NO834136L - Kartongbeholder - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår generelt beholdere fremstilt av kartong eller lignende materialer, og angår mer bestemt væsketette beholdere fortrinnsvis av den type som har urund form hvor minst et hjørne er utformet med liten krumningsradius.

En rekke konstruksjoner av runde, væsketette kartongbehol-dere er kjent. Eksempler på dette er vist i US patenter 3.369.726 og 3.583.624. Slike beholdere har typisk en diameter på 6 tommer (152,4 mm) eller mer. Vi har imidlertid funnet at når de konstruksjoner som er vist i de to ovennevnte patenter, eller andre typiske konstruksjoner, anvendes for beholdere med krumningsradius vesentlig mindre enn ca. 3 tommer (76,2 mm),

blir resultatet uakseptabelt. Med mindre krumningsradier blir det vanskelig eller umulig å oppnå tilfredsstillende væsketette forseglinger med noen grad av pålitelighet, og dersom det i det hele tatt kan oppnåes en slik forsegling, er det nødvendig med meget høye trykk.

For å lette økonomisk lagring av produkter som er pakket i slike beholdere, er det ønskelig å fremskaffe en pålitelig væsketett beholder av en mer vinkelformet utførelse, for eksempel formet som et rektangulært prisme. Det er ønskelig å bruke avrundete vinkler istendenfor rette vinkler i slike beholdere. Krumningsradien i et slikt hjørne vil være meget mindre enn 3 eller 3 1/2 tomme (88,9 mm) som er typisk for runde beholdere. Som angitt er de kjente konstruksjonsmetoder utilstrekkelige

til dette formål.

Hovedformålet med foreliggende oppfinnelse er derfor å tilveiebringe en enkel, billig, lett produserbar og pålitelig i det minste væsketett beholder fremstilt av kartong eller lignende,

og en fremgangsmåte for fremstilling av denne.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en

slik beholder som kan fremstilles med en pålitelig væsketett forsegling ved bruk av forholdsvis lavt trykk for forsegling.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av en slik beholder, innbefattende et forformingstrinn og et avsluttende forseglingstrinn, der forseglingen utføres under anvendelse av et verktøy som har en rillet forseglingsflate, for å gi et rillet utseende på et parti av den ferdige beholder.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en slik fremgangsmåte der beholderen er fremstilt av et emne som er konstruert for å gi minst mulig utbuling når emnet formes på

den måte som er nødvendig for de avrundete hjørner.

Enda et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en beholder av den beskrevne type som har god mekanisk stabilitet og et attraktivt utseende.

Enda et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en beholder av den beskrevne type som er lett å lagre.

Enda et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en slik beholder som er mer pålitelig og sikkert væsketett enn det som konvensjonelt er mulig.

Enda et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for konstruksjon av en slik beholder, hvorved de dob-belte tykkelser av kartongemnet som oppstår ved dannelsen av avrundete hjørner kan plasseres eller fordeles mer nøyaktig rundt beholderens omkrets enn det som konvensjonelt er mulig.

Enda et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for konstruksjon av slike beholdere, hvorved det blir mulig å fremstille beholdere med krumningsradier ned til 1/2 tomme (12,7 mm).

Beholderen ifølge oppfinnelsen omfatter et sidevegg-element og et bunnstykke. Sidevegg-elementets bunn-kantparti bøyes inn under bunnstykket for å danne en flens som bunnstykket hviler på. Flensen er i det minste væsketett festet til bunnstykket ved hjelp av en trykk- og varmforsegling som utføres ved hjelp av et verktøy med en rillet overflate. Dette gir en pålitelig forsegling over et område som kan ha hvilken som helst ønsket bredde opp til bredden av flensen, og som fortrinnsvis utgjør en temmelig stor del av flensens totale.bredde. En har funnet at ved å bruke denne konstruksjon blir det mulig å tilveiebringe en meget sikker, væsketett forsegling. Dessuten kan emnets doble tykkelser som oppstår i flensen ved beholderhjørnene (eller andre krumme deler av beholderen) kontrolleres og fordeles mer nøyaktig og jevnt ved bruk av rilleforseglingen enn det som konvensjonelt er mulig. En har også funnet at bruk av denne konstruksjon krever mindre trykk for forsegling enn tilfellet er med konvensjonelle konstruksjoner og metoder.

Ifølge oppfinnelsen blir de deler av bunnkantpartiet og sidevegg-elementet som skal bli hjørneområde på flensen spesielt behandlet for å sikre at når bunnkantpartiet brettes under bunnstykket for å danne flensen, vil utbulingen av flensen i hjørne-områdene begrenses til et akseptabelt nivå. I dette øyemed blir det fortrinnsvis utformet utskjæringer eller hakk i sidevegg-elementets bunnkant. En risslinje parallelt med bunnkanten er vanligvis anordnet, for å markere grensen mellom flensen og be-holdersideveggens hovedparti. Hakkene kan strekke seg enten delvis eller helt ned til risslinjen. I begge tilfeller er det ønskelig at hakkene har en slik størrelse og form at når flensen brettes vil flikene som dannes mellom hakkene overlappe hverandre. Derved kreves mindre nøyaktighet ved fremstilling av beholderen. Hakkene skal helst ha en utstrekning noe mindre enn helt ned til risslinjen, eller ca. halvveis til denne.

Ved en annen versjon av oppfinnelsen anvendes minst to sett lineære slisser i sidevegg-elementets bunnparti, idet hvert sett skråner med forskjellig skråvinkel mot bunnkanten. Slissene i de to sett veksler fortrinnsvis. Alternativt kan slissene ers-tattes av risslinjer. I sistnevnte tilfelle kan rissene møtes for å danne V'er, fortrinnsvis med spissene ved kanten. V'enes topp-partier kan møtes nær den horisontale risslinje, eller de kan være anordnet i avstand fra hverandre.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremstilles sideveggen av et emne, hvis sidekanter sammensveises væsketett for å danne et rør. Røret anordnes (eller kan om ønskelig innledningsvis formes) rundt en ambolt eller dor med samme form som den ferdige beholder. Bunnstykket plasseres på enden av doren, og et for-formingsverktøy plasseres over enden av doren for å

skyve sidevegg-elementets bunnkantparti nedad for å danne flensen. Når dette trinn er fullført fjernes for-formingsverktøyet, og et oppvarmet forseglingsverktøy plasseres over enden av doren. Dette verktøy har en rillet overflate som presses mot flensens indre parti, for derved å forsegle sistnevnte til bunnstykkets nedre overflate ved en kombinasjon av varme og trykk. Om ønskelig kan arbeidstrinnet som går ut på å forme sidevegg-element-emnet fra kartong eller lignende materiale innbefatte utførelse av slike hakk, risslinjer eller slisser i sidevegg-elementets bunnkantparti som ovenfor beskrevet.

Ovennevnte samt andre trekk og fordeler ved oppfinnelsen

vil bedre forståes ved betraktning av følgende detaljerte besk-rivelse av forskjellige foretrukne utføringsformer av oppfinnel-

sen, sett i sammenheng med de medfølgende tegninger der like henvisningstall viser til like elementer. Figur 1 er et riss av en foretrukket utføringsform av beholderen ifølge oppfinnelsen, vist delvis med delene fra hverandre . Figur 2 er et riss sett undenfra av den ferdige beholder ifølge utføringsformen på figur 1. Figur 3 viser et snitt gjennom den ferdige beholder, langs linjen 3 - 3 i figur 2. Figur 4 er et grunnriss av et sidevegg-emne for beholderen på figur 1 - 3. Figur 5 viser en detalj fra figur 2, som anskueliggjør utbulings kontroll-elementer ved utføringsformen på figur 1 - 3. Figur 6 og 7 viser utsnitt av en beholder under fremstillingsprosessen i henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Figur 8 viser en detalj av risset fra figur 2.

Figur 9 viser et detalj-utsnitt av den ferdige beholder, langs linjen 8 - 9 på figur 2. Figur 10 og 11 er riss lik figur 5, som viser alternative utføringsformer av beholderen ifølge oppfinnelsen. Figur 1 viser bestanddelene av en foretrukket utføringsform av beholderen ifølge oppfinnelsen, innbefattende en rørformet sidevegg 12 og et bunnstykke 14. Sideveggen 12 er laget av et emne 16 (se figur 4) som er formet til et rør med rektangulært tverrsnitt ved at dets to motsatte sidekanter 18, 20 som er sammenføyet ved en forsegling 22. Dette gjøres på hvilken som helst egnet, konvensjonell måte. Røret 12 er som vist i figur 6, plassert rundt en dor 24 med samme tverrsnittsform som den ferdige beholder skal ha, og som er vist som rektangulær. Det kan være hensiktsmessig å folde emnet 16 rundt doren 24 før side-forseglingen 22 utføres. Bunnstykket 14 og sideveggen 12 har avrundete hjørner 26, 28. Som det fremgår er hjørnenes krumningsradius forholdsvis liten. For en typisk beholder av den type som her er vist, har hjørnene 26, 28 en krumningsradius på ca. 1 tomme (25,4 mm).

Sideveggens 12 parti 30 nærmest bunnkanten 32 brettes

under bunnstykket 14 for å danne en flens 34 som ved hjelp av varme og trykk forsegles til bunnstykket 14. Forseglingen ut-føres ved hjelp av et rifleverktøy, som frembringer et riflet

forseglingsområde 36 på flensens 34 frilagte overflate.

Figur 4 og 5 viser et vesentlig rektangulært emne 16 av kartongmateriale eller lignende, fremstilt ved hjelp av hvilken som helst egnet emne-fremstillingsteknikk, for anvendelse til utforming av beholderens 10 sidevegg-element 12. Bunnkantpartiet 30 som skal danne flensen 34 er fortrinnsvis avgrenset fra resten av emnet 16 ved hjelp av en risslinje 38 parallelt med emnets 16 bunnkant 32. Ved de fire partier av emnet 16 som svarer til den ferdige beholders hjørner, er der anordnet utbulings-avgrensende eller -begrensende elementer 40 i bunnkantpartiet 30. Disse lokaliserer utbuling i bunnkantpartiet 30

når dette brettes under beholderens bunnstykke 14, som beskrevet nedenfor. De utbulings-begrensende elementer virker i hoved-saken ved at de begrenser størrelsen av hver utbuling eller blære som oppstår på grunn av utbulingen. Som vist i figur 5 består en foretrukket utføringsform for den utbulings-begrensende effekt av en rekke V-formete hakk 42 som strekker seg fra bunnkanten 32 til et punkt nær den parallelle risslinje 38.

Som vist kan V'enes spisser ligge nær, men ikke nå frem til risslinjen 38, og hakkene 42 er anordnet med innbyrdes avstand, idet de danner trpesformete fliker 44 i bunnkantpartiet 30. Avstanden mellom hakkene 42 er i likhet med hakkenes eksakte dybde et spørsmål om valg av design. Disse parametre bør velges slik at man er sikker på at når sidevegg-elementets 12 bunnkantparti 30 er brettet for å danne flensen 34, overlapper flikene som dannes av hakkene 42. Derved sikres at der ikke vil være noen områder på beholderens 10 omkrets uten en forsegling.

På grunn av hakkene 42 begrenses eventuell utbuling til flikene 44. Ved at utbulingen begrenses slik, vil hakkene 42 holde de kanaler som skyldes utbulingen tilstrekkelig liten til at rille-forseglingsverktøyet, som skal beskrives nedenfor, kan frembringe en tilfredsstillende forsegling på tross av kana-lene, selv med en krumningsradius så liten som 25 mm.

Som antydet i figur 6 anordnes den rørformete sidevegg 12 (eller formes innledningsvis) rundt den rektangulære dor 24,

med den horisontale risslinje 38 umiddelbart utenfor enden av doren 24. Bunnstykket 14 plasseres så på enden av doren 24, like innenfor sidevegg-elementets 12 horisontale risslinje 38. Som vist kan dorens 24 endeflate ha en grunn forsenkning 52

for å danne en inntrukket overflate for beholderbunnen. Et for-formingsverktøy 54 som så trees over enden av doren 24, folder sidevegg-elementets 12 bunnkantparti 30 over på bunnstykket 14. Hakkene i bunnkantpartiet 30 gjør at flensens 34 hjørnepartier buler på en forutsigelig, kontrollerbar måte. Som nevnt vil ingen utbuling krysse grensen som dannes av et hakk 42, slik at hver utbuling begrenses til et meget lite område. Derved får man snevre grenser for størrelsen av en eventuell kanal som kan dannes i flensen 34, og gjennom hvilken fuktighet eller væske eventuelt kunne trenge inn i eller ut av beholderen 10. For-formingsverktøyet 54 er en blokk med en boring 56 i den ene side, idet boringen 52 har omtrent samme form som bunnen på den ferdige beholder. Boringens innvendige hjørne 58 er avfaset. Av-fasingen bidrar til å nedfolde sidevegg-elementets 12 bunnkantparti 30 når for-formingsverktøyet 54 plasseres over enden av doren 24. Dette, sammen med en liten klaring mellom boringens 56 side og sidevegg-elementet 12, hindrer brudd i sidevegg-elementet 12 ved grensen mellom flensen 34 og sideveggen 12.

Som vist i figur 7, etter at for-formingsverktøyet 54 er fhernet, plasseres et forseglingsverktøy 60 over dorens 24 ende. Dette påfører flensens 34 indre parti en rundtløpende, rillet overflate 62 idet det varmforsegles til bunnstykket 14. En har funnet at med den riflede overflate 62 kan en effektiv, væsketett forsegling utføres på denne måte ved bruk av gjennomsnitt-lig omtrent halvparten av det trykk som er nødvendig med en plan forseglingsflate. Dette gir en kordfløyelaktig virkning, som vist i figur 8. Riflene er fortrinnsvis avrundet (krumningsradius på for eksempel 1,6 mm) og vekselvis fordypninger som fortrinnsvis har samme størrelse og form (selv om disse porsjo-ner ikke er vist i figur 8). Forseglingsverktøyet 62 er lik for-formingsverktøyet 54, men har ikke sistnevntes innvendige avfasing. (En svak avfasing 64 kan imidlertid være anordnet ved munningen av forseglingsverktøyets boring 66.) Forseglings-verktøyets 60 rillete forseglingsflate har selvsagt samme om-kretsform som flensen 34, selv om forseglingflaten typisk er trangere enn flensen 34. I den viste, foretrukne utføringsform har rillene form av forhøyninger eller ribber som er orientert slik at de peker mellom flensens 34 ytre og indre omkrets.

Det er nødvendig med en liten klaring mellom forseglings- verktøyets 60 sidepartier og sidevegg-elementet 12, for å hindre at emnernaterialet skal rives opp ved bretten. Klaringen er imidlertid tilstrekkelig liten til at bunnstykket 14 møter inner-veggen mer eller mindre nøyaktig i 90° vinkel. En viss oppad-bøyning av bunnstykket 14 mot veggen (med beholderen i dens oppreiste stilling) kan aksepteres, så lenge denne bøyen er tilstrekkelig liten til at kanten 68 på bunnstykket 14 ikke blottlegges for innholdet i beholderen. Derved blir hele den utvendige overflate på flensen 34 helt plan, bortsett fra rillingen, og man får således utmerket stabilitet og et tilta-lende utseende. Bredden av det rillete område er typisk en stor brøkdel av bredden av flensen 34, og kan om ønskelig være omtrent lik flensens bredde. Dette gir en sikker forsegling som ikke vil svekkes. Bredden av det rillete område bør fortrinnsvis være minst 3/16 tomme (4,76 mm). Både det rillete område og flensen kan om ønskelig ha hvilken som helst større dimensj on.

En har funnet at ved å bruke et slikt forseglingsverktøy

60 konsentreres forseglingskraften på en slik måte at vesentlig mindre kraft er nødvendig enn med konvensjonelle, plane forseg-lingsflater. En har funnet at bruken av en slik flate gir nøyaktig kontroll over og fordeler kartongemnets parti med dobbelt tykkelse i hjørneområdene. Disse trekk virker til å

gi en mer varig, mer pålitelig forsegling, og det lavere trykk som kreves ved fremstillingsprosessen minsker kostnadene ved sistnevnte. Dessuten har en funnet at bruk av rillene mulig-gjør den pålitelige, væsketette forsegling av flensen til bunnstykket, selv i hjørneområder med en forholdsvis liten radius (for eksempel 1,5 tommer (38 mm)), selv uten de utbulingsbegrensende elementer.

Som vist i figur 9, er bunnstykket 14 meget nøyaktig dimensjonert, slik at dets kant 68 ligger flatt mot sidevegg-elementets 12 innvendige overflate. Derved hindres at bunnkanten 68 blottlegges for innholdet. Når der anvendes laminert materiale med vanntette ytterlag, men ett eller flere indre papirlag, er dette nødvendig for å hindre nedbryting av beholderen .

Figur 10 og 11 viser varianter av de utbulingsbegrensende elementer 40. I figur 11 strekker hakkene 42' seg omtrent halv veis fra bunnkanten 32 mot den horisontale risslinje 38, og har korte riss eller snitt 70 som strekker seg fra hakk-spissen mot risslinjen 38, fortrinnsvis vinkelrett på kanten 32. Istedenfor de korte riss eller snitt, kan imidlertid skråriss som danner V'er som strekker seg over hvert hakk, og hvis spisser fortrinnsvis ligger på risslinjen 38, være anordnet. I figur 10 er snitt 46, 48 utformet i bunnkantpartiet 30. Snittene 46, 48 danner skråvinkler med bunnkanten '32. Ett sett av snitt 46 danner én skråvinkel, mens det andre sett 48 danner en annen skråvinkel, som kan være komplementærvinkelen til den første. Snittene i de to sett veksler, slik at hvert par nabosnitt mellom seg danner en trapesformet flik 50, idet flikenes korte henholdsvis lange grunnlinje vekselvis ligger på emnets 116 bunnkant 32.

I utføringsformen på figur 10 kunne risslinjer være anordnet istedenfor snitt. I denne versjon kan de skråttløpende risslinjer strekke seg helt til den horisontale risslinje 38, selv om dette ikke er nødvendig. Risslinjene kan møtes ved risslinjen 38 eller et annet sted for å danne V'er. V'ene kan være anordnet med innbyrdes avstand eller de kan berøre hverandre, eller være orientert med sine spisser ved bunnkanten 32

og sine toppunkter ved risslinjen 38.

I alle variantene av utføringsformene på figur 10 og 11 virker snitten eller risslinjene som sperrer mot utbuling av flensen 34. Selv om utbuling skjer, kan den ikke krysse en snitt- eller riss-linje. Størrelsen av de "materialbobler" som dannes på grunn av utbulingen begrenses av snittene eller rissene. Områdene av flénsen 34 kan deles videre ved ytterligere riss, hvilket ytterligere begrenser utbuling.

Selv om foreliggende oppfinnelse er beskrevet i detalj i forbindelse med forskjellige foretrukne utføringsformer, vil fagmenn på området nå kunne slutte seg til mange varianter og modifikasjoner av disse. Følgelig skal oppfinnelsens ramme begrenses, ikke av detaljene i de anskueliggjørende utførings-former som er beskrevet, men bare av ordlyden i de vedføyde krav.

Claims (14)

1. Beholder av kartong eller lignende, omfattende et sidevegg-element med minst ett avrundet parti og med et bunnkantparti, og et bunnstykke som danner beholderens bunn, karakterisert ved at sidevegg-elementets bunnkantparti er foldet under bunnstykket for å danne en flens som er i kontakt med bunnstykket og forseglet til dette langs et forseglingområde på flensen, idet forseglingområdet har en rillet overflate og danner en væsketett forsegling.

2. Beholder ifølge krav 1, karakterisert ved at bunnkantpartiet omfatter utbulingsbegrensende organer for begrensing av utbuling som kan skje når bunnkantpartiet brettes under bunnstykket.

3. Beholder ifølge krav 2, karakterisert ved at de utbulingsbegrensende organer omfatter utskjæringer i bunnkantpartiet nær bunnkanten.

4. Beholder ifølge krav 3, karakterisert ved at utskjæringene er V-formete hakk.

5. Beholder ifølge krav 4, karakterisert ved at bunnkantpartiet er avgrenset fra resten av sideveggeleementet ved hjelp av en risslinje tilnærmet parallelt med bunnkanten, og at hakkene strekker seg ca. halvveis til risslinjen fra bunnkanten, idet de utbulingsbegrensende organer videre omfatter et snitt som strekker seg fra spissen av hvert hakk.

6. Beholder ifølge krav 4, karakterisert ved at bunnkantpartiet er avgrenset fra resten av sideveggelementet ved hjelp av en risslinje omtrent parallelt med bunnkanten, og at hakkene strekker seg til et punkt nær risslinjen.

7. Beholder ifølge krav 2, karakterisert ved at de utbulingsbegrensende organer omfatter første og andre sett snitt i bunnkantpartiet, som strekker seg henholdsvis i første og andre skråretninger fra bunnkanten.

8. Beholder ifølge krav 7, karakterisert ved at snittene i de første og andre sett veksler med hverandre.

9. Beholder ifølge krav 1, karakterisert ved at bunnstykket har en omkretskant som støter mot innsiden av sideveggelementet omtrent i 90° vinkel.

10. Beholder ifølge krav 1, karakterisert ved at radien i det avrundete parti er vesentlig mindre enn ca.

3 tommer (76,2 mm).

11. Beholder ifølge krav 5, karakterisert ved at radien i det avrundete parti er mindre enn ca. 1 tomme (2 5,4 mm).

12. Beholder ifølge krav 6, karakterisert ved at radien i det avrundete parti er mindre enn ca. 1 tomme ( 25 , 4 mm).

13. Fremgangsmåte for fremstilling av den væsketette beholder av kartong eller lignende ifølge krav 1, omfattende utforming av et emne til et rørformet sideveggelement som har beholderens tverrsnittsform, og plassering av et bunnstykke i papirlokali-teten i forhold til sideveggelementet for å danne bunnen i beholderen, idet utformingen og plasseringen kan foretas i den ene eller annen rekkefølge, karakterisert ved for-forming av sideveggelementet ved å folde et kantparti av dette på bunnstykket, for å danne en flens i kontakt med dette, og forsegling av minst ett parti av flensen til bunnstykket for å danne en væsketett forsegling, under anvendelse av et riflet forseglingsverktøy for å gi en riflet overflate på flensens forseglete parti.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, karakterisert ved at utformingstrinnet følger etter et ytterligere trinn omfattende fremstilling av et emne for det rørformete sidevegg-element, innbefattende forsyning av emnet med elementer i dets kantparti for begrensning av utbulingsutstrekningen i kantpartiet under for-formingstrinnet.