Спосіб додаткового упаковування вантажів за допомогою плівки, що розтягується, машина та вузький рулон плівки для його здійснення

Изобретение относится к способу внешней упаковки грузов растяжимой пленкой, машине и рулоне пленки для его осуществления. В частности, в нем предусматривается внешняя упаковка грузов на поддонах, никоим образом не ограничивая свое применение на внешнюю упаковку грузов, без поддонов. Известно, что внешнюю упаковку гр узов на поддонах или без растягивающейся пленки можно осуществить при помощи пленки, в общем случае или полиэтилена, толщиной от 12 до 150 микрон, чаще от 20 до 30 микрон, разматываемой с бобины, и с использованием двух основных типов методик, известных под названиями "бандеролирование" и "обволакивание завесой". В машинах или установках, где используется первая методика, пленка с шириной полотна порядка 500мм, намотанная на картонную бобышку, оборачивается вокруг гр уза на поддоне или без, используя относительное перемещение подвижного узла, несущего эту бобину, относительно этого груза, который либо неподвижен, либо движется. В машинах или установках, где используется вторая методики, полотно пленки располагается поперек направления движения груза, образуя "завесу", которую этот груз увлекает за собой. Пленка обволакивает груз, а затем запечатывается на нем. Примеры установок первого типа раскрываются в заявке EP 096635 [1], а примеры установок второго типа описываются в заявке Франции №2281275 [2]. Во всех этих установках внешней упаковки растяжение пленки осуществляется in sito, одновременно или квазиодновременно с ее попаданием на место, то есть либо путем создания напряжения пленки между грузом и тормозом, расположенным на суппорте бобины с пленкой, либо путем пропускания пленки через ролики, приводимые в движение двигателями с разными скоростями вращения, как раскрывается в [2]. В первом случае растяжение пленки может достигать величины порядка 80 - 100%, тогда как во втором случае 200% и даже более, при условии, что гр узы - с поддонами или без - будут соответствующей формы, хорошо отцентрированы на машине, и устройство растяжения пленки имеет особую конструкцию. Однако высокоскоростные упаковочные машины, используемые в настоящее время, в которых скорость вращения упаковываемого груза или бобины вокруг него может достигать величин порядка 40 50об/мин, не позволяют, независимо от типа устройства растяжения, достичь удовлетворительной однородности подачи пленки. Кроме того, используемые в настоящее время устройства растяжения на машинах с роликами, приводимыми в движение моторами, требуют относительно сложных механизмов, которые увеличивают массу подвижных частей упаковочных машин. Для избежания вращения значительных масс в них используются рулоны пленки ограниченной массы, из-за чего автономность работы ограничивается необходимостью частой смены рабочих рулонов нерастянутой пленки. Кроме того, тр удно достичь равномерности разматывания пленки, что приводит к ее неравномерному растяжению и даже разрыву. Поэтому операторы вынуждены снижать скорости разматывания либо процент растяжения пленки, снижая при этом производительность машин и увеличивая расход пленки. Для частичного устранения указанных недостатков предложено решение, описанное в заявке ФРГ №3409117 [3], выбранное в качестве прототипа. Способ дополнительной упаковки грузов, перегруппированных в груз с поддонами или без них, заключается в упаковке с помощью растяжимой пленки, перемещаемой вокруг указанного груза и, в случае необходимости, вокруг поддона, после того, как она была предварительно растянута и перемотана с узкого рулона или аналога, в котором она хранилась в предварительно растянутом состоянии. Однако, как указано в описании [3], пленка может быть растянута в пределах 50% ее длины, что не позволяет значительно увеличить емкость рулона без увеличения при этом его массы, что, как указывалось ранее, недопустимо, поскольку повлечет за собой неравномерность разматывания пленки с рулона и ухудшение качества упаковки грузов. Для избежания этого длина пленки в рулоне не может быть большой, что вызывает необходимость частой смены рулонов. Описанный здесь же в [3] рулон пленки, используемый для осуществления указанного способа упаковки грузов, содержит пленку для упаковки грузов, хранимую в предварительно растянутом на величину около 50% ее длины состоянии, но способную возвращаться после расслабления в первоначальное состояние. Для предотвращения раскручивания конец пленки или вся ее поверхность должна быть покрыта слоем повышающего адгезию вещества. Кроме вышеупомянутых неудобств, возникающих из-за недостаточного удлинения пленки, известный рулон требует дополнительных материале- и трудозатрат на создание склеивающего эффекта между слоями пленки для удержания ее от самораскручивания. Известна машина [4], позволяющая дополнительно упаковывать грузы, перегруппированные в грузы с поддонами или без них с помощью растяжимой предварительно растянутой пленки, располагаемой вокруг указанного груза, а в случае необходимости и вокруг поддона. Машина содержит дополнительный блок, включающий ролики предварительного растяжения, растягивающие пленку в два этапа, разделенные чрезвычайно короткой паузой. Машина предварительно растягивает пленку до 150%, а затем пленка с определенным усилием наматывается вокруг указанного груза, размещенного на вращающемся столе. Устройство позволяет использовать преимущества предварительного растяжения, однако с другой стороны сложно в осуществлении и эксплуатации, что не упрощает машину, а наоборот усложняет ее. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать способ дополнительной упаковки грузов с помощью растяжимой пленки, создать машину, осуществляющую. способ, и р улон пленки, пригодный для использования в указанной машине, путем значительного предварительного растяжения пленки при сохранении ее упругих свойств и способности частично восстанавливать предварительное состояние, что позволяет повысить емкость рулонов, качество и производительность процесса упаковывания грузов, а также упрощает конструкцию упаковочной машины. Поставленная задача решена тем, что в способе дополнительной упаковки грузов, перегруппированных в гр уз с поддонами или без них с помощью растяжимой пленки, перемещаемой вокруг указанного груза и, в случае необходимости, вокруг поддона, после того, как она была предварительно растянута и перемотана с узкого рулона или аналога, в котором она хранится в предварительно растянутом состоянии, согласно изобретению, пленку предварительно растягивают на величину порядка 150 - 500%, и она имеет после расслабления натяжение в узком рулоне между 2 и 7, предпочтительно между 2 и 3даН/мм 2 сечения пленки на виток. Поставленная задача решена также тем, что машина дополнительной упаковки грузов, перегруппированных в груз с поддонами или без них с помощью растяжимой. пленки, размещенной вокруг указанного груза и растянутой более 150% а, в случае необходимости, размещенной вокруг поддона, согласно изобретению, включает средство приема узкого рулона или его аналога с почти цилиндрической юбкой со скошенными концами, в которой пленка дополнительной упаковки хранится в предварительно растянутом состоянии с величиной удлинения порядка 150 - 500%, а также средство торможения узкого рулона или его аналога, регулируемое с натяжением в пленке, заключенном между 2 и 7даН/мм 2, предпочтительно между 2 и 3даН/мм 2 сечения пленки на виток с исключением дополнительных средств растяжения пленки. Кроме того, машина, согласно изобретению, включает средство опоры узких рулонов предварительно растянутой пленки, находящейся на очереди, и средство перемещения узких рулонов к средствам приема, из которых перематывается пленка, хранимая в предварительно растянутом состоянии. При этом машина, согласно изобретению, может быть или машиной типа "с вращающимся кольцом", то есть неподвижным грузом и средством опоры, поддержки узкого рулона пленки, хранимой в предварительно. растянутом состоянии, предусмотренным на вращающемся кольце, или машиной типа машин "с вращающимся рычагом", или машиной типа "с вращающимся грузом", или машиной типа "с завесой". Для решения поставленной задачи в узком рулоне пленки или его аналоге содержащем пленку для переупаковки грузов, перегруппированных в груз с поддонами или без них, хранимую в предварительно растянутом состоянии, согласно изобретению пленка предварительно растянута до удлинения 150 - 500%, чтобы иметь после расслабления натяжение между 2 и 7, предпочтительно 2 - 3даН/мм 2 сечения пленки на виток. Узкий рулон при этом, согласно изобретению, имеет почти цилиндрическую юбку и скошенные концы. Изобретение позволяет достичь наилучши х условий растяжения материала в том, что скорость растяжения и разматывания больше не подвержены существенным вариациям, которые имеют место в машинах, которые сами осуществляют растяжение, с одной стороны, и с другой стороны позволяет достичь: улучшения однородности растянутой пленки, что сопровождается превосходной прозрачностью этой пленки; релаксации пленки между этапом растяжения и этапом ее поступленияна груз (с временным интервалом между этими двумя этапами, который может составлять, по меньшей мере, многие минуты), которая стабилизирует материал между растяжением й помещением на упаковку, что повысит его сопротивление к разрыву и перфорации при использовании; уменьшения ширины полотна - вследствие растяжения пленки - которого не происходит больше в противоположность машинам, где это происходит на выходе из растягивающего устройства этих машин, и происходит это на более раннем этапе, который проводится под строгим контролем за пределами машины; существенного упрощения машин для упаковки грузов пленкой, поскольку эти машины уже не нужно оборудовать растягивающими устройствами предшествующе го уровня техники; предварительного растяжения пленки, которое можно выбрать продольным и/или поперечным; улучшения характеристик в том, что касается процента растяжения пленки, которое происходит вследствие равномерности скорости растяжения; возможности на одной единственной установке производить предварительное растяжение большого числа бобин, которые затем идут на многие упаковочные машины. Другие характеристики и преимущества настоящего изобретения станут ясными из нижеследующего описания со ссылкой на примеры и прилагаемые чертежи, где на фиг.1 представлен схематический вид сверху устройства для изготовления узких рулонов согласно настоящему изобретению; на фиг.2 продольный разрез сердечника рулона; на фиг.3 - диаграмма зависимости силы растяжения и сцепления растягивающейся пленки от времени воздействия на пленку; на фиг.4 - диаграмма релаксации пленки; на фиг.5 - 11 - схематическое изображение машин разных типов; на фиг.5 -"с вращающейся стойкой"; на фиг.6 - "с вращающимся грузом"; на фиг.7 - "с вращающимся кольцом" и конвейером; на фиг.8 - "с вращающимся кольцом", конвейером и устройством для переноса рулонов; на фиг.9 и 10 - "с вращающимся кольцом" и барабанным устройством для переноса рулонов в разных позициях; на фиг.11 машина типа "завесы". Несмотря на то, что уже давно было предложено использовать пленку из пластикового материала, способную растягиваться, для поверхностной упаковки грузов, образующих упаковку, например грузов с поддонами или без них, затраченные усилия насколько больше возможно использовать способность пленки растягиваться - не только для придания упаковке лучши х характеристик сопротивления, но также и для экономии материала - либо не полностью увенчались успехом, либо окупились ценой больших усложнений, и поскольку работа в основном была направлена на усовершенствование упаковочных машин, то есть речь следует вести о машинах типа "бандеролирования" (с подвижным или фиксированным грузом) или машинах типа "завесы". В противоположность этому направлению развития техники, заявитель излагает способ, пригодный к использованию на самых разнообразных типах машин, согласно которому - с точки зрения оптимизации предварительного растягивания пленки для внешней упаковки грузов на поддонах или без них - эта пленка разматывается с узкого рулона (далее рулона) или аналога, на котором она хранится в предварительно растянутом состоянии со значительным растяжением, при котором натяжение после релаксации составляет от 2 до 7, предпочтительно от 2 до 3даН/мм 2 участка пленки на виток. Такой способ, в котором этап предварительного растяжения пленки отделен от этапа ее поступления на груз, позволяет, таким образом, осуществлять предварительное растяжение в оптимальном режиме, когда скорости растяжения и разматывания больше не зависят от параметров этапа попадания пленки на груз, и в частности от значительных вариаций в подаче пленки с обычного рулона. Согласно настоящему изобретению, бобина 1 растягиваемой пленки, например полиэтиленовой пленки низкой плотности или полиэтиленовой пленки низкой линейной плотности, изготовленной при помощи экструзии с последующим раздувом или каландрирования и поставляемой с шириной полотна от 200 до 1500мм, помещается на вертикальный сердечник 2, так чтобы эты пленка разматывалась с вращением бобин 1 по стрелке f (фиг.1). Пленка 3, которую пропускают вокруг двух каучуковых роликов 4 и 5, вращающи хся с разными скоростями, поступает на сердечник 6, имеющий в общем случае цилиндрическую форму (фиг.2) и образует рулон 7, который приводится в движение роликом 5, на который через рулон 7 прилагается существенное усилие, регулируемое домкратом 8, действующим на стержень 9, одна из оконечностей которого поворотне установлена на оси 10, а другая несет на своей оси сердечник 6. Вследствие различных скоростей вращения роликов 4 и 5 с их отношением, регулируемым от 1/2 до 1/6 - скорость вращения ролика 5 больше, чем ролика 4 -пленка 3 значительно удлиняется в зависимости от отношения скоростей вращения этих роликов. Последние могут приводиться в движение мотором и быть связанными посредством набора шестерен или редуктором скорости, либо приводиться в движение каждый своим мотором, один из которых имеет постоянную скорость вращения, а другой переменную с целью получения -какой бы ни был его метод - рулона 7 предварительно растянутой пленки, которая сама не разворачивается после изготовления рулона путем наматывания на сердечник 6 вследствие эффекта легкого склеивания пленки. Для того, чтобы значительное давление, образующееся в результате наложения витков, растянутых под механическим натяжением, на сердечник 6, не раздавило его, в настоящем изобретении предусмотрено осуществить его как показано на фиг.2, то есть в виде юбки 11 цилиндрической формы со стенками из толстого картона, алюминия или пластмассы, а также со скошенными торцами 12 и 13, центровальным корпусом 14 на торце, противоположном открытому концу юбки, и опорой 15, идущей от конуса 14. Наличие скосов 12 и 13 позволяет компенсировать небольшое утолщение пленки 3 на краях сердечника при ее прохождении, которое появляется при отсутствии конкретной формы торцов юбки 11 вследствие текучести пленки во время растяжения. Растяжение предпочтительно проводить так, как показано на фиг.3 (где осью абсцисс является время, а осью ординат - сила растяжения и сцепления растягивающейся пленки) в случае полиэтиленовой пленки низкой плотности с шириной полотна 500мм и толщиной до растяжения 23мкм. У такой пленки, описываемой исключительно с целью примера, которую постоянно растягивают до величины удлинения в 150% (или увеличения длины до 250мм из образца в 100мм), сначала прилагают тяговое усилие постепенно с 0 до 12даН (для удлинения от 8 до 80%), а затем усилие от 1,2 до 13даН для последующего удлинения с 80% до 150% (фаза a). Затем следует фаза релаксации (фаза b), в конце которой сила от 6 до 7даН, которая является натяжением пленки на виток в рулоне, является также силой удержания груза при его транспортировке и хранении, на практике обычно называется силой сцепления. Эта сила сохраняется в рулоне, когда он не используется длительное время (фаза c) и затем используется при постановке этого рулона в машину для внешней упаковки, когда пленка тормозится до величин от 0 до выше указанного значения в 6 - 7даН. При подаче этой пленки на груз указанная сила модулируется в зависимости от груза и работы машины, как схематически показано стрелками e (фаза d). за которой следует фаза q, где заштрихованная часть диаграммы фиг.3 указывает максимальные значения остаточной силы сцепления от 2 до 7даН. Явление релаксации пленки, проиллюстрированное также на рисунке 4, где осью абсцисс является удлинение, а осью ординат - сила растяжения и покой этой пленки во время фазы с стабилизируют пленку и существенно повышают ее сопротивление к разрывам. Предварительно растяжение пленки. описанное выше, может быть продольным и/или поперечным и достигать величин порядка 200 - 500%, так чтобы натяжение в рулоне после релаксации составляло от 2 до 7, предпочтительно от 2 до 3даН/мм 2 сечения пленки на виток. Рулон 7 предварительно растянутой пленки, согласно настоящему изобретению, может использоваться для внешней упаковки груза 16 на самых разнообразных типах машин. Итак, как показано на фиг.5, р улон предварительно растянутой пленки может использоваться в машине типа "вращающаяся стойка", в которой рулон 7 перемещается вверх и вниз по высоте стойки 17, в то время как предварительно растянутая пленка 3 разматывается с рулона, и рычаг 18 вращается вокруг оси A и вокруг упаковки 16, которая представляет собой груз с поддоном или без него. В этой машине, согласно настоящему изобретению и в противоположность к известным машинам, не предусматривается каких-либо сложных устройств предварительного растяжения, и присутствие тормоза растяжения позволяет легко модулировать силу наложения пленки на груз, которую можно регулировать в случае вышеприведенного примера до порядка 7даН во время основной части цикла и от 0 до 4даН во время фаз начала бандеролирования на вершине груза для нестабильных продуктов, а также во время фаз запаивания и обрезания пленки для того, чтобы не подавить хрупкие грузы в случае, если упаковка их содержит. В другом конструктивном варианте, фиг.6, рулон 7 предварительно растянутой пленки можно использовать в машине типа "вращающийся груз", в которой этот рулон перемещается вверх и вниз по стойке 19, одновременно с разматыванием пленки 3 с рулона и вращением груза 16 вокруг своей оси, как схематически показано стрелкой r, в случае гр узов на поддонах, либо приводимого в более сложное вращение в случае грузов без поддона. В этой машине, в противоположность известным машинам того же типа, не предусмотрено никаких сложных механизмов предварительного растяжения пленки, и простой тормоз растяжения позволяет модулировать силу наложения пленки на груз, как описано выше со ссылкой на фиг.5. Еще в одном конструктивном варианте, рисунок 7, тип машины для внешней упаковки таков, что упаковка сначала перемещается по приводным роликам или конвейеру 20 приблизительно в центр вращающегося кольца 21. В машинах этого типа, где кольцо 21 приводится в движение первым мотором (на фиг. не показан), а также в вертикальное перемещение по направляющим корпуса 22 вторым мотором (также не показан), настоящее изобретение предусматривает установку рулона 7, на котором хранится предварительно растянутая пленка, на кольце 21, а также управление разматыванием предварительно растянутой пленки с рулона 7 с помощью механического тормоза либо, как вариант, контрролика, снабженного тормозом и опирающегося на внешнюю образующую р улона. Применение на машинах этого типа, также как и на машинах с вращающейся стойкой, рулона, согласно настоящему изобретению, позволяет уменьшить массу вращающи хся частей и, следовательно, допускает быстрое вращение кольца порядка от 20 до 50об/мин. улучшает качество наложения пленки на низ поддона, когда отпадает необходимость приподнимать груз, благодаря полному сохранению полотна предварительно растянутой пленки на рулоне, и существенно упрощает путь движения пленки между рулоном и грузом по сравнению с известными машинами этого типа, в которых механизмы растяжения пленки устанавливаются, в общем случае, на вращающемся кольце. Хотя в машине, которая только что была описана, рулон 7 устанавливается оператором непосредственно на свое место во вращающемся кольце 21, на котором установлено обрезающее устройство 23, которое обеспечивает запаивание предварительно растянутой пленки с рулона 7 в конце цикла, а также резку и взятие новой пленки для следующего гр уза, машина этого же типа может быть оснащена устройством 24 (фиг.8), состоящим из средств, чтобы при помощи переносной стрелы 25 подавать на кольцо 21 следующий рулон 7, когда предыдущий рулон, с которого разматывается предварительно растянутая пленка для внешней упаковки, окажется пустой. Еще в одном конструктивном варианте, фиг.9 и 10, машина для внешней упаковки о вращающимся кольцом 21 - оставаясь аналогичной описанным выше - помимо прочего, оснащена барабанным устройством 26, предназначенным для осуществления автоматической замены рулона 7, стоящего на кольце 21, при помощи набора дежурных рулонов 71, 72 и т.д., причем машина, изображенная на фиг.9, находится в состоянии бандеролирования, тогда как показанная на фиг.10 находится на этапе смены рулона, обозначенного 71 по соседству с резаком 23, и удаления пустого сердечника 6. Смену рулона можно производить на машине без остановки производства, что дает большие удобства в работе с машиной, которые станут еще большими, если ее оборудовать дополнительным устройством автоматической работы в случае обнаружения "окончания рулона" или разрыва пленки. Настоящее изобретение не ограничивается вышеописанными конструктивными вариантами. Его также можно применить для внешней упаковки грузов при помощи машины типа "завесы", подобной схематически изображенной на фиг.11, где движущаяся упаковка 16, идущая по конвейеру или направляющим роликам, движимым мотором (не показаны), обволакивается пленкой 3, которая разматывается с двух рулонов 7. В этой машине, согласно настоящему изобретению, которая не содержит сложного механизма растяжения пленки как в известных машинах, простой тормоз растяжения и направляющие устройства 27 для пленки 3 позволяют модулировать силу наложения пленки, полотно которой, исходящее с рулонов 7, о трезают и соединяют между собой при помощи спаивающих губок 28. Использование настоящего изобретения для такой машины позволяет, помимо всего, адаптировать рулоны предварительно растянутой пленки к различным высотам упаковки путем простого изменения поперечного удлинения пленки. Источники информации 1. Заявка ЕПВ №096635, кл. B65B11/04, 1983. 2. Заявка Франции №2281275, кл. B65B11/16, 1976. 3. Заявка Германии №3409117, кл. B65H61/00, 1985. 4. Заявка Франции №2579577, кл. B65H23/185, 1986.