания современной материально-технической базы станций и отделений переливания крови

Изобретение относится к области запечатывания упаковок в процессе их непрерывного движения

Изобретение относится к области техники, связанной с разработкой и применением упаковочных автоматов с вертикальной подачей продукта для упаковки в полимерную термопластичную пленку путем формирования пластиковых пакетов, а именно к способам их герметизации при упаковке сыпучих и жидких продуктов

Изобретение относится к способам тепловой герметизации упаковочного ламината

Наверх