可溶袋的连续运动旋转热成型的改进制造技术

可溶袋形成在具有腔的连续运动旋转热成型机器上形成在滚筒（10）的表面中，聚合薄膜的卷材由真空拉进该腔中以形成袋。所述袋填充有一种或更多种成分并且由聚合薄膜的另一卷材封闭。通过用加热器（125）加热该腔（11）能减少所述聚合薄膜在所述腔内的收缩。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可溶袋的连续运动旋转热成型的改进本专利技术涉及可溶包装，诸如包含一个或更多个产品的袋，并且本专利技术涉及用于生产这种袋的设备和方法。本专利技术具体地、但非排他地应用于由包括聚合物基质的两个或更多个卷材制成的热成型包装。所述卷材可溶或可分散在溶剂中并且可以包括水溶性或水分散性薄膜。包括单个隔室的热成型包装通常以下述四个步骤制造i.由薄膜的第一卷材(底部卷材)来形成袋；ii.填充如此形成的袋；iii.借助于薄膜的第二卷材(顶部卷材或遮盖卷材)封闭该袋以形成包装；iv.切割或冲孔以从组合的薄膜的第一卷材和第二卷材释放包装。 热成型包装常常用间歇水平机器制造，卷材在该机器中在间歇步骤中被移动通过机器，从而在卷材或多个卷材是固定的同时允许执行上述每个操作。在这样的机器中，一旦底部卷材被移动离开成型模，它就开始冷却并且不同于许多不溶聚合物基质，许多可溶卷材(尤其包括那些具有大体上聚乙烯醇的卷材)接着经历称为收缩的现象，在该收缩中，热成型薄膜试图返回到其预热成型状态，从而减小热成型袋的容积。这代表主要问题，因为袋将在其被填满时具有减小的尺寸。为了考虑收缩并且仍维持所需的填充容积，热成型袋需要制造得比填充容积大，使得它能不受收缩的影响而接受填充容积。设计具有较大腔的热成型模需要更深的拉延深度或更大的表面积(已知为占地面积)，其中更深的拉延深度继而常常需要较厚的底部卷材从而引起更慢的随后溶解，更大的表面积允许沿机器方向或横跨卷材或沿机器方向且横跨卷材具有更少的腔，从而降低机器和卷材材料效率。用于制造热成型包装的连续运动旋转热成型机器在US3218776中公开，其中底部卷材被加热到塑性状态并且被立即压在围绕袋的滚筒的表面上。加热金属辊被用来将薄膜的卷材压靠在滚筒的表面上。辊被加热到这样的温度，当薄膜被压靠在连续旋转滚筒上时该温度足以致使薄膜呈塑性。实际温度将根据薄膜、其厚度以及其与加热辊保持接触的时间长度而变化。借助于加热辊，薄膜可以被加热到大约140° F (60° C)，但是该薄膜可以低达大约100° F (37.8° C)或高达300° F (148.9° C)。真空被施加于腔的底部以便将加热薄膜的覆盖腔的卷材拉进腔并且限定袋，所述袋用于接纳待被包装的产品。应该在腔被薄膜覆盖之后立即施加真空。在随后的操作中，借助于传导地加热顶部卷材的第二加热辊将顶部卷材压靠在底部卷材上，此刻包含位于旋转滚筒上的填满的热成型袋，并且借助于弹簧将顶部卷材压在容纳包装好的产品的袋上方，在此期间两个卷材在围绕袋的表面上被压紧到一起以实现粘合。在期望水溶性包装的具体情况下，顶部卷材在到达密封工位之前通过用顶部卷材的薄膜可溶解在其中的液体润湿而被粘合，以便能够通过热和溶剂焊接的组合实现密封过程。在US3218776所公开的机器中，两个加热辊提供单独的热源，第一加热辊在热成型之前热底部卷材并且第二加热辊在封闭袋之前加热遮盖卷材。这具有许多缺点。第一，底部卷材一离开第一加热辊就开始冷却并且因此需要高真空以将底部卷材保持到腔的壁上，从而防止收缩的出现。第二，顶部卷材一离开第二加热辊就开始冷却，从而防止在底部卷材和顶部卷材之间形成最强密封。连续运动旋转热成型与间歇运动水平热成型相比较尤其是在较高生产率和减少收缩方面有利。由于连续运动旋转机器的较高生产率，热成型和填充之间的时间间隔被减小，从而允许热成型的卷材冷却所需时间较少。然而，可溶卷材的收缩仍然是个问题，即使在诸如US3218776所述的连续运动旋转机器的情况下。本专利技术旨在克服或至少减轻上述问题和缺点中的一些。更具体地，本专利技术试图解决在连续运动旋转热成型机器中的可溶卷材的收缩问题。 本专利技术的优选目的在于提供一种改进的连续运动旋转热成型机器以制造容纳一个或更多个产品并且包括一个或更多个隔室的热成型可溶包装。如本文所使用的，术语“可溶卷材”是指能溶于溶剂中的聚合物基质的卷材。在许多情况下，需要袋溶于水或含水介质，但能构想到袋溶解在其它溶剂中，其中需要袋溶于除水以外的溶剂。如本文所使用的，术语“水溶性的”是指能够溶于无论哪一种温度的水中以形成均相溶液的材料，并且术语“水分散性的”是指能够分散于无论哪一种温度的水中以形成永久或临时悬浮液的材料。为方便起见，术语“水溶性的”在下文在说明书和权利要求书中的使用，将理解这包括“水分散性的”。如本文所使用的，术语“模具”是指可连续旋转的成型机的组成部件(包含一个或多个腔)，该部件常常被设计成容易在成型机内被更换以便生产不同填充容积的袋，术语 “腔”是指模具的在热成型操作期间底部卷材被拉入其中的一部分，并且术语“袋”是指作为热成型操作的结果形成在底部卷材中的敞开容器。根据本专利技术的第一方面，提供一种用于生产由两个或更多个包括可溶聚合物基质的卷材制成的可溶袋的连续运动旋转热成型机器，该机器包括多个袋形成腔以及用于加热所述腔的装置。如本文所使用的，术语“连续运动旋转热成型机器”是指这样的机器，其中热成型借助于成型机中的腔来实现，该成型机持续转动，同时执行用于生产可溶袋所需的顺序操作。优选地，设置用于使成型机旋转的装置，使得腔沿成型机的旋转方向以环形路径通过成型、填充、密封和切割工位。所述旋转装置可以包括马达，例如电动马达，更优选地变速电动马达。所述成型机可以包括连续旋转滚筒，该滚筒具有朝向其外表面开通的腔。所述腔可以布置在所述滚筒的宽度上和/或围绕所述滚筒的圆周布置。另选地，所述成型机可以包括连续旋转环形带，该环形带具有朝向其外表面开通的腔。所述腔可以布置在所述带的宽度上和/或沿着所述带的长度布置。所述腔在环形带且沿着该环形带的布置和配置能类似于该腔绕滚筒的布置和配置。在任一情况下，所述腔都被加热，并且真空优选地通过每个腔的底部被维持，以便一旦被热成型，底部卷材就通过随后的填充、密封和切割工位被紧密保持到所述腔的底部，直到真空被释放并且填满且密封的袋被从其腔逐出。旋转环形带可以允许用于根据本专利技术由两个或更多个卷材生产可溶袋所需的顺序操作(即热成型、填充和密封)的更大空间的可能性。其中本专利技术利用旋转环形带而不是旋转滚筒来实施，使得对于沿着旋转环形带的水平设置的一部分的顺序操作可利用的空间更大，该更大的空间可以是特别有用的。所述旋转环形带的水平设置的长度能变化以便增大或减小进行顺序操作所需的空间。顺序操作的数量将随可溶袋中的隔室的数量增加而增力口。因此，所述旋转环形带在生产包括两个以上卷材的多个隔室可溶袋中特别有用，其中连续的卷材可以被热成型，并且如此成型的连续的袋可以被填充和密封。然而许多隔室被包含在可溶袋内，被密封到最上的热成型卷材的顶部卷材本身不被热成型。 所述机器特别应用于水溶袋的制造。根据它们是否需要用于可食用或不可食用应用，水溶性卷材能基本上基于聚乙烯醇(PV0H)、聚环氧乙烷、改性纤维素(诸如羧甲基纤维素(CMC)和羟丙基甲基纤维素(HPMC))、支链淀粉、某些类型的淀粉、糊精、瓜尔胶、明胶和它们的衍生物。在一个或更多个卷材基于PVOH的情况下，它们在特定温度下的溶解度可以通过选择具有特定分子量和特定皂化百分率的PVOH等级来调节。仅举例来说，为了获得基本上由PVOH制成的水溶性薄膜在60° C或60° C以上的温度下在含水介质中的溶化，PVOH 应该优选地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.23 GB 0920445.41.一种用于生产可溶袋的连续运动旋转热成型机器，该可溶袋由至少两个包括可溶聚合物基质的卷材制成，所述机器包括 i)成型机，该成型机具有绕其外周的多个袋成型腔； ii)用于使所述成型机连续旋转的装置，以使得所述腔沿该成型机的旋转方向沿着环形路径通过成型、填充、密封和切割工位； iii)用于加热所述腔的装置；以及 iv)通过每个腔的底部施加真空的装置，以便底部卷材一旦被热成型就被紧密地保持到所述腔的底部而通过填充、密封和切割工位，直到真空被释放并且填满且密封的袋从所述成型机的腔被逐出。2.根据权利要求I所述的机器，该机器还包括通过每个腔的底部供给压缩空气的装 置，以使得填满且密封的袋能在所述切割工位之后从所述腔被逐出。3.根据权利要求I或2所述的机器，其中，一个或更多个腔内的表面温度至少为60。Co4.根据前述权利要求中的任一项所述的机器，其中，所述腔由外部安装的热空气喷嘴加热。5.根据权利要求I至3中的任一项所述的机器，其中，所述腔由外部安装的红外线加热器加热。6.根据权利要求I至3中的任一项所述的机器，其中，所述腔由内部安装的加热元件加热。7.根据权利要求I至3中的任一项所述的机器，其中，所述腔由外部安装的热空气喷嘴、外部安装的红外线加热器、内部安装的加热元件中的任何组合来加热。8.根据前述权利要求中的任一项所述的机器，其中，设置有至少一个加热密封辊，用于将两个卷材密封在一起从而形成袋或袋的隔室。9.根据权利要求7所述的机器，其中，两个或更多个加热密封辊被布置成将两个卷材顺序地密封在一起从而形成袋或袋的隔室。10.根据前述权利要求中的任一项所述的机器，其中，卷材由安装在卷材退绕件和加热密封辊之间的辊在线涂布或印刷。11.根据前述权利要求中的任一项所述的机器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·福勒，B·马库托宁，
申请(专利权)人：瑞迪奥机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：