Спосіб приклеювання комірця до коробчастої частини коробки з відкидною кришкою

1. Спосіб приклеювання комірця до коробчастої частини коробки з відкидною кришкою, у якому комірець приклеюють до пакета коробки з відкид C2 1 3 82356 4 Клейові точки наносять, застосовуючи насадки для без втрати жорсткості упаковки, а отже, може бути нанесення клею, закріплені у фіксованій позиції. досягнута економія картону. Насадки для нанесення клею розраховані на дуже Ще однією метою винаходу є спосіб виготоввелику кількість циклів, і, таким чином, навіть за лення коробок з відкидною кришкою, зокрема, сповисокої робочої швидкості пакувальної машини та, собу приклеювання комірця до коробки тари з відвідповідно, високої швидкості переміщення загокидною кришкою. товок на конвеєрі, забезпечується точне розташуХарактерні особливості способу згідно з винавання клейових точок. Два паралельні ряди точок ходом представлено у формулі винаходу. наносять на внутрішню сторону передньої стінки з Було виявлено, що ви щезазначених цілей мометою закріплення передньої стінки комірця. жна досягти і розв'язати або принаймні суттєво Спосіб приклеювання пакувального матеріалу, зменшити проблеми, пов'язані з рішеннями згідно такого як заготовки або відкидні планки для упакоз існуючим рівнем техніки, завдяки застосуванню вок, під час виготовлення коробок з відкидною способу згідно з винаходом. Спосіб виготовлення кришкою для цигарок описано у патенті [US коробок з відкидною кришкою включає етапи, під 6,409,646]. У ньому пропонуються заходи з надійчас яких клей наносять горизонтальною лінією на ного, без порушень, складного нанесення клею на заготовку комірця у зоні, яка залишається закрипакувальні матеріали за допомогою пакувальної тою в готовій коробці, і/або горизонтально на відмашини, яка має високу продуктивність. Відповідповідну зону заготовки коробки, до якої комірець но, коробка з відкидною кришкою, якщо йдеться має бути прикріплений, і кількість горизонтальних про формування та розташування точок нанесенклейових ліній дорівнює принаймні двом, в оптиня клею в зоні бокових стінок та бокових стінок мальному варіанті - трьом. кришки, має таку конфігурацію, щоб зовнішні планФігура 1. Будо ву типової упаковки для цигарок ки та бокові планки кришки були з'єднані між соз відкидною кришкою показано на Фіг.1. бою вузькими безперервними смужками клею, які Фігура 2. Розміри упаковки показано на Фіг.2. проходять у подовжньому напрямку вищезгаданих Фігура 3. Фігура 3 показує сітку упаковки, яку планок, в оптимальному варіанті - двома паралевикористовують в аналізі кінцевих елементів. льними смужками клею в кожному разі. ПриклеюФігура 4. Симетричне натискання на дві бокові вання частини кришки здійснюють за допомогою панелі упаковки представлено на Фіг.4. клейових точок. Фігура 5. Бокове зсувне навантаження показаЗгідно з існуючим рівнем техніки також було но на Фіг.5. описано клейові точки, розташовані в зоні передФігура 6. Горизонтальні клейові лінії згідно з ньої стінки упаковки для закріплення комірця, винаходом показано на Фіг.6. утвореного з окремої заготовки як частина коробки Фігура 7. Фігура 7 показує типові деформовані з відкидною кришкою. Було запропоновано, щоб форми упаковок під симетричним навантаженням точкове нанесення клею здійснювалося на нез закритою відкидною кришкою. складені, тобто плоскі, заготовки зверху за допоФігура 8. Фігура 8 показує типові деформовані могою насадок для нанесення клею, які створюють форми упаковок під симетричним навантаженням точки клею у вибраних позиціях шляхом короткого з відкритою відкидною кришкою. напилення або циклів упорскування. Нанесення Фігура 9 Фігура 9 показує результати аналізу клею в зоні комірця передбачено таким чином, кінцевих елементів для різних способів приклеющоб це нанесення клею складалося з клейових вання внутрішньої рами (комірця), закрита відкидточок або однієї клейової лінії. на кришка. У коробках з відкидною кришкою згідно з існуФігура 10. Фігура 10 показує результати аналіючим рівнем техніки жорсткість упаковки є недозу кінцевих елементів для різних способів приклестатньою, хоча картон, який використовують у виювання внутрішньої рами (комірця), відкрита відробництві, є відносно товстим. Клейові точки або кидна кришка. вертикально розташовані клейові лінії не забезпеФігура 11. Фігура 11 показує вплив основної чують достатньої жорсткості коробки. Кришка комаси, закрита відкидна кришка. робки може відкриватися, легко згинається й проФігура 12. Фігура 12 показує вплив основної минається, особливо тоді, коли коробка є маси, відкрита відкидна кришка. незаповненою продуктом або є наполовину пороФігура 13. Фігура 13 представляє здатність жньою, і продукти, такі як цигарки, можуть пошкопротистояти зусиллю, закрита відкидна кришка. дитися і стати непридатними для використання. Фігура 14. Фігура 14 представляє здатність Цю проблему розв'язують через застосування протистояти зусиллю, відкрита відкидна кришка. більш товстого картону. Таким чином, існує явна Згідно з винаходом шляхом зміни розміру та потреба у способі виготовлення легкої коробки з геометричної форми проклеєної ділянки жорствідкидною кришкою з належною жорсткістю. кість коробок з відкидною кришкою може бути знаМетою винаходу є забезпечення заходів, за чно збільшена, в результаті чого основна маса допомогою яких комірець або внутрішній каркас, картону може бути зменшена без втрати жорсткоякий ще називають тримачем або вкладишем, мості упаковки. Також було виявлено, що клейове же бути закріплений на бланку або каркасі коробки з'єднання відіграє важливу роль для жорсткості з відкидною кришкою. упаковки. Жорсткість упаковки або стійкість до Іншою метою винаходу є забезпечення більш деформації можуть бути значно збільшені через жорсткої й легкої коробки з відкидною кришкою з зміну розміру та геометричної форми проклеєної поліпшеною стійкістю до деформації, в результаті ділянки. чого основна маса картону може бути зменшена 5 82356 6 Спосіб згідно з винаходом для виготовлення ми й достатньо жорсткими і мають високу стійкість коробок з відкидною кришкою і, зокрема, для придо деформації, завдяки якій коробки зберігають клеювання комірця до коробки тари з відкидною свою форму навіть у випадках, коли вони є майже кришкою, включає етапи, на яких наносять клей як порожніми, і кришка залишається щільно закрирівномірні горизонтальні клейові лінії на заготовку тою. Спосіб дозволяє застосовувати більш легкі комірця і/або горизонтально на відповідну ділянку сорти картону, завдяки чому можна заощадити заготовки коробки, до якої має бути прикріплений сировину, що в результаті зменшує витрати рекомірець, і кількість горизонтальних клейових ліній сурсів. дорівнює принаймні двом, в оптимальному варіанКоробки з відкидною кришкою, виготовлені ті - трьом. В оптимальному варіанті клейові лінії способом згідно з винаходом, можуть бути застонаносять таким чином, що принаймні одна клейосовані для пакування сигарет, сигар, цигарок, пасва лінія горизонтально перетинає всю заготовку тилок, цукерок та інших виробів у формі гранул комірця, і принаймні одна клейова лінія горизонтаабо кульок. льно перетинає нижню частину заготовки комірця. Винахід пояснюється далі на прикладі, який, Клейова лінія також може бути горизонтально наоднак, не обмежує обсягу винаходу. несена на верхні частини заготовки комірця. Згідно Приклади Приклад 1 з одним варіантом втілення клейові лінії можуть Порожню упаковку для цигарок, яка піддається утворювати поверхню, яка вкриває всю площу дії зовнішніх сил, моделювали, застосовуючи мезаготовки комірця, яка залишається вкритою в тод кінцевих елементів. Здійснювали структурний готовій коробці. Геометрична форма проклеєної аналіз упаковки для цигарок. Мета дослідження ділянки має форму лінії або смужки. В оптимальполягала в тому, щоб вивчити вплив клейового ному варіанті ширина клейової лінії становить з'єднання між внутрішньою рамою та упаковкою на принаймні 4мм. Оскільки деформація згину є найжорсткість упаковки, і з'ясувати, чи можна шляхом поширенішим типом деформації, перевагу віддазміни розміру та геометричної форми проклеєної ють застосуванню проклеєної ділянки, що має ділянки збільшити жорсткість упаковки з метою геометричну форму смужки, і орієнтація смужок зменшення основної маси картону без втрати жорповинна мати дугоподібний згин і не повинна бути сткості упаковки. Також здійснювали експерименти перпендикулярною. на картоні для вимірювання властивостей матеріСклеювання здійснюють із застосуванням алу і на упаковках для цигарок для отримання ексбудь-якого способу склеювання згідно з існуючим периментальних даних для порівняння з результарівнем техніки, який є прийнятним для склеювання тами аналізу кінцевих елементів (FEA) [1-2], який упаковок та коробок. забезпечує числові дані для структурного аналізу У способі згідно з винаходом використовують упаковки. Упаковку для цигарок моделювали у коробку з відкидною кришкою, яка включає одну комп'ютері й досліджували її структур у. Розрахосуцільну заготовку або може включати дві заготоввували деформацію упаковки для цигарок, піддану ки, причому інша є заготовкою для комірця, або дії зовнішніх сил. Аналіз забезпечував основу для може включати більше двох заготовок. Форма ковисновків щодо "жорсткості" упаковки й орієнтири мірця може бути будь-якою традиційною формою для можливого зменшення основної маси картону. або може бути V-подібною формою. Форма та Було виявлено, що клейове з'єднання відіграє конструкція передньої частини комірця можуть важливу роль у жорсткості упаковки. Випробуванбути різними, причому більша передня частина ня показали, що жорсткість упаковки або стійкість збільшує площу проклеєної ділянки, а отже, зі сводо деформації може бути значно збільшена шляго боку поліпшує жорсткість коробки. Заготовка хом зміни розміру та геометричної форми проклекомірця також може включати частину, яка часткоєної ділянки, і що існує можливість зниження осново або повністю перетинає задню стінку коробки. вної маси картону без втрати жорсткості упаковки. Комірець необов'язково може мати друк та/або Згідно з результатами представленого аналізу покриття. основна маса упаковки може бути зменшена з Заготовки коробок з відкидною кришкою виго215г/м 2 до 200г/м 2. товляють з картону або паперу, а комірець виготоМодель аналізу кінцевих елементів (FEвляють із того самого матеріалу, що й коробку, або модель) з більш товстого матеріалу, якщо комірець та коЗастосовували програму аналізу кінцевих робку виготовляють з окремих заготовок. Згідно з елементів MARC [3]. Моделювали будову упаковки винаходом більш тонкий і легкий картон може бути для цигарок, як показано на Фіг.1, на якій 1 озназастосований без втрати жорсткості упаковки. Зачає клейову точку, 2 означає відкидну кришку, 3 лежно від конструкції та будови та виду деформаозначає внутрішню раму, 4 означає передню пації під навантаженням, основна маса картону або нель, 5 означає бокові панелі, і 6 означає задню паперу, які застосовують для коробок, порівняно з панель. Відкидна кришка може бути відкритою або нині застосовуваним картоном з товщиною 0,3мм закритою. Внутрішню раму прикріплювали до кодля сигаретних коробок, може бути зменшена на робки (нижче термін "коробка" вживається для 20-30%, наприклад, з 215г/м 2 до 200г/м 2. упаковки без внутрішньої рами) за допомогою клеЗгідно з винаходом пропонується комірець койових точок. Розміри упаковки (без масштабу) поробки з відкидною кришкою, який підтримує пеказано на Фіг.2. Орієнтація волокон, тобто машинредню стінку коробки, і жорсткість коробки явно ний напрямок (MD) картону, також показано на поліпшується. Таким чином, досягають стійкої бруФіг.2. Панелі з'єднували докупи складчастими зосоподібної структури. Коробки з відкидною кришнами. Існують зазори 7 на деяких краях, як показакою, які виготовляють згідно з винаходом, є легкино на Фіг.2. 7 82356 8 Застосовували восьмивершинні тонкостінні у модель, застосовуючи обертові пружинні елемеелементи. Фігура 3 показує сітку упаковки, яку винти. Обертальну жорсткість складок визначали користовували в аналізі кінцевих елементів (FEA). шляхом випробування на загин. Клейові точки моВластивості матеріалу картону (ортотропного маделювали, застосовуючи елементи жорсткого теріалу) перелічено у Таблиці. Складки включали з'єднання. В аналізі враховували два різні види крайових умов та умов навантаження: а. Симетричне натискання на дві бокові панелі, показане на Фіг.4, на якій 8 означає зусилля стискання, і 9 означає кінцевий тип деформації. Це навантаження було спрощеним моделюванням тримання упаковки для цигарок у руці та її стискання. Упаковку стискали на обох бокових панелях. Стискне навантаження прикладали до заштрихованої ділянки на Фіг.4. Упаковку затискали згідно з симетричними умовами. Розглядали упаковки з відкритою та закритою відкидною кришкою. б. Бокове навантаження (зсувне навантаження) представлено на Фіг.5, на якій 10 означає нерухому точк у, і 11 означає зосереджене навантаження. У цьому разі увагу приділяли впливові жорсткості на згин на жорсткість упаковки. Для визначення ефекту жорсткості на згин відкидну кришку не враховували (Фіг.5). Упаковку фіксували (нульове зміщення та обертання) у трьох точках на задній панелі. Зосереджене навантаження прикладали до бокової панелі. Через тонкий гнучкий характер панелей та пов'язані з цим великі прогинання панелей, здійснювали геометрично нелінійний аналіз. Для упаковки з закритою відкидною кришкою під симетричним навантаженням контакт і відносний рух (ковзання) між внутрішньою рамою та відкидною кришкою моделювали, застосовуючи контактні елементи. Матеріал розглядали як лінійний. Передня та задня панелі упаковки зазвичай не є ідеально плоскими і майже завжди мають певні викривлення, хоча вони зазвичай є дуже малими. Ці малі первісні викривлення є дуже важливими при структурному аналізі у разі симетричного натискання. Вони виникали через дію перших малих первісних пертурбаційних зусиль на передні та задні панелі упаковок. Жорсткість упаковки і розмір та геометрична форма проклеєної ділянки Внутрішню раму традиційно приклеюють до коробки у трьох точках, як можна побачити на Фіг.1. Проклеєна ділянка може розглядатись як круг приблизно 10мм у діаметрі. При аналізі круглі проклеєні ділянки апроксимували чотирикутними елементами. Розглядали два випадки зміни проклеювання. Згідно з винаходом клейову точку між внутрішньою рамою та передньою панеллю замінювали на 3 клейові лінії. Розмір та геометрична форма, а також довжина та ширина клейових ліній показані у варіанті втілення на Фіг.6а. На Фіг.6b показано інший варіант втілення згідно з винаходом, у якому перша клейова лінія горизонтально перетинає весь комірець, а третя клейова лінія горизонтально перетинає нижню частину комірця. Внутрішню раму повністю приклеюють до коробки. Результати аналізу на симетричне натискання: На Фігурах 7 (деформована упаковка, закрита відкидна кришка) та 8 (деформована упаковка, відкрита відкидна кришка) показано типові деформовані форми упаковок під таким самим симетричним навантаженням із закритою та відкритою відкидною кришкою, відповідно. В упаковці з закритою відкидною кришкою відкидна кришка відкривається у ковзному режимі зі зростанням діючого навантаження. Розрахунок припиняли, коли внутрішня рама висовується. Подальший розрахунок для фіксації цієї раптової зміни форми вимагає невеликого збільшення навантаження та тривалішого часу розрахунку (який не враховувався у даному дослідженні). Для упаковки з відкритою відкидною кришкою розрахунок припиняли, коли деформація ставала надто великою, тобто максимальне зміщення на передній панелі перевищувало приблизно 8мм. Для того, щоб охарактеризувати деформацію упаковки, застосовують зміщення точки на передній панелі, як показано на Фіг.4 (по 9 82356 10 близу від точки максимального зміщення переджорсткість у разі малої деформації для упаковок з ньої панелі). 3-лінійною та повністю проклеєною внутрішніми На Фігурах 9 (вплив проклеєної ділянки, закрирамами (Фіг.10), була майже такою самою, як і для та відкидна кришка) та 10 (вплив проклеєної ділянупаковок зі збільшеною основною масою 230г/м 2 ки, відкрита відкидна кришка) показано результати (Фіг.12). При великій деформації упаковки з 3аналізу кінцевих елементів для різних способів лінійною та повністю проклеєною внутрішніми раприклеювання внутрішньої рами. Загальну силу (умами є значно міцнішими, тоді як збільшення освісь), діючу на одну бокову панель розраховували новної маси дає зовсім незначний ефект. за добутком тиску та площі прикладення тиску. На Фігурах 13 (здатність протистояти зусиллю, Зміщення точки на передній панелі (Фіг.4), викоризакрита відкидна кришка) та 14 (здатність протистане для характеризації деформації упаковки, стояти зусиллю, відкрита відкидна кришка) покарозраховували шляхом аналізу, і його показано на зано силу спротиву при певному зміщенні точки на х-осі. Застосовували два види картону, Avanta передній панелі (Фіг.4). На цих фігурах "200+3р", Ultra C200 та СХ200. "3р" означає внутрішню раму "215+3р" та "230+3р" означають упаковки з основз 3 клейовими точками, "3l" означає внутрішню ною масою 200, 215 та 230г/м 2, відповідно, і внутраму з 3 клейовими лініями, і "fy" означає повністю рішніми рамами з 3 клейовими точками, "200+3l" є проклеєну внутрішню раму. П унктирні лінії на фіупаковкою з основною масою 200г/м 2 і внутрігура х є допоміжними лініями, які показують кут шньою рамою 3 лініями клею. Для упаковок з заприкладення сили та криву зміщення, які предстакритою відкидною кришкою (Фіг.13), очевидно, вляють жорсткість упаковки. жорсткість упаковок не зазнає значного впливу Як і очікувалося, жорсткість упаковки збільшуприклеювання внутрішньої рами. Вона більше зається завдяки 3-лінійній та повністю проклеєній лежить від основної маси упаковок через блокуювнутрішній рамі. Збільшення жорсткості упаковки є чий ефект відкидної кришки. Фігура 13 показує, що більшим при відкритій відкидній кришці (Фіг.10), ніж при малому зміщенні (0,5 та 0,75мм) упаковка з при закритій відкидній кришці (Фіг.9). Цей резульосновною масою 200г/м і внутрішньою рамою з 3 тат пояснюється тим, що ефект зміцнення передлініями клею (200+3l) не є такою жорсткою, як упаньої панелі внутрішньою рамою в разі відкритої ковки з основною масою 215 та 230г/м 2 і внутрівідкидної кришки стає явним. Стійкість упаковки до шньою рамою з 3 клейовими точками (215+3р і деформації дуже значною мірою збільшували 230+3р). Коли зміщення збільшується до 1мм, жошляхом зміни способу приклеювання внутрішньої рсткість упаковки з основною масою 200г/м 2 і внурами. Наприклад, на Фіг.9 в упаковці з 3 клейовитрішньою рамою з 3 лініями клею (200+3l) може ми точками внутрішньої рами жорсткість дуже знавідповідати жорсткості упаковок з основною масою чною мірою зменшується, коли зміщення переви215г/м 2 і внутрішньою рамою з 3 клейовими точкащує 0,75мм (зміну нахилу кривої показано ми (215+3р). пунктирними лініями). Однак, упаковки з 3Для упаковок з відкритою відкидною кришкою лінійними і повністю проклеєними внутрішніми (Фіг.14) жорсткість упаковок дуже значною мірою рамами є значно жорсткішими, коли зміщення пезбільшується через зміну способу приклеювання ревищує 0,75мм. Різниця між 3-лінійною та повнісвнутрішньої рами. На відміну від упаковок з закритю проклеєною внутрішньою рамою є дуже неветими відкидними кришками, збільшення жорсткості ликою. Це означає, що існує оптимальний спосіб можна спостерігати як при малому, так і при велинанесення клею на внутрішню раму для досягненкому зміщенні. Це означає, що ефект зміцнення ня максимального збільшення жорсткості упаковвід приклеювання відіграє ключову роль у разі ки. Вплив різниці між видами картону Avanta Ultra відкритої відкидної кришки. С та СХ був дуже малим. Вищезазначений аналіз вказує на можливість На Фігурах 11 (вплив основної маси, закрита зменшення основної маси з 215 до 200г/м 2 при відкидна кришка) та 12 (вплив основної маси, відзбереженні жорсткості упаковки шляхом зміни спокрита відкидна кришка) показано результати для собу приклеювання внутрішньої рами. різних основних мас картону. Внутрішню раму в Посилання цих упаковках приклеювали до коробки у 3 точках. 1. Т. R. Chandrupatla and A. D. Belegumdu, Пунктирні лінії на фігурах є допоміжними лініями, Introduction of Finite Elements in Engineering, які показують первісну жорсткість упаковок. Як і Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1991. очікувалося, жорсткість упаковки збільшується зі 2. O.C. Zienkiewicz, The Finite Element Method, збільшенням основної маси картону. Збільшена Third Edition, McGraw-Hill Publishing Company, основна маса впливає на жорсткість здебільшого у 1979. разі малої деформації (усі криві для різних основ3. MARC Theory and User Information, Volume A, них мас мають однакову форму). У закритих упаVersion K7, MARC Analysis Research Corporation, ковках з відкидною кришкою збільшення основної Palo Alto, CA, 1997. маси виявило дещо більший вплив на жорсткість 4. G.A. Baum, D.C. Brennan and C.C. Habeger, упаковки, ніж зміна способу приклеювання внутріOrthotropic Elastic Constants of Paper, TAPPI J., шньої рами, у разі малої деформації (Фігури 9 та Vol.64, No.8, 1981, pp.97-101. 11). В упаковках з відкритою відкидною кришкою 11 82356 12 13 82356 14 15 Комп’ютерна в ерстка О. Гапоненко 82356 Підписне 16 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601