用于检测包装材料中的瑕疵的方法和设备技术

本发明专利技术提供了用于检测具有至少一个导电层的包装层压材料中的瑕疵的方法和设备。该方法包括步骤：将该包装层压材料的导电层接地、邻近所述包装层压材料设置电极、通过使电压从初始值向较高的预定值逐渐上升而对所述电极施加高电压、以及通过显示该电极与该包装层压材料的导电层之间的电介质击穿检测所述包装材料中的瑕疵。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用高电压检测包装层压材料中的瑕疵的方法和设备。
技术介绍
包装层压材料用于封装食品，尤其是诸如饮料和其它饮品等液体食品。典型的层压材料由在一个面上被面向待形成的包装件的外部环境的热塑性聚合物层覆盖的纸基材料芯层组成。包装层压材料的内部可包含多层结构，包括与芯层接触的第一聚合物层、Al阻隔膜、以及与所封装产品接触的后续聚合物层。在某些应用中，包装层压材料可具有预层压孔(pre-laminated hole),即芯层被去除使得外部热塑性聚合物层与内部多层层压结构直接接触的区域。这样的预层压孔可例如被提供来用于帮助诸如可再关闭盖(re-closeable cap)或吸管孔之类的开启装置的设置。通过在预层压孔的位置去除纸基材料芯层，被设置在预层压孔的位置的开启装置能够易于打开。一般而言，预层压孔的位置通过在层压之前使芯层穿孔而确定。在预层压孔的提供过程中，可出现不同的失效模式。例如，空气可被困在Al箔和内部聚合物膜之间。这种空气夹杂物的存在可在层压过程中引起聚合物层中的裂缝或开孔，从而会影响包装件的无菌性能。另一例子是针孔的形成，这可在聚合物层的挤压涂布过程中发生。由于包装层压材料的无菌性能是关键的，所以需要一种用于检测这种瑕疵的方法。一种这样的方法依赖于电导仪的操作。在该方法中，预层压孔的表面具有电解质薄膜，例如浓度为20克每升水的NH4Cl。Al箔被连接到低电压电极，而具有直径大约3_的平坦表面的第二电极在预层压 孔上紧密接触地移动。当对电极施加低电压时，结合与测试电路和信号放大器串联的高阻抗，产生接触从而产生闭合电路的针孔易于被检测到。目前市场上的另一系统使用在接地基板上不断通过的高电压辊式电极。当电极通过瑕疵点上方时，产生并显示(register)火花放电。虽然该已知系统可适于一些应用，但它不是以便利的方式被用来显示预层压孔的瑕疵，因为形貌在这种孔的边缘是破裂的。这意味着辊式电极会松开与预层压孔的接触，因此它对在该区域上的任何瑕疵会具有不一致的灵敏度。而且，该已知系统要求干燥样本，因为表面上的水会在样本上产生短路。
技术实现思路
本专利技术的目的是减少或消除上述缺点。一个目的是提供用于检测具有破裂形貌的基板上的瑕疵的方法和设备。一个目的是提供具有用于检测包装层压材料的降低区域(比如预层压孔)上的亚晕米级瑕疵的足够分辨率的方法和设备。提供能够不仅确定瑕疵的存在、而且还有所述瑕疵的细节的方法和设备是在本专利技术的范围内；和/或提供能够在检测序列期间提供瑕疵存在的连续结果的方法和设备是在本专利技术的范围内。瑕疵的确定可以是非接触模式，即电极在离包装材料预定距离处。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于检测具有至少一个导电层的包装层压材料中的瑕疵的方法。该方法包括步骤:将该包装层压材料的导电层接地、邻近(可选地在预定距离处)所述包装层压材料设置电极、通过可选地使电压从初始值向较高值(可选地是预定值)逐渐上升而对所述电极施加高电压、以及通过显示该电极和该包装层压材料的导电层之间的电介质击穿检测所述包装材料中的瑕疵。一般而言，瑕疵是包装层压材料中的针孔和/或弱化区。设置所述电极的步骤可包括使所述电极与所述包装层压材料的预定义区域紧密接触，这是有利的，因为该包装层压材料的进一步的参数(比如聚合物层厚度)可被确定。根据本专利技术，所述确定可以非接触模式完成或者该电极可与包装层压材料直接接触。非接触通常是指将电极设置在离包装层压材料预定距离处。所述预定距离通过反复试验来确定。如果与包装层压材料之间的距离太远，则灵敏度太低。如果该距离太近，则它会引起不同结果。所述预定义区域可以是预层压孔。因此，包装层压材料的关键部分中的瑕疵可被检测并分析。设置所述电极的步骤可包括在离所述包装层压材料预定距离处设置所述电极。这是有利的，因为可在检测所述瑕疵时使用发射的光。所述高电压的较高的预定值可在6到30kV之间；所述电极和所述包装材料之间的所述预定距离可在5到50mm之间。从而，该设备可被做得相对较小且现成的大功率电子器件可被使用。因为距离的增加需要电压相应增加，因此为了受益于低成本设备，即安装支架和电源，电极和包装材料之间的距离以及高电压值相互关联。检测瑕疵的步骤可包括显示所述电介质击穿的电气特性，或者它可包括显示可见光。这是有利的，因为简单且符合成本效益的设备可被用于实施和自动化所述方法。检测所述包装材料中的瑕疵的步骤可包括显示空气的电介质击穿，这是有利的，因为在所述电极和所述包装层压材料处出现的电晕放电可被用于检测瑕疵的出现以及位置。根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于检测具有至少一个导电层的包装层压材料中的瑕疵的设备。该设备包括接地电极、高压电极和电源，其中所述接地电极被连接到所述包装层压材料的所述导电层，所述高压电极被附着到用于将所述高压电极定位为邻近所述包装层压材料的所述导电层或者将所述高压电极保持在离所述包装层压材料的所述导电层预定距离处的支架，所述电源被连接到所述高压电极且可选地被配置来使电压从初始值向较高值(该两个值均可被预定)逐渐上升，其中所述设备能够在所述包装层压材料的聚合物层中的瑕疵出现时在所述电极和所述包装层压材料的所述导电层之间引起电介质击穿。所述电极和所述包装材料之间的所述预定距离可例如是5-50mm。该设备可 包括被配置来通过显示所述电极和所述包装层压材料的所述导电层之间的所述电介质击穿而检测所述包装材料中的瑕疵的装置。所述装置可以是光电探测器或示波器。优选地，所述装置可以是光电探测器的阵列或矩阵，从而不仅实现对瑕疵的出现的检测，而且还实现对其位置的检测。该设备可包括被连接到所述电源的控制器，用于控制所述电源以将电压从初始值逐渐上升到较高值并施加给高压电极。所述逐渐上升可以是从初始(可选地是预定的)值到与所述初始值分离且独立于所述初始值的预定的较高值。术语电介质击穿在本文中应当进行广义解释以便定义如下情形:电介质(比如聚合物或空气)经历从电气绝缘状态到较为导电的状态的转变。附图说明接下来，将参考附图，更详细地描述本专利技术的示例性实施方式，其中:图1是根据一实施方式的用于检测包装层压材料中的瑕疵的设备的示意性侧视图；图2是根据另一实施方式的用于检测包装层压材料中的瑕疵的设备的示意性侧视图； 图3是示出作为时间函数的电流测量序列的图形；以及图4a到4c是与用于检测包装层压材料中的瑕疵的设备一起使用的电极的示意性侧视图。具体实施例方式参考图1，一种用于检测包装层压材料20中的瑕疵的设备10被示出。包装层压材料20具有纸板芯层22，在芯层22的一个面上被涂布有热塑性聚合物层23。芯层22的内侦仪即被设置为面向有待被所述包装层压材料20封装的产品的一侧)被第一聚合物层24、导电材料(比如铝)阻隔膜25和形成包装层压材料20的内部的进一步的聚合物层26、27覆至JHL ο包装层压材料20限定预层压孔28，预层压孔28随后可被用在充填工艺或包装件成形工艺中以实现开启装置的装备(attachment)。这种预层压孔可具有20到50mm之间的直径。在其它应用中，预层压孔可例如被构造来接收吸管，因此直径较小，例如在2-15mm之间，比如2、5和8mm。设备10包括被电气连接到高压电源14的电极12。进一步地，设备12包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯·哈尔斯坦迪斯，菲利普·林戈伊斯，
申请(专利权)人：利乐拉瓦尔集团及财务有限公司，
类型：
国别省市：