TWI321115B - Method of producing a pressure sensitive adhesive - Google Patents

Description

1321115 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體而言係關於形成、填充及密封囊袋，且更明 確而言，係關於—種用於採用可密封之材料幅並密封該幅 材以形成一連續系列之離散填充囊袋之方法及裝置。 【先前技術】 用於形成、填充及密封囊袋之封裝設備係用於製造各種 各樣的產品，包括食品、飲料、衛生保健產品及清潔產品， 且該等封裝設備在先前技術中已為吾人所知。 例如，Bennett之美國專利（5,87〇,887)揭示了 一種形成-填 充-密封的封裝機器，其中封裝材料係藉由使一對密封夾爪 相互接觸來交叉密封。使密封夾爪沿封裝材料之傳送方向 跟隨封裝材料而行，同時使其保持在相同狀態，以使密封 夾爪能藉由單一驅源進行接觸及跟隨運動。馬達之旋轉藉 由包含圓形凸輪盤與臂之凸輪機構轉化成沿封裝材料之傳 送路徑的線性往復運動，且所轉化之往復運動被傳輸至滑 塊。 然而’此產業一直在尋找更可靠、更易維護且以更高速 度運作之改良的囊袋製造設備。 【發明内容】 本發明提供一種用於自一連續運動之長形可密封材料幅 中製造填充密封囊袋之方法及裝置。在一態樣中，本發明 提供一種自一連續運動之長形可密封的幅材製造囊袋之方 法，該幅材包括相對之薄片’其各具有第一及第二側邊； 94068.doc 丄丄;) 2中，方法包含以下步驟：沿至少一側邊縱向地密封該幅 π提供肖協作輸送機以#冑肖等輸送機g之密封路 ^而該等輸送機包括至少—對以與該幅材大致相同之速 =仃進的協作配合夾爪；及藉由沿該密封路徑之至少—部 :嘴σ位在—對配合夾爪間之幅材，以便沿-介面黎結該 寻兩相對薄片，而形成複數條橫向封合線於該幅材中。 ^貫細例中，至少一輸送機係撓性並運行在一非圓形 路徑上。每-輸送機皆包括一或多個夾爪。在一特定實施 例中，至少兩對匹配之夾爪沿該密封路徑同時嚙合幅材。 在李乂侄貫她例中’幅材包括一可熱密封層，且熱係沿密 封路徑之至少一部分被施加至該幅材。 在一實施例中，密封路徑係平面的，且在另一實施例中， 密封路徑係呈拱形的。 在另一態樣中，本發明之方法進一步包含用一液體填充 一已部分成形之囊袋，而此步驟係在沿幅材之側邊形成縱 向封合線後且在形成該囊袋底部至少一橫向封合線形成後 進行。在一特定態樣中，幅材為一使用脈衝加熱予以密封 的無支撐型熱塑性幅材，且囊袋被充填以一液體反應性單 體混合物，其包含一單體及一視情況而定之引發劑。 在另一態樣中，幅材為一受支撐之幅材。幅材可包含一 早摺材料薄片或兩個單獨的材料薄片。 在一較佳實施例中’幅材以大致恒定之速度行進，且夾 爪以與幅材大致相同之速度行進。 在另一態樣中，本發明提供一種自一連續運動之長形可 94068.doc 1321115 密封的幅材中製造囊袋之方法，該幅材包括相對薄片，每 一薄片各具有第一及第二側邊之，其中該方法包含以下步 驟：沿至少一側邊縱向密封該幅材；提供第一及第二夾爪 承載部件，其界定-密封路徑於其間，該等夾爪承載部件 包括沿密封路徑以與幅材大致相同之速度行進的複數對協 作配合夾爪；及當幅材沿密封路徑行進時’藉由將熱及/或 壓力施加至位在-對配合夹爪間之幅材上，而形成複數條 橫向封合線於㈣材中，藉份黏結該等薄片，纟中至少一 夾爪承載部件包含—撓性非圓形輸送機。在另—實施例 中’另—夾爪承載部件包含—載有複數個爽爪之圓柱形鼓 態樣中，本發明提供—種卜連續運動之長形可 :且製造囊袋之裝置，該幅材包括相對之薄片，其 之至少一側：第一側邊，該裝置包含：-被配置成沿幅材 :侧邊形成一縱向封合線從而密封該邊緣之第—密 ^封Γ被配^形成複數條橫㈣合線於幅材中之第 -在封台，該第二密封台包括對置 於該等輪送機間之密封路徑，該機界疋—位 作配合夹爪，銜迗機包括至少一對協 面。 〃被配置成沿密封路徑唾合幅材之相對側表 悲樣中 鞠廷機及相關央爪，VL +。η 徑行進，同時 /σ相同的非圓形循環路 動材料幅在—另—輸迗機總成及運 口疋位置保持不動。g 猶環行進路徑運動3 即，輸送機沿所界定之 崎仏運動而不是另外相對 、彼此、幅材或機器框 94068.doc 1321115 架往復、平移或運動β 在一特殊態樣中，該裝置之至少一 ν 输运機係可撓性且旦 有非圓形行進路徑。在另一特殃能 /、 符姝態樣中，該裝置之每一 运機均包括複數個夾爪，其與另—铪 ^ jfel 为輸达機上之夾爪協作形 成夕對配合夾爪。在一甚至更特殊之態樣中，該 步包括至少一填充管’其配置成在形成至少—界‘囊袋底 部之橫向封合線後及在形成界定該囊袋頂部之橫向封：線 前將液體注入該等囊袋中。 因為幅材不會在囊袋形成期間停止，所以本發明提供一 連續運動方法，在該方法中，幅材、輪送機及其它㈣不 會重複地開始、停止及重新開始H輪送機沿相同之 界定路徑運動，但其相對於彼此及運動材料幅係固定。即， 輸送機總成相對於機器框架固定，且輸送機不會往復或平 移運動。因此’機器之磨耗及損傷顯著減少，且設備之可 靠性及壽命得到改良。另外，因為幅材連續運動，所以總 體生產率得到改良。 另外，因為夾爪係附著至一輸送機並由該輸送機驅動， 所以其以大致恒定之速度行進，從而消除對速度補償的需 要。本發明之另一優點在於：可沿密封路徑同時提供多組 嚙合失爪，藉此使夾爪之嚙合時間足以形成接合相對幅材 之適當黏結，並導致增加的產出率。本發明亦提供整個過 程中幅材之獨立的拉伸控制，此導致極好的幅材操作性及 封合線上之最小應力。 此外，因為本發明係一連續運動方法，所以對在不同組 94068.doc •10- 1321115 件之控制及同步中的瞬間計時之要求大大降低。因此，消 除了過程運動控制對氣虹之依賴。本發明亦提供了在形成 杈向封合線期間配合夾爪之增加的嚙合時間。例如，對於 給定的輸送機路徑長度而言，該機器能容易地達成大於輸 送機路徑長度之25%的密封路徑長度。將瞭解：至少在理 論上，可接近輸送機路徑長度之50%的密封路徑長度。此 導致在密封過程中幅材應力之更佳控制。此外，可個別移 除失爪，藉此允許料將制夾錢置韓持成若作為修 理或日常維護之-部分將#換夾爪賤故障時間保持在最 小值。提供個別可移除夾爪亦允許快速轉換以適應不同尺 寸之囊袋或用以改變橫向封合線之幾何形狀。 【實施方式】 胃現參看圖式，其中所有這幾個圖式中之相同^數字指 代相同或相應刀，圖展示用於自#料幅*製造離散密 封囊袋6a-c之連續系列6或網格8的機器2。如圖3a_c所示， 囊袋系列6係由單行對準之各個連接囊袋一組成，且如圖 4所示，囊袋網格8係由兩個或兩個以上平行囊袋系歹〇〇“ 組成。 如圖1及圖2所示，機5|2句括i亩亡狄，。 盗匕括填充官12、伸展張力隔離| 引滾輪14、垂直密封台16及水 卞在封d 18。該機器特別: 用於製造液體填充囊袋，例如， & „ 』 用可聚合形成黏合劑之: !L、單體混合物填充之囊梦。缺而 襄玟然而，該機器亦可用於普通 的之封裝’且亦可用於劁谇冬古 於有包括流體、粉末及/或離 物品在内的各種各樣材料之密 习襄衣貫例包括用以製 9406S.doc -11·

丄丄J 代·）用於包裝下列物品之泡沫包裝的形成空氣填充囊 :包裝食品，包裝諸如硬體、清潔劑、洗髮精之消費物 οσ或包裝醫療器件或電子組件。 /幅材4較佳包含兩個分離的可熱密封薄膜之薄片u。 :月 巾田材4可包含單折薄膜薄片。具體薄膜對於本文之發 月而5並不重要，只要其可密封且另外展現出特定應用所 要之特性。適當之薄膜包括由下列物質形成之薄膜：熱塑 =例如聚乙烯及乙烯共聚物（例如，聚烯烴）及該等物 =之衍生物，包括乙埽乙酸乙㈣（eva)、甲基丙烯酸乙稀 = _A)、乙稀丙稀酸（EAA)、eaa離聚物及聚丙烯；及其 它熱塑性材料，例如丙稀酸類、聚笨醚、聚笨硫醚、丙稀 腈-丁二稀·苯乙稀共聚物（繼）、聚胺基甲酸酉旨；及其它為 熟習此項技術者所知之物質。亦可使用多種熱塑性材料之 ，。物&佳薄膜為聚乙烯及EVA。薄膜可視情況含有： 添加劑，例如纖維、阻燃劑、抗黏連劑、導熱粒子、導電 子、抗靜電劑、填充劑、抗氧化劑、穩定劑、增塑劑、 染料、芳香劑、滑爽劑、微波感受劑；及/或其它材料，用 以增加薄膜之可撓性、可操作性、可見性或其它有用性質。 幅材可為支標型或無支撐型β支標型幅材具有多層構 造’包括諸如熱塑性薄膜之密封層’且進一步包括在密封 溫度下保持穩定之支樓層，例如經處理或未經處理之紙 層、織物層、非編織材料層、聚g旨層或諸如料之金。 支樓層可為多孔或無孔。支樓型薄膜提供了增大的耐曰久 性’且由於其對氧氣滲透及液體擴散之障壁性質而適用於 94068.doc -12· 液體填充廨m。k i 勒6 " “ ·'支撐型幅材包含一或多層諸如f* 熱密封熱塑性聚合物。 次夕層諸如上述之可 熱封幅材可藉由利用其中使用一 高溫之熱金屬棒的電阻熱封或盆由在整個黏結循環中保持 中在冷埶之門循P 使用一在整個黏結循環 …、之間循環的電阻金屬絲 :::二:言’、將金屬絲加熱至足夠高==足 後、使金I又％間以沿介面在兩層幅材之間形成黏結。然 金屬絲冷卻，同時夹爪保_合以使所黏結之熱塑 冷部並形成接合兩層幅材之穩固封合線。若無支撐 ，薄臈採用電阻熱封’則薄臈將在橫向封合線形成期間熔 融且t田材可月匕會在想要形成封合線處不小心地切斷。因 此，脈衝熱封通常用於密封無支樓型幅材以防止切斷幅 材。將瞭解’亦可採用其它密封方式，包括使用黏合劑、 超S波焊接、熱空氣衝擊、機械附著方式（例如，壓接）及其 組合。 八 在本發明之一特定應用中，該機器用於製造黏合劑。機 器2製造被填充以反應性單體混合物之一連續系列6或網格 8之囊袋。該等囊袋係自利用脈衝加熱密封之無支撑型幅材 所形成。使用無支撐型幅材之一優點在於幅材本身可在下 游處理步驟中與囊袋中之内容物混合，此可能在某些黏合 劑之製造中是必要的。 幅材4進入位在兩個橡膠塗層伸展張力隔離牽引滾輪14 上之機器2，其中該牽引滾輪14隔離上游幅材之張力，並藉 此使該機益内部之張力得以被控制。滚輪14相對於水平密 94068.doc -13- 1321115 封台18以拉伸模式運行（亦即滾輪14相對於輸送機34、刊以 一恒疋速度比運行），以隔離該伸展張力，改良幅材之操作 性且设置巾曰材進入密封路徑3 8時之相對幅長。 然後，幅材4進入垂直密封台16。垂直密封台16包括三對 密封滚輪24a-c(圖2) ’該等密封滾輪沿幅材4之每一邊緣形 成垂直（亦即縱向）封合線26(圖3及圖4)，從而形成囊袋之側 邊28。每一對滚輪24a_c均係由一包括環形凸肋之從動溫控 鋼製滾輪24a’-c’與一包括相匹配環形凸肋之橡膠塗層惰輪 24a -c所組成。該等凸肋為將被配置在垂直密封台16中之 二對密封滾輪24a-c間之填充管12提供了空間。每一從動滾 輪24a’-c’皆相對於水平密封台丨8以拉伸模式獨立運行，藉此 改良幅材之操作性，包括封合線之幾何形態、幅材軌跡、 及幅材張力。 將瞭解，亦可使用其它已知方法來形成垂直封合線，例 如反覆運動之動樑、耐熱從動金屬帶、黏合劑、超音波焊 接、熱空氣衝擊、機械附著方式（例如，壓接）及其組合。 對每一系列l〇a-d之囊袋提供單獨的液體填充管12以便 將液體自貯液器30輸送至已部分密封之囊袋31(圖5)。該已 部分密封之囊袋3 1包括一形成囊袋側邊28之縱向邊緣封合 線26及一橫向封合線32,其形成已經填充並完全密封之囊 袋的頂部及下一接續之已部分密封囊袋31之底部封合線。 每—填充管12都具有流量計及控制閥以確保流入每一已部 刀雄封之囊袋31的係為一致且受控之液體流。液體在該伸 展牽引滾輪14及垂直密封台16之後供應給已部分密封之囊 94068.doc -14· 袋31。 根據一本發明之特徵化特性，機器2包括水平密封台18， 水平密封台18包括密封路徑38,在水平密封台“中於幅材4 内形成界定每一囊袋6a_c之末端的橫向封合線32。橫向封 合線32可為（例如）水平、斜紋、弓形、尖角、鋸齒狀或其它 幾何形狀。將瞭解’亦可能需要在相鄰囊袋之間形成兩條 此類橫向封合線32，以允許藉由在兩條橫向封合線之間的 幅材上橫向切割打孔或切凹σ來容易將囊袋分離成各個填 充囊袋或袋子·»水平密封台18包括第一34及第二36相對之 可撓性非圓形輸送機總成，其界定輪送機34、36之間的平 面形密封&徑38。#一輸送機總成均包括用於圍繞封閉路 徑重複地傳送或輸送密封夹爪42的連續帶或鏈條…、b。 輸送機34、36至少沿密封路徑38且較佳沿輸送機之整個 路徑以與幅材4大致相同之速度輪送多對協作配合夾爪 42。輸送機之相對速度亦較佳緊密匹配以使幅材上之應力 減至最小。然而，視幅材料而定，可容許恒定速度之某些 變化。例如，只要速度變化不會不利地影響封合線之完整 性’該等速度變化就可容許。 在所述實施例中，輸送機路徑係由齒輪仏、b與側板 Wb界定。每一輸送機34、36均帶有複數個密封夾爪42’ 該等密封夾爪42協同運作以形成沿密封路徑％唾合幅材々 之相對側表面之配合失爪對44。輪送機34、％及相關夹爪 42沿相同的非圓㈣環路徑行進，同時每一輸送機總成均 相對於另—輸送機總成及運動材料幅於—岐位置保持不 94068.doc -15- 1321115 動。即，在機器運作期間，輸送機34、36沿一界定的循環 行進路徑運動，而不是另外相對於彼此、幅材或機器框架 往復、平移或運動。 ' 密封路徑38係輸送機34、36之間的鄰接邊界，其自—對 協作夾爪44之間的最初嚙合點46延伸至一對協作夾爪之間 的脫離點48。在密封路徑38内，協作夾爪44嚙合在一起且 維持與幅材4之相對主表面配合的關係β規定另一方式，密 封路徑38係一對配合夾爪運動所沿路線。沿密封路徑％， 一對配合夾爪嚙合在一起並在處於嚙合狀態的同時行進一 段距離。此與其中夾爪僅相互接觸但在接觸的同時並不沿 路徑行進之機器形成對比，例如在封合線形成中使用兩個 圓形滾輪的機器。將瞭解，就某些幅材黏結方法而言，例 如其中經加熱之空氣直接指向幅材之對準相對表面的熱空 乳衝擊法，運作的嚙合並不要求夾爪與幅材之實際實體接 觸。 如圖6所示，輸送機36包括由電力傳輸系統53驅動之從動 齒輪51a、b。齒輪51a、b分別與一對鏈條55a、b連接並驅 動鏈條5 5a、b’其中該等鏈條界定了輸送機36之侧面輪廊。 複數個夾爪42安裝在鏈條55a、b上並在其間橫向延伸。在 饴封路徑38内，鏈條55a、b沿垂直侧板57a、b而行且由其 支撐，其中該等垂直側板57a、b允許鏈條55a、匕及相關夾 爪沿一界定循環路徑而行。 輸送機36上之每一夾爪42皆包括電阻性加熱元件，例如 NICHROME脈衝密封元件或金屬㈣，其加熱幅材並將其 94068.doc -16- J封在起，從而形成橫向封合線32。密封金屬絲59沿密 、于路仏38在熱與冷之間循環。就脈衝加熱而言，金屬絲W _ 至足夠兩的溫度並持續足夠長的一段時間以在兩層 ^材之間形成黏結。接著’金屬絲59冷卻，同時爽爪42保 寺喷。以使所黏結之熱塑性材料冷卻並在兩層幅材之間形 成穩固的杈向封合線32。脈衝密封金屬絲59係由外部平穩 衝控制器（未圖不）供電。電流經由一由習知滑動環總成組 成之旋轉聯合件61傳送至每一脈衝密封金屬絲Μ。滑動環 〜成61之旋轉部分由驅動齒輪5U之相同的電力傳輸系統 53驅動。第二輸送機34類似於第一輸送機％，不同之處在 於第二輸送機34帶有與脈衝密封金屬絲59之受熱部分配合 並重疊之裝載彈簧且塗布橡膠之夹爪。 將瞭解，輸送機34、36上之夾爪42之數目可根據需要改 變，且輸送機上之夾爪數目可相同或不同。此外，包括嵌 齒之V形帶可替代鍵條55a、b。 在圖7中，功能上類似之特徵用相同的參考數字加1〇〇來 表示’圖7展示了本發明之一替代實施例，其包括填充管 U2、伸展張力隔離牽引滾輪114、垂直密封台116及水平密 封台118。此發明類似於以上參考圖2描述之發明，不同之 處為：在水平密封台118中，圖2中之第一輸送機34替換為 帶有複數個夾爪142之圓形鼓輪152,且第二輸送機136之路 徑已調適成匹配鼓輪152之表面。因此，密封路徑為弓 形而不是平面形。 熟習此項技藝者將明瞭··在不偏離上文所提出之本發明 94068.doc -17- 1321115 之概〜的It’兄下’可進行各種改動及修正。㈣，本發明 之範缚不應限於本φ請案中所描述之結構，而是僅受由申 凊專利範圍之語十所ρ ;+. Μ Λ丄^ 13所描述的結構及該等結構之均等物之限 【圖式簡單說明】 圖1係根據本發明之囊袋形成機器之透視圖； 圖2係本發明之示意圖； 圖3a係由圖1中之機器形成的囊袋系列之俯視圖； 圖3b係沿圖3a中的線31?_315截取之截面圖； 圖3c係沿圖3a中的線3c-3c截取之截面圖； 圖4係由圖丨中之機器形成的囊袋網格之俯視圖； 圖5係包括部分成形之囊袋的已部分密封幅材之透視圖； 圖6係水平密封台之透視圖；及 圖7係本發明之一替代實施例之示意圖。 【主要元件符號說明】 2 機器 4 幅材 6 囊袋系列 6a 囊袋 6b 囊袋 6c 囊袋 8 網格 10a 囊袋系列 10b 囊袋系列 94068.doc 1321115 10c 囊袋系列 lOd 囊袋系列 12 填充管 14 牽引滾輪 16 垂直密封台 18 水平密封台 20 薄片 22 薄片 24a 密封滾輪 24b 密封滾輪 24c 密封滾輪 24a， 從動滾輪 24b' 從動滾輪 24c， 從動滾輪 24a" 惰輪 24b" 惰輪 24c" 惰輪 26 縱向邊緣封合線 28 囊袋之側邊 30 貯液器 31 已部分密封之囊袋 32 橫向封合線 34 輸送機/第一輸送機總成 36 輸送機/第二輸送機總成 94068.doc 19- 1321115 38 密封路徑 42 夾爪 44 配合協作夾爪 46 初始0Ιί合點 48 脫離點 51a 齒輪 51b 齒輪 53 電力傳輸糸統 55a 連續帶或鏈條 55b 連續帶或鍵條 57a 側板 57b 側板 59 金屬絲 61 旋轉聯合件/滑動環總成 112 填充管 114 牽引滾輪 116 垂直密封台 118 水平密封台 130 貯液器 136 第二輸送機 138 密封路徑 142 夾爪 152 鼓輪 94068.doc -20-

Claims (1)

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第093120089號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(96年6月） 十、申請專利範圍： 1.—種生產一對壓力敏感之黏合劑的方法，該方法包含以 下步驟： U)徒供一連續運動無支撐長形熱塑性之可熱密封幅 材，該幅材包括各自具有第一及第二側邊之相對薄 片； (b)沿至少—側邊縱向地密封該幅材，藉此形成—具有密 封側邊之長形管； ⑷提供第-及第：夾爪承載部件，其界定—密封路徑於 其間，該等失爪承載部件包括複數對沿該密封路徑以 與該幅材大致相同之速度行進之協作配合夾爪，盆中 該等灸爪承載部件中之至少—部件包含—撓性非圓 形輸送機； (d) 當該幅材沿該密封路徑 仃進時’藉由夾緊位在一對配 。夾爪間之該幅材且藉由加熱該幅材以黏結該等薄 片而形成一第-橫向封合線於該幅材中；藉此形成 一部分成形的囊袋，該邱八Λ、& 1 1 Λ 刀成形囊袋具有密封之側 邊，-密封之底部及—開口之頂部； (e) 以可聚合之液態單體、，曰八 & 13物填充該部分成形囊袋； ⑴备该幅材沿該密封路栌 二订進時’藉由夾緊位在一對配 &夾爪間之該幅材且驻I 稽由加熱該幅材以黏結該等薄 片’而形成一第二橫向私 —A 、封合線於該幅材中；藉此密封 5亥4分成形囊袋之該頂部； (g)聚合該液態單體混合物； 94068-960628.doc 2. |· W年修正 ㈨將該被聚合之液體與該幅材之材料混合，藉 對壓力敏感之黏合劑。 ::求項1之方法’其中使用—具有複數個密封滾輪之垂 直逸封台形成該縱向封合線。 3. 以拉伸模式操作， ’該幅材被維持於 如請求項2之方法，其中該等密封滾輪 藉此於形成該縱向封合線之前及期間 施加張力的狀態。 4.如請求項3之方法，其中在形成該橫向封合線期間，進入 該密封路徑之該幅材係鬆他的且未被施加張力。 5·如°月^項4之方法，其中該幅材材料係選自包含以下材料 群：聚乙稀、乙稀共聚物、乙稀乙酸乙稀醋（eva)、甲基 丙烯酸乙烯醋(EMA)、乙烯丙烯酸(EAA)、eaa離聚物、聚 =稀、丙稀酸類、聚苯喊、聚苯硫ϋ、丙烯腈-丁二稀_ 本乙烯共聚物（ABS)、聚胺基甲酸酯及上述材料混合物。 6. 如.月求項5之方法，其中該反應性單體混合物包含一單體 及一引發劑。 7. 如”月求項6之方法，其中該橫向封合線係藉由脈衝密封的 方式形成。 94068-960628.doc