[发明专利]用超声熔接生产口袋

说明书

本发明涉及利用超声熔接技术生产已装有物品的薄膜口袋的装置及方法。更具体地说，涉及利用超声封口装置通过对薄膜间的接缝封口而形成口袋，该装置也用于切割薄膜而形成单个的口袋。

有许多技术可用于生产薄膜口袋。不管用哪种技术，必须要进行封口。平面薄膜必须被处理成一个前面部分和后面部分。完成这项任务可有许多方法。一种比较方便的办法就是首先将薄膜形成管状然后将其制成口袋。在该技术中，有一个纵向的接缝使薄膜形成管状，及端部的接缝以形成口袋。先形成管状再形成口袋的技术的优点在于，在将管状薄膜制成口袋的过程中，口袋内可被装入物品。使口袋在同一工序中成形并装物有很多优越性。

在制作口袋时对薄膜封口可采用各种技术。可利用粘结剂封口，可用加热板对热塑薄膜封口。电介质加热，也称为射频（RF）加热，也可以用来封口。但是，利用超声封口与所有这些技术相比更具优势，特别适于在成形/装物工序中使用。在使用粘接剂时，会产生溶剂去除问题。而且也需要粘接时间。使用加热板封口的效率是很低的，因为必须利用热传导进行加热。在用RF能量加热时，是对薄膜整个厚度而不是表面进行加热。这种方法虽然能提供很好的封口，但只限于能吸收足够量的射频能量而软化的薄膜。而且，由于薄膜的整个厚度都被加热，存在着加热过度而使薄膜残片即烧熔物（flash）附在电极上，需对其进行清除，影响了由该电极进行的下一道封口工序。

人们发现，利用超声封口技术制作热塑薄膜口袋与利用粘接剂，加热板或射频能量相比具有许多进步，在超声封口时，仅仅是要结合的表面被加热，而不是对薄膜的整个厚度进行加热。其优点是，不能吸收足够的RF能量的薄膜也可以用来制作口袋。因为只是在表面产生热量，所以也可避免产生烧熔物的问题。

人们还发现，在成形装物的工序中使用超声封口具有突出的优点。即口袋制成的同时，就已装进要装的物品。在成形/装物工序中存在的问题是在装进物品的工序中，物品有与要粘接的区域接触的趋向。在其它封口技术中，包括RF封口，可能产生封口不牢的问题。但是，在超声封口时，要粘接的表面在粘接之前有一个清洁过程，这可以通过面对面的振动而实现。结果证明，在形成/装物的工序中使用超声封口具有显著优点，它提供了持久的高强度的封口。

超声技术可用来使许多种材料结合。也可用来制造提包或口袋。在美国专利NO4734，142中披露了一种利用超声封口技术的提包封口机械。生产的提包可用于装肉或其它物品，美国专利NO4767，492也披露了一种用超声技术对筒状容器封口。这些容器是在装入物品后，分步骤地进行封口。在美国专利NO4866，914中披露了一种用于对口袋封口的超声装置。物品先放入袋中随后在另一个操作中将口袋进行超声封口。在该项专利中，任何粘附于封口表面的外来物都将在封口操作中被消除。这些专利显示了超声封口技术的现状。但是，在这些专利中，没有任何一种是直接在成形/装物过程中使用超声封口的。

用超声辐射体（ultrasonic    horn）和砧（anvil）同时对薄膜封口并切割也是已知的。美国专利3，939，033中披露了一种方法，一个固定装置具有一个第一凸起装置用于封口及一个第二凸起装置用于切割。但是，人们发现，在同一表面可同时进行封口和切割，这促使了更高效的超声设备的产生。

人们业已发现，在生产口袋的成形/装物工序中使用超声封口技术具有许多优点。超声封口优于利用粘接剂，导热或电介质加热封口，最突出的优点是能在要封口部分的表面被加热到熔点的同时对该表面进行清洁。而这一点在成形/装物的工序中是很重要的。在该工序中，口袋的形成及装入物品是在同一工序中进行的。在装物的操作中，要包装的物品，通常是液体，在注入开口的袋子时，会弄脏一些封口的部分。为了得到好的封口，这部分必须要进行清洁。实现这一点可有许多方法。但是，最为有效的还是利用超声封口技术。采用这种方法，要封口的部分在封口时将得到清洁。

而且，本发明的一部分为超声封口装置的使用，该装置是由超声辐射体及砧构成，可实现对薄膜封口及切割的双重目的。这是在超声辐射体及砧的同一表面进行的。加工成型的切割面，最好为砧的一部分并且截面为三角形。三角形的外底角为120°～160°左右，内角则为20°～60°。其顶部为平滑的刀刃。

图1为用超声技术制成的具有喙状出口的口袋的正视图。

图2为用于对图1的口袋的纵向接缝封口的封口装置的正视图。

图3为用于对薄膜封口及切割的砧的截面图。

图4为用于形成图1中的口袋的顶部，底部封口及喙状出口的超声辐射体/砧组件的顶部平面视图。