CN110254823B - 一种用于条形软包装的全自动液体物料灌装包装工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于条形软包装的全自动液体物料灌装包装工艺，包括如下步骤：(1)、进纸；(2)、分切；(3)、袋体预成型；(4)、袋体背封；(5)、袋体底部/顶部横封：对两端开口的环形包装袋的底部进行横向热压密封；(6)、液体灌装；(7)、袋体成品成型：a、对灌装完成后的条形包装袋袋体进行横向挤压，将混合在条形包装袋袋体内的空气通过液体经顶部开口排出；b、在挤压袋体达到设定位置，挤压结束，同时对条形包装袋袋体顶部开口进行横向热封；c、封口处理的同时，压制撕开线；d、在封口处理及压制撕开线的同时，向袋体的热封位置吹冷气进行降温处理；(8)、切断。本发明实现了包装袋从灌装到成型的自动化生产。

Description

一种用于条形软包装的全自动液体物料灌装包装工艺

技术领域

本发明涉及液体包装灌装技术领域，尤其涉及一种用于条形软包装的全自动液体物料灌装包装工艺。

背景技术

如今，各种各样的包装产品方便了人们的生活，提高了生活的品质。从牙膏、香皂、面膜、漱口水等生活用品，到面包、牛奶、饮料等食品，实现了工业化批量生产，不但安全卫生得到了保证，而且生产效率得到了大大提高。由于品种繁多，行业广泛，因此，液态产品的包装在包装行业中占有很大的比例。牙膏、洁面乳等硬包装产品的灌装相对简单，但是对于牛奶、饮料、漱口水等产品的包装，由于内容物为液体，为了携带方便通常采用塑料纸等较薄的软包装材料来封装，这样就存在一个问题，由于软包装材料质地柔软、形状不固定，在灌装液体时，包装袋灌装量的控制往往不能够准确，并且灌装时不可避免的会混入空气，再加上热封的位置如果把握不准确，往往会使得包装袋内液体与空气的体积出现偏差，影响产品质量。

为了获得卫生、高效的生产效率和质量标准，目前液体灌装均采用灌装设备进行自动灌装、封口。就漱口水而言，为了携带方便，目前漱口水多数采用条形软包装袋来盛装，容量一般为10～12ML，包装袋为条形扁平形状，包装袋两端及侧面采用热封结构封装。目前传统的液体软包装产品生产工艺主要包括：“袋体成型-局部预封-液体定量灌装-挤压排气-热封-切断”等工序。

CN1792717A公开了一种液体灌装工艺,主要应用于大输液药品及其它液态物品软袋的灌装。其灌装的工艺流程为：吹气→挤压排气→灌装→封口，利用吹气工序将软袋紧贴的膜吹开后又将进入软袋的空气用挤压排气工序排出,液态物品不需太大的压力便能自动流入软袋内，且不产生泡沫,设备更简单，成本减少，灌装可靠，计量准确。

CN 101590994 B涉及液体定量灌装控制技术领域，特别涉及一种可用于流速非恒定的液体定量灌装控制方法，能动态地根据当前流速自动调整提前量，确保流速非恒定的液体定量灌装的精确度；本发明的液体定量灌装控制方法，包括如下步骤：1)启动灌装；2)计算阀门全开后一个时间段内的平均流速v；3)根据平均流速v计算从启动阀门关闭至阀门完全关闭期间的流出液体重量Q1；4)计算应当启动阀门关闭时的灌装量Q0；5)判断当前灌装量是否达到Q0，如是，则执行步骤6)；6)启动阀门关闭。

CN 108557741 A提供一种智能液体灌装生产线，包括称重输送机构，以及布置在称重输送机构一侧的机架，该机架上设置有储液仓、升降机构、灌装机构、抱夹桶机构和防滴漏机构，所述储液仓与灌装机构连通，所述升降机构能够带动灌装机构进行升降，所述抱夹桶机构布置在称重输送机构的两侧，所述防滴漏机构能够对灌装机构的滴漏进行收集。本发明能够实现液体桶装的自动包装，并设置灌装头防滴漏技术，以及自动找桶纠正，实现无桶不灌装、桶口位置不对不灌装，避免了灌装过程发生的滴漏污染问题。

CN 107813971 A涉及一种新型袋装灌装式封口机及其工作方法，包括：竖封口块一、横封口块一、成型器；竖封口块一设置在滑板支架的上部一侧，且竖封口块一与滑板支架通过螺栓固定方式相连接；横封口块一设置在滑板支架的底部一侧，且横封口块一与滑板支架通过螺栓固定方式相连接；成型器设置在固定架的内部，且成型器与固定架通过套合方式相连接。

上述专利记载了液体定量灌装的工艺方法，解决了目前自动化灌装工艺中存在的无法实现准确、定量灌装的问题。但是，液体包装灌装工艺为了实现自动化生产，灌装仅仅是整个液体物料灌装工艺中的一个工艺步骤，整个包装灌装工艺流程主要包括了：“袋体成型-灌装-热封-切断”等工序。换句话说，包装产品要经过灌装后还需要控制袋体体积形状、封装及切断等工序才能实现自动化生产。目前整个工艺往往是能够实现部分工艺的全自动化生产，部分工艺步骤还需要人工参与完成，不但生产效率受影响，而且包括尺寸、外形等产品的质量也不同程度的受到影响。而对于本发明的漱口水条形软包装的灌装生产，要想获得最终符合质量标准的产品，从袋体成型到最终切断的每一个步骤都很关键，目前在软包装工艺中还没有能够从袋体成型到最终切断获得最终成品的全自动无人化工艺，这成为了制约软包装产品液体灌装包装全自动技术发展的一个难点。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种从袋体成型到最终切断的全自动灌装封切，有效提高生产效率，保证产品灌装及包装精度、外形均匀的用于条形软包装的全自动液体物料灌装包装工艺。

在袋装液体封口时操作麻烦且不具备自动化功能，封口处扭曲变形导致不美观，封口方式单一导致使用范围受限制，结构设置不合理导致容易出现封装袋融化现象且不具备切断功能的问题和不足。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种用于条形软包装的全自动液体物料灌装包装工艺，包括如下步骤：

(1)、进纸：将用于制作条形包装袋的包装纸卷材打开，并手动牵拉至灌装设备内；

(2)、分切：根据单只条形包装袋的成品展开横向尺寸，将包装纸卷材纵向切割成多个沿包装纸卷材的横向并列排列的组成包装袋成品所需尺寸的包装纸条；

(3)、袋体预成型：将分切形成的包装纸条通过成型机构卷绕形成一竖向开口、内部具有容纳液体物料的内腔的条形包装袋的雏形；

(4)、袋体背封：根据预先设定的单只条形包装袋的长度尺寸，对预成型的单只条形包装袋的竖向开口进行热压密封，形成两端开口的环形包装袋；

(5)、袋体底部/顶部横封：对两端开口的环形包装袋的底部进行横向热压密封，形成顶部开口的条形包装袋袋体；

(6)、液体灌装：根据条形包装袋的容量，预先设定液体的具体灌装量，通过注液管从顶部开口处将液体注入条形包装袋袋体内；

(7)、袋体成品成型：

a、对灌装完成后的条形包装袋袋体进行横向挤压，驱动条形包装袋袋体内的液体自袋体底部向顶部开口处流动，将混合在条形包装袋袋体内的空气通过液体经顶部开口排出；

b、在挤压袋体达到设定位置，挤压结束，同时对条形包装袋袋体顶部开口进行横向热封，对条形包装袋袋体进行封口处理；

c、封口处理的同时，在顶部开口的热封位置压制便于将条形包装袋打开的撕开线；

d、在封口处理及压制撕开线的同时，向袋体的热封位置吹冷气进行降温处理；

(8)、切断：对封口处理完成后的条形包装袋袋体进行切断。

上述的用于条形软包装的全自动液体物料灌装包装工艺，所述步骤(2)中，纵向切割形成的包装纸条沿包装纸卷材的卷绕方向连续不切断。

上述的用于条形软包装的全自动液体物料灌装包装工艺，所述步骤(4)中，对进入袋体背封工序的竖向开口的条形包装袋的竖向开口进行微调，控制竖向开口处的两包装袋的边缘在热压密封时处于纵向无交错的对齐状态。

上述的用于条形软包装的全自动液体物料灌装包装工艺，所述步骤(7)中挤压控制时，空气排出量设置为袋体容积的10％～12％。

上述的用于条形软包装的全自动液体物料灌装包装工艺，所述步骤(7)中，横向热封温度设置为105～115℃。

上述的用于条形软包装的全自动液体物料灌装包装工艺，步骤(7)中，冷气降温处理设置为将袋体的热封位置降低温度至原横向热封温度的50％-65％为标准。

上述的用于条形软包装的全自动液体物料灌装包装工艺，所述横向热封温度设置为110℃。

上述的用于条形软包装的全自动液体物料灌装包装工艺，所述冷气降温处理选择冷气或常温气体。

本发明用于条形软包装的全自动液体物料灌装包装工艺的优点是：本发明实现了从进纸到最终分切完成成品的自动化包装，横向热封工序实现了对灌装完毕的包装袋顶部封口的同时也对下一个包装袋的底部实现了热封，大大提高了生产效率，切断工序同样实现了对两个连续的包装袋的同时切断。与传统灌装工艺相比，本发明无需预先吹气，在对顶部热封前预先进行挤压排气，准确、有效的控制了袋体内合适的空气量。采用横向热封完成时进行吹冷气降温方式，在切断时避免了与切刀的粘连问题，并且确保了切口的整齐、美观，也避免了因热封温度过高造成横封位置过度融化造成封口处扭曲变形导致不美观以及漏液的问题。

附图说明

图1为本发明的灌装包装工艺流程图；

图2为包装袋灌装、排气、横封及切断的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明；

如图1、2所示，一种用于条形软包装的全自动液体物料灌装包装工艺，包括如下步骤：首先，对灌装机进行预处理，确保灌装机工作状态正常；检查储液罐内液体是否充足；对灌装机管道进行排气处理；然后开启进纸按钮，按如下步骤开始工作：

(1)、进纸：将用于制作条形包装袋的包装纸卷材打开，并手动牵拉至灌装设备内。本发明的进纸过程，具体采用供膜机构将包装纸卷材套合在卷材支架上，将包装纸卷材先通过成型器上部的锥形桶环绕对折后通过限位轮慢慢下拉经由主动轮与从动轮之间的夹缝处后再直至成型器的圆形桶底部后完成封装袋雏形的固定，然后通过控制面板设定的封装长度，由步进电机转动主动轮将与从动轮之间的卷材通过摩擦带动下拉至设定的封装长度。

为了实现进纸位置的精确控制，可以采用检测元件检测包装纸的输送位置及速度，实现设定的进纸需要。CN208344633U公开了一种液体多功能包装机上的供膜机构，可用于本申请中的进纸工序，对于采用何种进纸机构或设备，可以任意选择，在进纸工序中不做具体限制。

(2)、分切：根据单只条形包装袋的成品展开横向尺寸，将包装纸卷材纵向切割成多个沿包装纸卷材的横向并列排列的组成包装袋成品所需尺寸的包装纸条；本发明为了实现包装纸能够连续不间断输入设备内，在进行分切时，纵向切割形成的包装纸条沿包装纸卷材的卷绕方向连续不切断。在分切工序中，采用同轴驱动方式，在转轴上沿转轴的轴线方向依次设置多个圆形切刀，不但能够实现同步分切，而且确保了在分切时包装纸卷材不会发生偏移、变形，圆形切刀的间距可以根据实际所需条形包装袋的尺寸进行调节。

(3)、袋体预成型：将分切形成的包装纸条通过成型机构卷绕形成一竖向开口、内部具有容纳液体物料的内腔的条形包装袋的雏形；本工序中，成型机构包括一个圆柱形的成型部件以及将条形包装纸两侧进行收拢的部件，然后通过一个叠合部件，将条形包装纸的竖向侧边向一侧压倒叠合。通过成型机构后的条形包装纸就形成了一个条形包装袋的雏形，在圆柱形的成型部件内部设置通孔，为灌装机构的灌装渠道，在通孔内安装用于灌装液体的注液管1。

(4)、袋体背封：根据预先设定的单只条形包装袋的长度尺寸，对预成型的单只条形包装袋的竖向开口进行热压密封，形成两端开口的环形包装袋；本工序中，将袋体的竖向开口进行热封，通过加热的背封压模与圆柱形的成型部件压合，实现热封。在袋体北封的工序中，有一个影响袋体成型质量的因素，就是通过成型机构形成条形包装袋雏形时，由于包装纸卷材一般是柔性的塑料材质，在将竖向开口进行收拢时，开口处的包装纸边缘叠合位置容易发生偏移，导致在背封时出现热封位置偏差，轻则影响美观，严重的会导致漏液现象。为了解决该问题，本工序在背封前预先对进入袋体背封工序的竖向开口的条形包装袋的竖向开口进行微调，控制竖向开口处的两包装袋的边缘在热压密封时处于纵向无交错的对齐状态。

(5)、袋体底部/顶部横封：对两端开口的环形包装袋的底部2进行横向热压密封，形成顶部开口3的条形包装袋袋体4。该工序是本发明的一个创新点，由于包装纸卷材是连续不切断的，为了实现连续化生产，相邻单个条形包装袋袋体4之间实际上是一种“首尾连接”的结构。也就是说，条形包装袋从进纸工序到最终成品成型工序，在设备上是从上到下的一个过程，如图2尖头所示。那么在条形包装袋袋体4横封时，最底下的灌装完成的条形包装袋在进行顶部横封5时，也同时对上面的准备灌装的条形包装袋进行了底部2的横封6。这样就实现了一次热封同时对两个条形包装袋的不同位置进行加工。最底下的条形包装袋顶部横封5完成后即进入切断工序，同时上面的条形包装袋也完成了底部2的横封6。因此，在该工序中，本发明是通过一个工序实现了对两个条形包装袋的不同位置的热封，大大提高了生产效率，而且同时热封的方式，确保了热封位置及热封形状的一致，提高了产品的美观性。

(6)、液体灌装：根据条形包装袋的容量，预先设定液体的具体灌装量，通过注液管1从顶部开口3处将液体注入条形包装袋袋体4内。前面工序提到了，在袋体底部/顶部横封工序完成后，上面的条形包装袋完成了底部2的横封6，即可开始灌装工序，该工序通过控制器信号进行控制，当横封机构完成封装后，发送信号给控制器，控制器发送将液体进行灌装的信号给注液管上的电磁阀，按照预先设定的灌装量进行灌装。在本工序中，具体的灌装方式不做局限性限定。目前对于不含气体的液体灌装，如白酒、饮料、牛奶、酱油、醋等均采用常压法灌装，本发明针对漱口水产品，也采用常压法灌装。等压法、真空法以及负压法由于产品包装的限制，以及成本的角度不适用漱口水的灌装。

(7)、袋体成品成型：

a、对灌装完成后的条形包装袋袋体4进行横向挤压，驱动条形包装袋袋体4内的液体自袋体底部向顶部开口3处流动，将混合在条形包装袋袋体4内的空气通过液体的推动经顶部开口3排出。本工序是本发明的第二个创新点，如上面记载可知，常压法是指：在大气压力下液料依靠自重流进包装容器内的灌装方法。整个灌装过程中灌装系统处于敞开状态。其工作过程为：①、进液排气：液料灌入容器内，同时容器内的空气自排气管排出；②、停止进液：容器内液料达到定量要求后，自动停止灌装；③、排除余液：将进入排气管内的残液排除，为下一次灌装过程做准备。由此可知，目前传统的常压法对包装容器内的空气控制，仅仅只能通过液体将其“挤”出容器外，并且排气的量也只能通过进入的液体的量来控制，对于硬包装而言，抛开空气内菌落的影响问题，空气含量往往并不会对产品造成影响。但是对于本发明所述的条形软包装产品，由于产品包装是柔性的，袋体内空气量多少会直接影响包装袋的形状、体积，如果不均匀，不但美观性差，而且在装入包装盒内会出现或多或少数量不均匀的问题，违背了包装盒对于包装袋数量的要求。对于该问题，本发明采用热封前对袋体内空气量进行控制的手段。对于挤压控制时，空气排出量设置为袋体容积的10％～12％。对于目前条形包装袋漱口水来说，条形包装袋袋体4的容积为18ml，漱口水灌装量为11ml，通过挤压排气，空气排出量为1.8ml～2.16ml。由于条形包装袋袋体4的体积不变，灌装量不变，因此空气排出量控制准确，就能够实现袋体形状、体积的一致性，实现了对条形软包装产品外形的准确控制。而且目前对于封装前预先排气的技术是一个空白，这也是本发明的一个新构思。

b、在挤压袋体达到设定位置，挤压结束，同时对条形包装袋袋体4的顶部开口3进行横向热封，对条形包装袋袋体4进行封口处理。该工序实际上与步骤(5)、袋体底部/顶部横封是同步进行的过程，挤压装置设置在横封位置的下方，挤压的完成的同时开始进行顶部与底部的横封。这样一来，对于袋体内空气的量能够实现一个恒定的数值，不会发生偏差，为避免因热封不到位造成漏液的问题，针对不同材质的塑料软包装，本工序中横向热封温度设置为105～115℃，对于本发明的条形包装袋，采用聚乙烯材质，横向热封温度最佳设置为110℃。既能够实现包装袋的良好热封，避免漏液，又能避免因温度过高造成热粘合位置出现破损的问题。

c、封口处理的同时，在顶部开口3的热封位置压制便于将条形包装袋打开的撕开线7；撕开线7的压制与顶部开口3的热封是同时进行的，撕开线7的压制部件与横向热封的部件为一体设置。也就是说，撕开线7实际上是压制在两包装纸热粘合的位置上，撕开线7为虚线，便于使用者沿撕开线7打开条形包装袋。

d、在封口处理及压制撕开线7的同时，向袋体的热封位置吹冷气进行降温处理；该工序作为本发明的第三个创新点。因设备是一个连续化的生产线，为确保一定的生产效率，往往包装工序的进行比较快，在横封完成后马上开始进入切断工序。在这里就存在一个问题，就是热封是采用高温模具进行热压，将条形包装袋的顶部开口3处的两包装纸进行热熔，通过高温将两熔融状态的包装纸进行压合，使其融为一体。那么从横封到切断工序的时间非常短暂，在到达切断工序时，横封的位置其温度基本与热封温度相差不大，在切断时，由于切刀为金属材质，在接触到高温的热封位置时，切口处包装袋与切刀会出现粘连的问题，条形包装袋会粘在切刀上，不但影响下一个切断工序，而且也会整个工序的正常进行，并且切断位置由于粘连会出现切口不整齐的问题，影响产品质量。对于该问题，本发明在热封时，对热封位置进行快速降温处理，采用吹冷气的方式，冷气降温处理设置为将袋体的热封位置降低温度至原横向热封温度的50％～65％为标准。也就是控制热封位置的温度在接触切刀时下降到约55～71.5℃。这样在接触切刀时避免了因高温导致包装袋与切刀发生粘连的问题，同时也避免了因高温导致热封位置出现过度熔融的问题。冷气降温处理可以选择冷气或常温气体。对于采用冷气还是常温气体，根据热封完成后到达切断工序的时间、降温温度等参数要求，可以根据冷气或常温气体的温度、吹气时间、吹气速度来灵活设置。

(8)、切断：对封口处理完成后的条形包装袋袋体4进行切断8。本工序的切断，与步骤(5)、袋体底部/顶部横封属于同一个设计理念，在切断8时，实现了一次切断同时切两个条形包装袋的目的。也就是说，当切断8时，从下向上看，第一个包装袋9切断8的位置为顶部，第二个包装袋10切断的位置为底部，因此，提高了切断工序的工作效率。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于条形软包装的全自动液体物料灌装包装工艺，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、进纸：将用于制作条形包装袋的包装纸卷材打开，并手动牵拉至灌装设备内；

(2)、分切：根据单只条形包装袋的成品展开横向尺寸，将包装纸卷材纵向切割成多个沿包装纸卷材的横向并列排列的组成包装袋成品所需尺寸的包装纸条；

(3)、袋体预成型：将分切形成的包装纸条通过成型机构卷绕形成一竖向开口、内部具有容纳液体物料的内腔的条形包装袋的雏形；

(4)、袋体背封：根据预先设定的单只条形包装袋的长度尺寸，对预成型的单只条形包装袋的竖向开口进行热压密封，形成两端开口的环形包装袋；

(5)、袋体底部/顶部横封：对两端开口的环形包装袋的底部进行横向热压密封，形成顶部开口的条形包装袋袋体；

(6)、液体灌装：根据条形包装袋的容量，预先设定液体的具体灌装量，通过注液管从顶部开口处将液体注入条形包装袋袋体内；

(7)、袋体成品成型：

a、对灌装完成后的条形包装袋袋体进行横向挤压，驱动条形包装袋袋体内的液体自袋体底部向顶部开口处流动，将混合在条形包装袋袋体内的空气通过液体经顶部开口排出；挤压控制时，空气排出量设置为袋体容积的10％～12％；

b、在挤压袋体达到设定位置，挤压结束，同时对条形包装袋袋体顶部开口进行横向热封，对条形包装袋袋体进行封口处理，横向热封温度设置为105～115℃；

c、封口处理的同时，在顶部开口的热封位置压制便于将条形包装袋打开的撕开线；

d、在封口处理及压制撕开线的同时，向袋体的热封位置吹冷气进行降温处理；冷气降温处理设置为将袋体的热封位置降低温度至原横向热封温度的50％-65％为标准；

(8)、切断：对封口处理完成后的条形包装袋袋体进行切断。

2.根据权利要求1所述的用于条形软包装的全自动液体物料灌装包装工艺，其特征是：所述步骤(2)中，纵向切割形成的包装纸条沿包装纸卷材的卷绕方向连续不切断。

3.根据权利要求1所述的用于条形软包装的全自动液体物料灌装包装工艺，其特征是：所述步骤(4)中，对进入袋体背封工序的竖向开口的条形包装袋的竖向开口进行微调，控制竖向开口处的两包装袋的边缘在热压密封时处于纵向无交错的对齐状态。

4.根据权利要求1所述的用于条形软包装的全自动液体物料灌装包装工艺，其特征是：所述横向热封温度设置为110℃。

5.根据权利要求1所述的用于条形软包装的全自动液体物料灌装包装工艺，其特征是：所述冷气降温处理选择冷气或常温气体。

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