NO800588L

NO800588L - Fremgangsmaate for lukking av kartongtrau og anordning for gjennomfoering av fremgangsmaaten

Info

Publication number: NO800588L
Application number: NO800588A
Authority: NO
Inventors: Helmut Gross; Hermann Hauck
Original assignee: Akerlund & Rausing Ab
Priority date: 1979-03-03
Filing date: 1980-02-29
Publication date: 1980-09-04
Also published as: DE2908397A1; WO1980001789A1; DK85380A; US4379008A; JPS55163103A; EP0015885A1; FI800622A7; AU5607180A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for lukking av et kartongtrau, særlig et plastbelagt trau for ferdigretter til husholdning og industri, hvorved trauet brettes, oppreises og fylles, for deretter å føres til en lukkestasjon og lukkes ved hjelp av forsegling av et lokk.

Oppfinnelsen angår dessuten en anordning'for gjennomføring

av en slik fremgangsmåte, hvorved anordningen omfatter en fremføringsanordning for trau og lokk samt en under- og/eller overliggende varmeanordning i form av sveiseplater, som er innrettet til å føres mot hverandre under samtidig pressing av kantområdene.av lokket mot trauets øvre kant.

For å lette forståelsen av oppfinnelsen skal formålet med oppfinnelsen beskrives under henvisning til et skålformet trau, i hvilket pulverformede ferdigretter, særlig bake-produkter, fylles for deretter å lukkes med lokk. E.. slikt skålformet trau er kjent fra f.eks. DE-OS 2819708. Det trau som vises i nevnte skrift består av kartong som grunn-material, hvilket er belagt med polyetylen, polypropylen

eller lignende og som på utsiden er utstyrt med dekor samt på innsiden er alminert med aluminiumfolie. Det kjente trau leveres fylt og lukket med lokk, slik at forbrukeren bare trenger å rive av lokket og deretter, eventuelt etter tilsetning av vann, sette trauet inn i en vanlig bakeovn. Bakingen skjer derved i det skålformede trauet, hvilket

etter avsluttet baking åpnes og brettes ut, slik at den ferdige kake eller hva det måtte være, lett kan overføres til et serveringsfat.

Vanskeligheten med de kjente, skålformede trau består i at

de benyttede materialer uten å påvirke retten, f.eks.,bakverket, holdes på meget høy temperatur i den nødvendige tid. Det finnes f.eks. kakeblandinger for bakverk som trenger oppvarming til.en temperatur på 175°C i 40-45 minutter. De materialer som trauene er fremstilt av må følgelig tåle

disse temperaturer i den aktuelle tid. Også andre ferdigretter, som f.eks. må oppvarmes til temperaturer på omkring )

150°C i konveksjonsovn skal kunne innpakkes i et trau som oppviser et grunnmateriale av plastbelagt kartong eller papir med en folie som er delvis laminert til papiret. Dessuten må trauet la seg lukke tett etter fylling med fer-digretfcen, og dessuten må lokket lett kunne tas av av forbrukeren før sluttbehandlingen.

Særlig lukkingen av slike trau medfører store vanskelig-

heter, og dessuten utelukker aluminiumfoliet anvendelse av mikrobølgeoppvarming, og det er derfor tidligere forsøkt å anvende forskjellige typer lakk som beleggmateriale. De temperaturgrenser som må overholdes under bakingen er på forhånd gitt av den benyttede plasttype. Det er f.eks. fastslått at temperaturgrensen for polyetylen ligger i området mellom 100 og 105°C, for polypropylen mellom 145

og 150°C, og for polyester (PBTP eller PETP) i området fra 220 til 225°C. Dessuten er polyester en plast som vanskelig lar seg sveise eller forsegle. På den annen side er det et krav at den aktuelle emballasje skal være tett, i det minste pulvertett. For å oppnå dette må det utføres en intensiv sveising. Dersom det er ønskelig å forsegle to plastbelagte deler, er en kritisk egenskap det lille temperaturintervall for størkning, dvs. et lite temperaturintervall mellom plastens flytende og faste til-

stand. Ved anvendelse av polyester blir dette intervall så lite at forseglingen blir kritisk.

Dersom det på den annen side tilføres en så stor varme-

mengde at det trenger en tilstrekkelig varme gjennom plast-eller lakkbelegget, foreligger ofte faren for forbrenning,

dvs. at det dannes brune områder som påvirker utseendet av

den ferdige emballasje. Også trykkfargen kan skades av for kraftig oppvarming. Det er riktignok kjent å forsegle plastbelagte kartongmaterialbaner mot hverandre ved hjelp av konstant varmebakker, ved at en overliggende varmeanordning trykkes mot en mottrykksplate, hvorved det ved hjelp av varme-anordningen oppnås en temperaturøkning i belegget, som er beregnet for faseforandiring. Ved andre forseglingsmetoder er det velkjent å anvende underliggende varmeanordninger og

utnyttelse av både overliggende og underliggende varmeanordninger. I forbindelse med PE og PP har anvendelse av varmlufttilførsel og derpå følgende sammenpressing med kalde bakker vist seg brukbart. Imidlertid oppstår de ovenfor nevnte ulemper.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er derfor å

komme frem til en fremgangsmåte, samt en anordning for gjennomføring av fremgangsmåten, av den innledningsvis nevnte type, hvorved det blir mulig å belegge åpne trau som oppviser en utvendig kantflens, idet trauet og lokket har et passende materiale til at det oppnås forsegling uten at det forårsakes skade på en forbehandlet ytterflate, særlig uten brenning, idet forseglingen lett lar seg åpne, samtidig som den nødvendige oppvarming ikke medfører at det av-gis skadelige stoffer for den ferdige rett.

Dette formål oppnås ved at henholdsvis lokket og trauet omfatter plasttyper som vanskelig lar seg sammenføye innbyrdes, at forvarming utføres av den plastbelagte oversiden av trauets flens, hvoretter lokket trykkes mot trauets flens under ytterligere varmetilførsel ved hjelp av overliggende-og/eller underliggende varmeanordninger. De angitte plasttyper som vanskelig lar seg sammenføye eller sammensveise har vist seg å gi en fordelaktig løsning på den foreliggende problemstilling under visse betingelser, slik at det ved hjelp av forvarming på den ene side og sammenføyning av lokk og trau ved hjelp av trykk og varme på den annen side oppnås tett forsegling. Den overdrevne oppvarming av yttersidene ved hjelp av overliggende- eller underliggende varmeanordning ved anvendelse av trykkplater, som kan medføre brune brenn-merker eller skader på dekoren, kan unngås ved at en aktivering av platen ved hjelp av forvarming utføres på de kri-tiske steder, særlig oversiden av flensen på trauet som skal lukkes-.. Ved riktig innstilling av temperaturen i forvar-mingsstasjonen kan varmetilførselen i forseglingsstasjonen holdes tilstrekkelig lav, slik at trauet til tross for dette blir sett og lukkes i det minste pulvertett, samtidig som lokket lar seg rive av av forbrukeren uten bruk av alt for store krefter, og den ferdige rett blir ikke påvirket av oppvarmingen.

Det er herved særlig fordelaktig at forvarmingen utføres

ved tilførsel av varmluft mot oversiden av trauets flens. Det har vist seg at ved hjelp av passende luftdosering (utgangsspalt) såvel som veldefinert avstand mellom varm-luftmunnstykket og trauflensen kan den rette temperaturen innstilles nøyaktig, samtidig som det oppvarmede plastbelegget uten mekanisk påvirkning blir plastisert eller gjort flytende nøyaktig på de ønskede steder.

Det er herved særlig fordelaktig at det benyttes polyester på trauet og Surlyn^på lokket, samtidig som den tilførte varme og det mekaniske trykk punktvis på tauets flens.

Ved hjelp av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er det dessuten overraskende blitt mulig å anvende plastkombi-nasjoner i henholdsvis trau og lokk som vanskelig lar seg forsegle eller sveise til hverandre, slik som polyester mot polyester eller lignende, samtidig med at de stilte betingelser kan overholdes. Forsøk har imidlertid gitt særlig gode resultater-med kombinasjonen av polyester og sur lyn.-.

Som det fremgår av det tidligere nevnte, DE-OS 2819708, har Surlyn^høy affinitet mot andre beleggmaterialer, idet det har vært forutsatt forsegling mot aluminiumfolie. Sammen-føyningen er imidlertid særlig fordelaktig ved forsegling mot polyester, og forseglingsforløpet kan for første gang, ved utnyttelse av den foreliggende oppfinnelse, beherskes under oppfyllelse av de stilte betingelser, selv om plast-kombinasjonen polyester( på den trauformede del) og Surlyrr (på lokket) vanskelig lar seg forsegle mot hvera,ndre.

I henhold til foreliggende oppfinnelse løses også for første gang vanskelighetne i forbindelse med at den aktuelle embal^lasje skal anvendes for ferdigretter, dvs. for emballering av næringsmidler, som dessuten av forbrukeren skal tilberedes i emballasjen ved oppvarming, samtidig som emballasjen utnytter Surlyn^ysom har et smeltepunkt'på omtrent 90 C. For frem stillingen og lukkingen av trauet må altså det ytterligere krav oppfylles at innholdet i emballasjen ikke kommer i kontakt med Surlyn®:' etter åpning og under oppvarmingen.

Når fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen gjennomføres

på den beskrevne måte, vil ved hjelp av anvendelsen av det mekaniske trykket mot det plastiserte eller flytende polyesterbelegget (f.eks. PBTP)trykkes bort fra de områder der trykket utøves og mot inntilliggende områder, hvorved også kartongmaterialet i lokket formeres sammen med SurlynS belegget. Som tidligere nevnt har Surlyn<®>god bindeevne,

og trenger inn i det området av trauets flens der polyesteren er fjernet ved fortsatt anvendelse av mekanisk trykk, og hefter til flensen. På denne måte oppnås en i stor grad tett, særlig pulvertett, temperaturbestandig emballasje som er lett å åpne, og emballsjens utseende skades ikke ved forseglingen. Også det sistnevnte kravet, nemlig at de ferdige produkter ikke skal komme i kontakt med Surlyn®i når emballasjen befinner seg i bakeovnen, oppfylles overraskende på følgende måte: Når forbrukeren åpner den lukkede kartongbeholderen, rives samtidig med det surlyrroelagte lokket av et antall kartongfibrer i heftområdet på trauflensen. Etterat lokket er revet av, vil det^altså på lokket ikke henge igjen ikke-varmebestandig Surlyrr^ed den høye temperaturen under bakingen (f.eks. 175°C) . Sammenføyningsgraden mellom^SurlyirHog de kartongområder som polyester er fjernet fra ved anvendelse av ytre mekanisk trykk velges fortrinnsvis slik at emballasjen ikke ødelegges når lokket rives av. Mens Surlyn^tåler temperaturer på opptil 9 0°C, ligger den tilsvarende temperatur for den polyester som er igjen på oversiden av flensen, som utsettes for bake-temperatur eller oppvarming, på 225°C. Det er derfor ingen fare for at den ferdige rett blir påvirket av Surlyn, etter-som lokket med ikke-varmebestandig Surlyn®allerede er revet av, og ikke utsettes for den høye temperaturen.

Den innledningsvis nevnte anordning for gjennomføring av fremgangsmåten kjennetegnes ved at det i fremføringsretningen foran den under- og/eller overliggende varmeanordning er an ordnet en varmluftdyse for forvarming av oversiden av [trauets flens. Ved hjelp av denne anordning er det mulig å oppnå

det beskrevne, fordelaktige sveise- henholdsvis forseglings-forløpet. Det er herved særlig fordelaktig at varmluftdysen er anordnet over en oppvarmet undervarme, på hvilken trauets flens understøttes samtidig med at den holdes varm. Der-

ved kommer det fra underrammen så meget varme fra undersiden til flensen som skal forsegles på den fremdeles åpne emballasjen at det ovenfra forvarmede og plastiserte plastbelegget ikke delvis herder på grunn av for store varmetap.

Ved en ytterligere, fordelaktig utførelsesform av anordningen

i henhold til oppfinnelsen oppviser varmluftdysen en fordelerblokk med innstillbart påskrudd ytterdeksel, på hvilket det er anbragt nedholdere rettet mot underrammen. Utblåsingen av varmluft kan innstilles i nøyaktig definert retning, bredde og mengde ved omstilling av det ytre deksel. Det er dessuten fordelaktig at flensen på trauet kan utsettes for mekanisk trykk fra nedholderne ved anbringelse på underrammen, hvorved disse nedholdere fortrinnsvis trykker punktvis mot underrammen, slik at den nøyaktige justering av utgangsspalten for varmluft fra fordelerblokken ikke settes ut av funksjon ved at trauflensen deformes uregelmessig.

Det er også fordelaktig at den øvre og undre varmeanordning

er utstyrt med rammeformede sveiseplater, og at i det minste den ene av disse oppviser fremspring på den side som vender mot den annen plate. Derved blir det mulig å sveise eller forsegle ved hjelp av punktvis sammenpressing. Med punktvis menes naturligvis ikke punkter i geometrisk forstand, men små områder som ligger i avstand fra hverandre. Disse områder oppnås f.eks. ved hjelp av fremspring i form av avkortede pyramider som rager nedover eller oppover fra den ene sveiseplaten mot den annen, og fortrinnsvis ligger med like innbyrdes avstander, f.eks. i en avstand som tilsvarer størrelsen av

sammenpressingsområdene. En kan herved forestille seg et nettverk av dyptliggende og opphøyde områder, idet de dyptliggende områdene ikke gir sammenpressingstrykk og de opphøyde områdene gir trykk.

Ytterligere fordeler, særpreg og anvendelsesmuligheter for o<p>pfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse, under henvisning til de vedføyde tegninger. Fig. 1 viser skjematisk hele linjen for fremstilling av kartongbeholdere, fra fyllestasjonen til lukke- og borttransport-stasjonen, sett i perspektiv.

Fig. 2 viser en varmluftdyse i tverrsnitt.

Fig. 3 viser et snitt på tvers av snittet i fig. 2, langs linjen';"• Ill-ill i figur 2. Fig. 4 viser varmluftdysen, sett delvis i snitt og delvis fra siden, under forvarming av trauets flens. Fig. 5 viser den overliggende varmeanordning sett delvis i tverrsnitt og delvis fra siden. Fig. 6 viser en profilert sveiseplate sett ovenfra, i dette tilfellet anvendt som overliggende varmeanordning. Fig. 7-10 viser forskjellige trinn under fremgangsmåten for forsegling av lokket på trauets flens, vist skjematisk, og i delsnitt.. Fig, 11 viser et utsnitt av lokket og. trauets flens, vist i. snitt, idet endel av lokket er avrevet og noe sitter igjen på flensen.

Det plastbelagte trauet, i det foreliggende tilfellet belagt med polyester, fremstilles i henhold til figur 1, fylles og lukkes med et lokk som i den aktuelle utførelsesform er belagt

-med surlyn.

Ved hjelp av den skjematisk viste avtagningsanordningen 1 bringes fra en stabel av emner 2 det underste emnet i retning av pilen 3 og legges på en bare delvis og skjematisk antydet transportør 4. I stasjonen 5 skjer aktivering av forseglings-flater ved hjelp av varmluftdyser 6, slik at emnene kan formes i stasjonen 7, henholdsvis brettes og oppreises ved hjelp av et stempel 8 som beveger seg i en matrise, idet stemplet kan beveges i retning av den dobbelte pil. I den følgende stasjon 9 skjer fylling fra en første fylletrakt 10, risting ved hjelp av risteanordningene 11, veining i posisjonen 12, etter-fylling ved hjelp av etterfyllingstrakter 13, og eventuell utsortering av ikke fylte trau ved hjelp av utstøtnings-anordningen 14 for tomme emballasjer. De således fylte trau føres deretter i retning 90° på den opprinnelige, mot venstre og føres under varmluftdysen 15, som er vist mer detaljert i figur 2-4. I stasjonen 16 skjer forsegling av det nedre lokk 19 som er tatt ut fra stablen 17 i retning av pilen 18, ved pressing og varmholding ved hjelp av over- og/eller undervarme. Det lukkede trauet 20 transporteres deretter videre for ytterligere behandling.

I sammenheng med den foreliggende oppfinnelse er varmluftdysen 15 av særlig interesse, og er vist detaljert i fig. 2-5. I luftvarmeren 21, som bare er vist i utsnitt, oppvarmes luft som strømmer i retning av pilen 22 og tilføres fordelerblokken 24. Denne blokk består av et trykkammer 23 og et utvendig anbragt ytre deksel 25, som i særlige tilfeller kan festes innstillbart. Luften føres altså ut fra luftvarmeren 21, gjennom ventilblokken 24 og via utløpsåpninger 26 inn i trykkammeret 23, som avsmalner nedover mot det ytre hus 25, slik som vist i fig. 2. Ved at trykkammeret 22 smalner av nedover, dannes det rundt kammeret, slik som vist i fig. 3, en utløpsspalt 27 for varmluft, og luftens strømning er i fig. 4 antydet ved hjelp av en strek under f ordelerblokken 24. I nevnte fig. er også vist nedholderne 2 8 anordnet ved den nedre kant av det ytre deksel 25. Varmluftdysens funksjon fremgår av fig. 4, idet varmluften strømmer ut gjennom den rundtgående utløps-spalten 27 mellom nedholderne 28, mot flensen 29 på trauet 30.

Denne flens eller øvre kant 29 understøttes fra undersiden

av underrammen 21. Denne består av en basisplate 32, et isolerskjikt 33 og en oppvarmingsmotstand 36 anordnet i ut-sparingen 35 i bærerammen 34.

Stasjonen 16 vist i fig. 1 omfatter bl.a. den øvre varmeanordning vist i fig. 5 og 6. Fremspringene 4 0 i form av avkortede pyramider fremgår i forstørret målestokk av figur 7^-10.. På samme måte som underrammen i fig. 4 er også overvarmeren 16 bygget på en basisplate 41, som holder den øvre sveis platen 43 adskilt via isolerskjiktet 42, idet platen 43 likeså er utstyrt med en oppvarmingsmotstand 36. I fig. 6 er vist, sett forfra og fra undersiden, den profilerte sveiseplaten, hvorved det i den høyre, øvre del er synlig en åpning, ut-sparing eller kanal 35 i det viste snitt, i hvilken kanal oppvarmingsmotstanden 35 i utførelsesformen i henhold til fig. 4 er montert.

Fig. 7 viser det første trinn ved fremstillingen, hvorved flensen 29 på trauet 30 på en ikke oppvarmet underramme 4 5

vises i snitt og forstørres, for å illustrere skjiktopp-bygningen. I midten vises skjiktet 4 6 markert med loddrette streker, hvilket representerer grunnmaterialet av kartong.

Under de pyramidelignende fremspringene 4 0 og overvarmeren 16 ligger også et kartongskjikt 46. Dette kartongskjikt 46 er laminert, henholdsvis belagt med Surlyn^kjiktet 47, og disse skjikt danner sammen lokket 19. Mellom lokket 19 og flensen 29 på trauet 30 finnes det i den tilstand som er vist i fig. 7 et fritt rom. Oversiden av flensen 29 er for øvrig belagt med polyesterskjiktet 48, og undersiden er belagt med polyesterskjiktet 49.

Når deretter overvarmeren 16 føres mot bærerammen 45, fremkommer den tilstand som er vist idealisert i fig. 8. Kar-tongsk j iktet 4 6 i lokket 19 er deformert, og sammen med detteSurly^llkjiktet 47, på grunn av trykkraften som utøves av fremspringerne 40.

Denne trykkraft presser polyesterskjiktet, som på forhånd er oppvarmet ved hjelp av varmluftdysen 15 og<p>lastisert, bort frå områdene ved fremspringene 40 og inn i mellomliggende områder, der det altså skjer en oppsamling av polyestermate-rialet, idet områdene under fremspringene 4 0 får minsket mengde polyester, slik at det knapt finnes polyester i disse områdene.

Ved forsatt bevegelse nedover av overvarmeren 16 fremkommer den tilstand som er vist i fig. 9 og 10. Det: ler vist hvordan Sur lyn3> -skiktet 47 på lokket 19 delvis trenger inn i området under fremspringene 40, som nesten ikke oppviser polyester 48

(R)

i det hele tatt, og hvordan Surlyrr^ danner fast forbindelse med kartongenv Dermed er forseilingsforløpet avsluttet, og trauet er lukket på ønsket måte.1

Før forbrukeren setter trauet inn i ovnen må lokket rives av fra flensen 29 på trauet 30, slik som vist i fig. 11. Dette skjer under samtidig avrivning av de synlige fibre 50 i kartongskiktet 46, slik som vist i fig. 11, idet oversiden av kartongskiktet 46.delvis bortrives sammen med lokket 19 i de områder som tidligere lå under fremspringene 40. Derved oppnås at hovedsakelig hele Surlyn® -skiktet 47 blir igjen på lokket 19 og fullstendig avskilles fra lokket 30, slik at det under bakingen ikke skjer noen uheldig påvirkning av produktet.

Claims

1. Fremgangsmåte for lukking av en beholder av karton, særlig et plastbelagt trau for ferdigretter til husholdning eller industri, hvorved trauet brettes, oppreises og fylles, for deretter å føres til en forseilingsstasjon og lukkes ved hjelp av et lokk., karakterisert ved at kombinasjonen av plast i henholdsvis trau og lokk er vanskelig og sammenføye, at den plastbelagte flensen på trauet forvarmes og at deretter lokket presses mot oversiden av flensen under samtidig varmetilførsel ved hjelp av over- og/eller undervarme.

2. Fremgangsmåte som er .angitt i krav 1, karakterisert ved at forvarming av trauets flens utføres ved hjelp av blåsing av varmluft.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, k a r a k .t e r.i.i sert v.:é d at trauet er belagt med polyester og at lokket invendig oppviser Surlyr(5^ samt at den tilførte varme og trykkraften utøves punktvis mot trauets flens.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det som plastkombinasjon i henholdsvis trau og lokk anvendes polyester-polyestét; ellér= = lignende.

5. Anordning for gjennomføring av fremgangsmåten som angitt i krav 1-4, .. omfattende en transportør for transport av trau og lokk og en undervarmer og/eller overvarmer i form av sveise? plater, som kan beveges mot i.hverandre og ved hjelp av trykk bevirke sammenpressing av lokkets kantområder og trauets flens, karakterisert ved at det i transportretningen foran under- og/eller overvarmeren (45,16) er anordnet en varmluftsdyse((15,24-28) for forvarming av oversiden av trauets flens.

6. Anordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at varmluftsdysen (15) er anordnet over en oppvarmet underramme (31), på hvilken flensen (29) på trauet (30) hviler under samtidig varmholding (fig.4).

7. Anordning som angitt i krav 5 eller 6, karakterisert ved at varmluftsdysen (15) oppviser en fordelerblokk!. (24) med justerbart påskrudd ytre deksel (25), på hvilket er anbragt nedholdere (28) på den siden som vender mot underrammen (31) (fig.2-4).

8. Anordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at en overvarmer (16) såvel som en undervarmer er utstyrt med lignende svéiseplater (43) og at i det minste en sveiseplate (43) oppviser fremspring (40) på den siden som vender mot den annen sveiseplate.