CN1033969A - 包装用的泡沫垫的成形设备及方法 - Google Patents

Abstract

连续成形装有发泡组分的袋或垫的方法和设备， 包括送进一对塑料卷带通过一对传动滚轮形成的钳 口，并热封卷带的纵向边，往卷带内注入发泡组分，周 期停止纵向密封形成一个边缘开口以便于发泡时产 生的气体逸出，切下已成形的袋，同时密封成形袋的 顶边和下一个袋的底边。所成形的袋可放在包装箱 内，发泡组分膨胀，最终形成的泡沫垫具有跟被包装 制品一致的外形。

Description

本发明涉及包装用塑料袋的制造、充填及密封，特别是涉及现场发泡的包装垫的成形。

对于不同尺寸及形状的各种制品的保护性包装的成形在包装业中是一个一般性的问题。在许多情况下，具有不同尺寸及形状的各种制品必须要包装在一个方形或长方形的纸箱内以及于搬运及传送。当被包装的制件的尺寸和形状不是方形或长方形的，一个典型的包装办法是在制件和纸箱壁的空间内充填一些填料。

一种现有的包装方法是把松散的易碎材料倒入箱中将制品包住。另一种方法是把制品包在软垫材料片中。还有另一种现在在使用的包装方法是现场发泡包装，其中由放有发泡组分的塑料袋组成的包被放在纸箱中把产品包住。然后泡沫塑料在袋中膨胀并硬化。这类的发泡组分在前有技术中是已知的，它们又称为发泡剂或者泡沫塑料母体。一般这些材料由聚合物和气体或产生气体的化合物混合而成。在适当的混合及分布时，气体渗入到聚合材料中，形成最终的泡沫塑料。

美国专利US.4674268（Gavronsky等）公开了一种自动制造上述类型的充满泡沫塑料的塑料袋的设备。特别是，该专利公开的设备可送进塑料薄膜管，然后在横向热封送进的塑料薄膜管形成一个个塑料袋，接着在每个口袋上开缝隙，并在缝隙处打开塑料袋，从侧面将一个注射筒***到缝隙中，将要求量的发泡组分充入每个袋中。在热封每个袋的顶部时，可能要中断一下，以使发泡时所产生的气体能逸出，而不破坏口袋的完整性。

虽然Gavronsky等的设备比以前基本上用手工操作制袋的工序有明显的改进，但仍然有些不足之处。特别是该设备要在塑料袋上开缝隙，然后打开塑料袋，并在侧向***一个喷嘴将发泡组分注入到袋中，这些要求使机械***变得很复杂。并且，难于保证将要求量的发泡组分全部注入袋中，且常会发生的问题是发泡组分的喷溅。

本发明的一个目的是提供一种成形所述类型泡沫垫的方法及设备，以克服上述前有技术中存在的问题。

本发明更具体的目的是提供一种连续地成形泡沫垫的方法及设备，这种方法及设备能用一对塑料薄膜卷带，同时充填及制出塑料袋，并基本上消除了发泡组分的喷溅。

本发明还有一个目的是提供一种成型泡沫垫的方法和设备，其结构设计比较简单，并能用简单的方法在每个塑料袋上开设一个逸气的开口。

本发明的另一个目的是提供一种成型泡沫垫的方法和设备，其完全适合于用在将一个或多个制品包装在一个箱内的全机械化的操作中。

在下面所示的实施例中，提供的一种方法和设备实现了本发明的目的，体现出本发明的优点。该设备及方法包括从各自的供应源将一对塑料薄膜卷带沿着一条预定的运送路线送进，在第一热封工位，将送进的这对塑料卷带导入成面对面接触。在热封工位，将送进的卷带的相对的长边热封在一起隔一定的周期，将预定量的发泡组分充入这对塑料薄膜卷中，也就是贮存在每个要成形的袋中，在送进塑料卷带通过第一加热工位时，沿着至少一条边的热封是周期瞬时地停止的，以使得在每个塑料袋上留有至少一条边缘开口。然后，将这对塑料薄膜卷带送进到第二热封工位，在横向热封每个袋未密封的上面部分，以形成每个顺序前进的泡沫塑料袋的密封顶边，并把成形的袋和下一个袋断开，同时也形成了下一个袋的密封底边。

从各自的供应源送进这对塑料卷带的操作包括将卷带送进到一个相对着的收敛状态，在放料位置将预定量的发泡组分充入，放料位置在收敛的卷带之间，并且靠近在卷带要开始接触到一起的地方。按照这种方式，收敛的卷带成漏斗形把发泡组分导入到最终成形的袋中，因而减少了喷溅和溢出。

本发明的一些目的和优点已在上面谈及，下面将结合附图说明本发明，并将讨论到本发明的其它目的和优点。在附图中

图1是体现本发明特点的包装生产线的部分透视图;

图2是本发明的传动滚轮装置和第一及第二热封装置带局部剖面的侧视图;

图3是图2所示的送进装置的部分俯视图;

图4是与图3类似的视图，显示了本发明设备的第一和第二加热装置;

图5是图2所示的传动滚轮装置和加热装置的侧视剖面图;

图6～8是类似图5的视图，分别显示了加热装置在第一位置（工作位置），第二位置（非工作位置）及第三位置（横向加热装置在工作）;

图9是本发明的送进装置和热封装置的透视图;

图10是按本发明制成的一个充填了发泡组分的袋的透视图;

图11是显示了一个闭合的纸箱和被支撑的制品的剖面图，其中包括一对按本发明制造的装填了发泡组分的包装垫;

图12是本发明的第二实施例的带部分剖面的侧视图;

图13是图12的实施例的送给装置的部分俯视图。

更详细地说明附图，图2～9显示了按照本发明的连续成形泡沫垫的设备的第一实施例。在该实施例中，该设备用标号10标注，其包括一个机架，机架上装着外罩11和一对水平安放的并在横向相互间隔开的转轴12，在轴12上可旋转地安装着一对装上合适的塑料卷带W的供应轮13。塑料卷带典型地宽约12～18英吋，并且由厚度为0.75密耳的单层高密度聚乙烯薄膜组成。

传动滚轮装置15使卷带W从供应轮13上往前送进，传动轮装置15限定了一个钳口，用来在其中接受卷带并引导送进的卷带向下收敛在钳口中面对面接触。传动滚轮装置15包括第一对同轴排列着的主动滚轮16，16′，这对滚轮安装在钳口的一边，绕第一水平轴旋转，传动滚轮装置15还包括第二对同轴排列着的从动滚轮18，18′，这对滚轮安装在夹钳另一边，且绕平行于第一轴的第二水平轴旋转。这两对滚轮中的单个滚轮与另一对滚轮中相应的滚轮隔着钳口相互相对着。一对主动滚轮16、16′最好由橡胶之类的材料制成，并用电动机19来驱动它们，而电动机19又由如图2所显示的程序控制器20来控制。

传动滚轮装置的那对从动滚轮18-18′最好由具有滚花表面的金属制成，它们安装在轴21上，而轴21又被一对如图5和9所示的支座22所支撑着。每个支座22由两个组件22a，22b组成，该两组件可绕枢轴23作相对转动，而下支座组件22b固定在固定的机架25上。在两个支座组件22a及22b之间放置了一个弹簧26，偏压着从动滚轮18，18′，隔着钳口朝向主动滚轮16、16′。这样在驱动电动机19的驱动下，两对滚轮很可靠地接合着，将塑料卷带送进通过钳口部分。

第一热封装置沿着运送路线放置，并且在送进的塑料卷带的纵向边在面对面接触时，立即贴近传动滚轮装置来热封送进的塑料卷带的纵向边。第一热封装置包括一对电热滚轮28、28′，可转动地安装在同轴线上的轴29，29′的端头上，而轴29、29′又安装在可滑动的支架30上。同轴线的轴29，29′在侧向可调整，因而加热滚轮28、28′的各自位置能被调整以密封各种宽度的袋，而沿着袋的密封边不会产生过多量的废料。另外，可在侧向定位加热滚轮28，28′以使它们隔着钳口对着主动滚轮16，16′排列，这样，主动滚轮就能作为加热滚轮28、28′的背衬滚轮。

支架30安装在图10的机架上，能在图6所示的第一位置（工作位置）和图7所示的第二位置之间移动，在第一位置，加热滚轮28、28被定位以贴合进给卷带W的边缘并使其密封，而在第二位置，加热滚轮侧向与进给的卷带W隔开。一个可倒转的小电动机32操纵支架30的可滑移动，该电动机32与和支架30相联结的推动螺杆33相连着;并可操纵推动螺杆33。

支架30上还安装了第二热封装置，该装置设置在卷带W的运动路线上，用来在横向将卷带密封在一起。更具体地说，第二热封装置包括电热丝35，其安装在支架上，以使其在横向延伸出来。另外，支架30可由电动机32移动到如图8所示的第三位置，在该位置，加热滚轮28、28浔仍诘诙恢酶釉诓嘞蛟独肟泶缛?丝35与卷带贴合。通过合理地设计程序控制器20，当支架30到达第三位置时，停止送进卷带，而在卷带处于静止时，加热丝35贴合到卷带上。因而，电热丝35用来隔断形成的袋或垫38（图10）和下一个紧接着的袋38（图9），使得形成的袋38往下掉落。同时，加热丝35也沿着隔断线的下边形成所制成的袋38的密封顶边39，同时沿隔断线的上边形成下一个口袋的一个密封的底边40。一个橡胶垫41沿着图6～8所示的机架25的邻接的边缘延伸出来，在支架被送到第三位置时，把卷带与电热丝贴合起来。

如很恰当地示于图2那样，可倒转的电动机32和由它操纵的支架30的侧向移动由程序控制器20来控制。图2显示了程序控制器20通过控制器20a控制纵向密封装置和横向密封装置，通过控制器20b控制发泡组分的充填，并通过控制器20c控制卷带的送进。通过设计，程序控制器驱动电动机32，由此在送进卷带的时候以及当每个口袋依次通过钳口的过程中，支架30被周期地和瞬间地从第一位置移到第二位置，因而每个袋的每个边在邻近顶边39处，包含有一个不密封的排气开口42、42′，因此允许在发泡时从袋中逸出产生的气体（见图10）。在一个最佳实施例中，开口42、42′延伸约1英吋，并且它们设置在离开袋的顶边约1英吋处。

本发明的设备10还包括在两卷带被导入钳口的位置的上游位置周期地把预定量的发泡组分F充入两块相对的卷带之间，因而在卷带往前送进并沿着纵向边密封时，发泡组分贮入了每个要成形的袋中。装填发泡组分的装置包括一个喷嘴44和一对软管46、47，它们安装在直接在钳口上方的一个合适的机架上，软管从一个合适的供应源把发泡组分导入喷嘴。另外，设置了一个普通的阀48，根据从程序控制器来的信号来开关喷嘴。喷嘴44设置在卷带的收敛部分之间，接近卷带开始接触的钳口处，因此收敛的卷带成漏斗形将发泡组分F灌入即将形成的袋中，减少了喷溅和溢漏。

现在详细说明操作顺序。开始，用手把塑料卷带导入及通过钳口，这时将从动滚轮18，18′往侧向移动以对抗弹簧26的弹力以便于塑料卷带***。在放开从动滚轮18、18′时，弹簧26从侧向推动从动滚轮与主动滚轮贴合并把塑料卷带夹在它们之间。在主动滚轮被驱动后，传动设备开始送进塑料卷带通过钳口。同时，加热滚轮28、28′贴合送进的塑料卷带的纵向边，把两条边缘热封在一起。在程序控制器20决定的一个预定的时间，送料喷嘴44打开，把预定量的发泡组分F导入送进的塑料卷带中间，卷带如图2所示的方式被收敛到一起。发泡组分F往下通过钳口，也就是通过两对滚轮16、16′和18、18′之间的开口空间，并被贮存在将要形成的袋中。要贮存的发泡组分F的量根据设备编程生产的袋的尺寸来确定，其典型的长度和宽度约为18英寸。

程序控制器20还周期地和瞬时地停止沿着侧边的热封，通过驱动电动机32在侧向把支架30从图6所示的工作位置移动到图7所示的第二位置，然后再移回到工作位置来实行。调节支架30的来回移动，以使得在如图10所示的邻近袋的顶边的位置39，支架30往外推移，使加热滚轮28、28与塑料卷带分开，因而形成排气口42、42′，可在发泡时逸出产生的气体。然后，程序控制器20发出信号给电动机32，将支架移到如图8所示的第三位置（横向密封位置），同时脱开电动机19以停止送进塑料卷带。如上所述，于是电热丝35贴到静止的卷带上，把形成的袋38从下一个要制成的袋上切下来，同时也在所形成的袋38上形成一条密封的顶边39，并为下一个制成的袋形成一条密封的底边。还须指出，在割断操作时，加热滚轮28、28′偏离开卷带的边缘，使得在卷带静止时，其两边不至于过热。在第三位置停留一段时间后，支架30返回到第一位置，传动电动机19重新接上，重复上述的周期，制出下一个充填了发泡组分的袋。

图12和13显示了本发明的第二个实施例，其提供了跟上述实施例不一样的优点。为方便起见，在图12和13中的零部件的标号尽可能用图2和3中的同样的标号。

图12显示的实施例与第一实施例往下导入卷带W的方式有些改变，卷带W沿着一个预定的大体水平路线送进到收敛入钳口，并在该处面对面的接触。只要改变轴12上主动滚轮的旋转方向以使从主动滚轮13的底部而不是从如图2所示的主动滚轮的顶部来传送塑料卷带W。按这种方式，喷嘴44要设置在比第一实施例的情况下更靠近卷带W形成的钳口。在发泡组分喷溅严重的情况下，这种送进方式可减少发泡组分的喷溅。

图13显示机体11的另一个实施例，纵向开口14包括把卷带W导入外罩11的装置，在卷带之间形成了一个嘴，供导入发泡组分。在该实施例中，该装置包括开口14的一个扩宽的部分17，其形状是一个平行四边形，平行四边形的锐角处在沿着开口14的纵向，在装置上带有如此形状的扩宽部分17，使卷带W总是可以大于钝角的夹角从开口14的一边绕过，因此，卷带W可平稳地绕过开口的边缘，进入外罩11。

另外，如图1和13所示，扩宽部分17和喷嘴44设置在纵向偏离开口14的中心，喷嘴与开口不垂直，类似地，卷带上形成的嘴也同样位置离开开口14的中心位置。使发泡组分从要制成的袋的一边充入，使得从喷嘴44中引到袋中的发泡组分在装填时引起的喷溅只在袋中发生并喷溅到袋中的另一边，而不会溅出袋外。

为了进一步将喷溅的发泡组分保留在制成的袋中，把喷嘴44设置在由开口14的纵向尺寸所限定的一个垂直平面内，并且和大体上水平方向的运动路线夹一个角度。在这种安排下，导入每个制成的袋中的发泡组分避免直接从制成的袋的嘴往上直接溅出，而是在送进卷带时，只喷溅到袋中。

图1显示了在一系列箱子中的一个箱子50中保护性地包装一个或多个物体的包装生产线的一部分，所示出的部分包括上述的设备10用来成形用于包装的泡沫塑料袋或泡沫塑料垫38。在图1的实施例中，包装生产线包括一个传送器52，其由任意合适的电动机来驱动（未示出），传送器把顶盖打开着的包装箱50从一个装料工位传送到直接位于泡沫垫成形设备10下面的位置。在把一个泡沫垫38放入包装箱50后，包装箱被传送到制品装料工位，放入一件制品A。制品A使泡沫垫38变形，使其相应于制品A的底部将其包围住，然后从另一个同样的设备10上把第二个泡沫垫38放在要包装的制品的上面。在合箱及密封包装箱时，该第二个泡沫垫也产生变形，相应于制品A的顶部形状将其围住。然后在两个泡沫垫中的发泡组分膨胀，进一步包围制品，然后泡沫塑料硬化。这样，就如图11所示那样，在要包装的制品的下部及顶部都安放了一块支撑的保护用的比较硬性的泡沫垫。

在附图及说明中已经用图显示并说明了本发明的实施例，虽然其中用了专门的术语，但是它们仅仅用作通用的说明的意思，而不是作为一个限制。

Claims (20)

1、一种连续成形包装用泡沫垫的方法，其中每个泡沫垫由一个封闭的塑料袋组成，袋中充填了发泡组分，在袋的至少一条边缘上开有一条排气开口，在发泡时可从开口处排出所产生的气体，该方法包括以下步骤：

沿着预定的路线从各自的供应源送进一对塑料薄膜卷带并且将送进的卷带导入到在第一热封工位成面对面的接触，和

在第一热封工位将送进的该对卷带的相对纵向边热封在一起使相对着的卷带沿着相对的边缘被密封联结在一起，

其特征在于周期地将预定量的发泡组分充入送进的该对料供薄膜卷带之间以便贮存在每个成形的袋中。

在将卷带送进通过第一热封工位时，在卷带的至少一条边缘处，周期和瞬时地停止该对卷带的热封，以形成至少一个不密封的边缘部分，其限定了在每个袋上形成至少一个边缘开口，

将密封联结的卷带送进到并通过第二热封工位，在第二热封工位在卷带的未密封的边缘部分的上部在横向把卷带热封在一起，形成每个逐次排列的充填着发泡组分的袋的密封顶边，并以下一个要制成的袋上切下每个成形好的袋，同时在下一个要制成的袋上形成一条密封的底边。

2、根据权利要求1的方法，其特征在于送进该卷带的步骤包括向下相对地成收敛的相互关系的方式送进该对卷带，而周期地充入预定量发泡组分的步骤包括从位于收敛的卷带之间并且很靠近卷带开始相互接触在一起的位置的一个放料位置周期地充入发泡组分。

3、根据权利要求1的方法，其特征在于送进该卷带的步骤包括以大体上水平的方向，相对地成收敛的相互关系方式送进该对卷带，而周期地充入预定量发泡组分的步骤包括从位于收敛的卷带之间并且很靠近卷带开始相互接触在一起的位置的一个放料位置周期地充入发泡组分。

4、根据权利要求2或3的方法，其特征在于送进该对卷带的步骤还包括让卷带在限定一个钳口的传动滚轮装置之间穿过，而所述的第一热封装置包括邻近所述的钳口设置的并与所述的送进着的卷带相接触的一对加热滚轮。

5、根据权利要求1的方法，其特征在于充入发泡组分的步骤包括在第一热封工位，在卷带之间在纵向偏离开卷带的中心的位置且相应于卷带的面对面的接触成非垂直的方向充入发泡组分到两卷带之间，因而发泡组分被注入要形成的袋中，在进入袋中要喷溅出来的发泡组分将倾向于在袋中喷溅并朝向着袋的另一边而不至于溅出袋外。

6、根据权利要求4的方法，其特征在于周期和瞬时地停止该对卷带的热封步骤包括往侧向移动该对加热滚轮以使它们从与该传送着的卷带接触的位置移开。

7、根据权利要求6的方法，其特征在于在横向把卷带密封在一起的步骤包括让电热丝与卷带接触。

8、根据权利要求7的方法，其特征在于还包括在卷带与电热丝接触时，瞬时停止送进该两条卷带并从侧向移开该对加热滚轮不与该对卷带接触。

9、一种连续成形包装用泡沫垫的设备，其中每个泡沫垫由一个封闭的塑料袋组成，袋中充填了发泡组分，在袋的至少一条边缘上开有一条排气开口，在发泡时可从开口处排出所产生的气体，该设备包括

沿着预定的路线从各自的供应源送进一对塑料薄膜卷带并且将送进的卷带导入到在第一热封工位成面对面接触的装置。

在塑料卷带成面对面接触时，热封送进的塑料卷带的纵向侧面边缘，沿着运动路线放置的第一热封装置，

其特征在于：

在送进卷带并沿着所述的纵向边热封时，在塑料卷带被导入成面对面接触的上游处，周期地将预定量的发泡组分充入相对着的塑料卷带之间以便贮存在每个成形的袋中的装置，

周期和瞬间停止所述的第一热封装置的工作以在沿每个成形的袋的至少一边开设一个排气口使得在发泡时产生的气体可从袋中溢出的控制装置，

在卷带移动路程上设置的用来横向热封所述的卷带形成充填了发泡组分的袋的顶边的第二热封装置，同时也形成下一个成形袋的底边并将已成形的袋与下一个成形的袋割断。

10、根据权利要求9的设备，其特征在于所述的卷带的送进及导向装置包括限定一个用来接受卷带从中通过的钳口的传动滚轮装置。

11、根据权利要求10的设备，其特征在于所述的第一热封装置包括设置在邻近所述的钳口处用来在卷带通过所述的钳口时将卷带的相应边接合在一起的一对加热滚轮。

12、根据权利要求11的设备，其特征在于所述的控制装置安装着所述的一对加热滚轮的支架，使所述的支架能在所述的加热滚轮位于与送进的卷带相贴合的第一位置（工作位置）和所述的加热滚轮在侧向与送进的卷带分开的第二位置之间移动的安装装置，和控制所述支架在第一和第二位置之间的周期性移动的程序控制装置。

13、根据权利要求12的设备，其特征在于所述的第二加热装置包括安装在所述的支架上的电热丝，安装所述的支架的装置可侧向移动到第三位置，在该位置所述的加热滚轮比在第二位置时更远离卷带，而所述的加热丝与卷带接触，并且所述的程序控制装置周期地将所述的支架移动到第三位置，因此加热丝割断卷带并沿着割断线的每边将卷带密封在一起。

14、根据权利要求13的设备，其特征在于所述的传动滚轮装置包括绕安装在所述的钳口的一边的第一水平轴转动的第一对同轴排列的滚轮和绕安装在所述的钳口的另一边的平行于第一轴的第二水平轴转动的第二对同轴排列的滚轮，该两对滚轮中的每个滚轮都隔着钳口与另一对滚轮中的相应滚轮对着，而所述的周期地充入发泡组分的装置包括位于所述的钳口上方并置于所述的两对滚轮之间的一个喷嘴。

15、根据权利要求14的装置，其特征在于所述的加热滚轮隔着钳口与所述的两对滚轮中的一对滚轮对齐，因此在所述的支架在第一位置时，与加热滚轮对着的滚轮可作为加热滚轮的背衬滚轮。

16、根据权利要求15的设备，其特征在于还包括安装所述的第一对和第二对滚轮中至少一对滚轮的安装装置，以及在侧向偏压着至少一对滚轮朝向另一对滚轮的装置。

17、根据权利要求12的设备，其特征在于该设备还包括一个外外罩，其上开有一个很窄的纵向开口用来接受从供应装置传送来的两条塑料薄膜卷带，所述的纵向开口包括把所述的卷带导入所述的外罩并使卷带之间形成一个嘴以供发泡组分注入。

18、根据权利要求17的设备，其特征在于所述的充填发泡组分的装置设置在由所述的开口的纵向尺寸所限定的一个平面内，并且在所述的平面内和所述的大体水平的卷带运动的路线夹角不是直角，因此在卷带被往前送进并沿纵向边密封的同时，将发泡组分充入每个袋时，不会直接向上从塑料袋的张开的嘴上喷溅出，而只是在袋内喷溅。

19、根据权利要求18的设备，其特征在于所述的把卷带导入外罩并在卷带之间形成一个嘴的装置包括在所述的纵向开口上有一个扩展的部分，卷带通过该部分进入所述的外罩，以使得当卷带通过所述的开口的宽展部分时在卷带之间形成一个嘴，所述的扩展部分的形状为平行四边形，其锐角落在所述的开口的纵向尺寸上，因此当卷带进入所述的外罩时，它们总是绕过所述的开口的一边，并且进入的角度大于钝角，使得卷带可平稳地绕过所述的开口的边缘进入所述的外罩内。

20、根据权利要求19的装置，其特征在于所述的注入发泡组分的装置和所述的开口的扩展部分设置在纵向偏离纵向开口的中心，并且其注入方向不是垂直的，因此卷带形成的嘴也同样地不在所述的开口的中心，使得在要制成袋的一边充入发泡组分，从所述的注入装置充入的发泡组分将在袋内并朝向袋的另一边喷溅而不会喷出袋外。

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