Пакет

Полезная модель относится к средствам хранения или транспортировки изделий, а именно к хозяйственным сумкам и пакетам.
Так, из уровня техники известна хозяйственная сумка, которая содержит многослойные стенки, соединенные между собой не менее чем одним соединительным сварным швом, а также элементы переноски в виде двух плоских многослойных ручек, соединенных с верхними частями стенок, причем каждая стенка выполнена, по крайней мере, в верхней части из нескольких слоев полимерного материала и концевые части элементов переноски размещены между слоями полимерного материала стенок, выполненных в верхней части с усилением в виде нескольких параллельных сварных швов, пересекающих концевые части элемента переноски и соединяющих их со слоями стенки, а также слои стенки между собой. Элементы переноски и/или стенки изготовлены, предпочтительно, из полиэтилена высокого давления (см. патент РФ №89929, опубликован 27.12.2009).
Недостатками указанной хозяйственной сумки являются недостаточная прочность на разрыв и прокол, малая нагрузочная способность, так как в качестве материала пакета используют полиэтилен высокого давления, который не обеспечивает возможность пакету выдерживать необходимые нагрузки, а также трудоемкость производства многослойного пакета.
За наиболее близкий аналог к патентуемому решению принята сумка хозяйственная, содержащая стенки, соединенные между собой не менее чем одним соединительным сварным швом, а также элементы переноски, соединенные с верхними частями стенок, причем каждая стенка изготовлена предпочтительно из полиэтилена высокого давления и выполнена, по меньшей мере, из двух слоев полимерного материала, а концевые части элементов переноски размещены между слоями полимерного материала стенок, выполненных в верхней части с усилением в виде, по меньшей мере, двух сварных параллельных швов, соединяющих слои стенки между собой, усиление нижней части каждой стенки сумки выполнено с усилением, по меньшей мере, двумя сварными швами, а усиление концевых частей элементов переноски выполнено сварным швом овальной или формы V-образной формы, пересекающим их и соединяющим их со слоями стенки. Верхняя часть стенок выполнена гофрированной по всей длине сварных швов за счет усадки полимерного материала при сварке и образования между швами волнообразных гофр, расположенных перпендикулярно или под небольшими углами к швам (см. патент РФ №145438, опубликованный 20.09.2014).
Недостатками указанной хозяйственной сумки являются недостаточная прочность на разрыв и прокол, малая нагрузочная способность, так как в качестве материала пакета используют полиэтилен высокого давления, который не обеспечивает возможность пакету выдерживать необходимые нагрузки, а также трудоемкость производства многослойного пакета.
Технической проблемой заявленной полезной модели является создание пакета, обладающего повышенными технико-эксплуатационными характеристиками, высокой прочностью, позволяющего выдерживать значительные нагрузки (вес переносимых изделий), снижение трудозатрат, упрощение технологии производства.
Технический результат, достигаемый при реализации данной полезной модели, заключается в повышении прочности заявленного пакета, способного выдерживать нагрузку до 55 кг без повреждений.
Указанный технический результат достигается за счет использования пакета, содержащего соединенные сварными швами две многослойные стенки, элементы переноски, концевые части которых вставлены между слоями соответствующей стенки и соединены со всеми слоями соответствующей стенки сварными швами, при этом стенки и элементы переноски выполнены из композитного материала, содержащего полиэтилен высокого давления в диапазоне от 30 до 70%, полиэтилен низкого давления в диапазоне от 3 до 20%, линейный полиэтилен низкой плотности в диапазоне от 10 до 50%, меловую добавку в диапазоне от 5 до 20%, скользящую добавку на основе амидов жирных кислот в диапазоне от 0,1 до 5%, совместитель полиэтиленов на основе смеси олефиновых сополимеров - остальное, причем стенки пакета выполнены с усилением в виде отдельных зон сварки.
Выполнение стенок пакета многослойными, размещение концевых частей элементов переноски межу слоями соответствующей стенки и соединение со всеми слоями в верхней части соответствующей стенки сварными швами, выполнение стенок и ручек пакета из композитного материала, состоящего из полиэтилена низкой плотности в диапазоне от 30 до 70%, полиэтилена высокой плотности в диапазоне от 3 до 20%, линейного полиэтилена низкой плотности в диапазоне от 10 до 50%, меловой добавки в диапазоне от 5 до 20%, скользящей добавки на основе амидов жирных кислот в диапазоне от 0,1 до 5%, совместителей полиэтиленов на основе смеси олефиновых сополимеров - остальное, приводит к повышению прочностных характеристик пакета, а также выполнение стенок пакета с усилением в виде отдельных зон пайки позволяет пакету выдерживать нагрузку до 55 кг без нарушения его целостности.
Композитный материал в данных пропорциях позволяет максимально использовать высокие прочностные характеристики исходных компонентов, например, высокую прочность на прокол полиэтилена низкой плотности, высокую прочность на разрыв полиэтилена высокой плотности, исключение термодиструкции благодаря линейному полиэтилену низкой плотности линейного полиэтилена низкой плотности, повышенную жесткость благодаря добавлению меловой добавки, высокую прочность на разрыв и прокол скользящей добавки на основе амидов жирных кислот, и убрать их недостатки, поэтому полученный композитный материал имеет хорошие прочностные характеристики на разрыв и прокол по сравнению с известными используемыми материалами.
Выполнение стенок пакета многослойными и с усилением в виде отдельных зон сварки позволяет более равномерно распределить нагрузку на пакет, уменьшить возможность прокола и разрыва и увеличить прочность пакета.
В частном случае реализации стенки пакета соединены не менее чем двумя сварными швами.
Усиления в виде отдельных зон сварки могут быть расположены в шахматном порядке в верхней части пакета, или в нижней части пакета, или по всей площади пакета, что позволит более равномерно распределить нагрузку на пакет, уменьшить возможность прокола и разрыва и дополнительно увеличить прочность пакета.
Усиления в виде отдельных зон сварки могут быть расположены в верхней части пакета в шахматном порядке между боковыми швами стенок пакета и между концевыми частями элементов переноски.
Концевые части элементов переноски могут быть соединены с соответствующими стенками технологическим швом и параллельными прямоугольными сварными швами, выполненными внутри границ концевых элементов переноски по всей площади их соприкосновения с соответствующими стенками пакета и пересекающими технологический шов, что препятствует отрыву элементов переноски, дополнительно повышает прочность крепления элементов переноски к стенкам пакета за счет большей площади взаимного сваривания и за счет того, что сварные швы не пересекают границы концевых частей элементов переноски, не выходят за их пределы, тем самым не происходит возможное прожигание более тонких стенок пакета по сравнению с суммарной толщиной стенок и концевых элементов переноски. Технологический шов, предназначенный для временного закрепления элемента переноски в ручечном модуле, может быть выполнен в виде овального пунктирного шва.
Усиление может быть выполнено в виде отдельных зон сварки в форме точек, прямоугольников, кругов, треугольников, квадратов одиночных или многократно повторяющихся, или в виде изображений, логотипов или букв.
Элементы переноски могут быть выполнены из 2-8 слоев, а расстояние между центрами фиксации концевых частей элементов переноски составляет от 100 до 190 мм.
Длина одного из элементов переноски может быть выполнена превышающей длину другого элемента переноски.
Пакет может быть выполнен прямоугольной формы и его стенки могут быть соединены двумя боковыми сварными швами по двум противоположенным сторонам пакета с образованием внутренний полости. При этом сварные швы могут быть выполнены двойными.
Пакет может быть выполнен прямоугольной формы и его стенки соединены тремя сварными швами по трем сторонам пакета с образованием внутренний полости. При этом сварные швы могут быть выполнены двойными.
Между соседними слоями каждой стенки может быть образована одна негерметичная полость.
Стенки и элементы переноски пакета могут иметь многослойную структуру.
Пакет может быть изготовлен из полимерного композитного экструдированного двухслойного полотна, сложенного вдоль его длины с вставленными между каждыми двумя слоями, исключая внутренний, концевыми частями элементами переноски, и порезанного поперек с получением заготовки, соответствующей размеру пакета, и сварен путем выполнения двух параллельных боковых швов.
Пакет может быть изготовлен из полимерного композитного экструдированного двухслойного полотна, сложенного в продольном направлении, между каждыми двумя слоями, исключая внутренние слои, вставлены концевые части элементов переноски с нанесением усиленного сварного шва в месте перегиба, порезанного поперек с получением заготовки, соответствующей размеру пакета, и сварен путем выполнения двух параллельных боковых швов.
Стенки пакета могут быть изготовлены из полимерного композитного экструдированного полрукава со вставленными между стенками концевыми частями элементов переноски, порезанного на заготовки размером, превышающим ширину пакета, и сваренные попарно тремя швами с образованием внутренней полости для переноски.
Полотно для элементов переноски может быть изготовлено из двухслойных рулонов толщиной одного слоя 30÷55 мкм, шириной 300÷900 мм, совмещенных между собой и пропущенных между двух горячих валов, имеющих на своей поверхности выступающие сварные элементы в виде параллельных полос с образованием на полотне для элементов переноски поперечных сварных швов шириной от 3 до 15 мм и расстоянием между швами от 3 до 15 мм, и вставлено в ручечный модуль пакетоделательной машины для нарезки и вставки элементов переноски заданных размеров.
Полотно для элементов переноски может быть изготовлено из одного четырехслойного фальцованного рулона толщиной одного слоя 30÷55 мкм, шириной 300÷900 мм, пропущенного между двух горячих валов, имеющих на своей поверхности выступающие сварные элементы в виде параллельных полос с образованием на полотне для элементов переноски поперечных сварных швов шириной от 3 до 15 мм и расстоянием между швами от 3 до 15 мм и вставлено в ручечный модуль пакетоделательной машины для нарезки и вставки элементов переноски заданных размеров.
Внешняя поверхность стенок может быть обработана коронным разрядом и на нее флексографическим или шелкографическим методом нанесен рисунок одним или несколькими цветами.
Внешняя поверхность стенок может быть обработана коронным разрядом и данная поверхность покрыта флексографическим или шелкографическим методом защитным лаковым слоем.
Композитный материал пакета и элементов переноски может дополнительно содержать краситель в диапазоне от 0,5 до 5%, что позволит расширить ассортимент производимых пакетов.
Стенки пакета в верхней части могут быть снабжены дополнительными слоями для дополнительного усиления конструкция пакета.
Пакет может быть изготовлен с использованием полимерных капсул, не подвергающихся термодеструкции (термическому разложению) - разложение полимерных материалов под воздействием высокой температуры, характеризуется испарением легких фракций, из-за чего полимерный материал становится более жестким и хрупким, теряет эластичность и способность к растягиванию.
Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом, на котором приведен общий вид пакета.
Изготовленный из композитного материала пакет согласно заявленной полезной модели содержит переднюю и заднюю стенки 1, соединенные по меньшей мере двумя сварными швами 7 с образованием области для размещения изделий, которые необходимо перенести. Каждая стенка выполнена многослойной, то есть состоит из нескольких полотен.
Пакет также содержит элементы переноски 2, каждый выполнен в форме прямоугольной полосы из многослойного композитного материала, концы которой сведены друг к другу на определенное расстояние и приварены к стенкам пакета с образованием петли. Концевые части 6 элементов переноски 2 расположены между слоями многослойных стенок и соединены со всеми слоями в верхней части соответствующей стенки пунктирным технологическим швом 3 и прямоугольными швами 4, выполненными внутри границ концевых элементов 2 переноски по всей площади их соприкосновения с соответствующей стенкой пакета 1, пересекающих технологический шов, но не пересекающих границ концевых частей 6 элементов переноски 2 и не выходящих за их пределы. Элементы переноски 2 могут состоять из 2-8 слоев, сваренных друг с другом.
Стенки 1 и элементы переноски 2 пакета выполнены из композитного материала, содержащего полиэтилен низкой плотности в диапазоне от 30 до 70%, полиэтилен высокой плотности в диапазоне от 3 до 20%, линейный полиэтилен низкой плотности в диапазоне от 10 до 50%, меловую добавку в диапазоне от 5 до 20%, скользящую добавку на основе амидов жирных кислот в диапазоне от 0,1 до 5%, совместитель полиэтиленов на основе смеси олефиновых сополимеров - остальное.
Добавление полиэтилена низкой плотности в композитный материал, из которого изготовлен пакет, позволяет повысить прочность на прокол, что приводит к повышению прочности пакета. Добавление полиэтилена высокой плотности в композитный материал, из которого изготовлен пакет, позволяет повысить прочность на разрыв, что приводит к повышению прочности пакета. Добавление линейного полиэтилена низкой плотности в композитный материал, из которого изготовлен пакет, позволяет избежать ухудшение изначальных свойств полимерных компонентов, а именно, термодеструкцию, что приводит к повышению термостойкости и прочности пакета. Меловая добавка позволяет повысить жесткость пакета, тем самым повысив его прочностные характеристики. Добавление скользящей добавки на основе амидов жирных кислот в композитный материал, из которого изготовлен пакет, позволяет повысить прочность на разрыв и прокол, что приводит к повышению прочности пакета. Добавление совместителя полиэтиленов на основе смеси олефиновых сополимеров в композитный материал, из которого изготовлен пакет, позволяет более качественно (на молекулярном уровне) соединить между собой используемые в композите материалы, что в свою очередь положительно отражается на прочностных характеристиках пакета. Совместитель полимеров - это добавка, «термодинамическая» смесь полимеров, не имеющих реакционноспособных химических группировок, которая позволяет совмещать пластики и/или эластомеры с получением однородного и стабильного материала. Совместитель полимеров уменьшает размеры конкретных компонентов в смеси, позволяя им более равномерно распределяться в несущей матрице. При уменьшении размеров компонентов их удельная поверхность возрастает, приводя к увеличению поверхности контакта и усилению связывающих свойств. В качестве совместителя полимеров может быть использована смесь олефиновых сополимеров, которая, в частности, может содержать олефиновые эластомеры (25-44%), сополимер этилена и вторичный виниловый сополимер (35-55%), полиэтилен (12-28%).
Верхние части стенок пакета могут быть выполненными с усилением в виде двух дополнительных слоев и отдельных зон сварки 5, при этом отдельные зоны сварки 5 соединяют полотна каждой стенки 1 и два дополнительных слоя в верхних частях стенок между собой и расположены в шахматном порядке между боковыми швами 7 стенок 1 пакета и между концевыми частями элементов переноски 2.
Пакет дополнительно может быть выполнен с усилением в виде отдельных зон сварки (пайки), расположенных в шахматном порядке в нижней части пакета или по всей площади пакета, при этом усиление выполнено в виде отдельных зон сварки в форме точек, прямоугольников, полос, кругов, треугольников, квадратов одиночных или многократно повторяющихся, или в виде изображений, логотипов или букв (на фигурах не показаны).
Для получения усиления в верхней части стенки пакета, в нижней части стенки пакета или по всей поверхности используют нагревательные пластины с выпуклыми элементами заданной формы, например, в форме точек, прямоугольников, полос, кругов, треугольников или квадратов, непосредственно соприкасающиеся со слоями стенки пакета. Таким образом, усиление осуществляется методом контактной сварки при помощи нагревательных пластин с выпуклыми элементами заданной формы.
В частном случае реализации пакет может быть изготовлен следующим образом.
На первом этапе на пласткомпакторе производят капсулы с использованием следующих компонентов: полиэтилена высокого давления, полиэтилена низкого давления, линейного полиэтилена низкой плотности в указанных ранее пропорциях.
На втором этапе полученные капсулы и следующие добавки: меловая добавка, скользящая добавка на основе амидов жирных кислот, совместитель полиэтиленов на основе смеси олефиновых сополимеров и краситель смешиваются в необходимых пропорциях в бункере-смесителе (или вручную). Затем полученный композит загружают в пленочный экструдер, из которого выдувается композитная пленка.
На третьем этапе.
А. Изготавливают полотно материала для стенок пакета, для этого с помощью пленочного экструдера выдувают фальцованный рукав шириной от 450 до 950 миллиметров, при этом глубина закладки каждого фальца от 10 до 950 миллиметров, толщина пленки от 15 до 90 микрон на стенку рукава. Пленку могут фальцевать как с одной, так и с двух сторон, что позволяет получить до 4 слоев на каждую стенку пакета или получить дополнительное усиление в области донного шва и/или места крепления петлевых ручек. Сворачивают полотно в рулон.
А1. Далее полученный рулон для улучшения внешних характеристик и расширения ассортимента могут пропускать через флексографическую секцию, установленную на экструдере. Перед прохождением флексографической секции или флексографической машины рукав пленки подвергается активации - обработке поверхности пленки коронным разрядом с помощью коронатора, что позволяет улучшить качество нанесения печати с одной стороны в зоне нанесения флексографичесого рисунка. На флексографической секции или флексографической машине может наноситься необходимый рисунок в один или несколько цветов или наносится лаковый слой. Данная технологическая операция служит для расширения ассортимента, улучшения внешних характеристик или удовлетворения потребностей клиентов (нанесение логотипов, фирменных знаков и т.д.)
Б. Изготавливают полотно для элементов крепления, для этого с помощью пленочного экструдера выдувают фальцованное полотно шириной от 300 до 600 миллиметров и толщиной от 15 до 120 микрон на стенку рукава. Фальцы закладываются с двух сторон до их соединения в центре полотна. Данная технология позволяет избежать дополнительно многократного складывания полотна и свести к минимуму производственный брак. Полученное полотно сматывается на втулку в рулон.
На четвертом этапе рулон ручечного полотна (для элементов крепления) устанавливают на термотекстурирующую машину для усиления элементов крепления. На термотекстурирующий машине рулон проходит через натяжные выравнивающие и тянущие валы и проходит между двумя термотекстурирующими валами последовательно, одной стороной облегая один вал, второй стороной облегая второй вал, затем попадает на выравнивающие валы, охлаждаясь естественным путем или с помощью подачи холодного воздуха, проходит через тянущие валы и сматывается на втулку. Таким образом, получают ручечное полотно для пакетоделательной машины.
Примечание: усиление выполняют термотекстурирующими валами с помощью воздействия высокой температуры от 60 до 300°C (в зависимости от скорости прохождения пленки между валами и толщины пленки) и текстурированной (рельефной) поверхностью валов на пленку.
На пятом этапе получают заготовки (половинки) для пакета.
Полученный рулон полотна устанавливают на пакетоделательную машину и протягивают по технологическим узлам машины согласно технологическим требованием к изготовлению заготовки для пакета. Ручечный рулон устанавливают в ручечный модуль пакетоделательной машины. Изготовление заготовок происходит следующим образом:
Полотно с помощью тянущих валов пакетоделательной машины протягивается по технологическим узлам машины с определенной периодичностью, далее такт. В каждый такт машины ручечный модуль вставляет между слоями пленочного рукава элемент переноски и выполняют овальные пунктирные швы нагревательными элементами, смонтированными непосредственно в ручечном модуле (пятаками). При следующем такте часть полотна со вставленной концевой частью элемента переноски попадает между двумя термотектурирующими (рельефными) пластинами с образованием отдельных прямоугольных зон сварки, выполненными внутри границ концевых элементов переноски по всей площади их соприкосновения с соответствующими стенками пакета, благодаря чему происходит усиление соединения вставленной петлевой ручки с заготовкой. При следующем такте происходит обрезание и нанесение временного технологического шва на заготовку пакета. Заготовки собирают, упаковывают и передают на следующий этап производства.
Примечание: две рельефные (термотектурирующие) пластины имеют температуру от 60 до 400°C. Нижняя пластина покрыта тонким слоем силикона от 2 до 10 миллиметров. И затем обе пластины покрыты тефлоновой пленкой. Во время такта происходит сведение пластин между собой, при этом находящийся между ними пленки образуются отдельные прямоугольные зоны сварки. Поскольку нагреваются обе пластины сварка осуществляется с обеих сторон заготовки, что позволяет предотвратить наличие так называемых карманов с нижней стороны вложенного элемента переноски.
На данном этапе выполняют усиление верхних частей стенок в виде отдельных зон сварки, расположенных в шахматном порядке между боковыми швами стенок пакета и концевыми частями элементов переноски, а также усиление нижней части пакета или всей площади пакета в форме точек, прямоугольников, кругов, треугольников, квадратов одиночных или многократно повторяющихся или в виде изображений, логотипов или букв посредством нагревательных пластин с соответствующими выпуклыми элементами заданной формы.
На шестом этапе осуществляют ручную сшивку пакета из заготовок. Полученные заготовки складываются попарно и вручную с помощью пакетосварочного стола соединяют 2-3 широкими швами. За счет использования ручной сварки увеличено время соприкосновения сварного ножа с пленкой и уменьшена его температура, что позволяет более равномерно нагревать слои пленки в месте сварки.
Полученные готовые усиленные пакеты складывают и упаковывают.
Для подтверждения заявленного технического результата были изготовлены опытные образцы пакетов представленной конструкции, при этом соотношение компонентов композитного материала было следующим:
1 партия:
полиэтилен высокого давления (ПВД) - 70%,
полиэтилен низкого давления (ПНД) - 10%,
линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП) - 10%,
меловая добавка - 5%,
скользящая добавка на основе амидов жирных кислот - 4%
совместитель полиэтиленов на основе смеси олефиновых сополимеров - остальное
2 партия:
ПВД - 30%,
ПНД - 20%,
ЛПЭНП - 30%,
меловая добавка - 15%,
скользящая добавка на основе амидов жирных кислот - 0,1%,
совместитель полиэтиленов на основе смеси олефиновых сополимеров - остальное
3 партия:
ПВД - 30%,
ПНД - 3%,
ЛПЭНП - 50%,
меловая добавка - 10%,
скользящая добавка на основе амидов жирных кислот - 5%,
совместитель полиэтиленов на основе смеси олефиновых сополимеров - остальное
4 партия:
ПВД - 40%,
ПНД - 15%,
ЛПЭНП - 20%,
меловая добавка - 20%,
скользящая добавка на основе амидов жирных кислот - 2%,
совместитель полиэтиленов на основе смеси олефиновых сополимеров - остальное
В результате экспериментов было установлено, что все опытные образцы 1-4 партий обладают повышенной прочностью и нагрузочной способностью и позволяют выдерживать вес до 55 кг без повреждений.
При повышении или уменьшении концентрации указанных компонентов за пределы представленных диапазонов способность пакетов выдерживать заявленную нагрузку не обеспечивалась.
Таким образом, повышается прочность заявленного пакета и обеспечивается возможность выдерживать нагрузку до 55 кг без повреждений.