CN1010850B - 封闭管、袋状包装件的方法及结扎器 - Google Patents

Abstract

通过在包装件的缩颈处安装一个结扎器，封闭含有食品的筒状包装件，涉及到长期存在的高损耗率的问题，即结扎器不是损坏包装材料，就是滑离缩颈处。本申请公开了一种方法和结扎器，即使用结扎器获得非常牢固的结扎，而能够不破坏包装材料；与密封塑料包装相联系，甚至能够由此提供一个“超级密封”的封闭件；通过在相对的平直夹板之间，使缩颈的横截面成为长方形，并且夹板一起受压，以便使材料产生可控制的平滑变形。

Description

本发明相关于封闭管状或袋状包装件，特别是食品包装件的方法。借助于本发明，包装件的缩颈部分被非金属的环状结扎器夹紧，该结扎器在其相对侧所受压紧力的作用下，包装件的缩颈部分相对变窄，并且在封闭压力的作用下，能固定其所获得的形状。

典型的包装件是香肠制品，其具有纤维状材料的多孔性肠衣和用于其它类型食品的袋状或肠状包装，例如包装汤。这时包装材料是一种密封的筒状塑料薄膜材料。所述肠衣是多孔性的，因为产品要进行熏制处理，由此获得期望的美味和耐久性。为了使产品尽可能长期贮存，塑料薄膜材料应当尽可能密封。

在两种情况中，几乎存在同样的问题，即在缩颈部分的结扎应该非常有效的密封，以致香肠在熏制前和熏制期间夹紧结扎器在通常非常光滑的肠衣上，不产生滑动。而在结扎塑料薄膜外套时，夹板式结扎器同样也不产生滑动。而且，还应提供有效的密封，防止进入空气。在这两种情况中，通常需要应用很高的结扎力，因此存在着破坏薄膜材料的潜在危险。众所周知，这种有关的产品正在造成大量的浪费。

就结扎的形式而言，习惯上几乎全部应用金属钳形的结扎器，例如U形或c形的金属带。该金属带在包装的缩颈区域由合适的夹紧力弯曲，以便在缩颈部分封闭成为一个环。人们能够说出这些金属钳形结扎器的许多优缺点，但是这里将只叙述由于这些金属结扎器密封结扎被夹紧材料的能力有限，而产生的极大浪费。以及在金属结扎中这些金属钳形结扎器显示的一个主要缺点。通常按照现代的标准，任何类型的金属接触食品都是有害的。人们也发现这些金属结扎器明显地不能以任何特别高的程度密封塑料薄膜包装。无论如何，至少会伴随着很大的损坏包装材料的潜在危险，以致包装件不密封。近年来，为了增加各种饮食产品的贮存持久性，发展了几种超级密封塑料薄膜材料。但是，人们认知到只要这些材料不能以同样高的程度密封，事实上这些发展就是多余的了。

为了避免使用金属，已经进行了一些应用塑料结扎器的努力。但是，这些结扎器的设计不适于大尺寸包装，例如缩颈区粗的包装。除去不是金属材料外，塑料结扎器的优点是可以安装闭锁装置。这样，可以在缩颈区域进行密封，并且以封闭的圆环形状，固定结扎器。因此，塑料结扎器能够以很大的力夹紧缩颈区域。在夹紧的缩颈区域，克服弯曲恢复力，保持弯曲形状的力不受结扎材料的性质限制。

但是，人们已经知道塑料结扎器存在各种缺陷，在本文中将不详细讨论。一般说来，它们是建立在与金属钳形结扎器基本概念相同的基础上，也就是说，塑料结扎器应该用来以足够的密封性环绕缩颈区域，保证不产生滑动，并且在缩颈区域提供高度的密封。对于大尺寸包装来说，大多数已知的塑料结扎器并不适用。因为，它们包括一个U形部分，相互对置部分的孔容纳U形部分的插接件，缩颈部分的材料将依靠容纳孔的棱夹紧。这样就增加了导致薄膜材料断裂的集中夹紧力。

目前，尚未发现任何塑料结扎器在有关缩颈区域能用于产生“超级密封”作用的报告。

无论如何，利用环形结扎器或者主要部分是这种形状的结扎器完成缩颈区域的结扎是不理想的。基于这个事实，发现了有关本发明的一个主要问题。经验和计算表明，产生周边压缩形成了对传递到缩颈区域内层的夹紧力的障碍。当采用高压力时，被压缩的周边材料相应的薄层由于塑变而产生轴向移动。但是，由于周边材料与内层材料相互摩擦挤紧，后者被外层材料的移动和形变沿轴向拉伸。这种拉伸是基于非塑性材料的弹性起作用的。并且，由于使用高夹紧力，与周边材料紧靠着的内层材料在材料塑性变形区延展，超过通常所说的破裂拉伸极限，即材料将破裂，这种情况经常发生。

上述考虑适用于塑料材料的包装，而且类似的考虑也可以适用于纤维材料的包装。在这两种情况中，结论事实上是对采用安全的方法产生高夹紧力来说，没有一种已知的结扎器是最佳的，即不产生包装材料的破坏。

在由各种结构的结扎器产生的高夹紧力的应用中，很明显，并没有及早认识到在压紧区空间发生了什么。根据这一背景，人们应该认识到所说的相当大的浪费。并且，应当相信，本发明在这方面代表了先驱者的工作。对于一般金属钳形结扎器的应用来说，在生产的开始阶段，来结扎进行的实验测试是典型的。因此，消耗能够被控制得尽可能低。那种利用降低结扎压力，进一步减少损耗的努力，其结果仅仅导致相似的或甚至更大的损耗。这种损耗不是通过材料的破坏，而是通过结扎器不安全地固定在包装材料上产生的。这就是传统的按对应的尺寸，在每个缩颈部分安装两个或多个夹片。但是，损耗率仍然很高。并且，就相关的最大程度的密封而言，这样一组夹片将不起任何作用，因为没有一 个夹片可以提供“超级密封”。

综上所述，很明显本发明的主要目的是提供一种方法和一个结扎器。该方法和结扎器将能够由一个相对高的结扎压力，以缩颈部分材料破损危险相当小的方式结扎缩颈部分。因此，所说的损耗能够被相当程度地减小，甚至被消除。根据同样的贡献，本发明进一步的目的是提供一种方法和结扎器。该方法和结扎器能被用来获得缩颈部分的“超级密封”。当然，这同样是极其重要的。

按照本发明的新概念，对于一个高夹紧力和破坏包装材料危险性小之间的特别理想的关系而言，发现了应该在夹板式结扎器基本上平直的夹板相对的表面部分之间结扎缩颈区域，并导致其被压缩为最终的形状。在这个形状中，缩颈部分的横截面沿基本上平行于夹板的纵向呈长方形，最好选择其长度至少为夹板间距离的两倍。显而易见，应用的结扎压力和结扎器的尺寸仍应适应于特殊产品。但是，在这方面已经具有传统的合适办法。即通过条件的试验选择，其结果将急剧减少损耗率。因为所述缩颈区域在基本上平行的夹板之间安放，可以应用相对非常高的结扎压力，而不会产生材料的损坏。

本发明是建立在缩颈部分受到结扎压力作用时，对包装材料特性进行先进的研究基础上的。并且，发现根据公知的基础知识或该过程的原始参数，即包装材料的尺寸和材料常数，这样就不需要单独依赖实验的测试。但是，人们相信就目前来讲，当其结论能用简明术语以及新方法和新设计表达时，阐明发明的理论基础是不必要的。

简要说明，在平直和平行的夹板之间施加结扎压力的物理作用是由于夹板纵向出现的压缩。夹紧力没有阻碍地传递到缩颈区域内层材料部分，就象沿弯曲的夹紧装置所发生的那样。因此，夹紧力将被缩颈区域以一种相对非常“柔软”的方式吸收，缩颈区域各层材料的特性并无急剧的差异。相对地，缩颈区域在该方向上延伸的物理作用是缩颈区域的压缩度将比较小。由此，保证了由其压缩而相互摩擦结合的不同材料不增加实质上的摩擦作用，这样包装材料不可能由此而破裂。

所要求的两个相对的夹板一起夹紧到预期的最终位置是通过在夹板上施加压力实现的。该夹板基本上是刚性的或是不易弯曲的，并且通过伸长的坚固的插接件与两端相互连接。至少一个插接件以长度不变，并能以固定方式配置于相对的夹板接收开口中。不同的产品，缩颈部分的总厚度会有些变化。因此，该插接件或多或少地挤入接受开口，甚至或多或少从所说的对应的夹紧板后侧伸出。相应地，为了限制不同标准结扎器的数目，对于一个给定的产品，选择一种类型的结扎器，其插接件端部在结扎器后面伸出。通常，这将存在一些缺点。其中之一是结扎器的突出部分存在着撕裂其他邻近包装件的危险。有关塑料结扎器的现有技术中存在着同样的问题。尽管在很大程度上是由于在结扎器操作中插接件的位移较大。与此相联系，人们建议，一般对插接件端部向后伸出的问题，可以用把结扎器部分后侧伸出的部分立即切除的方法解决。但是，这被证明是一种不可接受的问题的解决方案。因为与饮食产品相接触，导致了不精确地切割结扎器部分，出现产品本身也一起被切割的现象。这是绝对不能允许的。

使用本发明，能够保证具有特定长度的所述插接件的给定形式的结扎器适用于更多不同产品和与其相联系的缩颈区域总厚度的变化。

由于插接件夹紧位移小，随着被结扎的缩颈部分呈长方形轮廓。插接件挤入接受开口，或者超过接受开口的伸出部分相当小。因此，实际上通过规定使用下面两种方式的任意一种，彻底避免切去所述插接件是可能的。这就是尽管在缩颈部分的厚度出现变化，接收夹板具有这样的厚度，以便插接件的端头保持在接收开口的内部，或者插接件由接收夹板后侧适当伸出，并且使插接件的外伸端形成光滑的圆形。因此，这两种结扎器的每一种标准形式的结扎器将适合于各种不同产品。对于缩颈区域的总厚度来说，差异很小的标准产品的结扎不需要切掉插接件的端头。

本发明的这些结果是非常重要的。与此同时，本发明提供了用一种意义清晰，并且可以重复生产的方法获得“超级密封”封闭件的实际可能性。这也是很重要的。根据本发明的原则，人们发现阐述和实现超级密封的主要条件实际上相当简单。同时也清楚为什么在其他情况下这种密封不能实现。

为了提供一个充分的密封，穿过缩颈区域的所有材料既要坚实地压在一起，又要坚实地紧靠环绕的夹板。由于包装薄膜的皱纹和折叠，在缩颈区域的内部和表面存在没有密封的窄缝隙。这些缝隙仅 仅靠一个足以将薄膜表面的部分密封区压迫在一起的压力是不能密闭的。为了封闭这些缝隙，很简单，需要在每一个有关位置上，向包装材料施加高压力，以致塑料材料产生真正的塑性变形。因为在整个缩颈区出现折皱，真正产生整体密封的条件是缩颈区域的每个和所有部分受到相当高的变形压力，而其任何区域不会由此而破裂。

应用本发明提供的方法，甚至在缩颈区域内部中心区作用如此高而无损坏的压力，一般来说是可能的。应用现有的金属钳形结扎器，某些区域的压力不是太高就是太低，换句话说，避免这种情形，即压力在某些区域不会太高或者太低，则是不可能的，其结果必然不能令人满意。

一些已经公知的塑料结扎器能较好地适用于在缩颈区域提供一个较小变化的压力。但是，一个问题是，正如已经叙述过的，薄膜材料依靠一个孔的棱边加载，这样容易在这个位置被施加的高压力挤破。另一个问题是在现有技术中，一般力求产生一个接近均匀宽度和厚度的最终受约束的缩颈区。现在，无论从理论上还是在实验中都已发现，缩颈区域中部实际上不能建立没有剩余被损坏材料的变形压力。除非其厚度，即相对的夹板之间的距离，显著小于缩颈区域的宽度。同样，在基本平直，而且相互对置的夹紧部分之间，进行结扎是相当重要的。

实际上，在确定的生产中，当然应该清楚地调整结扎压力，以便有效地取得所期望的结果，即压力足够高，导致材料均衡地塑性变形，而不使材料任何部分被破坏。这些作用不能直接观察到。但是，可以生产试样，用于测试和检查。根据本发明，为了获得“超级密封”的封闭件，实现上述条件，可用下述方法检验;除去夹板，松开缩颈部分的筒形包装材料，然后1.）检查可见的材料断面;2.）测量各处的薄膜厚度，确信每个区域的薄膜材料都产生了所说的塑性变形，这与材料的轴向移动，以及恒定厚度的减少有内在联系。这样，当试样缩颈部分材料的厚度处处都减少时，材料没有破裂，那么施加的压力就是准确的。施加该准确的结扎压力，可以获得所述“超级密封”的效果。这样，就可以开始或继续以同样的生产条件在包装产品上安装专门选择的结扎器。

随着塑料结扎器的使用，结扎器被固定，并且在拆除施加压力的工具后，结扎器在缩颈区域，受压缩材料弹性力的影响将产生少许膨胀。通常这是许可的，因为已知采用高压紧力而产生的密封程度高，甚至在相当大的压力减压后也将保持不变。

结扎器的固定，即在夹板上闭锁插接件应当是有效的，以便在夹紧工具的压力消除后，插接件不会显著地向后移动。但是，按照上文所述，相当微量的向后移动自然是可以的，这将大大便于设计出良好的、适用的结扎器。

为了在缩颈区获得完善的密封，通常需要压缩材料的值为缩颈区横截面形状的10-50%。特定塑料薄膜材料的弹性模量，即塑料材料相当大的轴向位移对于确保密封任何形式的轴向漏洞将是十分有效的。实际上随着低弹性模量薄膜材料的应用，对材料的整体性来说，使用重量轻、轴向尺寸小，而且坚固的环形结扎件进行结扎是有害的。因为缩颈区的最外层材料可以由于相当薄的结扎器夹板一起猛烈结扎而破裂。为了这个目的，理想的情况是宁可采用高或长的结扎器。这种结扎器将沿着加大的缩颈部分的外部区域分配压力。这样对薄膜材料比较柔和。对于产生的全部轴向膨胀，包装材料也将被充分夹紧。而且，由于使用相对长的结扎器，所述的轴向膨胀很容易被抑制，其中，邻近轴向端部的结扎器摩擦夹紧材料部分的反弹力可以将膨胀力吸收。

但是相应的，这种较长的结扎器价格高。并且，对本发明来说，重要的认识是“短”结扎器的应用将获得一致结果。就是说通过设计出用于结扎器结扎动作的一个适当工具来取得。这样，这种预期的效果能够由被夹紧的材料不产生自由轴向移动的方法来获得，即仅仅在结扎区域的外侧从外部夹住材料来获得。这种借助于专门的结扎工具，与结扎器的结扎动作相联系，能够在结扎器相对端外侧附近结扎缩颈材料区。由此，提供限制材料轴向膨胀的摩擦阻力，与实际结扎区弹性模量的增加相对应，以致高结扎力可以施加于一个“短”结扎器，而不会造成材料的损坏。当所述的结扎压力被消除，并且所述的夹紧工具被卸去时，结扎压力可导致一定的随后膨胀。但是，如前所述，当只要预先保证真实的压缩和结扎区所有材料区域的轴向移动都能获得时，在夹紧区内部相关的压力是否减小就不是重要的。

重要的是，所述结扎器开口应当预先配置，使其与缩颈部分的横截面形状十分近似。这样，夹板之间压缩的包装材料不用产生很大侧向变形，就能 达到与夹板之间横向穿过的插接件相结合的目的。

现参考附图详细说明在从属权利要求中进一步限定的发明内容。

图1是本发明结扎器的透视部件分解图;

图2-4是结扎器的使用方式的示意图;

图5和图6分别是变换型式的结扎器的透视图和剖视图;

图7和图8是结扎器的另外两个实施例的相应的视图;

图9是准备使用的另一种结扎器实施例的透视图;

图10-13表示“超级密封”结扎过程的平面视图;

图14-17是相应的纵向剖视图;

图18是另一种变换型式结扎器的示意性平面视图;

图19是使用辅助工具的结扎操作的局部剖面的侧视图;

图20是相应的透视图;

图21是结扎器在缩颈封装部分应用的透视图;

图22是相应的表示局部剖面的俯视图。

图1-4所示的结扎器由一个带有一个夹板4和两个插头6的U形构件2和一个较厚的、带有两插头6的插入孔10的可拆卸的夹座板8。光滑插头6的端部设有带细波纹侧壁的纵向槽12，并在每个插头端部设置一个向前伸出的楔形体14，这个楔形体14通过一个易损坏的接头16安装到插头的端部，以便当楔形体14被推入槽12时将接头16破坏，从而使插头的端部被横向展宽，楔形体14的侧壁也为波纹形状。

如图2所示楔形体14是这样设置的，以便当两个结扎器部件2和8围绕一个具有外薄膜套的圆筒状包装的缩颈部件18合在一起时，楔形体14可插入孔10。如图3中压力箭头所示，通过部件的进一步压合，使夹板4和8在缩颈部位18上施加一个所要求的、预先确定的压紧力，使缩颈部位18被压缩到一个在给定的公差范围内的确定厚度。对于特定的产品已选定了适合于包装薄膜总横截面积的夹板2、8，以便当结扎器的结扎面积的形状为平行于夹板4和8的纵向长方形时，使缩颈部位18在最终位置可（完全地或几乎完全地）充满插头6之间的整个空间。最好，插头6之间的宽度至少应是夹板4和8之间距离的两倍。

当结扎器处于未作图示的夹紧工具之间的最终位置时，楔形体14被压入或打入槽12，见图4，因而插头6的端部在孔10的内侧胀开，并被锁住而不能从孔10脱出。作为这种锁紧方式的改进，可将孔10的后部略微扩大或将孔10的进口端略微缩小。

如果结扎的产品是香肠类，即带有疏松的外皮，只要缩颈部位18差不多充满插头6之间的间隙就足够了。而要得到超级密封的塑料包装，则必须按下面详细说明的将所述的间隙完全充满，而在这两种情况下，所述夹板4和8之间的长方形缩颈部位均处于不致使包装材料破裂而又具有相当高的夹紧压力之下。因此，在这两种情况下均可实现牢固地夹紧缩颈部位。

此外，在这两种情况下，要保证插头的自由端完全地插入孔10以免它们向后伸出而刺破包装物品。这里会出现一个问题，就是当形成连续缩颈部位18时，使夹座板8的厚度应适合于包装的总横截面积的预期的或已知的公差。实际上，当然可以只对一定数量的具有不同厚度的夹座板8采用相应数量的孔10之间的不同距离，但现已发现对于实际的需要只需选较少几种不同的结扎器的标准尺寸就足够了。插头的端部可能会从夹座板的后部伸出一小部分，这与插头安装到夹座板8上的方式无关，如果插头的自由端形成光滑的圆角而不出现规则的裂纹则是允许的，并不需要将其切掉。

当然，关于插头端部自由地伸出的问题，只要按照标准使用恰当厚的夹座板8就可以解决。但任何不必要的过大的尺寸即意味着无意义的浪费成本，这对于用于上述目的数以百万或数十亿的结扎器来说，是一个十分重要的问题。

如上所述，尽管可允许相对设置的夹板4和8稍微有些区别，但最理想的夹板4和8应是直的或应保持平直状态。缩颈部件18将力图使夹板胀开并使夹板向外弯曲。由于增加了夹座板8的厚度，使夹座板8不容易弯曲，而夹板4也必须作相同的加厚设计，使它可以承受住当放开工具的夹紧压力时产生的向外弯曲的变形。为了避免夹板4的尺寸过大，可增加工具夹紧力使之稍微大于预定的最终压力，这样当结扎器脱离工具时，正是这个预定的最终压力的形成，缩颈部位18的内部压力只能使夹板4稍微向外弯曲。另一方面，夹紧压力可加在夹座板8和插头6的狭窄的前部之间，即加在夹板部件 4的外端上，并且可以使这个夹板部件稍向内弯，以便当仅在插头前端部施加压力时，使得夹板部件伸直，将与夹板4配合的夹紧工具稍稍弄弯一些也会产生同样的效果。

在图5和图6所示的结扎器中，将金属销20预先放在夹座板8的相应的端部而不使它一开始就插入相应的孔10。可以看出，通过销20可将插头6锁在它们的最终位置。如图6的左侧所示，在朝另一个销20的方向对销20施加压力，使之穿过插头的端部挤入孔10的内壁材料中。如图6右侧虚线所示，插头的自由端可以制成如前所述的圆角，这样即使它们最终从夹座板8的后部伸出也不必将它们切掉。

在图7所示的结扎器中，插头6上开有横向中间槽22，该槽与安装在夹座板8相应端部的楔形件24相配合。楔形件24设置在夹座板8相应端部的凹槽中。将楔形件24向里推入槽22，通过楔形件的胀力可将插头的端部锁住。

在图8所示的结扎器中，夹板部分4和8的一端通过一个插头部分7将其永久性地相互联接在一起。该部分7构成或包括一个铰链部分，因而两个夹板可以实线所示的打开位置关闭到虚线所示的闭合位置。夹板4上的插头的自由端26可插入夹板8的自由端上的带孔的插口部分28，插口部分28上的小孔以标号30表示，插头部分26上带有象凸起一样的倒钩32，而孔30也带有相应的反向倒钩部分34，当插头部分26插入孔30中就会被有效地固定，使之不会从孔30中脱出。既然如此，同以上各图中的插头6一样，其插头并不是准确地固定在夹板4和8上的最终的夹紧压力脱开的位置上，而是如上所述，通常允许少量退回。如其他实施例一样，夹板4和8可以是直的，而图8表示的夹板4和8允许某种程度的弯曲。当插头7不可调时，夹板4和8在其最终位置就不会完全平行，但另一方面，如果无损于本发明的主要优点，通常可允许少量偏离理想状态。

图9所示的塑料结扎器由一个U形构件36和一个可拆卸的横夹板42组成，U形构件有一个带有前伸的插头40的基础夹板38，横夹板42设有用于插入插头40的孔44。可以看到，一个筒状包装件48的缩颈部位46侧向穿过U形构件36，在筒状包装件48中可以装有硬质的、半硬质的或液体的食品。插头40的外侧设置较小的倒钩形波纹50，使适合于同每个孔44外侧壁上相应的紧固棱条52相配合。

通过简单的用插头40插入孔44使夹板部分38和42合在一起来捆扎缩颈部位46。这里的目的是要获得塑料包装材料53的缩颈部位46非常严密的“超级密封”结扎。不能预想可通过有控制地折叠或其它方式使材料特别有规律地排列在缩颈区域中，但仅仅把材料收拢在一起并置于U形构件36开口的内侧，然后即将该构件与横夹板42合拢。

如图10所示，在最初阶段插头40刚刚伸至孔44的前端，在缩颈部位46的薄膜材料开始阻碍夹板38和42合拢到一起时，薄膜材料52仍然只是松散地包装在一起，甚至还没有完全充满结扎器的开口。

如图11所示，在紧接着的第二阶段，对夹板38和42在使它们合拢的方向施加压力，直到完全压紧，即一直到封闭贯穿捆扎区域的整个轴向通道，这时相应的结扎器的开口几乎与薄膜材料52的总横截面积相等。被直接置于对置的夹板中部的薄膜材料52将受到最高的压力，而只要易变形的薄膜材料继续向外朝着拐角区域移动，则邻近拐角区域的压力减小到零，正是由于这种材料是易变形的，在邻近拐角区域的最初压力建立之前，在所述较高压力区域的材料会有某种程度的轴向延伸，当这种情况发生时，薄膜材料的总横截面积与它在自由状态时相比含有某种程度的减小。

在材料被向外挤压到结扎器的拐角处之前，已使薄膜材料紧贴住插头40的中间部位，在这些部位，借助压紧的缩颈区域的材料的内部摩擦，将会出现一对相对的压缩区域，它将起到在夹板38和42的各自相对的端部之间的压力桥的作用。因此，在夹板上所施加的夹紧力不会立即转移到捆扎部位的中心区域。同样，由于这个原因，提供的最初压力出现在每一部位上，并且捆扎横截面的各个部分都需要一个已经在夹板上形成的相当大的夹紧压力。借助于这种压力，一个一定量的轴向延伸将扩展到邻近夹板38，42中间部分的薄膜材料和相对应的连接插头40。

如上所述，相应的情况是不可能使局限在很窄的圆周长度或部分长度上的缩颈区域获得足够大的夹紧压力，因为只要所提供的压力没有大到足以使表面材料破坏，一个环形压力桥的建立完全可以阻止中心部分压力的形成。

如果插头40的有效长度大于夹板38、42的有效长度或者大于夹板38、40的一半，上述的问题同样适用于所示的结扎器。在这种情况下，沿着插头的压力 桥表明，在所述的压力桥中的材料被压缩而损坏之前，通过进一步压合夹板而使缩颈部分的中心区域形成，最初的压力是不可能的，而此后也不能获得一个完全的密封。

这就是为什么要求夹板之间的捆扎横截面为扁平形，这一点是十分重要的。

如图12所示，为了得到一种完全的密封，要对夹板38、42进一步施加压力使之合并，从而缩颈材料就会产生一定的变形，并且其横截面的每一部分都会产生轴向延伸。在整个横截面上，轴向延伸的程度是不相同的，但只要所有各处都产生某种程度的延伸，上述问题并不是很重要的。

如图13所示，当夹紧工具移开结扎器时，夹板会有某种程度的向外凸出。但是，在已经获得了全部的变形之后，可允许变形后的缩颈部位上压力减小。由于有倒钩形部分50，52U形构件可自锁在夹紧工具撤开的位置，但如果倒钩形部分是粗糙的，则会产生一定量的回移。但是这种情况是允许的，特别是材料的弹性模量较低时可以允许。对于较高的弹性模量最好是用于无级自锁型的结扎器，例如，如图1-7所示的结扎器。

缩颈区域中部的压力分布用图解法表示在图14-17中，其中部分共有压力的强度由所示的a-d标出。

压强a差不多为0，它表示夹板刚刚合起来但还没有压缩缩颈部位的压力（图9和图10）

图15中的压强b表示在中间区域略有增加的压力，这时如在相关的图11中所讨论的，夹板被向前推进到使材料完全受到压缩。还应注意，靠近夹板的压力略高于压强b。

压强c表示图12中的材料变形区上中心部分的最大压力。

图17中的压强d表示图13中的外部夹紧压力释放后的最终压力。

表示材料受压状态的垂直线还可以表示材料的轴向延伸程度。

图10-13表示插头40从夹板42后侧伸出的相应的情况，切断插头的情况如图13中虚线所示。应该强调这里有两种可能性，如图1-6有关的讨论中所述的，预先严格地选择适应于包装产品的结扎器，这样可省去切插头。图18还表示了一种自锁的结扎器，其插头是光滑的，而在插入插头的孔中设置锐利的形如倒钩的边缘56，这个边缘可卡入插头侧面，并以此来防止插头从孔中缩回。

必须保证插头不会把包装材料带入插头插入孔，即在插头端开始插入孔中之前，应保持包装材料远离孔的端部，并且插头和插孔应相对设置，以使插头插入部分的侧面与相应的插孔边缘紧紧啮合，同时在压力形成期间，使包装材料不会挤入插头和孔缘之间的缝隙。

从理论上说，夹板最好较长，这样缩颈区域在夹板的最终形状内会被拉得极为细长，但是这理所当然地要使夹板很重，以保证所要求的刚度。实际上，不必使缩颈区域比基本上具有侧边比例为1∶8的大致相应的矩形更为扁平，一般为1∶4左右。而对于获得总横截面积的有效的压缩和变形最终的比例为1∶2基本上也是大的。

根据对横截面积和要捆扎的包装材料的类型的了解，可以这样来预选一种合适的结扎器的尺寸，即：当经压缩而变形，例如变形20-40%或按所要求的变形量，应使最终缩颈面积保持在边长比例基本上在1∶2.5-1∶6之间的矩形开口中。据此，至少可以暂时确定结扎器的宽度（夹板的长度）。然后可以这样来选择插头6和40的长度，也就是使处于疏松状态的包装材料（图2、9、10）保持在U形构件2或36中，以便在包装材料上的压力形成之前，就使插头端部刚刚插入孔10、44。剩下的参数就是夹座板8、42的厚度，这个参数最理想的选择就是，使插头的自由端在最终夹紧的阶段基本上不会从夹板的后面伸出。这样夹板的厚度可以很容易地通过实际的试验来选择。

实际上，控制夹紧动作使缩颈区域最终达到所要求的尺寸或夹板之间的厚度确实极为重要。使夹紧压力加大到足以使材料流动，当测量出有效的变形达到例如所述的20-40%时，需要立即解除压力，或者需要尽量准确地限定夹紧工具的工作行程，以便在达到预定最终缩颈厚度时，使夹板的夹紧位移停止。为此目的，工具设备最好带有适用的、可调的止动装置。

所要提供的压力并不是很高的，只要达到能使材料变形就够了。通常，压力在结扎器的有效宽度上每毫米100Kp即足够了。

根据对包装材料和结扎器的所有有关材料系数的详细了解，可以建立缩颈面积允许形状和获得所述超级密封所需的最小极限夹紧压力的确定的理论公式和试验公式。在这里不必对此作更为详细的讨 论，因为如前所述，可以根据试验来弄清楚怎样通过调整来得到准确的条件。

另外，一旦根据本发明的原理可能获得的预期结果最终得以证实，相信将会有更有资格的专家从物理计算的角度来讨论这个问题。换句话说，当人们认识预期的结果是可以达到的时候，就会引起专家对这个问题进一步研究。并且将会看到有可能对本发明作出科学的验证。同时还会出现将本发明成功地用于各种产品条件而获得至少比目前的密封效果好10-100倍的效果的有关说明。

如前所述，为了增加材料轴向位移的阻力，在结扎器外部设置一个缩颈材料的外夹持装置可能是有利的。这一措施特别适合于弹性模量较低的包装材料，即相当软的材料。这将有可能减小所要求的夹紧压力和减小相对设置的夹板相互夹持的位移，因此可以减小结扎器的厚度，并可以缩短结扎器的轴向尺寸，以便使这个廉价的结扎器得以应用。这项技术示意性地表示在图19和图20中。图19和20中表示了部分筒形夹紧件58，从邻近结扎器两端的相对侧面对包装缩颈施加压力的情况，由箭头60表示的夹紧件还带有其它必备工具的结扎器的工具设备，用于将结扎器的夹板向一起夹紧。当然应注意，夹紧件58不得将材料压坏，然而尽管夹紧件在图中表示为弓形，但更为可取的是将夹紧件做成紧靠着相应的结扎器夹板的位置上进行操作的扁平形构件。

图21和图22表示通过沿着在对置的导板之间的槽62移动缩颈区域来安装缩颈区域18、46上的结扎器，而导板64设在捆扎位置的上部和下部两处，在槽62的入口端有一个较宽的部分66，通过将缩颈部分插入其中可以使缩颈面积变窄。通过一个适用的夹持器或支架装置68使U形件2或36保持在槽62的出口端，使其插头自由端稍微伸过导板64的外端。通过夹座板8或42沿着槽推动缩颈材料，而夹座板8或42本身又由适用的驱动装置推动（图中未示出），特别是从平面图22可以看出，由于这种安排，当插头端部插入夹座板的插孔中的时候可以确保缩颈材料远离夹座板的插孔，而另一方面，在材料被向着相对的夹板4、38方向的夹座板进一步的夹紧移动给予最初压缩之前，也可以确保材料已经充满整个结扎器开口。捆扎区域可横向移动，并且动作反复进行。如果使用夹紧件58（图19、20）应将它们分别放置在导板64的上下两处。

最后说明达到超级密封包装的几个实施例：

实施例1

包装材料：BG-1    Cryoval美国

屈服点：450Kp/cm²

弹性模量：3.600Kp/cm²

厚度：0.059mm

周边长度：500mm

断裂伸长：135%

结扎器高度：6mm

结扎器有效宽度7mm

变形前结扎器有效厚度：4.2mm

变形后结扎器有效厚度：2.8mm

适用夹紧压力：700-800Kp（在2.8mm处夹紧停止）

实施例2

包装材料：BT-1    Cryoval美国

屈服点：500Kp/cm²

弹性模量：4.600Kp/cm²

厚度：0.08mm

周边长度：800mm

摩擦系数（测出的）：0.20

断裂伸长：130%

结扎器高度：7mm

结扎器有效宽度：12mm

变形前结扎器有效厚度：5.4mm

变形后结扎器有效厚度：2.5mm

适用夹紧压力：1，200Kp

在这个实施例中，变形的极限尺寸是近似的，并且为了增加可靠性，使用图19和20的外夹紧装置是可行的。

实施例是基于材料的各种性能的公称值，并没有考虑这些数值的各种可能的公差范围。

实施例    3    4

材料：聚酯    聚乙烯

屈服点：Kp/cm²800 130

弹性模量：Kp/cm²13，200 2，100

厚度：mm    0.0175    0.095

周边长度：mm    400    800

摩擦系数：0.24    0.27

断裂伸长：25%    410%

结扎器：

高度：mm    5    7

宽度：mm 4 16⁺

厚度：mm    1.75    4.75变形前

mm    1.45    2.6变形后

压力：Kp    400    700

在实施例4中，如使用图19和20所示的夹紧器58可减少结扎器厚度。

Claims (9)

1、一种封闭管状包装件或袋状包装件，特别是食品包装件的方法，由一个环形塑料夹板式结扎器夹紧包装件的缩颈部分，通过一个适用的来自结扎器相对两侧的夹紧压力使该结扎器在缩颈部分周围变窄，当结扎器承受了一个最终的夹紧压力后，即使其所要获得的形状得以固定，其特征是：该缩颈部分18、46被夹在结扎器的基本平直的夹板4、8、38、42的相对的基本平滑的表面部分之间，并被压成其最终紧密的形状，在基本平行于夹板的纵向，其最终形状的横截面为矩形，最好其长度至少为夹板之间距离的两倍。

2、根据权利要求1的方法，其特征是，结扎器部分6、40、26、28同相对设置的夹板的端部分别互相连接，至少在一端，一个夹板4、38上的插接件能够以锁紧的方式被接收到在相对的夹板中的接收通道10、30、44中，实现该方法可不必切除插接件的自由端，在其不破裂的情况下，可使其完全地装在所述的通道内部，或者，如果它伸出通道的后端，可使其端部具有光滑圆角。

3、根据权利要求1的方法，特别是为了获得收缩了的塑料包装的极为有效的密封，其特征是：选择结扎器的尺寸，并使缩颈材料在所述的结扎器的最终形状内完全充满结扎器的开口，材料要承受夹板之间的压紧力，以便在最终缩颈区域的每个部分或所有部分，使塑料材料产生一个低于断裂伸长的有效的轴向位移，从而呈现出一个完全的轴向延伸状态。

4、根据权利要求3的方法，其特征是：将适用的压力始终保持在足以使缩颈材料变形的范围，并且，使相对设置的夹板机械地停止在某个相互之间的距离上，这个距离与夹板之间的有效距离相对应，其大小为保证材料全部产生轴向延伸所必要的尺寸。

5、根据权利要求4的方法，其特征是：为了减少轴向延伸的材料断裂延伸，而采用较小轴向尺寸的结扎器，将接近结扎器的相对的端部外侧的缩颈包装材料机械地夹持在夹持工具58之间，而在材料轴向位置稳定的同时，将夹板压入其最终位置。

6、一种按照权利要求1或3的方法得到的用于封闭管状或袋状包装的夹板式结扎器，由一种非金属材料制成，由两个相对设置的夹紧部分和用于将夹紧部分连接在一起，并位于夹紧部分之间的连接装置组成一个环状结扎器结构，当从它的侧面相对于缩颈的包装部分对夹紧部分施加压力时，可以使至少一个所述的连接装置6、26、30、40锁入夹紧部分4、8、38、42的相应部分，同时保持夹紧部分之间的间隙，其特征是：相对设置的夹紧部分由具有相对的基本平滑的表面部分的基本平直的夹板4、8、38、42构成，连接装置6、26、28、40的结构应使结扎器可以在未经压缩的缩颈部分的周围闭合，并可以使夹板压合而将缩颈部分压成最终形状，当缩颈部分处于最终形状时，夹板基本上平行，并且两夹板之间的间距小于相对应的连接装置之间的间距。

7、根据权利要求6的结扎器，其特征是：在一个夹板4、38的每一端设有一个横向伸出的插接件6、40，以形成一个底部平直的刚性U形构件，而外夹板8、42则带有两个单独用于接收插接件的孔10、44，在相应的每个插接件和/或孔中设置止动装置14、20、24、50、56用以锁住插接件，防止其从孔中退出。

8、根据权利要求7的结扎器，其特征是：止动装置由从插接件自由端伸出的楔形体14构成，以致楔形体14可以随着插接件端部6插入孔10，为了将插接件端部的横截面展宽，使之足以将插接件在孔中被锁住，可以从孔的另一端再次对插接件14施加压力。

9、一种利用权利要求1、3或5的方法，在缩颈包装部位固定夹板式结扎器的设备，设有对着缩颈部位向相对置的结扎器部分施加压力的装置60，其特征是：为稳定包装材料，防止被夹板式结扎器围住的区域内，材料产生过量的轴向位移，还设有可在邻近结扎器的相对的轴向端部外侧，夹持缩颈材料的夹持装置58。

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