Объемный пакет (ГОСТ 12302 — тип 1 — 11) с тремя сварными швами, с боковыми складками или без них Грис. 4.3) предназначен для фасования продуктов дозой от 200 до 5000 см3. Для получения объемного пакета упаковочный материал сначала сворачивается в рукав с круглым, овальным или прямоугольным сечением. Как пра­вило, образование рукава производится с помощью детали, называе­мой из-за характерного внешнего вида «воротником». По его нали­чию или отсутствию и, соответственно, по способу образования ру­кава упаковочные части автоматов подразделяют на воротниковые И безворотниковые.

Первый промышленный образец безворотникового автомата для фасовали я i фодуктов в пакеты из термосвариваемых материалов был изготовлен в 1952 г. 3 настоящее время безворотниковые автоматы встречаются значительно реже воротниковых. Они п рименяюгся для формирования п акета как и з многослойных материалов, так и из од­нослойных пленок. Применение однослойных пленок целесообраз­но лишь при малой дозе фасуемого продукта. Принципиальные от — .личия в конструю ию безворотниковых а втоматов вноси г устройство, протягивающее свернутый в рукав упаковочный материал. Автомат может быть оснащен тянущими губками или другими элементами (чаще всего захватами в виде щипцов).

Один из первых патентов, относящихся к способу получения ру­кава с помощью детали, внешне напоминающей матросский ворот­ник, зарегистрирован в 1954 г. (рис. 4.30, а). С середины 1950-х годов воротниковые автоматыначали широко распространяться. Несмот­ря на внешнюю простоту, деталь «воротник-рукавообразователь» сложна и в расчетах, и в изготовлении. Существует несколько тео­рий расчета заходной поверхности (воротника) и рукавообразующей линии, по которой пересекаются конусная поверхность воротника и цилиндрическая поверхность трубы. Для достижения высокой про­изводительности автомата необходимо правильно подобрать угол наклона заходной поверхности. Величина угла, как правило, зависит от толщины и жесткости упаковочного материала.

Рукавообразователи бывают круглого, прямоугольного, квадрат­ного и овального сечения. Рукавообразователи овального сечения можно увидеть на упаковочных машинах, где пленка, свернутая в рукав, протягивается на требуемую длину пакета вручную. Рукаво­образователи прямоугольного сечения встречаются чаще и исполь­зуются, например, на упаковочных машинах, образующих пакет с прокаткой или проваркой продольных швов. Существует рукавооб- разователь и без заходной поверхности (рис. 4.30, б), например, на автоматах компании «Теко». Тем не менее автоматы с рукавообразо — вателем подобной конструкции относят к воротниковым с низкой производительностью. Функции воротника в этом случае выполня­ются последним натяжным роликом и рукавообразующей линией на цилиндре.

По способу протяжки упаковочного материала воротниковые ма­шины бывают двух видов: с тянущими губками поперечной сварки (с продольной встречаются реже) и с тянущими транспортерами. Иногда вместо транспортеров применяют ролики или захваты в виде щипцов, аналогичных тем, которые описаны в конструкции машины для образования «стик-пака».

У воротниковых автоматов с тя ну щими транспортерами степень заполнения пакетов пр< >дуктом выше, чем у автоматов с тя нувщмн губками (рис. 4 31). Как правило, машины, на которых образуется объемный пакет, по направлению движения упаковочного материа­ла бывают вертикального типа Очень редко для фасования хрупких продуктов изготавливают автоматы, ось рукавообразователя которых отклонена от вертикали.

Безворотниковые автоматы непрерывного действия с тянущи­Ми губками В качестве примера возьмем технологическую схему упаковочной части фасовочного автомата для жидких продуктов, раз­работанного фирмоиТеПга Рак, или автомата АП1Н (его отечествен­ного ана"юга). И хотя на них изготавливались пакеты не в форме по­душечки, а в форме тетраэдра, по этой сх еме можно получат ь и паке­ты другой конфигурации (рис. 4 32).

Безворотниковый способ получения пакета заключается в том, что упаковочный материал с рулона 1 через натяжной ролик 2протаски­вается через формирующие кольца — большое 3 и малое 4, на кото­рых сворачивается в рукав. Кромки упаковочного материала прохо­дят через нагреватель 5 и ] грогрева ются до темпер» пгуры пла вления термосвариваемого слоя, после чего сдавливаются холодны м роли­ком 6 и образуют продольный ш ов

Ниже по движению упаковочного материала под утлом 90° рас­положены две пары цепных транспортеров 7 и 8 (на рис. 4.32 — по одному из ка ждой пары). На транспортерах прикреплены тепловые губки поперечной сварки 9 и 10, которые, сходясь, образуют попе­речный шов Доза продукта поступает внутрь рукава в тот момент, когда поперечный шов уже есть

Рис. 4 32 Схема безворотникового упаковочного автомата непрерывного действия с тянущими губками поперечной сварки, образующего пакет «тетра-классик»

Следующая пара поперечных губок запечатывает наполненный пакет и образует поперечный шов очередного пакета. Двигаясь вниз, губки протя г иьают упаковочный материал, образуя гирлянду напол­ненных пакетов. Ниже транспортеров 7,8 под углом 90° установле­ны две пары рот< >ров отрезки 11, на одной из которых расположен ы четыре ножа 12, а на другой — пластины Сходясь, ножи разрезают гирлянду — и один наполненный пакет 13 г< >тов.

Безворотниковые автоматы периодического действия с тянущи­ми захватами. Примером этого типа могут служить автоматы, обра­зующие упаковку «стик-гак», предназначенную для небольших доз продукта. Обычно эти машины выпускаются в много ручьевом ис­полнении (рис. 4.33).

Упаковочный материал с рулона 1 разматывается через систему натяжных роликов 2 и дисковыми ножами 3 разрезается вдоль на полосы. Число полос и ручьев может достигать восьми и даже две­надцати. Каждая полоса сворачивается в рукав вокруг трубы про — дуктовода 4. Кольцо 5 предотвра щает расхождение кромок упако­вочного материала при сварке продольного шва рукава Ра сположен — ные ниже губки продольной сварки 6, периодически прижимаясь к рукаву, производят сваривание кромок упаковочного материала, об­разуя продолы гые шьы

Под нижним краем трубы 4 располагаются губки поперечной сварки (обычно одна пара на все ручьи): задняя 7 и передняя 8. Схо-

Дясь, они сдавливают рукав и образуют поперечные швы. Встроен­ный в олну из поперечных губок (чаще заднюю 7) нож 9 отрезает готовый наполненный ] фодуктом пакет 1 /. Когда губки 6 отведены, а губки 7 и 8 разведены, захваты в виде щипцов 10 накладываются на рукав и двигаясь вниз, протягивают его на длину пакета. При после­дующем сведении губок створки щипцов разводятся, и щипцы под­нимаются вверх, возвращаясь в исходное пол< >жение.

Воротниковые автоматы периодического действия с тянущими губками поперечной сварки. Технологическая схема такого автома­та представлена на рис. 4 -34 Сначала упаковочный материал с руло­на 1 через систему натяжных роликов 2 поступает к рукавообразова — телю 3, при этом упаковочный материал перед рукавообразователем должен быть хорошо натянут. Далее упаковочный материал форми­руется в рукав вокруг трубы 4 Расположенная ниже губка продоль­ной сварки 5, периодически прихсимаясь к кромкам упаковочного материа ла, сваривает их образуя продольный шов.

РисУ 4 34. Схема воротникового упаковочного ав гомата периодического действия с тяну щими губками поперечной сварки

Ниже гуЬки продольной сварки и нижнего края трубы 4 располо­жены губки поперечной сварки 6 и 7, которые, начиная свое гори­зонтальное движение одновременно с губкой 5, сводятся, образуя поперечные швы верхний — нижнего пакета и нижний — верхнего пакета. Затем губка 5 отщит от трубы 4, а губки в и 7 движутся вниз, nj )отяги воя рукав на нужную длину пак ета. В губках поперечной свар­ки изготавливаются пазы, в одном из которых, как правило, задней губки б, установлен нож 8 I Три сведенных губках б и 7 нож соверша­ет движение, разрезая пакеты. Продукт от дозатора поступает внутрь пакета по трубе 4 в тот период, когда губки б и 7 сошлись или совер­шают движение вниз либо когда расходятся. Выбор момента дозиро­вания зависит от свойств упаковочного материала и продукта, а так­же от массы дозы

После окончания движения вниз 1убки 6 и 7расходятся, и гото­вый наполненный пакет 9 поступает на дальнейшие технологичес­кие операции, а губки поперечной сварки возвращаются в верхнее положение, и цикл повторяется.

Воротниковые автоматы периодического действии с тянущими губками продольной сварки. Очень редко для протягивания рука­ва используются губки продольной сварки. Пример такой конст­рукции — упаковочная часть автомата, фасующего продукты в па­кеты с проваркой продольных углов (рис. 4.35).

Упаковочный материал / через ролик 2 подводится к рукавообра — зователю прямоу] ольного сечения 3, где оборачивается вокруг тру­бы 4. Совмещение кромок упаковочного материала производится в одном из углов прямоугольной трубы. Четыре пары продольных гу­бок 5,6 и 7 (четвертая пара не показана) сдавливают кромки рукава и, двигаясь вниз, протяг ивают и сваривают материал. Три угловых шва придают па кету жесткость, а четверты й образует продольный шов. Таким обра зом, традиционный продольный шов объемного пакета оказывается спрятан в одном из углов.

Когда движение вниз зако! гчено, губки п родольной сварки разво­дятся и возвращаются в верхнее положение. В это время губки попе­речной сварки 8 и 9 сдавливают рукав, образуя поперечные швы. Когда они с ведены, вст роенны й в одну из губок нож 10 о гделяет гото­вый наполненный пакет 11 Пакет со сваркой продольных углов чаще всего выполняется со складкой. У зарубежных производителей та­кой стоячий пакет носит название stable-bag.

Ворот-ликоЕые автоматы непрерывного действия с тянущими 1убкамипоперечной сварки Технологическая схема, позволившая

С тянущими гудками продольной сварки

Значительно увеличить производител ьность упаковочных частей ав­томатов, была известна еще в 1960-х годах. В несколько модифициро­ванном виде (протяжка осуществляется не с помощью роликов, а с помощью губок) она представлена на рис. 4.36. Отличие этого авто­мата от машины, изображенной на рис. 4.34, состоит в том, что вместо губок продольной сварки устанавливает ся устройство непрерывной сварки 5, а вместо одной пары губок поперечной сварки установле­ны две пары: б—7 и 8—9.

Сварку продольного шва обеспечивают следующие устройства: горячий роликР комбинация неподвижного нагревателя и холодного ролика, горячая лента или устройства сварки нагретым газом, ТБЧ, ультразвуком. Движение пар губок взаимосвязано: когда одна пара расходится, вторая сходится. Так осуществляется непрерывное дви­жение упаковочного материала.

Приведен ные вы ше схемы воротниковых автоматов (к роме авто­мата с тянущими губками продольной сварки) начали широко ис- пользоватьужеккош^у 1960-хгодов. Впервой половине 1980-хгодов считалось, что ни одна из рассмотренных схем не способна обеспе-

Рис. 4.36. Схема в< >ротникового упаковочного автомата непрерывного действия с тянущими губками поперечной сварки

Чнть производительность упаковочной части автоматов периодичес­кого действия свыше 100 пакетов/мин. Ограничи вали производитель­ность процессы сведения и разведения сварочных электродов (губок), образования сварных швов, а также некоторые свойства упаковоч­ных материалов (низкая прочность, деформация под нагрузкой, высо­кий коэффициент трения) и малопроизводительные дозаторы.

Новые упаковочные материалы (ПП, ПЭТ) и комбинационный дозатор японской фирмы Ishida позволили значительно повысить производительность упаковочных машин. Компания Robert Bosch (Германия) разработала упаковочную машину непрерывного дей­ствия с вакуумными тянущими транспортерами SVK2500 произво­дительностью до 160 пакетов/мин Протяжка рукава с помощью ва­куума является одним из условий обеспечения высокой скорости. Robert Bosch первая в мире (патент был заявлен в апреле 1981 г.) применила протяжку рукава с помощью транспортеров, в специаль­ных отверстиях которых создается вакуум

Воротниковые автоматы периодического действия с тянущими транспортерами. Образование и заполнение пакета на такой маши­не происходит в соответствии со схемой, представленно на рис. 4.37. Упаковочный материал с рулона 1 через систему натяжных роликов 2 поступает к рукавообразователю 3, на котором вокруг трубы 4 фор­мируется рзчкав. Два транспортера 5 периоди чески протягивают ру­кав на длину пакета.

J родукт

В некоторых конструкциях транспортер движется постоянно, со­прикасаясь с рукавом только в момент протяжки. Встречаются также и автоматы, оснащенные транспортером с непрерывно движу! цейся перфорированной лентой, под которой периодически создается ваку­ум, притягивающим упаковочный материал.

Когда транспортеры 5 не протягивают рукав, с трубо> 4 соприка­сается ]убка продольной сварки б, образующая продольный шов па­кета. Губки поперечной сварки 7 и 8 практически одновременно с губками продольной сварки образуют понеречные швы пакетов. В 1убках поперечной сварки изготавливаются пазы, в одном из кото­рых установлен нож 9, разрезающий материал при сведенных губ­ках. К< »гда губки ‘/и 8 расходятся, губка б отходит от трубы 4 и напол­ненный пакет Ю отводится от автомата. Транспортеры протяжки
включаются, и цикл повторяется. Иногда вместо тянущих транспор­теров применяются ролики.

Воротниковые автоматы непрерывного действия с Т5шущими 1 рапсиортерамиидвумя (или более) паюами губок поперечной свар­ки. Данную схему в патенте ФРГ с приоритетом от 20 декабря 1985 г. предложила немецкая фирма Rovema. В совокупности с рядом дру-

Ги х решенш i, зарегистрированных позже, специалисты создали вы­сокопроизводительную (до 270 пакетов/мин) упаковочную машину Rotoseal.

Технологическая схема машины Rotoseal соединила два типа упа­ковочных частей воротниковых а втоматов: непрерывного действия с тянущими губками и с протяжкой транспортерами. Протяжка ру­кава осуществляется транспортерами, а поперечная сварка — губ­ками, которые, сопровождая непрерывно движущийся рукав, соеди­няют пленки и отрезают пакет. Работа такой машины ocyi цествляет- ся в соответствии со схемой, представленн ой на рис. 4 33.

Продукт

Упаковочны й материал 1 с рулона через систему натяжных роли­ков 2Поступает к рукавообразователю 3, где вокругтрубы 4 форми­руется рукав. Далее материал протягивается постоянно движущи­мися транспортерами 5, устройство непрерывной сварки 6 сварива­ет кроя, образуя продольный шов пакетов На высокопроизводитель­ных упаковочн ых машинах для образования продольных швов чаще всего используется сварка горячей лентой. Две пары поперечных губок 7—8 и 9—10, сходясь поочередно, образуют поперечные швы, а встроенные в губки ножи 11 и 12 отделяют готовый пакет 13.

Схожие решения были заявлены фирмой Ilapak в патентах с при­оритетом от 27 января 1986 г., 31 июля 1986 г. и 21 яньаря 1986 г, Вскоре подобную конструкцию запатентовала и Robert Bosch.

Рассмотренные автоматы (рис. 4.36 — 4.38) не только самые про­изводительные, но и самые сложные в исполнении и управлении. Здесь необходимо синхронизир ивать работу нескольких механизмов: у стройства, разматывающего рулон упаковочного материала, пода­ющего материал к рука вообразователю, транспортеров и 1убок. При этом транспортеры протяж ки и устройства непрерывной продоль­ной сварки сложнее, чем на других автоматах.

Воротниковые упаковочные автоматы всех ьидов могут снабжать­ся устройствами, образующими на пакете боковую складку. Такой пакет носит несколько названий: пакет с боковой складкой, пакет с поперечной складкой, стоячий пакет, пакет с гассетом.

Схема работы такого уст ройства представлена па рис. 4 39 Губки поперечной сварки м< >жно заменить ус гройством, устанавливаю щим пластиковую или алюминиевую клипсу В пакет, образованный па воротник< >вом автомате, можно встав.ять кла пан или замок дл я мн< >- горазового открывания и закрывания.

Таким образом, важнейшими технологическими процессами из­готовления мягкой тары являются печать, сварка, склеивание, до­зирование продукции и отрезка.

Процесс печати на полимерных i [ленках и листах осложнен спе­цифическими особенностями их поведения в печатных машинах — восприятием краски на невпитывающих поверхностях, повышенной разпотолщиппостыо при высокой прочности, ползучестью и т. д. С Сле­дует отметить, что качество печати в первую очередь зависит от свойств полимерных пленок и ли стов, которые в широком диа пазоне можно регулировать технологическими режимами их производства [25,40]. Поскольку печать на упаковочных материалах во многих ву­зах изучается отдельным курсом, эта объемная тема в данном учеб­ном пособии не рассмотрена.

Производство тары из полимерных пленок и листов

Особенности механических свойсть полимеров в высокоэластическом состоянии

Интервал температур, в котором можно наблюдать высокоэлас­тические свойства полимеров, равен разности температур (Т — Т) Для сетчатых полимеров верхним пределом эластических свойств является температура начала термического разложения Т, так как из-за межцепных химических связей полимер течь не может и при высоких температурах начинает разлагаться, деструктироваться, не переходя в текучее состояние Эластические свойства целесообразно рассмотреть на […]

Производство мягкой потребительской тары на фасовочно-упаковочных автоматах термоформовочного типа

Термоформовочные автоматы позволяют упаковывать любые виды продукции с использованием всех возможных методов ее по­дачи в отформованную часть тары. 11ижняятермоформованная часть из однослойного или многослойного полимерного материала являет­ся жесткой или полужесткой. Верхняя крышка отличается гибкос­тью, минимальной жесткостью. Она выполнена, как правило, из мно­гослойного материала, поэтому обладает хорошими барьерными свойствами, способностью к сварке ил и склеиванию, пригодна […]

Контакт но-тепловая сварка

Контактно-тепловую сварку нагретым ин< трументом осуществ­ляют с односторонним или л, вусторонним нагревом (рис. 4.41). Рис. 4.41. Схема контактно-тепловой сварки с од] юсторонним (а) и двусторонним (6) нагревом: 1 — нагретый инструмент; 2 — прокладки; 3 — свариваемые материалы; 4—холодный инструмент, мгн — температура нагретого инструмента; t2 — температура внешней поверхности изделия; Т —температура свариваемых поверхностей; […]