PL206027B1 - Sposób wytwarzania nadrukowywalnego kartonowego wyrobu opakowaniowego, zwłaszcza w postaci arkusza, zespół do wytwarzania nadrukowywalnego kartonowego wyrobu opakowaniowego, zwłaszcza w postaci arkusza, oraz nadrukowywalny kartonowy wyrób opakowaniowy, zwłaszcza w postaci arkusza - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania nadrukowywalnego kartonowego wyrobu opakowaniowego, zwłaszcza w postaci arkusza, zespół do wytwarzania nadrukowywalnego kartonowego wyrobu opakowaniowego, zwłaszcza w postaci arkusza, oraz nadrukowywalny kartonowy wyrób opakowaniowy, zwłaszcza w postaci arkusza.

Karton stosuje się do drukowania, a jego najbardziej powszechnym zastosowaniem jest wytwarzanie różnorodnych opakowań. Ważnymi właściwościami materiałowymi, jakich wymaga się od klas kartonu na opakowania, są wysoka wytrzymałość i sztywność, jak również wystarczająco wysoka jakość podłoża do druku, jeżeli na opakowaniu ma być wydrukowany tekst lub obrazy. Kartony są także często zaopatrzone w warstwy barierowe, jeżeli są używane np. do pakowania cieczy albo produktów zawierających składniki lotne, takich jak kawa, oraz innych produktów spożywczych. Jakość powierzchni podłoża drukarskiego jest określona wymaganiami, jakim ma odpowiadać jakość druku na opakowaniu produktu, wskutek czego produkty luksusowe muszą oczywiście być pakowane w materiał y inne niż uż ywane na opakowania transportowe i konsumenckie towary masowe.

Aby uczynić karton wystarczająco sztywnym, musi on być stosunkowo gruby, wskutek czego istnieje potrzeba dużej ilości surowca włóknistego do wytwarzania tegoż kartonu. Z drugiej zaś strony, im wyższe wymagania stawiane parametrom podłoża do druku, tym muszą być stosowane droższe surowce w celu nadania wyrobowi, spośród innych parametrów, wystarczająco dobrej jaskrawości. Ponieważ sztywność kartonu jest zdeterminowana głównie jego grubością, jednostkowe zużycie materiału oraz koszty surowca rosną prawie liniowo w funkcji grubości wyrobu i gramatury. Stosownie do powyższego byłoby korzystne, aby powierzchnia kartonu była wykonana z mocnego materiału o dużej gęstości i dobrych właściwościach pod względem drukarskim, podczas gdy warstwa środkowa powinna mieć mniejszą gęstość. Zwykle gęstość wstęgi kartonu jest zasadniczo stała na całym jej przekroju poprzecznym, ponieważ normalne techniki wytwarzania nie są w stanie wyprodukować wstęgi o zasadniczo zmiennej gęstości na przestrzeni jego grubości. Podczas zaginania, kartony uzyskują różną gęstość warstwy powierzchniowej w porównaniu z gęstością warstwy środkowej, jednak nawet w tych klasach zmiana gęstości jest tak mała, że nie ma tak skutecznej drogi zmniejszenia zużycia materiału w przypadku grubego kartonu jak ta, którą oferują tektury faliste, mają ce pofalowaną warstwę ś rodkową. Z tego powodu, ze względu na rosnące zapotrzebowanie na sztywniejsze materiały opakowaniowe, tektura falista jest wciąż preferowana w produkcji opakowań.

Tektura falista jest wyrobem warstwowym, mającym dwie płaskie warstwy zewnętrzne i umieszczoną pomiędzy nimi pofalowaną warstwę środkową. W wielowarstwowych tekturach falistych liczba pofalowanych warstw środkowych może być większa niż jedna, przy czym warstwy środkowe są oddzielone od siebie płaskimi warstwami kartonu podobnymi do tych, które tworzą zewnętrzne płaskie warstwy. Podczas gdy kształt, odległość pomiędzy grzbietami oraz wysokość fal mogą się zmieniać, pofalowanie wykonuje się zawsze w kierunku prostopadłym do kierunku przebiegu wstęg surowca w maszynie. Ponieważ cała wstęga uż ywana w warstwie środkowej jest pofalowana bez deformowania ciągłości gładkiej powierzchni boków wstęgi, pofalowane grzbiety tworzą liniowy i ciągły układ połączenia na powierzchni, do której będą przyklejone. W rezultacie sztywność warstwy środkowej staje się różna w kierunkach poprzecznym i wzdłużnym. W procesie wytwarzania wstęgi włókna we wstęgach kartonu orientują się same głównie w kierunku przesuwu przez maszynę, tzn. w kierunku wzdłużnym wstęgi. W rezultacie właściwości wytrzymałościowe wstęgi stają się różne w kierunku przebiegu przez maszynę i w kierunku poprzecznym do niego. W tekturze falistej różnicę tę wyrównuje większa sztywność warstwy środkowej w kierunku fal. W niniejszym kontekście, określenie „kierunek fal jest używany w znaczeniu wzdłużnego kierunku grzbietów i zagłębień fal.

Mimo iż tektura falista jest korzystnym materiałem opakowaniowym, ma ona szereg wad. Wytrzymałość na ściskanie tektury falistej zmienia się w szerokim zakresie w zależności od tego, czy siła ściskająca jest przyłożona do grzbietu, czy do zagłębienia, a ponadto zewnętrzne płaskie warstwy nie muszą koniecznie być płaskie we wszystkich punktach, lecz mogą mieć one odkształcenia spowodowane takimi czynnikami, jak np. niewielki skurcz po klejeniu. Oczywiście, właściwości warstwy powierzchniowej tektury falistej są uzależnione od grubości i jakości zewnętrznej płaskiej warstwy, tym niemniej jednak tektura falista nie jest na ogół uważana za najlepszy materiał do drukowania technikami stykowymi, co ogranicza jej zastosowanie w produkcji opakowań wysokiej klasy. Podczas gdy klasy tektury falistej z reguły mają tendencję do osiągania względnie dużej grubości, ostatnio wprowadzono do sprzedaży cieńsze tektury faliste o mniejszej gramaturze. Nadmierna grubość tego materiału

PL 206 027 B1 ogranicza jego stosowanie zarówno w wyrobach z nadrukami, jak i w małych opakowaniach detalicznych, które są ograniczone swoimi wymiarami zewnętrznymi. Zgodnie z powyższym, co najmniej w opakowaniach wysokiej klasy tektura falista zazwyczaj nie stanowi alternatywy dla kartonu.

Kolejną wadą tektury falistej jest względnie skomplikowany proces jej wytwarzania. Trzywarstwową tekturę falistą wytwarza się poprzez pofalowanie najpierw wstęgi warstwy środkowej, następnie nakłada się klej na grzbiety fal, po czym środkową pofalowaną strukturę łączy z pierwszą zewnętrzną płaską warstwą drogą prasowania. Drugą zewnętrzną płaską warstwę przykleja się w oddzielnym etapie tak, aby w ten sposób utworzyć dwuwarstwową tekturę podstawową. Klej nakłada się tylko na same grzbiety fal, co pozwala na nakładanie kleju jedynie za pomocą aplikatora o twardej powierzchni, takiego jak wałek. Ten sposób nakładania może nie zapewnić jednorodnego łączenia. Dwuetapowa technika wytwarzania jest kosztowna, a linia produkcyjna tektury falistej staje się długa i niewygodna, tym samym wymagają ca duż ej powierzchni fabrycznej i zwią zanych z tym wysokich nakładów inwestycyjnych. W procesie wytwarzania wielowarstwowej tektury falistej liczba etapów produkcyjnych wzrasta proporcjonalnie do liczby warstw w produkcie.

Celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie odpowiedniego sposobu wytwarzania kartonu, cechującego się odpowiednią sztywnością i oferującego stosunek jednostkowego zużycia materiału do sztywności tektury niższy niż w przypadku kartonu klas znanych ze stanu techniki.

Cel wynalazku osiąga się poprzez wykonanie kartonu z co najmniej dwóch, korzystnie z trzech warstw połączonych ze sobą poprzez klejenie i poprzez obróbkę wstęgi materiału warstwy środkowej w stanie suchym przed etapem klejenia tak, aby uzyskać trwał e odkształ cenia, których wzór wystaje w pożądany, swobodnie zmieniany sposób z powierzchni materiału warstwy ś rodkowej.

Innym celem wynalazku jest dostarczenie sposobu odpowiedniego do łączenia ze sobą warstw kartonu w jednym etapie.

Zgodny z wynalazkiem sposób wytwarzania nadrukowywalnego kartonowego wyrobu opakowaniowego, zwłaszcza w postaci arkusza, mającego co najmniej dwie warstwy, zgodnie z którym wstęgi surowca kartonowego tworzące warstwy wyrobu łączy się ze sobą poprzez klejenie, charakteryzuje się tym, że co najmniej jedną ze wstęg obrabia się mechanicznie w stanie suchym, gdy zawartość wilgoci we wstędze jest korzystnie nie większa niż 12%, poprzez wytłaczanie na niej wypukłego wzoru z trwałym odkształceniem powierzchni wstęgi, oraz łączy się wstęgi ze sobą po nałożeniu kleju w zespole sklejającym, w którym wstę gi surowca kartonowego kalibruje się do żądanej gruboś ci przez dociskanie do siebie.

Korzystnie, na wstędze przeznaczonej do obróbki mechanicznej tworzy się odkształcenia trójwymiarowe.

Korzystnie, klej nakłada się na całą powierzchnię nieobrabianych stron wstęg, które w trakcie klejenia zwraca się w stronę obrabianej wstęgi.

Korzystnie, w zespole sklejającym łączy się równocześnie ze sobą co najmniej trzy wstęgi.

Korzystnie, co najmniej jedną wstęgę z tych wstęg poddaje się obróbce z uzyskaniem wstęgi nieprzepuszczalnej dla cieczy i/lub gazu.

Korzystnie, w zespole sklejającym wprowadza się elementy identyfikacyjne, wspomagające identyfikację wyrobu kartonowego albo wykonanego z niego opakowania.

Korzystnie, na wstęgach wykonuje się znaki ustawcze i podczas procesu prasowania ustawia się wstęgi względem siebie za pomocą tych znaków.

Zgodny z wynalazkiem zespół do wytwarzania nadrukowywalnego kartonowego wyrobu opakowaniowego, zwłaszcza w postaci arkusza, mającego co najmniej dwie warstwy, przy czym ten zespół zawiera podajnik do doprowadzania co najmniej dwóch wstęg do zespołu oraz zespół do nanoszenia kleju na jedną powierzchnię co najmniej jednej ze wstęg dla połączenia tej powierzchni z inną wstęgą, charakteryzuje się tym, że ma zespół roboczy, korzystnie w postaci walców wytłaczających, do wytwarzania trwałych odkształceń powierzchniowych na co najmniej jednej suchej wstędze oraz zespół sklejający, korzystnie w postaci przeciwległych walców, zarówno do dociskania tych wstęg do siebie po nałożeniu kleju, jak i do kalibracji grubości tak otrzymanego wyrobu.

Korzystnie, liczba podajników wstęg do zespołu sklejającego wynosi co najmniej trzy, przy czym podajniki są zsynchronizowane w czasie.

Zgodny z wynalazkiem nadrukowywalny kartonowy wyrób opakowaniowy, zwłaszcza w postaci arkusza, mający co najmniej dwie warstwy połączone ze sobą, przy czym jedna z warstw jest wykonana ze wstęgi płaskiej, charakteryzuje się tym że co najmniej jedna z tych warstw ma odkształcenia powierzchniowe wykonane w stanie suchym na wstędze tworzącej tę warstwę, gdy zawartość wilgoci

PL 206 027 B1 we wstędze jest korzystnie nie większa niż 12%, przy czym na powierzchni tej warstwy znajduje się wypukły wzór z trwałymi odkształceniami powierzchni.

Wyrób według wynalazku korzystnie ma klej pokrywający całą powierzchnię tej strony co najmniej jednej wstęgi z tych płaskich wstęg, która to strona jest zwrócona do wstęgi mającej odkształcenia powierzchniowe.

Wyrób według wynalazku korzystnie składa się z trzech warstw, przy czym warstwa mająca odkształcenia powierzchniowe znajduje się pomiędzy warstwami wykonanymi z wstęg płaskich.

Korzystnie, co najmniej jedna z warstw wyrobu jest nie przepuszczalna dla cieczy lub gazu.

Wyrób według wynalazku korzystnie zawiera elementy identyfikacyjne, wspomagające identyfikację tego wyrobu albo opakowania wykonanego z niego.

Wynalazek przynosi znaczące korzyści.

Wynalazek umożliwia wytwarzanie kartonu opakowaniowego wysokiej jakości, klas umożliwiających drukowanie, w którym stosunek sztywności do jednostkowego zużycia surowca, w szczególności surowca włóknistego, jest zasadniczo korzystniejszy niż w kartonie znanych klas. Właściwości kartonu można łatwo zmieniać i można go również wytwarzać jako karton niezwykle lekki. Wielkość produkcji jest duża, jak również jego wytrzymałość i wytrzymałość na zginanie względem gramatury. Rzeczywiście, sztywność wyrobu może nawet przewyższać sztywność tektury falistej. I odwrotnie, w porównaniu z wyrębem o równej sztywności i wytrzymałości, karton wytwarzany według wynalazku może być wytwarzany z użyciem mniejszej ilości materiału włóknistego. W związku z tym, nowy karton jest opłacalny w wytwarzaniu i stanowi mniejsze obciążenie dla środowiska naturalnego niż znany karton, w którym wszystkie warstwy są warstwami litymi. Wyrób można w całości i łatwo poddać przerobowi jako surowiec wtórny pod warunkiem, że wszystkie warstwy wyrobu są wykonane z materiału z wł ókien celulozowych. Jeż eli wyrób wymaga warstw barierowych dla wilgoci albo gazu, moż na je wprowadzić, stosując znane materiały w postaci folii/błony. W tym przypadku o możliwości recyklingu wyrobu decyduje typ zastosowanej folii/błony, wskutek czego z punktu widzenia recyklingu korzystne jest dobieranie materiałów folii/błony, które można poddać recyklingowi razem z materiałem włóknistym.

Właściwości kartonu można zmieniać na wiele sposobów. Poprzez zmianę kształtu i wymiarów wzoru utworzonego w warstwie środkowej można regulować nie tylko grubość wyrobu finalnego, lecz także jego właściwości wytrzymałościowe w różnych kierunkach, podczas gdy w celu uzyskania żądanych właściwości drukarskich kartonu można zmieniać właściwości zewnętrznej płaskiej warstwy. Zewnętrzna płaska warstwa kartonu może być np. klasy powlekanej i kalandrowanej, nadając tym samym wyrobowi dobre właściwości drukarskie. Ponieważ profil grubości kartonu jest kalibrowany do równomiernej grubości, a wytrzymałość na ściskanie kartonu w kierunku prostopadłym do jego powierzchni jest jednorodna, na kartonie według wynalazku można wykonywać nadruki wysokiej jakości, stosując znane techniki druku stykowego, np. takie jak druk offsetowy, fleksograficzny i druk na drukarkach cyfrowych.

Karton można wytwarzać w jednym chwycie, a ponieważ klej można nakładać z wykorzystaniem wielu różnych technik, z których jedną jest natryskiwanie, łączenie warstw wstęgi ze sobą i nakładanie na nie kleju jest prostą operacją. W najkorzystniejszej postaci wyrób jest natychmiast gotowy do użycia, co oznacza, że nie wymaga on ani etapów suszenia, ani magazynowania, lecz właściwie może być bezpośrednio skierowany do dalszego przerobu. Zważywszy, że wstęga warstwy środkowej jest obrabiana mechanicznie poprzez prasowanie bez nagrzewania, środki formujące warstwę środkową mogą być wykonane jako bardzo proste. Ponieważ wynalazek można zaadaptować do zastosowania z różnymi rodzajami materiałów, karton można wytwarzać z najbardziej opłacalnych surowców dostępnych w danym czasie. Właściwość tę można wykorzystać, jeżeli np. wyrób nie musi odznaczać się dużą jaskrawością, w wyniku czego, wykorzystując włókna mniej bielone albo włókna z odzysku niepoddawane peł nemu bieleniu, moż na korzystnie obniż y ć koszty materiału. Wł a ś ciwoś ci wytrzymałościowe wyrobu można także zmieniać poprzez zastosowanie różnych rodzajów klejów. Przykładowo, klejenie można zrealizować stosując klej spieniony, który wypełnia zagłębienia wyrobu, tym samym poprawiając zasadniczo sztywność wyrobu. Jedną albo większą liczbę warstw wyrobu może stanowić materiał polimerowy albo folia metalowa, a ponadto jedna z warstw może być powlekana materiałem tworzącym żądany rodzaj błony albo bariery. Kartony takich klas są potrzebne np. w przypadku opakowań na płyny albo opakowań, które są nieprzepuszczalne albo słabo przepuszczalne dla wilgoci i gazów, oraz w przypadku wyrobów zgrzewalnych. Oczywiście w jednym wyrobie może być laminowanych wiele różnych folii/błon.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym jedyna figura schematycznie przedstawia jedną postać wynalazku.

PL 206 027 B1

Przykładowa postać przedstawiona na schemacie jest odpowiednia do wytwarzania wyrobu trzywarstwowego. Aby wytworzyć taki wyrób trzywarstwowy, konieczne są trzy wstęgi 4, 5, 6, które są pobierane do procesu produkcyjnego z rolek materiału z podajników 1, 2, 3. Jak wymaga tego proces, wstęgi są rozwijane z rolek z podajników 1, 2, 3 i przechodzą do zespołu sklejającego 7 utworzonego pomiędzy dwoma przeciwległymi walcami. W tym zespole sklejającym 7 wstęgi są łączone ze sobą. Początkowo środkowa wstęga 5 przechodzi przez zespół roboczy 8 do wytwarzania trwałych odkształceń powierzchniowych, korzystnie w postaci walców wytłaczających, który obrabia wstęgę poprzez wytłaczanie na niej wypukłego wzoru w stanie suchym tak, aby odkształcić jej powierzchnię w trwały sposób. W niniejszym kontekście przez suchą wstęgę należy rozumieć wstęgę mającą normalną zawartość wilgoci we wstędze odwijanej z rolki z podajnika 2 w magazynie albo w maszynie, tzn. za wartość wilgoci we wstędze na rolce na etapie dostawy, zazwyczaj mniejszą niż 10%, na ogół 3% do 12%. Ponadto operację wytłaczania realizuje się bez poddawania wstęgi nagrzewaniu albo obróbce parą. Najkorzystniej, powierzchnię wstęgi wytłacza się wzorem trójwymiarowym, takim jak plaster miodu, w wyniku czego wytrzymałość wstęgi po wytłaczaniu jest jednakowo dobra zarówno w kierunku orientacji włókien, jak i w kierunku poprzecznym do kierunku przebiegu przez maszynę, co nie zachodzi np. w przypadku dwuwymiarowego pofalowanego środka tektury falistej. Wstęgi 4 i 6 zewnętrznej płaskiej warstwy przechodzą przez walce klejące 9, 10 oraz walce nanoszące 11, 12. Ich funkcja polega na tym, że walce klejące 9, 10 biegnące odpowiednio po zewnętrznej stronie wstęg 4, 6 zewnętrznej płaskiej warstwy służą jako walce oporowe, podczas gdy klej jest nanoszony odpowiednio na wewnętrzną stronę wstęg 4, 6 zewnętrznej płaskiej warstwy na obwodzie walców nanoszących 11, 12. Pokryte klejem wstęgi 4, 6 zewnętrznej płaskiej warstwy przechodzą następnie wraz z wytłoczoną wstęgą 5 warstwy środkowej przez zespół sklejający, w którym wstęgi przywierają wzajemnie do siebie, i równocześnie, poprzez prasowanie wstęgi pomiędzy walcami, kalibruje się grubość kartonu. W ten sposób wytwarzanie wyrobu i łączenie ze sobą jego wstęg w połączeniu z kalibracją grubości kartonu można wykonać w jednym etapie. Zespół sklejający 7 służy także jako zespół przeciągający dla wstęg. Po połączeniu, w zależności od wymagań związanych z utwardzaniem użytego kleju, jeżeli jest to konieczne, wyrób można suszyć za pomocą suszarki 13. Oczywiście klej można utwardzać wykorzystując inne typy reakcji, tak jak narzuca to klej nałożony na wstęgę.

Opisany wyżej proces może obejmować wiele różnych etapów, które przeanalizowano w dalszym ciągu niniejszego opisu, mając na uwadze różne alternatywne rozwiązania linii produkcyjnych oraz ich etapy.

Wynalazek jest ukierunkowany na wytwarzanie kartonu na opakowania konsumpcyjne, mającego małe zapotrzebowanie na surowce wyjściowe, w wyniku czego celem wynalazku jest obniżenie jednostkowego zużycia surowców stosowanych na opakowania. W tym celu, niniejszy karton określa się jako wielowarstwowy karton opakowaniowy, mający typowo gramaturę 100 do 500 g/m². Grubość wyrobu wynosi typowo 0,5 do 1,5 mm, czyniąc wyrób kompatybilnym z różnorodnymi technikami druku. Jego wytwarzanie zachodzi w procesie, w którym suche włókniste wstęgi łączy się ze sobą poprzez klejenie tak, że uzyskuje się dwuwarstwowy albo wielowarstwowy materiał laminowany. Wynalazek opiera się na mechanicznej obróbce wstęgi warstwy środkowej w stanie suchym tak, że wytwarza się na niej trwałe wystające odkształcenia. Etap odkształcania korzystnie realizuje się bezpośrednio przed klejeniem wstęgi warstwy środkowej po jednej jej stronie albo po obydwu stronach do górnej zewnętrznej płaskiej warstwy, dolnej zewnętrznej płaskiej warstwy albo do wstęgi warstwy środkowej. Klej nakłada się jako równomierną warstwę na powierzchnię nieodkształconej wstęgi, w wyniku czego w tym samym czasie zachodzi kalibrowanie górnej powierzchni zewnętrznej płaskiej warstwy, poprawiając tym samym jeszcze bardziej wytrzymałość wyrobu. Łączenie wstęg ze sobą ma miejsce w jednym zespole walców, który także reguluje i kalibruje finalną grubość wyrobu.

Wstęgi wykorzystywane w wyrobie mogą być wstęgami niewykończonymi albo wstęgami przetworzonymi o gramaturze w zakresie 30 - 200 g/m². Wstęgi takie mogą być klasami, które wykańcza się poprzez powlekanie i/lub kalandrowanie, jak również wstęgami wielowarstwowymi o wykończonej powierzchni albo laminowanymi folią/błoną na różne sposoby. Wstęga warstwy środkowej może nawet być wstęgą bibułki, pod warunkiem, że można spełnić żądane właściwości wytrzymałościowe. Jedną albo większą liczbę włóknistych wstęg wyrobu można zastąpić materiałem polimerowym albo warstwą folii metalowej.

Przed klejeniem wstęgi 4, 6 zewnętrznej płaskiej warstwy można poddać obróbce na tej samej linii produkcyjnej, np. poprzez wykonywanie wzoru. W opisanej wyżej postaci wstęga 4 zewnętrznej płaskiej warstwy jest obrabiana mechanicznie techniką ziarnowania, co ma miejsce w zespole walców

14. Dodatkowo, wstęga albo wstęgi mogą być powlekane, np. tworzywem barierowym. W przykłado6

PL 206 027 B1 wej postaci obróbkę tę wykonuje się w odniesieniu do jednej ze wstęg zewnętrznej płaskiej warstwy w zespole walców 15. Obróbkę można realizować, używając czynników albo lakierów obróbkowych wytwarzających funkcjonalną barierę, bądź też przyklejając do powierzchni wstęgi folię/błonę o żądanych właściwościach. W kontekście niniejszego opisu, termin „powłoka barierowa odnosi się do obróbki, która czyni wyrób nieprzepuszczalnym dla cieczy lub gazu. Nakładanie i wiązanie takiego czynnika obróbkowego ze wstęgą jest dobrze znane w tej dziedzinie techniki i w celu zrealizowania tego zadania można zastosować szereg sposobów.

Zasadniczą cechą wynalazku jest to, że pozwala on na łatwe uzupełnienie wyrobu o taśmy wzmacniające i elementy technologii informacyjnej, takie jak paski magnetyczne, folie z obwodami drukowanymi i dyski z rezonansowymi układami/obwodami identyfikacyjnymi albo inne pasywne/aktywne elementy techniki przetwarzania danych, na podstawie których można identyfikować opakowania wykonane z niniejszego kartonu oraz można kontrolować wytwarzanie/użytkowanie takich opakowań. Taśma wzmacniająca albo pasek magnetyczny mogą być odwijane ze zwoju 16 do zespołu sklejającego 7, podczas gdy inne typy elementów dodatkowych są albo wprowadzane za pomocą odpowiednich środków podających 17 do zespołu sklejającego, albo nakładane na pokrytą klejem powierzchnię wstęgi.

Wstęgi zewnętrznej płaskiej warstwy kartonu mogą mieć wcześniej wykonane nadruki, wskutek czego na ogół zachodzi konieczność zgrywania ze sobą wzorów nadrukowanych po przeciwnych stronach wstęg zewnętrznej płaskiej warstwy. Można to zrealizować np. za pomocą znaków ustawczych wydrukowanych na wstęgach zewnętrznej płaskiej warstwy. Dopasowanie znaków można kontrolować za pomocą kamer albo fotokomórek. Wynalazek ułatwia takie ustawienie wstęgi przez to, że wstęgi są łączone ze sobą w jednym zespole sklejającym 7 składającym się z walców, wskutek czego ustawienie wymaga tylko prostej wzajemnej regulacji prędkości przesuwu wstęg. Znaki ustawcze mogą być także wykorzystywane do podawania wymienionych wyżej elementów przetwarzania danych do żądanych położeń wstęgi, toteż elementy zostają dokładnie ustawione we właściwych miejscach na wyciętych arkuszach i tym samym są prawidłowo usytuowane na opakowaniu w celu operacji odczytu albo zapisu.

Klej nakłada się na całą powierzchnię nieobrabianej wstęgi, która może stanowić wstęgę zewnętrznej płaskiej warstwy albo wstęgą warstwy środkowej. W ten sposób można zapewnić pewne przyleganie wszystkich punktów obrabianych wstęg warstwy środkowej do nieobrobionej wstęgi, w wyniku czego utwardzanie kleju także wzmacnia wyrób. Ilość nakładanego kleju wynosi około 1-3 g/m² w odniesieniu do stałych składników kleju, co oznacza, że klej można nakładać np. przy użyciu techniki nanoszenia błony. W praktyce klej można nakładać dowolnym sposobem znanym w tej dziedzinie techniki, a przykładami takich sposobów są: nakładanie rozpylaniem, nakładanie spływającą warstwą, nakładanie walcem do druku wklęsłego oraz nakładanie natryskowe. Klej można nakładać w postaci cieczy albo zawiesiny lub pianki ciał stałych w roztworze na bazie cieczy. Klej może być także wprowadzany bezpośrednio do zespołu sklejającego 7, jak wskazano strzałką 18 na schemacie, w szczególności gdy stosuje się klej spieniony albo nakładanie przez rozpylanie. Należy jednak zauważyć, że w celu wytworzenia wytrzymałego wyrobu i zapewnienia pełnego przyklejenia warstwy środkowej, na powierzchnię nieobrabianej wstęgi musi się nałożyć równomierną warstwę kleju. Korzystnie, zawartość składników stałych w kleju powinna być wystarczająca tak, aby uniknąć konieczności intensywnego suszenia wyrobu. Właściwy dobór kleju można także wykorzystać do wpływania na właściwości wyrobu, a tym samym etap klejenia może nadać wyrobowi takie właściwości jak np. kontrolowane zabezpieczenie przed wyładowaniami elektrostatycznymi. Jeżeli klej nakłada się w postaci spienionego preparatu, wypełnia on wolną przestrzeń w wyrobie, tym samym poprawiając w szczególności jego wytrzymałość na ściskanie. Aspektem, który czyni kleje na bazie skrobi korzystnymi jest to, że wyroby sklejone tymi preparatami można łatwo przerabiać jako surowce wtórne.

Wytłaczanie środkowej wstęgi 5 wykonuje się na suchej wstędze poprzez poddanie wstęgi ściskaniu tak, aby wykonać na niej trwałe odkształcenia. Korzystnie, aby zachować jej maksymalną wytrzymałość, powierzchnia wstęgi nie powinna być rozerwana. Wstęgę wytłacza się w stanie suchym, ponieważ wytłaczanie wstęgi w stanie wilgotnym wymaga suszenia, co jest operacją energochłonną i tym samym kosztowną, wymagającą wydajnych urządzeń suszących, a ponadto suszenie wstęgi mogłoby wpłynąć na wymiary wytłaczanego wzoru i samej wstęgi, gdyż podczas suszenia wilgotna wstęga włóknista ulega drastycznemu skurczowi.

Oprócz opisanych wyżej postaci wynalazek może mieć postacie alternatywne.

Liczba warstw kartonu może się zmieniać, a materiały wstęgi mogą być innymi materiałami niż wstęgi włókniste. Tym, niemniej jednak, co najmniej jedna ze wstęg powinna składać się ogólnie z włókna celulozowego. Najkorzystniejszymi wstęgami warstwy środkowej są wstęgi wykonane z włóPL 206 027 B1 kien celulozowych, ponieważ poddają się one dobrze obróbce mechanicznej. Z drugiej zaś strony, jeżeli poszukuje się rozwiązania bardziej opłacalnego, materiał wstęgi można wykonać z miazgi ze ścieru drzewnego. Przykładowo, nieprzepuszczalny karton opakowaniowy może mieć jedną albo większą liczbę spośród wstęg zawierających materiał polimerowy albo cienką folię metalową, bądź też nawet poddanej obróbce półprzepuszczalnej błony polimerowej. Podczas gdy w sposobie wytwarzania i urządzeniu według wynalazku wstęgi są łączone ze sobą korzystnie w jednym zespole walców, wyroby wielowarstwowe można także wykonywać np. wytwarzając najpierw karton trzywarstwowy, z którym w ostatnim etapie łączy się wymaganą liczbę warstw środkowych oraz zewnętrznych płaskich warstw.

W zespole według wynalazku zespoły walców można zastą pić np. prasami taśmowymi albo podobnymi.

Claims (16)

1. Sposób wytwarzania nadrukowywalnego kartonowego wyrobu opakowaniowego, zwłaszcza w postaci arkusza, mającego co najmniej dwie warstwy, zgodnie z którym wstęgi surowca kartonowego tworzące warstwy wyrobu łączy się ze sobą poprzez klejenie, znamienny tym, że co najmniej jedną ze wstęg (4, 5, 6) obrabia się mechanicznie w stanie suchym, gdy zawartość wilgoci we wstędze jest korzystnie nie większa niż 12%, poprzez wytłaczanie na niej wypukłego wzoru z trwałym odkształceniem powierzchni wstęgi, oraz łączy się wstęgi (4, 5, 6) ze sobą po nałożeniu kleju w zespole sklejającym (7), w którym wstęgi (4, 5, 6) surowca kartonowego kalibruje się do żądanej grubości przez dociskanie do siebie.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na wstędze (5) przeznaczonej do obróbki mechanicznej tworzy się odkształcenia trójwymiarowe.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że klej nakłada się na całą powierzchnię nieobrabianych stron wstęg, które w trakcie klejenia zwraca się w stronę obrabianej wstęgi.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w zespole sklejającym (7) łączy się równocześnie ze sobą co najmniej trzy wstęgi (4, 5, 6).

5. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 4, znamienny tym, że co najmniej jedną wstęgę (6) z tych wstęg poddaje się obróbce z uzyskaniem wstęgi nieprzepuszczalnej dla cieczy i/lub gazu.

6. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że co najmniej jedną wstęgę (6) z tych wstęg poddaje się obróbce z uzyskaniem wstęgi nieprzepuszczalnej dla cieczy i/lub gazu.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w zespole sklejającym (7) wprowadza się elementy identyfikacyjne, wspomagające identyfikację wyrobu kartonowego albo wykonanego z niego opakowania.

8. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 4 albo 5 albo 6 albo 7, znamienny tym, że na wstęgach (4, 5, 6) wykonuje się znaki ustawcze i podczas procesu prasowania ustawia się wstęgi względem siebie za pomocą tych znaków.

9. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że na wstęgach (4, 5, 6) wykonuje się znaki ustawcze i podczas procesu prasowania ustawia się wstęgi względem siebie za pomocą tych znaków.

10. Zespół do wytwarzania nadrukowywalnego kartonowego wyrobu opakowaniowego, zwłaszcza w postaci arkusza, mającego co najmniej dwie warstwy, przy czym ten zespół zawiera podajnik do doprowadzania co najmniej dwóch wstęg do zespołu oraz zespół do nanoszenia kleju na jedną powierzchnię co najmniej jednej ze wstęg dla połączenia tej powierzchni z inną wstęgą, znamienny tym, że ma zespół roboczy (8), korzystnie w postaci walców wytłaczających, do wytwarzania trwałych odkształceń powierzchniowych na co najmniej jednej suchej wstędze (5) oraz zespół sklejający (7), korzystnie w postaci przeciwległych walców, zarówno do dociskania tych wstęg (4, 5) do siebie po nałożeniu kleju, jak i do kalibracji grubości tak otrzymanego wyrobu.

11. Zespół według zastrz. 10, znamienny tym, że liczba podajników (1, 2, 3) wstęg (4, 5, 6) do zespołu sklejającego (7) wynosi co najmniej trzy, przy czym podajniki (1,2, 3) są zsynchronizowane w czasie.

12. Nadrukowywalny kartonowy wyrób opakowaniowy, zwłaszcza w postaci arkusza, mający co najmniej dwie warstwy połączone ze sobą, przy czym jedna z warstw jest wykonana ze wstęgi płaskiej, znamienny tym, że co najmniej jedna z tych warstw ma odkształcenia powierzchniowe wykonane w stanie suchym na wstędze tworzącej tę warstwę, gdy zawartość wilgoci we wstędze jest korzystnie nie większa niż 12%, przy czym na powierzchni tej warstwy znajduje się wypukły wzór z trwałymi odkształceniami powierzchni.

PL 206 027 B1

13. Wyrób według zastrz. 12, znamienny tym, że ma klej pokrywający całą powierzchnię tej strony co najmniej jednej wstęgi (4) z tych płaskich wstęg, która to strona jest zwrócona do wstęgi mającej odkształcenia powierzchniowe.

14. Wyrób według zastrz. 13, znamienny tym, że składa się z trzech warstw, przy czym warstwa mająca odkształcenia powierzchniowe znajduje się pomiędzy warstwami wykonanymi z wstęg płaskich.

15. Wyrób według zastrz. 13, znamienny tym, że co najmniej jedna z jego warstw jest nieprzepuszczalna dla cieczy lub gazu.

16. Wyrób według zastrz. 13, znamienny tym, że zawiera elementy identyfikacyjne, wspomagające identyfikację tego wyrobu albo opakowania wykonanego z niego.