[发明专利]包装机和包装方法

说明书

发明领域

本发明涉及用于由包装材料来制备纸容器的包装机，以及将诸如果汁和牛奶等流质食品包装和填充在纸容器中的包装方法。

发明背景

如图3和图4中所示，用于获得带有流质食品的纸容器的包装/填充设备制备卷材状包装材料1，该包装材料1具有热塑性材料密封层(诸如低密度聚乙烯)、导电材料(诸如铝箔)和纤维材料的支承材料(诸如层压纸)；使该包装材料1形成圆柱形，用以将流质食品填充在其内；用互相平行的两个密封夹钳2、2和互相平行的两个配对夹钳3、3从外侧夹持圆柱形包装材料，以便使之相互重合；通过将由感应加热器供给的高频电流从密封夹钳施加给导电材料，来加热和熔合热塑性材料密封层，同时下拉包装材料并且保持密封夹钳和配对夹钳；以预定的间隔使包装材料彼此密封，并且用刀具4以预定的间隔切割被密封的包装材料，以便将密封夹钳和配对夹钳与包装材料相分离，从而如图4中所示的那样分别向上返回；以及，然后获得向下坠落的容器5，并且折叠容器的翼片，以使容器形成最终的形状。

感应加热器包括高频电源和匹配器；例如，高频电源一次性将诸如三相200V的AC电源转换为DC电源，并且然后用元件(诸如电子管、闸流晶体管、MOSEFET和IGBT)产生具有100Hz到若干MHz频率范围的高频能量；而匹配器使高频电源中产生的高频能量匹配于感应加热线圈所需的电压和电流。在上述填充设备中，密封夹钳对应于感应加热器的线圈。

当通过使高频电流流入的线圈的密封夹钳中而产生的磁通量穿过卷材状包装材料层的非铝箔导电材料层的导电层时，在该导电层中感应出高频环流电流(涡电流)，该涡电流在该导电层内流动，以产生与其电阻成比例的热量。

已提出一种获得了成功密封带的装置，其中获得了优选的密封带，以便通过在上述密封装置的密封夹钳中提供凸起来切割该密封带。(参考专利文献1)

用于切割以预定间隔密封好的包装材料的切割器利用密封夹钳和配对夹钳热封且同时夹持该材料，并且然后通过线性移动或转动刀具来切割该包装材料(如图4中的箭头所示)。

专利文献1：日本专利公开HEI No.07-164523

待由本发明解决的问题

该现有技术如此构造，致配置成使得使切割器和感应加热器为了进行它们的操作而彼此关联。也就是说，在通过加热和冷却完成对材料的密封之后，立即用刀具进行切割。然而，当用由金属制成的导电刀具(此时该刀具靠近待密封的包装材料的导电材料层)进行感应加热时，由密封夹钳中产生的磁通量穿过导电刀具，因此干扰了感应加热的状态。从而，可能不能获得正确的密封。

并且，通过刀具推动器使刀具突出而保持在切割模式。随着刀具的突出，所产生的磁通量穿过刀具，这干扰了感应加热的输出，并且因此而可能提供有缺陷的密封。通过用突出的刀具切割包装材料，内含物可能从有缺陷的密封部位泄漏出。

本发明旨在提供这样的包装机和包装方法，其预先防止了切割器中的刀具所致的对感应加热器的不利影响，并且还监控了刀具的故障以及因故障所致的内含物泄漏，以控制包装/填充设备。

解决问题的手段

用于解决上述问题的本包装机包括热封机和切割器，其中，该热封机用于铺设长的包装材料(其中热塑性材料密封层、导电材料层和纤维材料支承层均层压在另一包装材料上面)，并且用于通过将高频电流从密封夹钳施加给导电材料层来加热和熔合热塑性材料密封层，而使包装材料以预定的间隔彼此密封；该切割器用于用刀具以预定的间隔切割被密封的包装材料；其中切割器的刀具是导电刀具，用于切割包装材料的被密封部分，而该刀具包括相角检测装置和刀具监控器，该相角检测装置用于检测作为受监控相角的来自感应加热器的输出，该感应加热器用于产生待施加给导电材料层的高频电流；该刀具监控器用于基于测得的相角数据来监控切割器。

本发明的包装方法包括步骤：铺设长的包装材料(其中热塑性材料密封层、导电材料层和纤维材料支承层均层压在另一包装材料上面)；通过从密封夹钳施加高频电流给导电材料层，来加热和熔合热塑性材料密封层，以便用热封机以预定的间隔使包装材料彼此密封；以及以预定的间隔使包装材料彼此密封，并且用切割器的刀具以预定的间隔切割包装材料；该方法此外还包括步骤：用切割器的导电刀具切割包装材料的被密封部分；检测作为受监控相角的来自感应加热器的输出，该感应加热器用于产生待施加给导电材料层的高频电流；以及用刀具监控器基于测得的相角数据来监控切割器。

发明效果

本发明因为如下所述的动作和操作而提供了有利的效果。