專利名稱：用于封合管狀容器的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于封合據(jù)權(quán)利要求1,6和7的前序部分所述的包裝件的設(shè)備和方法。
對于大部分商品，主要是食品，連續(xù)的管狀包裝件，其成形，連續(xù)充填和整齊封口是顯而易見的包裝形式。由此，位于每一端的包裝材料被合攏成一細長帶條，該帶條被用金屬夾或金屬鉗封合。這種封合的缺點在于，在切口處成形的封閉端要求使用并不能保證緊密封合的金屬夾。此外，使用金屬夾還有成本和復(fù)雜材料回收利用的經(jīng)濟缺陷。
本發(fā)明的目的是消除先有技術(shù)的缺陷，并提供一種據(jù)上文所述的設(shè)備和方法，其允許用于管式包裝的完善的封合產(chǎn)品。
本發(fā)明尤其涉及一種夾持器及由此得到的使管狀材料更耐熱封合的經(jīng)濟方法。
本發(fā)明一方面，通過使用含有不同熔點的復(fù)合塑料的管狀材料，并在設(shè)備中對扁平帶條應(yīng)用超聲波來實現(xiàn)，其主要特征在于V--型工具件被設(shè)置在帶條的每一側(cè)，并相對于帶條的橫向彼此面對面成對移動，該成對工具件在帶條的縱向上都有一15-25mm的距離，在成對工具件之間一方面設(shè)置兩個支撐表面，用以支撐帶條的相對兩側(cè)，另一方面，可能面對面設(shè)置兩個夾板，用以對帶條進行超聲波錘擊。在一詳細的實施例中，至少一個夾板裝有相對于帶條基本上橫向突出的隆起部，或格子形式突出的隆起部。該夾具還包括邊緣切斷工具，用以在帶條的封合端末部切斷帶條。
通過本發(fā)明這樣的管狀包裝件的封合問題被完全解決了。充填管在未端被封合，即使不使用添加劑，其氣密性也是可信賴的。據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種方法，其主要特征在于管是由含可熔層的材料制成的，條帶在壓縮位置被壓在一起形成條狀，條帶沿復(fù)合線經(jīng)受既高且量值又大的脈沖壓力，其材料中的可熔層暫時變得有粘性。當(dāng)材料被冷卻時，粘著力成為永久性的。
最好管是由含有不同熔融溫度的多層材料制成，由此易于熔融的層或材料將提供粘著力。
對未端封合管狀包裝件工序的精確研究顯示，如今的條帶阻礙安全經(jīng)濟的作業(yè)方法通常有兩方面。一方面涉及管內(nèi)殘留物難以從封合地移走，另一方面由外部加熱引起的管狀材料不同層的溫度發(fā)生不可避免地變化。即使殘留物被留在封合區(qū)域似乎也不重要，它們僅表明有泄漏危險，目前被管各壓縮部分的兩個金屬鉗的操作所控制。據(jù)本發(fā)明，殘留物對封閉端緊密性的影響被分配給多條線的封合功能所消減，多條線之間的殘留物可能被線性封閉位置上的壓力所轉(zhuǎn)移。因而如果線相對于管的縱向方向彼此水平橫向延伸，緊密性是足夠的，但是，如果線被安排成格子模式，它們的效果進一步提高，以便解決特別困難的問題。更重要的是通過在多條線上進行封合的安排，獲得粘著力的熔融材料在封閉端被集中并在此被維持，這保證了結(jié)合或粘和材料不會從該地區(qū)逸出。
每一個壓縮部分包括兩個封合區(qū)，每一個都必須有上述線排列。在這些區(qū)域之間的長度達到約5-7mm，幾個毫米的距離可以不受影響且平靜地省去以便切割后不能含有尖銳的因而危險的角。
涉及緊密性且經(jīng)濟的最好效果是用據(jù)本發(fā)明的方法，通過使用超聲波以提供脈沖壓力來實現(xiàn)。首先，施加一最大壓力以便從線間運輸殘留物，同時冷成形管狀材料。隨即緊接著，在超聲波的幫助下以已知方式加熱管狀材料，并在比最初的壓力更長一點的壓力作用下將管狀材料的兩部分熔合在一起以實現(xiàn)封合。在此工藝中管狀材料的軟化層作為熔融劑一致粘附到其它層上，在各線間封閉包裝殘留物。該線相對于管平行橫向排列或彼此交叉成格子形。對每一個壓縮位置而言，該數(shù)目至少是四個，這更利于用同樣模式的模具對砧臺執(zhí)行工作。砧臺也是同樣的模式。在冷卻裝置和自動調(diào)溫器的幫助下砧臺最好保持不變的溫度。管不同層材料的選擇當(dāng)然必須遵循包裝件內(nèi)容物的設(shè)置要求，但是作為例子提及，對于食品而言被更有利地使用地是聚乙烯-聚丙烯-聚乙烯的化合，以及金屬茂-聚乙烯-酰胺-聚乙烯-金屬茂。所有層不必含有塑料材料。如果允許，相對于包裝件內(nèi)容物的涂覆塑料材料的不昂貴的材料也能被使用。鍍有金屬箔的塑料可用于對光線敏感的食物。
對于模具和砧臺，對于執(zhí)行方法而言，適宜的材料選擇是聚四氟乙烯(特氟隆)或鍍有鋁的聚四氟乙烯，對于模壓金屬，則最好是鈦。模具也在冷卻裝置和自動調(diào)溫器的幫助下維持在不變的溫度。
落于本發(fā)明范圍內(nèi)的壓力線，包括點劃線和彼此靠近的凹陷。
本發(fā)明將參照附圖結(jié)合實施例進行詳細描述。


圖1顯示了據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的側(cè)視2顯示了設(shè)備的平面3詳細顯示了超聲波夾板。
從圖1很清楚地看出已充填的包裝件1和正在充填的類似包裝件2是如何通過管材的條帶3彼此相連的。條帶3被成對的V-型工具件4,5和6,7所包圍，成對V-型工具件被設(shè)置成彼此相距16mm的距離。這些成對的工具件可相互移近或移遠。它們的形狀和位置如圖2所示。在成對工具件之間，一方面有兩塊聚四氟乙烯作為支撐表面8和9，它們分別抓緊聚攏的條帶3，另一方面，兩個夾板10,11用于對帶進行超聲錘擊。夾板彼此之間可相互移近或移遠。一個夾板10用作砧臺，由鋼或鈦制成，而另一個夾板11用作超聲波探角，它被連接到一個此處未顯示的先前已知的功率為1kw，頻率為20--40khz的超聲波發(fā)生器上。超聲波探角11由鈦制成。夾板10,11表面都是平的對彼此是不利的，但是如果表面帶有如圖3所示的隆起或者用格子形式將會得到更好的效果。用作砧臺的夾板10的中間還帶有一個尖銳的切割刃13，切割刃13的高度接近超聲波探角11，而兩個夾板之間還有幾個十分之一毫米的間隔。對于工具件，為了獲得最適宜的移動順序，聚四氟乙烯塊和夾板被連接到液壓或氣壓活塞上，以眾所周知的方式被來自泵或帶有壓力缸的壓縮機的各個供應(yīng)管上的閥所控制。聚四氟乙烯塊通過被固定連接到砧臺10上，從而被安排同步參與在砧臺10的運動中。當(dāng)封合部冷卻時，為了分離它，對成形包裝件的支撐可以安排在側(cè)部，例如使用真空杯。功能方法參照下文。
工藝開始時，包裝管的未端從工具件4,5，支撐表面8,9，夾板10,11和工具件6,7之間的上部被送入，各對之間都位于最大的相互距離。管由有稍微不同熔融點的疊層或復(fù)合塑料組成，它們這樣被分配，內(nèi)層和外層塑料之間至少有一層低熔點的塑料層。當(dāng)設(shè)置據(jù)此被操作進行“封合”時，首先各個工具件4,5和6,7彼此相對移動，從而通過V-型工具件管被聚攏成一條帶。支撐表面的塊8,9和夾板10,11彼此相近移動，于是它們成對各自從不同的方向支撐并錘擊條帶。錘擊的結(jié)果，條帶被加熱并壓縮成相似牢固的尺寸1.5-2x5-15mm的帶14。在操作的最后階段，切割刃13壓向夾板10，于是在封合的中間位置切斷條帶。其后當(dāng)工具件4,5,6,7，支撐表面8,9和夾板10恢復(fù)到每對之間的最大值距離時，管同時開始充填內(nèi)容物。帶有內(nèi)容物的管允許降低一個包裝長度到達如圖1所示的位置。當(dāng)下一封合操作中的工具件4,5和6,7彼此靠近移動時，它們將管壓成條帶并基本上壓出內(nèi)容物。殘留的內(nèi)容物在縱向上被壓力有效地移向側(cè)邊，且超聲波探角11對帶的有效錘擊也使其在帶的縱向方向上被移向側(cè)邊。最有效地運動是，夾板10,11直接用最大壓力彼此擠壓，隨后分離以給錘擊留一自由移動空間。封閉和切斷是根據(jù)前文所描述的來實現(xiàn)。工具件4,5,6,7，支撐表面8,9和夾板10,11維持在最大距離，管允許降低一個包裝長度的過程隨后被重復(fù)。如果管是預(yù)加工型或如果管通過邊緣封合成帶連續(xù)制造，該設(shè)備均適用。
在一最佳實施例中，夾板10和11由圖3中橫向相對于管的方向的隆起12制成或格子形式制成。其優(yōu)點首先是由于使用了隆起模式，能夠避免管壁的熔融塑料層滲入包裝件中。
如果切割刃13因某種原因被認為不便于使用，那么條帶的切斷與包裝件的分離當(dāng)然是在設(shè)備的外部執(zhí)行的。其它變形諸如超聲波探角11的弧形工作表面及低錘擊頻率結(jié)合夾板10,11的高溫度的使用也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
應(yīng)聲明如上所述的本發(fā)明的管最好包括不同的層，但是本發(fā)明并不排除所要求的熔融物的材料僅是一層的情況。
權(quán)利要求
1．一種用于封合管材制成的包裝件的設(shè)備，包括有多個不同熔融點的塑料，通過對其使用超聲波將管材壓制成帶，包括聚攏包裝管的裝置，該裝置通過本設(shè)備將管材聚攏成帶，還包括為形成單個包裝元件對帶條進行封合與切割的裝置，其特征在于，用于將管材壓成帶條(3)的V-型工具件(4,5,6,7)被安置在管材路徑的每一側(cè)，并在相對于管材的橫向上面對面成對移動，該成對工具件(4,5和6,7)在管材的縱向上都有約15-25mm的相互距離，在成對工具件之間一方面設(shè)置兩個支撐表面(8,9)，用以支撐帶條(3)的相對兩側(cè)，另一方面，兩個夾板(10,11)可以面對面移動，用以對帶條進行超聲波錘擊。
2．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于至少一個夾板(10,11)裝有隆起部(12)，它相對于帶條(3)橫向突出。
3．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于至少一個夾板(10,11)在相對于條帶(3)的表面裝有格子模式(checked pattern)。
4．如權(quán)利要求1,2或3中任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于夾板(10,11)之一裝有切割刃(13)，用以切斷帶條(3)。
5．如權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于為獲得最適宜地移動順序，工具件(4,5,6,7)，支撐表面(8,9)和夾板(10,11)被連到液壓或氣壓活塞上，其被來自泵或帶有壓力缸的壓縮機的各個供應(yīng)管上的閥所控制。
6．一種設(shè)備，用于封合含有熔融層的管材制成的包裝件，包括聚攏包裝管的裝置，該裝置通過本設(shè)備將管材聚攏成帶，還包括為形成單個包裝元件對帶條進行封合與切割的裝置，其特征在于，該設(shè)備包括將管材壓成帶條(3)的工具件(4,5,6,7)，它們被安置在管材路徑的每一側(cè)，并在相對于管材的橫向上面對面成對移動，該設(shè)備還包括從管縱向看沿大致橫向延伸復(fù)合線對帶條進行超聲波錘擊的裝置。
7．用于封合包裝件的方法，包裝件包括管材，它被連續(xù)充填，壓縮并在規(guī)定位置進行切割，其特征在于該管材由帶可熔層的材料制成，在壓縮位置，管材被擠壓在一起形成條帶，條帶沿復(fù)合線經(jīng)受高的最好是脈沖的壓力，或達到材料中的可熔層可粘合的值。
8．如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于管是由含有不同熔融溫度的多層材料制成，其中易熔層在壓力作用下可粘著。
9．如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于壓力中的脈沖由超聲波實現(xiàn)。
10．如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于復(fù)合線相對于管的縱向相互平行并大致橫向延伸。
11．如權(quán)利要求7-10中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于復(fù)合線彼此交叉形成格子形。
12．如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于壓力由一個可移動的金屬型模具和聚四氟乙烯砧臺施加。
13．如權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于砧臺的模式根據(jù)模具的模式而設(shè)定。
14．如權(quán)利要求11,12或13所述的方法，其特征在于模具被維持在恒定溫度。
15．如權(quán)利要求11-14中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于砧臺被維持在恒定的溫度。
全文摘要
本發(fā)明通過一種方法,以一種新的方式完全可靠地解決了以連續(xù)管狀形式生產(chǎn)包裝件過程中產(chǎn)生的緊密問題,該方法的主要區(qū)別在于,通過在壓縮位置將管壓制成條帶,該條帶沿復(fù)合線經(jīng)受既高且量值又大的脈沖壓力,使得材料變得有粘性。復(fù)合線相對于管橫向平行或彼此交又形成格子形。脈沖壓力是通過超聲波產(chǎn)生的。除封合方法外,本發(fā)明還涉及一種設(shè)備。
文檔編號B29C65/08GK1302270SQ99802850
公開日2001年7月4日 申請日期1999年2月10日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月10日
發(fā)明者維爾霍·埃里克森 申請人:維爾霍·埃里克森