專利名稱：用于成型、填充、密封柔性包裝袋的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成型、填充、密封柔性塑料材料之容器的系統(tǒng)，特別是涉及可消毒的容納有給藥溶液如注射型溶液的包裝袋，其至少包括以下工序從至少一個料卷B供給塑料或柔性材料薄膜或薄片F(xiàn)，最好，薄膜是多層材料，由其形成包裝袋；印刷從料卷中展開的所述材料；卷繞經(jīng)過印刷的材料FSI；清洗經(jīng)過印刷的材料；對準和折疊經(jīng)過印刷和清洗的薄膜FSTL；沿著第一方向焊接經(jīng)過折疊的薄膜；向經(jīng)過折疊和焊接的薄膜表面供給和安裝閥門；沿第二方向?qū)嵤┮坏诙附樱焕鋮s和切斷包裝袋，將其送往外包裝或消毒工位。
有許多系統(tǒng)用于制造柔性容器和將液體材料填充進入容器，所述容器的材料有3層疊置材料，其還具有特殊類型的閥門和非常一般的“成型和填充”系統(tǒng)。但是，在本申請人的美國專利US-4456813(相應(yīng)的歐洲專利EP-142758)中，描述了第一有效的系統(tǒng)，其基本上是自動的，以便在工業(yè)上生產(chǎn)具有閥門的包裝袋，其包括在權(quán)利要求1的前序部分中和本說明書導(dǎo)言中所述的加工工序。這種系統(tǒng)在相當(dāng)多的時間里，認為可以進行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，盡管如此，對于所有優(yōu)點，仍然可以看到某些限制或者缺點。例如，近年來由于衛(wèi)生管理機構(gòu)的比較多的規(guī)定或要求，需要設(shè)置不同的附加的裝置，例如，安裝包裝袋的懸掛裝置，固定復(fù)雜的，最近生產(chǎn)的閥門，設(shè)置一個或兩個雙閥，例如，稱為VEM或者EMO-LUER型閥門。這些或其他閥門可能具有難以接近的區(qū)域，例如腔體，其需要相當(dāng)長的消毒時間，以便安全消毒。與那些需要消毒的包裝袋相比較，例如被消毒的包裝袋在消毒溫度120℃條件下，持續(xù)大約10分鐘可以獲得滿意的效果。而閥門所需要更長的消毒時間，這是工業(yè)生產(chǎn)中不能接受的。在事實上，水可能通過焊接在包裝袋壁上的閥門滲透，或者滲透通過閥門的外表面到達腔體。如果，腔體的體積很小，則危險性小，但是，如果腔體體積較大，則沒有危險。
除了長時間加工處理外，處理的效果也往往不可靠。而且，在常規(guī)的系統(tǒng)中，在各種衛(wèi)生設(shè)備的機構(gòu)中，存在某些缺陷，例如，計量不準確，要按計量向包裝袋內(nèi)填充液體需要很長時間，同時，缺少合適的精確度。
本發(fā)明的第一目的是提供一種非常先進的系統(tǒng)，(屬于近代的)其消除了前面所述系統(tǒng)中存在的缺點。本發(fā)明的另一個目的是提供一種比前述系統(tǒng)效率高、成本低，而且處理設(shè)備緊湊的系統(tǒng)。在本發(fā)明的系統(tǒng)中，可以獲得這些或其他目的，其特性是高效率，高可靠性，安全衛(wèi)生和極高的精度并主要特征在權(quán)利要求書中描述，讀者可以對此參閱。
下面參照附圖描述本發(fā)明的非限制性的實現(xiàn)形式，可以更加清楚地理解本發(fā)明的各個方面和優(yōu)點。


圖1是本加工系統(tǒng)的工藝過程方框圖。
圖2是實現(xiàn)圖1所示方案的第一動態(tài)線路的平面示意圖。
圖2A是圖2的局部變型放大的示意圖。
圖2B和2C是兩個干燥清洗裝置的局部立體圖。
圖3是局部軸測示意圖，其表示實現(xiàn)圖1所示加工過程的加工工段和裝置的優(yōu)選的設(shè)置方案。
圖4和5是兩個閥門的局部側(cè)剖和前視圖。
圖6和7是具有圖4和5所示閥門的包裝袋的頂視圖，其中包裝袋具有在懸掛孔FOS中的環(huán)件AS。
圖8是包裝袋的閥門加濕裝置的局部剖視圖。
圖9是高精度液體計量裝置的示意圖。
圖10是與圖9所示計量裝置組合的驅(qū)動設(shè)備中填充部分的局部側(cè)視圖。
圖11是全印刷工位2的配置側(cè)視圖。
圖12是閥門焊接工位5b的軸測圖。
圖13是最終焊接和成型單元5d、5e的軸測圖。
優(yōu)選實施例的詳細描述參照圖1和2，本發(fā)明的系統(tǒng)通常表示為至少5個工位，其中各工位涉及一種或多種加工處理。
在具體的方框1中分別表示的工位是，從一料卷B提供薄膜F的供給工位。虛線矩形方框表示在工位1中可能設(shè)置的至少第二料卷B’的方案，其平行于第一料卷B，其具有相同的寬度，或者另外設(shè)有料卷B”，其寬度是料卷B或B’的N倍。與展開料卷RS相聯(lián)系的裝置是一支承一制動裝置DF的張力調(diào)節(jié)裝置。
按照本發(fā)明的另一個方面，方框2表示在生產(chǎn)線2a上，設(shè)有一全印刷工位TP，隨后，設(shè)有在生產(chǎn)線上的完全印刷薄膜的堆積工位2b。該全印刷工位包括一熱打印機，其采用熱壓機作為壓印裝置，而且其置于包裝袋上，并采用顏料薄膜，在印版上設(shè)有打印圖案。預(yù)先設(shè)定全印刷工位TP以獲得精確的印刷圖案，大量的代號和每天的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。此外，通過打印程序就可以設(shè)置包裝袋規(guī)格(50～5000cc)、溫度和速度及所有印刷包裝袋所需要的參數(shù)。
方框3表示清洗工位，在此加工階段包括唯一的干燥清洗階段，其中，不存在與液體和支撐件的接觸。優(yōu)選的清洗裝置之一在附圖2B、2C中表示。其由兩個附加的腔體101和102形成，腔體101和102具有用于印刷薄膜FST的中央槽，使薄膜FST懸空并置于經(jīng)過過濾的流動空氣AF中，所述空氣AF從三個噴嘴103、104和105中流入，然后所述流動空氣從噴嘴106、107和108中流出，在空氣從薄膜上流過后，清洗經(jīng)過印刷的薄膜FST上的顆粒和雜質(zhì)，如圖2C所示。在使用多個料卷B、B’，例如橫向長度相等，或者使用料卷B”，其寬度為料卷B、B’的N倍的情況下，在工位2和3，能夠同時處理多個薄膜。
方框4表示在生產(chǎn)線上的4個分開的工段中，處理經(jīng)過印刷和已進行干燥清洗的薄膜FTSL，如圖所示，F(xiàn)TSL的堆積工段(4b)，平衡對準工段(4d)，折疊工段(4e)和牽引工段(4f)。
按照本發(fā)明的系統(tǒng)，其優(yōu)點不僅在于消除了在美國專利US-4456813中的干燥工段4a(由于采用了干燥清洗)，而且，消除了用紫外線UVA進行消毒的工段4c。如附圖所示，這個加工工位極其緊湊、有效和可靠。采用幾個裝置執(zhí)行這些加工過程，這些裝置是(4b)、(4d)、(4e、4e’，具有折疊棱柱PR)和(4f)，還取消了舊擠壓輥(4a)和與輥輪相聯(lián)系的紫外線輻射UV板4c。
對準輥輪4b、和插入輥輪4e，4e’之間的折疊棱柱PR，以及最后的牽引輥輪4f與第二折疊輥輪(4e’)協(xié)同作用，產(chǎn)生運行快捷和安全的效果，這是因為，在新的只有四個工段的工位4中，運行無停止或中斷。工位5與上述美國專利US-4656813相比較，具有相當(dāng)大的“變革”。事實上，在工位5中，包裝袋通過豎直和水平焊接形成，并且安裝閥門和懸掛環(huán)，現(xiàn)在只考慮縱向(豎直)焊接5a和安裝閥門5b的工段。
附圖4和5表示兩個EMO-LUER型或雙閥門型閥門構(gòu)造。它們包括帽T、閥芯CV、橡膠塞GP和腔體CA1和CA2。在“雙閥”閥門中，代號T0表示在使用內(nèi)裝物時，可以取出的部分，其保證無菌的內(nèi)裝物儲存在容器內(nèi)。代號ZF表示可以扭斷部分。圖5所示的EMO-LUER型閥門包括閥芯EPO-L、橡膠塞GP、帽TT、插入物P和安全封閉件SG，該安全封閉件SG在使用時，被弄斷裂。代號OR表示密封墊圈。這些閥門自身的構(gòu)造在本申請人的美國專利US-4467003中已經(jīng)描述。圖6中描繪了具有雙閥閥門TV的包裝袋SA，其中雙閥閥門TV設(shè)置在橫向端部，懸掛孔設(shè)置在相反的壁端部中。附圖7表示具有EMO-LUER型閥門(VEM)的包裝袋SA，其中EMO LUER型閥門設(shè)置在包裝袋的縱向側(cè)邊，懸掛環(huán)AS設(shè)置在另一個縱向側(cè)邊。
特征在于，工位5包括(x)一用于供給閥門的振動器(5b1)，和按照本發(fā)明最重要的方面(y)一用于閥門腔體的噴濕裝置(5b2)；(z)一探測和控制濕度的裝置(5b3)；(j)一用于制造包裝袋懸掛孔的裝置(5c)；和(w)一用于安裝懸掛環(huán)的裝置(5f)，(此外，或者由所述孔代替，)還包括一用于供給所述環(huán)的振動器(5f1)。
按照本發(fā)明的一個方面，閥門焊接裝置是超聲波焊接裝置，其具有控制位置和接近速度的開口環(huán)。為此目的，在美國專利US-4656813中的實施例所述的原焊接系統(tǒng)得到大大改善，其中在焊接頭(5b)靠近砧板的過程中，(由附圖中的虛線表示，)設(shè)置了連續(xù)探測焊接頭(5b)的位置和速度的裝置--聲控裝置(sonotrode)。附圖12表示相關(guān)的方框(5b)，其包括一位置傳感器(81)、一壓力缸(82)、一滑塊(83)、一聲控裝置(84)和一傳感器(85)。采用千分之一秒的比例型(PID)脈沖編碼，可實現(xiàn)聲控裝置/砧板沖擊之速度和加速度(減速度)的最佳化，以達到盡可能合適的完全焊接操作，并因此操作可靠。
按照本發(fā)明的另一方面，在工位SP非常精確的按定量填充液體RIEM，基本上自動進行定量填充，其中至少包括電致氣動閥(60)和(62)并由(61)和一控制開關(guān)板(63)供電。定量閥具有兩個電致氣動推動方向，以便使該定量裝置在3～5/1000秒的時間內(nèi)運行(開啟/關(guān)閉)，進而使得每次定量的精度為+/-1cc。
在該優(yōu)選的實施例中，所述定量裝置由來自葉片式流量計的多個脈沖控制，所述葉片式流量計具有霍爾效應(yīng)(HALLS EFFECT)。圖10表示出來自溶液(未圖示)的連接供給管的出口AIC；圖9所示的定量閥，在填充階段，在包裝袋SA內(nèi)，供給管TE的被擴大的端部EA，在它后面跟著另一個包裝袋SAC(這個包裝袋還沒有在頂部密封，準備被填充)。
本發(fā)明的另外的特征在于包裝袋的成型，(同時進行水平焊接，)其通過調(diào)整和控制兩個可移動板(71)、(73)的溫度，如圖13所示，其由高效率的電加熱元件進行加熱，并且能夠進行壓縮、焊接，熱成形從而構(gòu)成包裝袋，同時可消除任何可能出現(xiàn)的邊端缺陷。除了熱硫化板(71)外在圖13中裝置還包括一與切割邊緣(72)相對置的冷卻桿，第二加熱前板(73)，一切割邊緣支撐件(74)和冷卻邊緣(75)的一冷卻支撐桿。
再使用一種(比例，積微分)型編碼(PID)，專門修正獲得最佳溫度控制，例如在12個組合的控制點處。接著立即通過冷卻桿的作用，如圖13中元件72、75所示類型，冷卻焊接部分，除冷卻外還鎖定焊接折疊加工過程，然后按尺寸切制包裝袋。
作為本發(fā)明的重要方面，圖4和5所示EMO-LUER或雙閥閥門的腔體CA1、CA2的加濕可以由多種方式實施，例如采用圖8所示的裝置，其包括一閥門V1、一流量控制器FLU、一霧化噴嘴US、一活塞PA，由活塞PA移動噴霧噴嘴US，通過傳感器SEP控制活塞PA的運動，一橋接電路測試已經(jīng)加濕的腔體內(nèi)的電傳導(dǎo)性，以便正確控制加濕量，并且還包括一加濕液體CSLB的排放通道。
雖然參照附圖描述的實施例，對本發(fā)明進行了說明，顯而易見，本發(fā)明不限于上述實施例，本專業(yè)的普通技術(shù)人員可以獲得的所有經(jīng)過變化、修改、替換和類似的形式，它們都屬于本發(fā)明的權(quán)利要求書所述的發(fā)明構(gòu)思和保護范圍。在事實上，所述清洗、全印刷、加濕等裝置可以由等同的商業(yè)中購買的裝置來代替。此外，可以看到本發(fā)明的系統(tǒng)中，可以在相同的包裝袋上焊接一個或多個閥門，也可以對兩個系列包裝袋(奇數(shù)和偶數(shù))進行加工，并且在奇數(shù)和偶數(shù)包裝袋交替的設(shè)置閥門，環(huán)件或懸掛孔。如圖1所示，薄膜和薄片F(xiàn)形成的包裝袋SA具有閥門和懸掛裝置，最好薄膜是多層材料，其包括疊層的烯烴、酰胺、酯或類似物的共聚物，如美國專利US-4326574所述，但是，比較好的還包括共擠材料，特別是按照本申請人的歐洲專利EP-658421和國際專利WO-95/16565所述。
的確，基于兩層外層材料，其中，形成的共擠膜可以獲得最佳效果，所述的兩層外層具有均質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，例如，乙烯-丙烯共聚物(PE)，其中，乙烯(PP)的性質(zhì)不同于丙烯PE，或者采用化學(xué)性質(zhì)不同的層狀材料，例如聚乙烯/聚丙烯。通過合適的共擠黏合劑，例如聚烯烴，可保證兩層材料粘結(jié)。通過仔細選擇外層材料的成分和粘結(jié)劑，使層狀材料之間相互粘合，以及選擇焊接板之間可能的溫度差，以及通過選擇最佳焊接電阻值、抗沖擊值，特別是抗跌落、透明度、消毒等等可以獲得包裝袋。共擠膜可以有附加層，其可以是共擠的或疊加到三層薄膜上，其中，兩層外層和黏合劑層。
權(quán)利要求
1．一種用于成型、填充柔性塑料材料包裝容器的系統(tǒng)，特別是容納引入機體，注射型溶液的可消毒包裝袋，其至少包括以下工序從至少一個料卷供給薄膜或薄片，最好，薄膜是多層材料；印刷、清洗、卷繞經(jīng)過印刷的材料；對準和折疊經(jīng)過印刷和清洗的薄膜；焊接首先沿著一個方向折疊的薄膜，通常沿著縱向或豎直方向進行折疊；向經(jīng)過折疊和焊接的薄膜供給和安裝閥門；填充包裝袋；沿著第二方向，通常是橫向或水平方向?qū)嵤┮坏诙附樱焕鋮s和切割包裝袋，然后進行外包裝和消毒；本發(fā)明系統(tǒng)的特征是上述工序中的多個步驟被減少，特別是執(zhí)行下列工序當(dāng)薄膜從供給料卷展開時在薄膜上進行全印刷(TP)工序；干燥清洗經(jīng)過印刷的薄膜；平衡對準經(jīng)過印刷和清洗被折疊的薄膜；加熱板沿著縱向(豎直方向)焊接折疊的薄膜；通過焊接安裝閥門，通過編碼裝置控制焊接頭在靠近砧板時的速度和位置；所述閥門經(jīng)受一次腔體的加濕處理；采用編碼調(diào)節(jié)的加熱工具使包裝袋成型；高精度定量填充液體。
2．按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是包裝袋的外側(cè)不接觸被填充溶液，為使腔體經(jīng)受加濕，采用一裝置以計量作為腔體容積之函數(shù)的液體，還設(shè)有探測濕度發(fā)生的機構(gòu)(5b3)，以便對閥門的腔體能進行消毒，使用的時間和程序基本上與消毒包裝袋的相等。
3．按照權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征是在振動器(5b1)的下游執(zhí)行加濕操作，同時將閥門供給到工位(5b)，以將閥門焊接在包裝袋袋體上，裝置(5b3)用于控制向閥門的腔體加濕，該閥門位于加濕裝置的下游。
4．按照權(quán)利要求2或3所述的系統(tǒng)，其特征是加濕液體選自蒸餾水、生理溶液和過氧化氫。
5．按照權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征是采用過氧化氫進行消毒，并且檢測腔體內(nèi)的電傳導(dǎo)性。
6．按照上述權(quán)利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征是加濕裝置(5b2)包括消毒液體源，計量閥門(70)和流量調(diào)節(jié)裝置(71)，在外側(cè)還有一個包括一噴嘴的裝置，其由傳感器控制的雙作用活塞來驅(qū)動，液體由插入閥門之腔體的噴槍提供，排出的消毒液體由橋接電路探測。
7．按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是在生產(chǎn)線中的薄膜上，當(dāng)薄膜從供給料卷上展開時，采用加熱打印機進行全打印(TP)，采用加熱打印機作為打印裝置，將設(shè)置在印版上的圖案，借助顏料薄膜設(shè)置到包裝袋上。
8．按照權(quán)利要求1或7所述的系統(tǒng)，其特征是在生產(chǎn)線上已被打印/印刷的薄膜，要采用純凈空氣進行干燥清洗，隨后存積薄膜，再經(jīng)受一平衡校準(工作)。
9．按照權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征是為了懸掛包裝袋，將環(huán)件焊接到包裝袋上，作為另一種情況，設(shè)置一懸掛孔(FOS)代替環(huán)件。
10．按照上述權(quán)利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征是采用精確計量，向包裝袋填充液體，在此工位包括在入口處的分配調(diào)節(jié)閥門(51)、常壓閥門(52)、渦輪式流量計(53)、其向閥門(54)提供一真正合適的溶液清洗包裝袋的內(nèi)側(cè)，此時還不進行橫向焊接，所述閥門具有一雙向電致氣動驅(qū)動機構(gòu)，而且，由脈沖的數(shù)量實施控制，脈沖來自霍爾效應(yīng)(HALL EFFECT)作用的渦輪式流量計。
11．按照上述權(quán)利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征是在包裝袋的橫向焊接處的同時成型由兩個可移動和加熱的板件來實現(xiàn)，并為高輸出的電阻加熱板件，其具有許多溫度控制點，最好有12個相互聯(lián)系的點，由兩個可移動的冷卻板件執(zhí)行冷卻操作，除了冷卻外又鎖定該焊接折疊過程，還包括切割和分開包裝袋的裝置。
12．按照上述權(quán)利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征是用于鎖定焊接閥門的工作由一裝置完成，其包括位置傳感器、壓力缸、滑塊、聲控處理器和壓電傳感器。
全文摘要
在系統(tǒng)中，成型、填充、密封(FFS)柔性包裝袋，其基本上按照美國專利US－4656813(相應(yīng)的歐洲專利EP－142758)所述的內(nèi)容，該系統(tǒng)包括當(dāng)薄膜從供給料卷展開時，在薄膜上進行全印刷；干燥清洗；平衡對準經(jīng)過印刷和清洗的折疊薄膜；加熱桿焊接經(jīng)過折疊的薄膜；通過編碼控制焊接閥門；對閥門腔體進行加濕處理；由編碼控制的加熱裝置成型包裝袋；高精度按計量填充液體。
文檔編號B65B55/02GK1238727SQ97199977
公開日1999年12月15日 申請日期1997年11月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月22日
發(fā)明者A·斯卡迪 申請人:巴克斯特生物技術(shù)公司