PT98653A - Metodo para produzir uma bolsa constituida por uma pelicula flexivel bolsa assim formada e aparelho para formar e encher bolsas - Google Patents

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PT98653A
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PT
Portugal
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base
film
bag
ultrasonic
ultrasound
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Application number
PT98653A
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English (en)
Inventor
Jean Marie Denis
Original Assignee
Colgate Palmolive Co
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Description

Antecedentes da Invenção
Esta invenção diz respeito a um aparelho e a um método para a produção, a partir de películas e utilizando a soldadura por ultra-sons, de bolsas cheias com uma substância líquida. Mais particularmente, esta invenção diz respeito â utilização de uma ligação por vedação ultra-sónica, a qual dá origem à formação de bolsas através da vedação de costuras, e também para cortar as películas de modo a se formarem bolsas individuais. ^ Existem várias técnicas que podem ser utilizadas para formar bolsas a partir de películas. Independentemente da técnica, as selagens têm que ser feitas. 0 película plano pode ser manipulado para fornecer quer uma parte frontal quer uma parte traseira. Isto pode ser executado de várias maneiras. Um modo conveniente é o de formar em primeiro lugar um tubo a partir da película e de seguida formar bolsas a partir do tubo. Nesta técnica, haverá uma costura longitudinal onde a película dá origem ao tubo e selagens nas extremidades para a transformação do tubo numa bolsa. Uma vantagem da técnica de transformar a película em tubo, e de seguida transformar o tubo numa bolsa, é que no processo de transformação do tubo numa bolsa, a bolsa pode ser fechada. Existem vantagens em transformar e encher a bolsa na ) mesma sequência.
As películas podem ser vedados de modo a formarem bolsas recorrendo à utilização de várias técnicas. Para dar origem a selagens podem ser utilizadas colas. Pode ser utilizada I uma prensa aquecida para vedar películas termoplásticos. Pode ser utilizado o aquecimento dieléctrico, também conhecido como aquecimento por frequências rádio (RF). Contudo, a utilização de vedação por ultra-sons tem vantagens sobre qualquer destas técnicas e, particularmente, nas sequências de formação/enchimento. Quando são utilizadas colas, existem problemas na remoção dos solventes. Também são necessários tempos de cura. A utilização de uma prensa aquecida não é eficiente, visto que a película deve ser aquecida por condução. Com a energia RF, toda a espessura da película é aquecida em vez de ser sô a superfície da película. Isto permite uma boa vedação mas é limitada a películas que absorvem uma quantidade suficiente de energia RF para amolecerem. Do mesmo modo, uma vez que é aquecida toda a espessura da película, há a possibilidade de se sobreaque-cer a película e de se depositarem pedaços de película, conhecidos por salpicos, nos eléctrodos. Isto afectará as selagens seguintes feitas pelos eléctrodos, até que eles sejam limpos.
Verificou-se que a utilização de vedação ultra-sónica, para a formação de bolsas a partir de película termoplástico, apresenta melhorias em relação â utilização de colas, prensas aquecidas ou energia RF. Na vedação ultra-sónica, só são aquecidas as superfícies a ligar. Elas são aquecidas pela absorção da energia de impacto. Não é aquecida toda a espessura da película. Daqui resultam algumas vantagens. As películas que não têm uma uma capacidade suficientemente alta de absorção da energia RF podem ser utilizados para se fazerem as bolsas. Também se evita o problema da formação de salpicos nos eléctrodos. Em virtude do calor ser formado somente nas superfícies de impacto, não serão produzidos salpicos.
Também se verificou que a utilização de vedação obtida por ultra-sons tem vantagens diferentes nas operações de formação/enchimento. Estas são operações em que a bolsa é cheia à medida que é formada. Um problema existente com as operações de formação/enchimento de bolsas é que durante a sequência de enchimento, existe uma tendência para o produto ficar em contacto com a zona da bolsa que será selada. Noutros tipos de selagens, incluindo a vedação RF, isto pode originar selagens fracas. Contudo, na vedação através de ultra-sons, existe uma limpeza das superfícies a ligar antes delas serem ligadas. Isto é conseguido através da vibração entre superfícies. Consequentemente, verificou-se que a utilização da vedação por ultra-sons nas operações de formação/enchimento tem vantagens diferentes. Produz selagens consistentes com resistências elevadas.
As técnicas de ultra-sons foram utilizadas na ligação de vários materiais. Elas também foram utilizadas na produção de sacos e bolsas. Na Patente dos E.U.A. 4,734,142 é revelada uma máquina de vedação de sacos que utiliza a vedação por ultra-sons. 0 saco que é produzido conterá carne ou fruta. A Patente dos E.U.A. 4,767,492 revela a utilização de técnicas de ultra-sons para a vedação de recipientes tubulares. Estes recipientes são vedados numa operação separada, depois do enchimento. Na Patente dos E.U.A. 4,866,914 é revelado um dispositivo de ultra-sons para a vedação de bolsas. No interior da bolsa é colocado um produto e a bolsa é de seguida selada por ultra-sons numa outra operação. Nesta Patente, deve-se notar que quaisquer substâncias estranhas que adiram ás superfícies de vedação serão removidas durante a operação de vedação. Estas Patentes ilustram o estado da arte das bolsas com vedação por ultra-sons. Contudo, nenhuma destas patentes é dirigida para a utilização de vedação por ultra-sons num processo de formação/enchimento.
Também é costume utilizar um emissor de ultra-sons e uma base, quer para executar a vedação, quer para executar o corte. Na Patente dos E.U.A. 3,939,033 é revelado um processo onde a instalação fixa tem um primeiro meio de elevação para executar a vedação e um segundo meio de elevação para executar o corte. Ou seja, não é a mesma superfície que executa a vedação e o corte. Contudo, verificou-se que a mesma superfície pode executar quer a vedação quer o corte. Daqui resulta uma unidade ultra-sónica mais eficiente.
Breve Sumário da Invenção
Verificou-se ser vantajoso, na formação e enchimento de bolsas termoplásticas, utilizar técnicas de vedação ultra-sónica na produção das ditas bolsas. A vedação por ultra-sons tem vantagens em relação à utilização de colas, à utilização de aquecimento por condução ou ao aquecimento dieléctrico. Uma vantagem diferente é a capacidade de simultaneamente limpar a superfície da película que fará parte da vedação, enquanto se aquece esta superfície pelo menos até ao seu ponto de fusão. Isto é importante nas sequências de transformação/enchimento onde a bolsa será formada e cheia na mesma sequência. Nestas operações de embalagem, a substância a ser embalada, normalmente líquida, contaminará parte da zona de vedação quando é escoada para o interior da bolsa que está aberta. A fim de se conseguir uma boa vedação, esta zona deve ser limpa. Isto pode ser conseguido de várias maneiras. Contudo, o modo mais eficiente é utilizar técnicas de vedação por ultra-sons. Neste modo, a zona de vedação será limpa à medida que é executada a vedação.
Também faz parte da presente invenção a utilização de uma unidade de vedação por ultra-sons, a qual é constituída por um emissor de ultra-sons e por uma base com o objectivo duplo de executar a vedação da película e de executar o corte da película. Isto é conseguido pelas mesmas superfícies do emissor de ultra--sons e da base. De preferência, a superfície de corte com uma determinada forma fará parte da base e terá a secção transversal com uma forma triangular. Os ângulos exteriores da base do triângulo serão de cerca de 120^ a 1602. Isto implica que os ângulos exteriores serão de 20s a 602. 0 topo da configuração termina num bordo suave.
Breve Descrição dos Desenhos A Figura 1 é uma vista de um alçado traseiro de uma bolsa com um bocal, formada através da utilização de técnicas ultra-sónicas. A Figura 2 é uma vista de um alçado de uma unidade de vedação para executar a vedação da costura longitudinal da bolsa da Figura 1. A Figura 3 é uma vista de uma secção trnasversal de uma base para executar a vedação e a separação de um película. A Figura 4 é uma vista de uma planta do conjunto emissor de ultra-sons/bigorna para executar as selagens de topo, de fundo e o bico da bolsa da Figura 1. A Figura 5 é uma vista de uma secção transversal do emissor de ultra-sons/bigorna da Figura 4, tomada ao longo da linha 5-5. A Figura 6 é uma vista de um alçado lateral do conjunto emissor de ultra-sons/bigorna. A Figura 7 é uma vista de um alçado da unidade de formação/enchimento que executa a formação e o enchimento das bolsas.
Descrição Detalhada da Invenção A presente invenção diz respeito a um processo destinado à vedação por ultra-sons de recipientes de bolsa durante o processo de enchimento de bolsas, assim como â utilização de um conjunto de emissor de ultra-sons e base como meio para executar, quer a vedação, quer o corte, de um película termoplástico. A este respeito, o emissor de ultra-sons e/ou base devem ter uma forma particular a fim de executarem a função dupla de vedação de um película termoplástico e de seguida a separação da película termoplástico na zona da vedação. A fim de executar quer a vedação por ultra-sons da pelucula termoplástico quer a subsequente separação de película, pelo menos o emissor de ultra-sons ou a base deverá ter uma determinada configuração para executar a operação de separação. É possível que, quer o emissor de ultra-sons quer a base da unidade de vedação por ultra-sons, tenham ambas um formato determinado para executarem a separação. Contudo, tal não é necessário. Só é preciso que uma delas, ou o emissor de ultra-sons ou a base, tenham essa configuração determinada para se executar o corte. A este respeito, é preferível que seja a base a ter essa configuração. Este é o caso uma vez que a peça configurada terá um desgaste maior. É preferível ter um desgaste acelerado na base do que no emissor de ultra-sons. 0 presente processo será descrito fazendo-se referência ao fabrico de bolsas com bocais. Na Figura 1 está representada uma bolsa. Esta bolsa é designada por (10) e tem uma superfície traseira (11), uma vedação longitudinal (12), uma vedação do fundo (13) e uma vedação do topo (14). Existe também um bocal (15) com um corte (17) e uma vedação associada. A superfície traseira da bolsa é referenciada.
No processo de formação e enchimento da bolsa da Figura 1, numa primeira operação é formado a película a partir do tubo, o que é conseguido sobrepondo os bordos da película em cerca de 0.1 cm a 1.0 cm para formarem uma costura. Faz-se passar esta costura entre o emissor de ultra-sons e uma base de uma unidade de vedação ultra-sõnica longitudinal. Uma vez que a costura está nesse momento entre o emissor de ultra-sons e a base, estando a ser aplicada a pressão e a energia de ultra-sons através do emissor de ultra-sons e/ou base, o material termoplástico na costura é aquecido e ligado. De preferência, a pressão deve ser aplicada à emissor de ultra-sons. Depois desta operação, a película tem agora a configuração de um tubo. De preferência, ao mesmo tempo que a costura lateral está a ser selada, deve estar a ser formada e selada uma costura superior de uma bolsa inferior. Também é preferível que, ao mesmo tempo que o bocal é formado nesta bolsa inferior, seja vedado o fundo de uma bolsa também inferior. Isto é .assim visto que a película está numa posição fixa e, para se aumentar a eficiência, pode ser conduzida mais do que uma operação ao mesmo tempo. Portanto, são executadas ao mesmo tempo uma vedação lateral, uma vedação de topo e do bocal e uma vedação do fundo, embora em bolsas diferentes. Estas costuras do topo e do bocal são formadas através de uma unidade de vedação por ultra-sons transversal independente, situada em frente da unidade de vedação lateral. Num primeiro passo, esta unidade de vedação ultra-sónica transversal inferior colocará as superfícies interiores em contacto, de modo a formarem quer a costura de fecho do topo quer a costura do bocal, e, a partir desta situação e através da aplicação da pressão e da energia de ultra-sons, fará com que esta costura de topo da bolsa seja ligada e seja formado o bocal pela ligação das superfícies com esta configuração. Este película tem agora a forma de uma bolsa invertida, aberta na sua extremidade superior. Neste momento, está pronta para ser cheia com uma substância, normalmente um líquido. Depois -9-
do enchimento, esta bolsa cheia move-se para.. .baixo e a unidade transversal ultra-sõnica é activada para outro ciclo. No ciclo seguinte, é executada a vedação do fundo desta bolsa que já está cheia. Ao mesmo tempo, é formada na bolsa superior adjacente a vedação do topo juntamente com a vedação para formar o bocal. Em cada ciclo, depois de serem formadas estas selagens, interrompe-I -se a aplicação da energia de ultra-sons e aumenta-se a pressão da base contra o emissor de ultra-sons. Deste modo, a base e o emissor de ultra-sons funcionam então como um dispositivo de separação para separar a película, a fim de formar o bocal na | bolsa superior e a fim de separar a bolsa acabada de ser selada e 1 cheia da bolsa superior onde foi executada a vedação de topo mas que ainda não foi cheia.
Em resumo, a unidade transversal de vedação por energia de ultra-sons, ao mesmo tempo que executa a vedação da costura do fundo de uma bolsa tubular inferior cheia, executa também a vedação da costura de topo de uma bolsa superior e formará o bocal desta bolsa superior. Esta operação pode ser executada ao mesmo tempo que outras operações de vedação, uma vez que a película está numa posição fixa. Deste modo, nesta sequência formação/enchimento, podem ser conduzidas três diferentes opera-ções de vedação durante cada intervalo em que existe uma pausa no ψ escoamento da película. A costura lateral é selada para formar um tubo, a vedação de topo e o bocal são feitos numa bolsa onde foi préviamente feita a costura lateral, e a vedação de fecho do fundo é feita numa bolsa inferior que se acabou de encher com uma substância. Depois de serem formadas a vedação de topo e do bocal I da bolsa superior e a vedação do fundo da bolsa inferior, é interrompida a energia de ultra-sons e aumentada a pressão entre a base e o emissor de ultra-sons, a fim de se separar a bolsa inferior, já cheia, da bolsa superior vazia. A bolsa inferior cheia é então expedida para a embalagem e a bolsa superior formada é cheia. Na sequência acima referida, à medida que as selagens transversais estão a ser formadas, também se está a formar o bocal.
Um problema persistente no que diz respeito a estas bolsas recipientes é o da contaminação das zonas de vedação transversais ao mesmo tempo que a bolsa está a ser cheia. Esta contaminação é feita pelo conteúdo que se está a escoar para o interior da bolsa. Isto é provocado por um derrame da substância que está a ser escoada para o interior da bolsa e por um goteja-mento do produto quando termina o processo de enchimento. Uma vez que as superfícies interiores do termoplástico serão ligadas uma à outra, uma contaminação excessiva pode afectar a integridade das selagens transversais. Contudo, uma vez que numa vedação ultra-sónica é a ligação da película que é aquecida em vez de ser toda a espessura da película termoplástica, obtém-se uma vedação por soldadura das bolsas mais eficiente, utilizando vedação por ultra-sons em vez de outras técnicas. Isto é assim, visto que a energia de ultra-sons é focada nas superfícies de ligação interiores da película termoplástica, e removerá com bastante eficiência qualquer substância de contaminação dessas superfícies antes de se executar a vedação. Isto está em contraste com o aquecimento por frequências de rádio, também conhecido como aquecimento dieléctrico, através do qual é aquecida toda a espessura da película termoplástica. No aquecimento dieléctrico a concentração da energia de ligação não é feita somente sobre as superfícies de ligação do termoplástico. Também não é uma energia que participe na limpeza das superfícies de ligação. A unidade de vedação longitudinal é mostrada na Figura 2. A emissor de ultra-sons (20) e a base (21) podem, cada uma delas, ter uma superfície de trabalho plana. As superfícies serão ou ambas polidas ou uma superfície apresenta uma textura e a outra é polida. Em utilização, a superfície (22) do emissor de ultra-sons está muito próxima da superfície (23) da base. Em opção, a base pode ser arrefecida pela passagem de um fluxo de água ou de outro fluido através de cada unidade. Se necessário, o emissor de ultra-sons pode ser arrefecida por ura jacto de ar. No caso presente, quer o emissor de ultra-sons quer a instalação fixa são concebidas para serem arrefecidas. Para tal, a base tem uma entrada (27) e uma saída (28) para o escoamento do fluido de arrefecimento. Embora possa ser utilizada qualquer uma das frequências normalmente usada na vedação por ultra-sons, é preferível utilizar uma frequência de cerca de 10 KHz (kilohertz) a 70 KHz e, melhor ainda, cerca de 20 KHz a 40 KHz. A energia é fornecida à emissor de ultra-sons através do dínamo (29). A unidade de vedação longitudinal é concebida para executar selagens, não havendo necessidade de também ser capaz de cortar a película. Contudo, quando se pretende que esta unidade também seja utilizada para executar cortes, a base do emissor de ultra-sons deverá ter uma superfície de contacto, tal como representada na secção transversal mostrada na Figura 3. O ângulo "A·' da superfície (30) é de cerca de 1202 a 1602, sendo de preferência cerca de 1502 a 1752. Em termos gerais, isto conduz a um ângulo interior de 202 a 602. A superfície de topo (23(a)) é um bordo e é suficiente para produzir uma vedação eficiente, mas, à medida que se aumenta a pressão entre o emissor de ultra-sons e a base, também pode cortar a película.
Na Figura 4, é mostrado um conjunto de base para a produção das selagens de topo e de fundo e para a execução da ponta na bolsa da Figura 1. Simultaneamente, esta unidade executa a vedação de fundo de uma bolsa inferior bem como a vedação de topo e as selagens em torno do bocal de uma bolsa superior adjacente. Depois destas selagens serem executadas, a pressão entre o emissor de ultra-sons e a base é aumentada, e o material termoplástico existente entre a vedação do fundo de uma bolsa e a vedação do topo de outra bolsa, bem como o material em excesso na zona do bocal, são separados. Esta unidade de vedação por ultra--sons deve ter energia suficiente para completar a vedação e para adelgaçar o material a fim de se executar a subsequente separação da película termoplástica. A forma das superfícies também produz um adelgaçamento da película. É preferível uma frequência ultra-sónica de 10 KHz a 70KHz, mas a ferequência de cerca de 20 KHz a 40 KHz é a mais preferida. A unidade mostrada na Figura 4 é o conjunto da base (40) da unidade transversal de vedação ultra-sónica. Esta unidade é constituída pela superfície (41) da placa da base de suporte, a qual suporta a base (42) de vedação do topo e do fundo e a base (43) de vedação do bocal. Cada uma destas bigornas é sobressaída em relação à superfície da placa de suporte, tendo todas a mesma altura. A base de vedação (42) tem uma superfície (44) que contacta com a correspondente superfície do emissor de ultra-sons e a base (43) tem uma superfície (45) que contacta com a correspondente superfície do emissor de ultra-sons. A placa da base pode ser arrefecida pelo escoamento de um fluido através da placa, entrando e saindo pelas aberturas (46) e (47) respecti-vamente.
As superfícies de contacto (44) e (45) têm a forma de um gume e são eficientes para produzirem a vedação pretendida e o subsequente corte da película. Para ser compatível com a vedação pretendida, esta superfície deve ser, de preferência um gume. Na Figura 5 pode-se ver com mais detalhe a forma das bigornas desta unidade de vedação ultra-sónica. O ângulo exterior "A" da base com o eixo horizontal, o qual na Figura 5 coincide com a placa de base, é de cerca de 1202 a 1602, e de preferência cerca de 1352 a 1502. isto significa que os ângulos interiores são de cerca de 202 a 602 e, de preferência, cerca de 70s a 452. As bigornas são configuradas para produzirem selagens eficientes e separações eficientes da película depois da vedação. Durante a operação de vedação, a pressão entre a base e o emissor de ultra-sons é de cerca de 10 kg/cm2 a 50 kg/cm2. Esta pressão é aumentada para cerca de 20 kg/cm2 a 100 kg/cm2 quando se executa a separação de película. 0 aumento de pressão depende da pressão que é utilizada durante as operações de vedação. A pressão pode ser aumentada pela base se se deslocar esta de encontro à emissor de ultra-sons ou pela deslocação do emissor de ultra-sons de encontro à base.
Na Figura 6 é mostrada uma unidade transversal completa de vedação por ultra-sons, destinada a executar as selagens de topo e de fundo da bolsa e as selagens do bocal. Ela é essencialmente constituída por um conjunto de base (40) e por um emissor de ultra-sons (35). Esta unidade produz as selagens do topo e do fundo bem como as selagens do bocal. Esto emissor de ultra-sons é constituída por superfícies planas (36) para contactarem com as superfícies configuradas (44) e (45) da base. A energia de ultra-sons é transferida do dínamo (37) para a ponta. No entanto, tal como acima referido, o emissor de ultra-sons pode ser configurada para funcionar de modo a executar a separação da película em vez de ser a base a ter a configuração adequada para executar essa operação. Ou o emissor de ultra-sons ou a base devem ter a configuração adequada para executarem a separação da película depois da vedação. Se o emissor de ultra-sons estiver destinada a executar a separação da película, a zona de contacto (36) da ponta deve ter uma configuração igual à ilustrada para a base. Num tal caso a base terá uma superfície plana.
As pontas ultra-sónicas podem ser construídas a partir de titânio, de ligas de Monel, de alumínio ou de ligas de alumínio. O titânio é um metal eficiente para pontas ultra-sónicas. A base pode ser feita do mesmo metal ou de um metal diferente do do emissor de ultra-sons. A base pode também ser feita de aço inoxidável. A base deverá ter uma baixa taxa de desgaste. A Figura 7 revela o aparelho preferido de formação/en-chimento. Neste aparelho de formação/enchimento a bolsa da Figura 1 é formada e cheia com uma disposição em que o topo está para baixo. Ou seja, o bocal e a vedação do topo são executados em primeiro lugar na zona inferior do tubo, depois a bolsa parcialmente formada é cheia e a vedação do fundo é então executada. Esta disposição é necessária para a formação de uma bolsa com a vedação do bocal, visto que a bolsa deve ser cheia depois do bocal ser formado. 0 película (51) é desenrolado do rolo de alimentação (50). De seguida passa por baixo do rolete de tensão (52) e sobre os roletes direccionais (53) e (54). 0 película passa então sobre o rolete (56) e desce para a secção de formação/ enchimento. Em (57) a película adquire um formato tubular aberto. 0 enformador (57) é suportado pela conduta de alimentação (59), a qual recebe um produto a ser embalado, normalmente um produto líquido, a partir da conduta de fornecimento (58). 0 película, com uma configuração aberta, passa pela conduta de alimentação (58) indo para a secção (60) de formação da costura e de execução da vedação longitudinal. Nesta secção de vedação, a guia (61) encaminha a película de modo a tomar uma forma em que existe uma costura longitudinal sobreposta para ser selada pela unidade de vedação ultra-sónica longitudinal. A emissor de ultra-sons longitudinal (63) recebe energia de ultra-sons do transdutor (62). A base é suportada pela conduta de alimentação (59). O película, agora com uma forma tubular, sai da secção de vedação longitudinal (60) e é deslocado para baixo pelo controlador (64). 0 controlador (64) desloca a película intermitentemente, fazendo parar o escoamento da película a fim de permitir que sejam executadas as operações de vedação, de corte e de enchimento. Este controlador inclui roletes motrizes que movem a película.
Na zona abaixo do controlador, o tubo é vedado transversalmente em (67). Isto é conseguido pela unidade de vedação inferior como ilustrado nas Figuras 4, 5 e 6. Esta unidade de vedação inferior executa a vedação de topo e o bocal no tubo, de modo a formar uma bolsa aberta na extremidade. Esta bolsa está disposta de modo invertido. Simultaneamente, é executada a vedação do fundo de uma bolsa inferior que foi cheia. Tudo isto acontece durante a execução da primeira pressão entre o emissor de ultra-sons e a base e a aplicação da energia de ultra-sons. Com uma segunda pressão mais alta exercida entre o emissor de ultra-sons e a base, e sem a aplicação da energia de ultra-sons, a película é cortado de modo a se separar a bolsa inferior, ao mesmo tempo que na bolsa superior se corta a película para formar o bocal. Nesta sequência, depois de se executarem a vedação de topo e o bocal, procede-se ao enchimento de uma bolsa a partir da bica (66) do tubo de alimentação (59). Depois da operação de enchimento, a bolsa cheia é deslocada para baixo e a unidade ultra-sónica de vedação transversal inicia outro ciclo para executar a vedação de fundo desta bolsa e a vedação de topo e o bocal de outra bolsa.
Como se verificou, o escoamento da película é intermitente. O escoamento da película é interrompido para as operações de vedação e para o enchimento da bolsa. Portanto, de cada vez que o escoamento da película é interrompido, são actuadas a unidade ultra-sónica de vedação longitudinal (63) e a unidade ultra-sónica de vedação transversal (67). Igualmente, quando se interrompe o escoamento da película, procede-se ao enchimento da bolsa que foi formada.
Essencialmente, para a formação das presentes bolsas, pode-se utilizar qualquer película capaz de ser soldado através da energia de ultra-sons. No caso particular das películas termoplásticos estes podem ser amorfos ou cristalinos. Nas películas adequados consideram-se os copolímeros acrílicos celulosos, o óxido de fenileno, o policarbonato e o poliestireno. Geralmente, as resinas cristalinas não se soldam tão fãcilmente através das técnicas ultra-sónicas como as resinas amorfas. As películas cristalinos são mais rígidos. São preferíveis as películas flexíveis. Contudo, as resinas acéticas, as resinas fluorpolímeras, as resinas de "nylon" e as resinas de "polyester" podem ser utilizadas nas récnicas de vedação ultra-sónicas. Um película preferido é um que contenha pelo menos uma camada de acetato de etileno-vinílico. A outra camada ou camadas pode ser uma poliolefina, tal como polietileno, polipropileno, polibutile-no e polibutadieno.
As bolsas que podem ser formadas utilizando as presentes técnicas de vedação por ultra-sons, podem ter essencialmente uma dimensão qualquer. Contudo, as dimensões preferidas vão desde cerca de 50 cc. a cerca de 2 litros em volume. Estas são as dimensões que podem ser manipuladas convenientemente no que diz respeito a este tipo de técnica de embalagem. As substâncias que são embaladas no interior de tais bolsas incluem produtos de cuidado pessoal, produtos de cuidado doméstico e alimentos. Na categoria de produtos de cuidado pessoal, estão incluidos os sabões líquidos, os "shampoos" e as loções. No caso de produtos de cuidado doméstico, estão incluídas as composições de limpeza e polimento, as composições de branqueamento de tecidos e composições saponíferas. Na área alimentar, estão incluídos vários molhos, caldos de carne, essências de frutas e similares.
Exemplo 1
Este exemplo ilustra a formação e o enchimento de bolsas utilizando-se o aparelho de formação/enchimento da Figura 7.
Um película (51) coextrudido de polietileno/acetato de etileno-vinílico com uma espessura de 0.20 mm e uma largura de 16 cm é fornecido, a partir de um rolo de alimentação (50), a uma máquina de formação e enchimento de bolsas através dos roletes (52), (53), (54) e (56). 0 película é fornecido a uma máquina de formação/enchimento segundo uma linha contínua (51). À medida que a película passa através do enformador superior (57), é transformado de modo a obter uma forma tubular com uma costura longitudinal sobreposta. A sobreposição da película é de cerca de 10 mm. 0 película passa entre um emissor de ultra-sons longitudinal (63) e uma instalação fixa. A pressão exercida é de cerca de 40 kg/cm2. 0 escoamento da película é momentaneamente interrompido durante esta operação. A costura lateral é formada pelos bordos da película que são mantidos entre o emissor de ultra-sons longitudinal e a base (tal como mostrado na Figura 2), sendo aplicada uma energia de ultra-sons com uma frequência de 20KHz. Ao mesmo tempo, estão a ser formadas as selagens transversais do fundo da zona inferior do tubo bem como um bocal. Este é formado por uma ponta transversal ultra-sónica e por um conjunto de base móvel (67) (tal como mostrado nas Figuras 4a 6). Ao mesmo tempo que são executadas a vedação do topo e o bocal desta bolsa, é executada uma vedação do fundo de uma bolsa inferior que foi cheia. Para a execução destas selagens é utilizada uma frequência ultra-sónica de 35 KHz. A pressão exercida pelo conjunto da ponta
transversal ultra-sónica e da base durante a vedação é de cerca de 40 kg/cm2. Na presente bolsa, depois de serem executadas as selagens laterais e de topo e o bocal, a bolsa acabada de formar que apresenta um fundo aberto é cheia com 250 cc. de branqueador. A bolsa inferior onde foi executada a vedação de fecho foi separada, sendo de seguida enviada para a embalagem. A separação ) é conseguida através do aumento da pressão exercida pelo emissor de ultra-sons contra a instalação fixa, sendo o seu valor de cerca de 90 kg/cm2. Neste passo não é aplicada qualquer energia de ultra-sons. Deste modo completa-se um ciclo da máquina. Este ^ ciclo é de seguida repetido.
As costuras vedadas de um número representativo de bolsas são testadas num aparelho de teste através da pressão. O aparelho de teste através da pressão tem uma prensa fixa e uma prensa móvel. Entre as prensas é colocada uma amostra e a pressão na bolsa é aumentada. Uma resistência à rotura superior a 150 kg indica que a bolsa cheia é aceitável. As bolsas excedem firmemente 150 kg. > i

Claims (4)

  1. Reivindicações ia- Método para produzir uma bolsa constituída por uma película flexível, selada, com uma determinada configuração, destinada a conter uma substância líquida, caracterizado por a partir de uma película flexível se enformar parcialmente uma bolsa utilizando energia de ultra-sons, por se encher substancialmente a referida bolsa parcialmente formada com a referida substância líquida, por se fechar a referida bolsa mediante a vedação da abertura através da qual a bolsa foi cheia utilizando a energia de ultra-sons aplicada por um emissor de ultra-sons a uma base numa primeira pressão de contacto e, aumentando a pressão de contacto para separar a película. 2a- Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: (a) se transformar um película flexível numa forma tubular com um bordo sobreposto; (b) se estabelecer o contacto do bordo sobreposto da referida película com forma tubular com a energia de ultra-sons, a fim de fixar o bordo sobreposto da referida forma tubular de modo a se obter um tubo; (c) se vedar através da energia de ultra-sons uma zona inferior do referido tubo para formar uma primeira bolsa; (d) se encher a referida primeira bolsa com uma substância; e (e) se vedar através de energia de ultra-sons (I) uma zona superior da referida primeira bolsa para vedar essa referida bolsa, (II) outra zona inferior do referido tubo para formar uma segunda bolsa, e separar a referida primeira bolsa da referida segunda bolsa. 3s- Método de acordo com a reivindicação 2, caracteri-zado por uma matriz enformar a referida película de modo a dar-lhe uma forma tubular tendo uma sobreposição de cerca de 0,1 cm a cerca de 1,0 cm.
  2. 43- Método de acordo com a reivindicação 2, caracteri-zado por o referido bordo de sobreposição contactar com a energia de ultra-sons através da pressão de contacto entre um emissor de ultra-sons e uma base, cujo valor é de cerca de 10 kg/cm2 a cerca de 50 kg/cm2 e uma energia de ultra-sons de cerca de 10 KHz a 70 KHz.
  3. 53- Método de acordo com a reivindicação 2, caracteri-zado por as selagens das referidas zonas superior e inferior e a separação de um tubo do tubo seguinte serem executadas através da colocação do tubo entre um emissor de ultra-sons e uma base, de modo que o emissor de ultra-sons exerça uma pressão de contacto de cerca de 10 kg/cm2 a cerca de 70 kg/cm2 e uma energia de ultra-sons de cerca de 10 KHz a 50 KHz, sendo de seguida aumentada a pressão de contacto entre a referido emissor de ultra-sons e a base até um valor entre cerca de 20 kg/cm2 e cerca de 100 kg/cm2 a fim de separar a película na zona das selagens que foram executadas.
  4. 63- Método de acordo com a reivindicação 2, caracteri-zado por a referida película flexível ter pelo menos uma dobra que pode ser unida a ela própria através de energia de ultra--sons. 7a- Método de acordo com a reivindicação 6, caracteri-zado por a referida película flexível ter pelo menos uma camada de polieno e uma camada de acetato de vinil-etileno. 8a- Método de acordo com a reivindicação 7, caracteri-zado por a referida camada de polieno ser seleccíonada de um grupo constituído por polietileno, polipropileno, polibutileno e polibutadieno. 9a- Método de acordo com a reivindicação 2, caracteri-zado por a referida película flexível ser fornecida como uma folha contínua, apresentando uma forma tubular contínua e selada de modo a dar origem a um tubo contínuo. 10a- Método de acordo com a reivindicação 2, caracteri-zado por a referida película flexível estar numa posição fixa quando as referidas zonas superior e inferior são vedadas e quando se separa uma bolsa de outra. llâ— Método de acordo com a reivindicação 2, caracteri-zado por, na vedação do topo de modo a se formar uma bolsa e um bico adjacente à referida vedação do topo, a película em excesso na zona do bico ser separada numa segunda operação. 12 a— Bolsa de película flexível com uma dada configuração contendo uma substância líquida caracterizada por ser constituída por uma ou mais dobras, tendo uma costura lateral, uma costura inferior, uma costura superior e um bico, todas vedadas através da utilização da energia de ultra-sons. 13 a- Bolsa de película flexível com uma dada configuração de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por o referido bico estar situado no bordo superior e ter a forma de um bocal. - > 14a- Aparelho para formar e encher bolsas caracterizado por ser constituído por: (a) meios para formarem um tubo a partir de um película flexível, apresentando o referido tubo uma costura longitudinal sobreposta; (b) um primeiro conjunto formado por um emissor de ultra-sons e por uma base; (c) meios para posicionarem a costura longitudinal sobreposta da referido película flexível entre a referido emissor de ultra-sons e a referida base; (d) meios para actuarem o referido primeiro conjunto do emissor de ultra-sons e da base de modo a executar a vedação da referida costura sobreposta para dar origem a um tubo; (e) um segundo conjunto de emissor de ultra-sons e de base, localizado a seguir à referida primeiro emissor de ultra--sons e à referida primeira base, destinado a formar os fechos de topo e de fundo no referido tubo e produzir uma bolsa; (f) meios para actuarem o referido segundo conjunto do emissor de ultra-sons e da base de modo a exercer uma primeira pressão de contacto para vedar o referido topo e fundo e para exercer uma segunda pressão de conrtacto para separar a película que foi selada, de modo a que a bolsa que foi cheia seja separada do referido tubo; e (g) meios de enchimento a seguir à formação do referido fecho do fundo, e antes de se executar o referido fecho do topo, para substancialmente encherem a referida bolsa. 15a- Aparelho de acordo com a reivindicação 14, cons-tituido por meios para produzirem uma pressão de contacto entre a referida primeiro emissor de ultra-sons e a instalação fixa de cerca de 10 kg/cm2 a 70 kg/cm2. 16a- Aparelho de acordo com a reivindicação 14, carac-terizado por o referido segundo conjunto do emissor de ultra-sons e da base ser constituído por uma base que temr uma superfície de corte sobressaída. 17 a- Aparelho de acordo com a reivindicação 16, carac-terizado por a referida superfície de corte sobressaída ter uma base com um ângulo exterior de cerca de 120 s a 160 2. 18â- Aparelho de acordo com a reivindicação 14, carácter izado por a referida segunda instalação fixa ter uma superfície adpatada para cortar um película depois da vedação. 19a- Aparelho de acordo com a reivindicação 18, carac-terizado por ser constituído por meios para produzirem uma pressão de cerca de 10 kg/cm2 a 70 kg/cra2 entre a referida segundo emissor de ultra-sons e a base durante a vedação, e uma pressão de 20 kg/cm2 a 100 kg/cm2 durante a separação. 20a- Conjunto de emissor de ultra-sons e base para executar a vedação e separação da película termoplástica, carac-terizado por ser constituído por uma superfície de contacto com uma determinada forma num dos referidos emissor de ultra-sons ou base, que está adaptada para executar a vedação da referida -24- película, através da aplicação da uma primeira pressão e da energia de ultra-sons, e para separar o referido película através da aplicação de uma segunda pressão mais elevada. 2ia- conjunto de emissor de ultra-sons e base de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por a referida superfície de contacto com uma determinada forma ter uma secção transversal essencialmente triangular em que o ângulo exterior da base é de cerca de 1202 a 1602. Lisboa, 12 de Agosto de 1991
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