專利名稱：薄膜提供裝置及包括該薄膜提供裝置的填充包裝系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種薄膜提供裝置，以及一種包括該薄膜提供裝置的包裝系 統。該薄膜提供裝置用來展開一巻薄膜以無中斷地供應該薄膜給一 包裝裝置， 以便實現在該包裝裝置中的薄膜的連續供應。
背景技術：
填充包裝系統被用于連續生產包裝，所述包裝中盛有容納物，如約束在 薄膜中的液體和粘稠物體。 一種典型的填充包裝系統具有提供連續薄膜片的 薄膜提供裝置、提供容納物的容納物提供裝置、和填充包裝裝置。該填充包 裝裝置將來自容納物提供裝置的容納物填充至薄膜中，同時該填充包裝裝置 使來自薄膜提供裝置的該薄膜成型為一袋子。
具體地，在一無菌包裝系統中， 一薄膜殺菌裝置位于一薄膜提供裝置和 一填充包裝裝置之間，并且還為一容納物提供裝置提供一殺菌裝置。在薄膜 殺菌裝置中，過氧化氫溶液經常用作殺菌液體。來自該薄膜提供裝置的展開 的薄膜被浸入該殺菌液體中，該薄膜上的殺菌液體變干后，將該薄膜提供給 填充包裝裝置。
將一巻薄膜放置到薄膜提供裝置中，將該已放置的薄膜展開并提供給包 裝裝置。在用完該已放置的薄膜后，調換到下一個薄膜。為了避免該包裝裝 置的操作在調換過程中中斷，傳統的薄膜提供裝置是如此構造的，以便使下 一個薄膜處于待用狀態，并且，當使用側的薄膜接近尾端，將使用側的該薄 膜的尾端部分與待用的薄膜的前端部分相接合。
例如，日本專利公開號2005-272125 (專利文件1)和日本專利公開號2005-280927 (專利文件2 )分別公開一薄膜提供裝置。該薄膜提供裝置具有 兩個薄膜架，每一薄膜架可旋轉地裝有一巻薄膜； 一薄膜保持機構，該薄膜 保持機構保持等待側薄膜的前端部分；和一熔合機構，該熔合機構將在使用 側的薄膜和在等待側的薄膜沿其整個寬度熔接起來。該薄膜保持機構通過夾 緊在等待側的薄膜的前端部分來夾持該薄膜，以便將在等待側的薄膜拉出， 使其在使用側的薄膜的進給路徑上面對在使用側的薄膜。熔合機構位于在薄 膜的進給方向上的等待側的薄膜的被夾持部分的上游。
當在使用側的薄膜的尾端進給到對應該熔合機構的位置的 一預設位置 時，將停止該薄膜的進給，并驅動該熔合機構。熔合機構的驅動導致在使用 側的薄膜與在等待側的薄膜熔接，同時，薄膜保持機構解除對在等待側的薄 膜的前端部分的夾緊。然后，重新啟動對薄膜的進給，在這個時間點將該原 先位于等待側的薄膜作為在使用側的薄膜提供給包裝裝置。可將一薄膜積聚 機構置于薄膜提供裝置和包裝裝置之間以實現在不間斷包裝裝置的操作的狀 況下薄膜的接合。
在上述傳統的薄膜提供裝置中，在將等待側的薄膜接合到使用側的薄膜 上時，等待側的薄膜的前端部分保持被夾緊狀態。因此，如圖7所示，圖7 為薄膜的接合部分的剖面圖，在等待側的薄膜100的被夾緊的前端部分100a 是僅僅覆蓋在使用側的薄膜101的非熔合部分。結果，在等待側的薄膜100 的前端部分100a和使用側的薄膜101之間產生間隙102。
在使用側的薄膜101的尾端部分101a,在薄膜100和薄膜102之間也會 產生間隙103。然而，能夠通過適當控制使用側的薄膜101的進給長度防止 該間隙103產生。另一方面，只要熔接薄膜IOO和薄膜102時前端部分100a 仍然被夾緊，則在等待側的薄膜100的前端部分100a的間隙將不可避免地存 在。
當生產的包裝袋具有以這種方式存在間隙102時，該間隙102可位于該 包裝袋的內部或外部，這取決于薄膜100和薄膜101之間的位置關系。如果該間隙102位于包裝袋的內部，容納物可能落入該間隙102。如果間隙102 位于包裝袋的外部，異物可能落入該間隙102。
如果傳統的薄膜提供裝置被用在無菌包裝系統中，當薄膜的接合部分浸 入到殺菌液體中時，殺菌液體將進入間隙102 。進入間隙102的殺菌液體可 能留在那里，甚至在干燥階段后。因此，如果間隙102位于包裝袋的內部， 留在間隙102中的殺菌液體可能被混合到包裝袋中。如果間隙102存在在包 裝袋的外部，該殺菌液體可能在薄膜傳遞過程中滴落并粘附到該薄膜的另一 部分。特別是，當該殺菌液體落到與包裝袋的內表面對應的部分時，結果殺 菌液體會進入到包裝袋中。
發明內容
本發明的目的在于提供一種薄膜提供裝置，該薄膜提供裝置可用于接合 薄膜，而且在薄膜接合部分的端部不存在間隙，以及提供一種無菌填充包裝 系統。
本發明的薄膜提供裝置包括兩個薄膜支架，用于支撐兩巻薄膜，兩巻 薄膜分別為在使用側的薄膜和在等待側的薄膜； 一進給輥，用于進給所述在 使用側的薄膜； 一薄膜保持件，用于固持在等待側的薄膜的前端部分； 一薄 膜返回機構，用于將在等待側的所述薄膜在與所述薄膜的進給方向相反的方 向上拉回；以及一熔合機構，用于熱接合在使用側的薄膜和在等待側的薄膜。 所述薄膜保持件在使用側薄膜的進給方向上的所述進給輥的上游可釋放地固 持等待側薄膜的前端部分，以抽出等待側的薄膜，并使其面對使用側的薄膜。 所述薄膜返回機構設置在使用側薄膜的進給方向的所述薄膜保持件的上游， 用于等待側的薄膜拉回。所述薄膜返回機構固定的等待側薄膜的部分位于由 所述薄膜保持件固定的部分的上游。所述熔合機構設置在薄膜進給方向上的 所述薄膜保持件和所述薄膜返回機構之間，并沿兩個相對而置的薄膜的整個 寬度將兩薄膜熔接。在上述描述構成的薄膜提供裝置中，使用側的薄膜的尾端部分和等待側 的薄膜被熱熔接合在一起，這使得能夠連續地供應所述薄膜。等待側的薄膜 的前端部分由所述薄膜保持件保持。為了與在使用側的薄膜進行熔接，將等 待側的薄膜由所述薄膜保持件的保持狀態下釋放，并由所述薄膜返回機構將 在等待側的所述薄膜拉回。適當地設置在等待側的薄膜的拉回長度和在使用 側的薄膜的進給長度，以允許在使用側的薄膜和在等待側的薄膜的全部交疊 區域的熔4妻。
根據本發明的薄膜提供裝置可以進一步包括一切割器，設置在所述薄膜 進給方向上的所述熔合機構的上游，用于沿使用側的薄膜的寬度切割該薄膜。 這樣能夠在任意位置將在使用側的薄膜接合到在等待側的薄膜上。
所述薄膜支架可由一^5走轉體支撐。該旋轉體旋轉180°以在所述熔合機 構熔接所述薄膜后，交換兩個所述薄膜支架之間的關系。
所述熔合機構可以具有包括電加熱器的一加熱棒和與所述加熱棒協同操 作的一加熱棒接收器，以加壓并加熱所述薄膜。在這種情況下，在由所述薄 膜保持件的保持狀態釋放的等待側薄膜的前端部分被所述薄膜返回機構拉 回，以4吏該前端部分處于由所述加熱才奉和所述加熱禱4矣收器加壓的區域，以 及由所述進給輥進給使用側薄膜的尾端部分，以使該尾端部分與等待側的薄 膜在所述加熱棒和所述加熱纟奉接收器的加壓區域重疊，并驅動所述熔合機構 用所述加熱棒和所述加熱棒接收器熔接使用側的薄膜和等待側的薄膜。
本發明的填充包裝系統包括包括上述描述的本發明的薄膜提供裝置的 薄膜提供部分；用于提供容納物的容納物提供部分；以及一填充包裝部分， 用于將所述容納物提供部分提供的容納物密封入所述薄膜，同時，所述填充 包裝部分將所述薄膜提供部分提供的薄膜成型為袋子。
本發明的填充包裝系統進一步包括殺菌部分和干燥部分時，更加有效。 其中，所述殺菌部分用于通過將薄膜浸入殺菌液體，對所述薄膜提供部分提 供的薄膜進行殺菌，所述干燥部分用于干燥在所述殺菌部分中的薄膜上附著
7的殺菌液體，并將所述薄膜提供給所述填充包裝部分。
如上所述，根據本發明，由于在使用側的薄膜和在等待側的薄膜的全部 重疊區域能夠被熔接，因而能夠有效地防止產生間隙，這種間隙可能導致混 入異物或殺菌液體。特別地，當本發明應用于無菌填充包裝系統，通過有效 地防止在使用側薄膜和等待側薄膜之間進入的殺菌液體，可以顯著降低在包 裝內殘存殺菌液體的可能。
圖1為本發明實施例的無菌填充包裝系統的結構示意圖。
圖2為圖1所示的薄膜交換機構和薄膜熔合機構的正視圖。 圖3為圖2所示的薄膜熔合機構的放大圖。 圖4A為圖2所示的吸入器的部分正視圖。 圖4B為圖4A的4B-4B截面圖。
圖5A為薄膜交換機構和薄膜熔合機構的正視圖，用于解釋圖1所示的 薄膜提供裝置中的薄膜交換操作，其中示出了切斷在使用側的薄膜的步驟。
圖5B為薄膜熔合機構的正視圖，示出了在圖5A所示的步驟后執行的牽 引在等待側的薄膜的步驟。
圖5C為薄膜熔合機構的正視圖，示出了在圖5B所示的步驟后把被牽引 的在等待側的薄膜拉回的步驟。
圖5D為薄膜熔合機構的正視圖，示出了在圖5C所示的步驟后執行的將 等待側的薄膜和使用側的薄膜熱合的步驟。
圖5E為薄膜熔合機構的正視圖，其中等待側的薄膜與使用側的薄膜已經 熔合在一起。
圖5F為一示意圖，用于解釋將等待側的薄膜與使用側的薄膜熔合后薄膜 交換機構的操作。
圖5G為 一示意圖，用于解釋將等待側的薄膜與使用側的薄膜熔合后薄狀態的旋轉。
圖5H為一示意圖，用于解釋將等待側的薄膜與使用側的薄膜熔合后薄 膜交換機構的操作，其示出了一旋轉體相對于圖5A所示的狀態旋轉180° 。
圖6為被圖3所示的薄膜熔合機構接合的薄膜的截面圖。
圖7為被傳統的薄膜熔合機構接合的薄膜的截面圖。 附圖標記"i兌明
l一無菌填充包裝系統 5—殺菌裝置 8—容納物提供裝置 22a， 22b—薄膜支架 31—力口熱棒 36—吸入器
2—薄膜提供裝置 6—干燥裝置 20—薄膜交換機構 23—切割單元 33—加熱棒接收器 40—積聚才幾構
3, 4—進給輥
7—填充包裝裝置
22—旋轉體
30—薄膜熔合機構
34—薄膜保持件
100， 101 —薄膜
具體實施例方式
如圖1所示，本發明實施例中的無菌填充包裝系統1具有薄膜提供裝置
2、殺菌裝置5，用于以殺菌液體對由薄膜提供裝置2提供的薄膜101進行殺 菌、干燥裝置6,用于對在殺菌裝置5的殺菌過程中附著在薄膜101上的殺 菌液體進行干燥、容納物提供裝置8、和填充包裝裝置7。在薄膜101上的殺 菌液體由干燥裝置6干燥后，該填充包裝裝置7將由容納物提供裝置8提供 的容納物密封入薄膜101中，同時使薄膜101成型為一袋子。
薄膜提供裝置2持有一巻薄膜101，并通過展開和進給薄膜101向填充 包裝裝置7連續的提供薄膜101。薄膜提供裝置2持有另 一巻薄膜100等待。 當在使用側的薄膜101靠近尾端，薄膜提供裝置2將在等待側的薄膜100和 在使用側的薄膜101接合，以避免提供薄膜100和101到填充包裝裝置7被 中斷。
薄膜提供裝置2具有用于交換被提供的薄膜的薄膜交換機構20、用于將在使用側的薄膜101和在等待側的薄膜100接合的薄膜熔合機構30、和用于 在通過薄膜交換機構20和薄膜熔合機構30的操作使薄膜101的進給停止時 允許提供薄膜101的積聚機構40。
積聚機構40具有多個放置在薄膜101的移動路徑上的導向輥41和多個 由杠桿43支持的積聚輥42。薄膜101交替的在導向輥41和積聚輥42上行 進以蜿蜒的傳送薄膜101。杠桿43可旋轉地支撐在軸43a，如箭頭A所示。 杠桿43的旋轉改變薄膜101的路徑的長度。甚至在接合薄膜100和101過程 中或在類似情況下，當薄膜101的進給停止時，存儲在積聚機構40中的薄膜 101仍能夠被輸出并提供給填充包裝裝置7.
以薄膜101的進給方向為準，進給輥4位于積聚機構40的下游，用以進 給從薄膜提供裝置2供應的薄膜101到填充包裝裝置7。盡管沒有示出，另 一進給輥可用于從薄膜提供裝置2到填充包裝裝置7的薄膜的移動路徑上。
接下來，將參考附圖2和3，描述薄膜交換機構20和薄膜熔合機構30。
薄膜交換機構20具有圓盤形的旋轉體22,用于支撐組成薄膜交換機構 20的各種元件。旋轉體22被固定在可圍繞一水平軸旋轉的主軸21上，并且 隨電機帶動的主軸21的旋轉而在示出的箭頭B的方向上旋轉，電機未示出。
平行于主軸21延伸的兩個薄膜支架22a和22b連接在旋轉體22上。薄 膜支架22a和22b位于關于旋轉體22的旋轉中心點對稱的位置。支架22a和
在無菌填充包裝系統1 (見圖1 )正常操作時，即在薄膜提供裝置2供給 薄膜101的正常供給操作時，旋轉體22停止轉動，這樣薄膜支架22a和22b 于水平方向并排而置，如圖2所示。
多對的牽引輥26和多個導向輥25位于旋轉體22的外圍。多對的牽引輥 26用于將位于薄膜支架22b和22a上的薄膜100和102拉至旋轉體22的外圍。 導向輥25沿旋轉體22的圓周方向放置，并在與旋轉體22旋轉方向相反的方 向，沿旋轉體22的外圍，引導被拉至旋轉體22的外圍薄膜100和101。
10每個薄膜100和101的尾端部分附著著薄膜末端帶(未示出)。薄膜交
換機構20具有薄膜末端傳感器(未示出)，用于檢測每個穿過導向輥25和 牽引輥26的薄膜100和101的移動路徑上的薄膜末端帶。光學檢測薄膜末端 帶的光學傳感器適宜用作薄膜末端傳感器。
旋轉體22也可在相對于圖2所示位置旋轉180度的位置進行操作。這樣， 牽引輥對26、導向輥25和薄膜末端傳感器被分成分別對應薄膜100和101 的兩套，并且這兩套位于關于旋轉體22的旋轉中心點對稱的位置。
以上描述的牽引輥對26和導向輥25的位置允許薄膜支架22a支撐的薄 膜101被牽引輥對26拉出，并在導向輥25的導向下，被引導至薄膜熔合機 構30。另一方面，薄膜支架22b支撐的薄膜100只被其他牽引輥對26拉出， 并引導至薄膜熔合機構30。這種情況下，薄膜100不被導向輥25導向。
薄膜熔合機構30位于薄膜交換機構20的上面。薄膜100和101被引導 至薄膜熔合機構30，其中薄膜100和101在基本垂直平面上4皮此平行相對。 這樣，導向輥27也位于由薄膜交換機構20到薄膜熔合機構30的薄膜的移動 路徑上。電機驅動的進給輥3，未示出，位于薄膜熔合機構30的上方，用于 向上進給來自導向輥27的薄膜101,以供給薄膜101至積聚機構40。進給輥 3和位于積聚機構40下游的進給輥4被分別獨立驅動。
在薄膜101的薄膜末端帶被;險測到后或在需要時，被導向輥25導向并引 導至薄膜熔合機構30的薄膜101被沿薄膜101的寬度方向切割。薄膜交換機 構20具有用于切割薄膜101的切割裝置。切割裝置包括切割單元23和切割 接收器24,在切割薄膜101時，薄膜101被切割接收器24和切割單元23夾 在中間。
切割單元23被安裝后可前后移動，以使其刀刃移動到薄膜101的移動路 徑中。在薄膜提供裝置2的供給操作期間，切割接收器24位于旋轉體22的 外圍，對應于切割單元23的位置。如上所述，由于旋轉體22也可在旋轉180 度的位置操作，另一個切割接收器24位于另一位置，以使這兩個切割接收器24關于旋轉體22的旋轉中心點對稱。切割接收器24具有一凹部分形成在對 應于切割單元23的表面上，用于接收切割單元23的刀刃。
上述的薄膜末端傳感器位于切割接收器24的上游，以在薄膜交換機構 20內的薄膜101的移動方向為準。
上述例子中已經描述旋轉體22具有圓盤結構。然而旋轉體22的形狀并 不僅限于此。只要薄膜支架22a和22b、薄膜牽引輥對26、導向輥25和切割 接收器24可被放置在上述位置，旋轉體22可以具有任意的形狀。比如，只 要不到影響放置組件的程度，旋轉體22可以通過做凹口或中空旋轉體22, 以減輕重量。由于驅動旋轉體22的驅動源的負荷可以減小，所以減輕旋轉體 22的重量是有利的。
下面將詳細論述薄膜熔合機構30。
薄膜熔合機構30具有包括電加熱器(未示出)的加熱棒31和對應于加 熱棒31放置的加熱棒接收器33。薄膜101穿過導向輥27后，被進給到加熱 棒31和加熱棒接收器33之間。加熱棒31沿箭頭C所示方向(見圖3)往返 運動，以給加熱棒接收器33加壓或離開加熱棒接收器33。加熱棒31和加熱 棒接收器33是這樣組合的，以便兩者的配合可以允許對薄膜101全部的寬度 力口iE^p力口^i。
如圖3所示，加熱棒接收器33在其兩末端沿著薄膜的寬度方向被支撐元 件32支撐。支撐元件32沿在加熱棒接收器33和加熱棒31之間的薄膜101 的進給方向延伸，并在其沿薄膜進給方向的下游末端部分(在本實施例中是 頂部末端部分)支撐加熱棒接收器33。支承軸35位于支撐元件32的沿薄膜 進給方向的上游末端部分(本實施例中是底部末端部分)。支撐元件32可圍 繞支承軸35旋轉一預先設定的角度，傾斜以使加熱棒接收器33脫離加熱棒 31，如圖3中虛線所示。
以薄膜101的進給方向為準，薄膜保持件34位于加熱棒接收器33被加 熱棒31加壓的區域的下游。薄膜保持件34可移動的連接到加熱棒接收器33上，以便可以接近或離開加熱棒接收器33，并可將由薄膜牽引輥26直接引 導至薄膜熔合機構30的薄膜100的前端部分壓在加熱棒接收器33上。這樣 便固定了薄膜100的前端部分。在此實施例中，薄膜保持件34位于加熱棒接 收器33的頂部表面。
薄膜100以這種方式被薄膜保持件34固持，以使來自薄膜交換機構20 的兩個薄膜100和101彼此重疊的存在于加熱棒接收器33和加熱棒31之間。 在此情況下，加熱棒31接近加熱棒接收器33，且薄膜101 ;故加熱棒31和加 熱棒33加壓并加熱，以沿其整個寬度熔接薄膜100和101 。
在薄膜101的進給方向上加熱棒接收器33的上游放置吸入器36,以便 在薄膜100被薄膜保持件34固定的區域的上游部位吸引薄膜100。吸入器36 具有中空結構，且具有多個開口 37a形成于面對薄膜100的表面上，如圖4A 所示。比如，吸入器36可以包含具有開口側的主體38和遮蓋主體38的開口 側的遮蓋元件37，如圖4B所示。開口 37a在這該元件37上形成。
通過泵(未示出)將吸入器36中的空氣排出，以使具有開口 37a的表面 周圍的空氣被吸入器36通過開口 37a吸入。吸入器36通過吸入空氣吸引并 保持薄膜100。
壓力傳感器(未示出)被優選的用于吸入器36中。當薄膜101被吸入器 36吸引時，開口 37a被薄膜101覆蓋。薄膜101被吸引的同時吸入器36的空 氣被排空，這引起吸入器內部壓力在吸引薄膜100前后的突然變化。壓力傳 感器可以檢測到此壓力變化，以檢測薄膜101是否被吸引。
如圖3所示，由支撐元件32支撐的吸入器36可自由的沿箭頭D所示的 平行于薄膜101的進給方向往返運動。固定在支撐元件32上的汽缸39的推 動桿通過托架一皮固定在吸入器36上。因而，可以驅動汽缸39以在箭頭D的 方向上移動吸入器36。
重新參考圖1,將詳述無菌填充包裝系統1余下的結構。
殺菌裝置5對薄膜提供裝置2供給的薄膜101進行殺菌。本實施例中，
13過氧化氫溶液被用作殺菌液。過氧化氫溶液被注入滅菌罐50中。薄膜-各由單
元51用于自由地進出滅菌罐50。薄膜路由單元51具有多個的間隔放置的輥。 薄膜101在輥上繞過以蜿蜒的傳送薄膜101。
當無菌填充包裝系統1運行時，薄膜路由單元51放置在盛有過氧化氫溶 液的滅菌罐50中，在進給薄膜101過程中，薄膜101浸入過氧化氫溶液中。 因而薄膜101被殺菌。
干燥裝置6通過吹熱風或類似方式對在薄膜101經過殺菌裝置5過程中 附著在薄膜101上的過氧化氫溶液進行干燥。
容納物提供裝置8根據要求準備要被填入包裝袋內的容納物，并且提供 容納物給填充包裝裝置7。容納物在提供給填充包裝裝置7之前被加熱殺菌。 因此容納物提供裝置8包括殺菌裝置。
填充包裝裝置7利用經過殺菌裝置5和干燥裝置6殺菌后的薄膜101以 及容納物提供裝置8供給殺菌后的的容納物產生包裝袋。填充包裝裝置7可 以使用典型的填充包裝裝置，其至少具有包裝袋成型導向件71、供應管72、 垂直密封機構73以及水平密封機構75。
在經過干燥裝置6以后，包裝袋成型向導71引導薄膜101向下，同時沿 薄膜101的縱向將其對半折疊使其兩邊對齊，從而將薄膜101成型。輔助進 給輥74位于包裝袋成型導向件71下面，以幫助薄膜1由上至下進給。
垂直密封機構73位于包裝袋成型導向件71和輔助進給輥74之間。垂直 密封機構73具有一對相對放置的垂直密封棒，其跨越了包裝成型導向件71 形成薄膜101的對齊的兩邊所通過的路徑。該對垂直密封棒中至少一個包含 加熱裝置(未示出)，比如電加熱器。在薄膜101進給的同時，垂直密封棒 -陂同步驅動以對薄膜101的對應的兩邊進行定期間歇的加壓和加熱。這樣， 成型的薄膜101的兩邊^皮沿薄膜101的縱向熔接，以使薄膜101形成管狀。
放置供應管72用于將容納物提供裝置8提供的容納物引導入由垂直密封 機構73熔接形成的管狀薄膜101中。水平密封機構75具有一對位于供應管72下方相對放置的水平密封棒， 薄膜101由該對水平密封棒之間插入，并且沿寬度方向在整個寬度上熔接薄 膜101。在薄膜101進給的同時，水平密封棒^C同步的定期間歇的驅動以在 薄膜101的整個寬度上形成水平密封部分，該水平密封部分在薄膜101的縱 向方向上以一定的距離間隔重復。結果，將導入薄膜101內的容納物密封。
由兩個在垂直方向上相鄰的水平密封部分限定的薄膜101的部分代表一 單獨包裝單元。水平密封機構75還可以包括用于在水平密封部分沿寬度方向 切割薄膜101的切割機(未示出)。薄膜101被切割機于每個水平密封部分 切開以獲得以單獨包裝單元為單位的分開的包裝。切割機可以包含在該對水 平密封棒的一個之中，或可以形成為獨立于水平密封棒的單元。
除以上提及的組件外，填充包裝裝置7優選的具有一對4齊壓輥76及一對 整型板77。
此對擠壓輥76并排放置于供應管72下方，薄膜101的傳輸路徑由該對 擠壓輥76之間穿過。擠壓輥76可按向下進給薄膜101的方向旋轉，且可相 對比此移動以使兩擠壓輥76打開或關閉。擠壓輥76具有一定長度，以便當 兩擠壓輥76關閉時在薄膜101整個寬度上對薄膜101加壓。
當容納物在擠壓輥76以上的位置被導入時，兩擠壓輥76關閉。擠壓輥 76的壓力擠壓薄膜101,從而將容納物分離為擠壓輥76以上和以下兩部分。 當兩擠壓輥76保持關閉時，它們會旋轉。隨著薄膜101被擠壓輥76擠壓， 在擠壓輥76以上的容納物仍留在擠壓輥76上面，僅擠壓輥76以下的容納物 與薄膜101 —起纟皮進給。薄膜101被擠壓輥76擠壓的部分被水平密封機構 75熔接，以生產不混有空氣的包裝。
一對整型板77在凈齊壓輥16和水平密封機構100之間跨越薄膜101相對 放置，兩整型板77可做相互靠近或遠離運動。整型板77以預先設定的相對 間隔將填滿容納物的薄膜101的部分加在中間，以防止薄膜101凸起，從而 使包含容納物的薄膜101部分的形狀平滑。這可以防止容納物體積的變化。
15如果沒有特別要求防止薄膜101的凸起，比如當容納物重量輕且當不嚴格要 求容納物的體積時，整型板77不是必須的。
下面將描述以上提到的無菌填充包裝系統1的操作。
位于薄膜交換機構20上的兩個薄膜IOO和101中的一個薄膜101由薄膜 提供裝置2進給。進給的薄膜101稱為使用側的薄膜101。另一薄膜100的 前端部分由薄膜熔合機構30的加熱棒接收器33和薄膜保持件34夾持。被夾 持的薄膜100稱為等待側的薄膜100。
由薄膜提供裝置2提供的薄膜101經過預先設定的傳輸路徑，被供給殺 菌裝置5。供給殺菌裝置5的薄膜101被殺菌裝置5中的過氧化氫溶液殺毒， 被干燥裝置6千燥，然后供給填充包裝裝置7。
填充包裝裝置7通過垂直密封機構73將供給的薄膜101成型為管狀。容 納物提供裝置8供給的已殺菌的容納物通過供應管72被引入成型為管狀的薄 膜101。接下來裝有容納物的管狀薄膜101被水平密封機構75以一定的縱向 距離間隔熔接，以連續產生包裝。
通過連續的生產包裝，薄膜101被不斷的使用。當全部的薄膜101被用 完，填充包裝裝置7的操作應停止，以便在操作重新啟動之前安裝新的薄膜。 為解決這一問題，本發明實施例中的無菌填充包裝系統1自動的轉換到下一 個薄膜，而不用停止填充包裝裝置7的才喿作。
下文將詳細論述薄膜的轉換操作。
當薄膜101被不斷的使用并接近尾端部分時，出現薄膜末端帶。當薄膜 末端傳感器檢測到薄膜末端帶時，停止由進給輥3進給薄膜101。在此情況 下，如圖5A所示，切割單元23朝切割"f妄收器24移動，以在薄膜101整個 寬度上切割薄膜101。
由進給輥3進給薄膜101可以在檢測到薄膜末端帶后立即停止，或可以 在預先設定的時間間隔后停止。無論如何，在薄膜末端帶到達切割單元23和 切割接收器24之間前，薄膜101優選的在最接近薄膜末端帶的可能位置被切割，以最小化薄膜101的浪費。由薄膜末端傳感器檢測到薄膜末端帶到切割
單元23的操作之間的時間間隔可以根據薄膜末端傳感器到切割接收器24之
間的距離確定。
在薄膜101被切割后，切割單元23返回到初始位置，且進給輥3再次進 給薄膜101。雖然在薄膜101的切割4喿作期間進給輥3停止進給薄膜，4旦是 存儲在積聚機構40內的薄膜101被進給，因而填充包裝裝置7可繼續執行填 充包裝操作。
隨著進給輥3進給薄膜，吸入器36被驅動以吸引在等待側的被薄膜保持 件34保持的薄膜100，如圖5B所示。
在等待側的薄膜100被吸引之后，薄膜100由被薄膜保持件34束縛的狀 態釋放出來，且汽缸39被驅動以使在沿與薄膜進給方向相反的方向上移動吸 入器36。這使得薄膜100在與其進給方向相反的方向上返回。吸入器36的 移動距離是這樣確定的，以使薄膜100的前端部分100a在吸入器36移動后 位于可以被加熱棒31和加熱棒接收器33加壓的區域。
將加熱棒接收器33從薄膜保持件34移開，即可將在等待側的薄膜100 叢薄膜保持件34釋放。可選地，薄膜100可以由薄膜保持件34的自身重量 保持，且移動吸有薄膜100的吸入器36可以使薄膜100的前端部分100a從 薄膜保持件34和加熱棒接收器33之間的夾持中解脫出來。
吸入器36移動后的薄膜100的前端部分100a的位置極其重要。因此， 薄膜100優選的被薄膜保持件34這樣保持，以使薄膜100的起點邊緣位于一 預先確定的位置，該預先確定的位置基于吸入器36的移動距離而定。
比如，加熱棒接收器33具有代表薄膜100起點邊緣位置的標記，并且薄 膜100被保持以使該標記與薄膜100的起點邊緣對齊。可選地，薄膜101可 以這樣被固定，以使薄膜100的前端部分延伸超過薄膜保持件34的遠離加熱 棒31的一邊緣，并且在固定薄膜101之后，薄膜100延伸超過薄膜保持件 34該邊緣的部分可以被切割，因而確定薄膜100的起點邊緣的位置。
17另一方面，使用側的薄膜101被進給輥3 (如圖1)進一步的進給。使用
側的薄膜101最終^l進給到這樣的程度，使其切割尾端部分101a與等待側的 薄膜100的前端部分100a在一區域內重疊，此區域內可以被加熱棒31和加 熱棒接收器33加壓。由于先前已知在薄膜101路徑上切割單元23和加熱棒 31之間的距離，使用側的薄膜101的尾端部分的位置相應的容易確定。當薄 膜101被進給到上述位置后，進給輥3停止。
一旦等待側的薄膜100的前端部分和使用側的薄膜101的尾端部分被定 位在上述位置，加熱棒31朝加熱棒接收器33前移，如圖5D所示，并且薄 膜100和101被加熱棒31和加熱棒接收器33加壓和加熱。這使薄膜100和 101的被加熱的區域熔接在一起。
然后，如圖5E所示，加熱棒31返回到初始位置以使薄膜100和101從 加壓狀態釋放出來。這使薄膜100和101的被加熱區域自然冷卻和固化，并 且使用側的薄膜101和等待側的薄膜100被互相接合在一起。在薄膜100和 101接合連在一起后，停止驅動吸入器36以將等待側薄膜100從被吸引狀態 釋放出來。
如上所述，在本發明實施例中，薄膜熔合機構30包括吸入器36，吸入 器36用于吸住等待側薄膜100位于薄膜保持件34保持區域的上游的部分， 其操作獨立于薄膜保持件34。為了接合使用側薄膜101和等待側薄膜100， 吸入器36吸住等待側的薄膜100并將其拉回，以使由被薄膜保持件34保持 的狀態釋放出來的薄膜100的前端部分100a被定位于可以被加熱棒31加壓 的區域。
結果，如圖6所示，在等待側的薄膜100和在使用側的薄膜101的整個 重疊區域被熔接，在薄膜100和101的末端部分不形成任何未熔合部分。這 樣可以防止出現4壬何間隙，該間隙導致混入異物或過氧化氬溶液。
尤其在需要將薄膜浸入殺菌液的無菌填充包裝系統中，如果使用側薄膜 和等待側薄膜之間存在任何間隙，很難避免殺菌液進入空隙中。因此，在使
18用側薄膜和等待側薄膜可以被熔接，而在它們之間不產生任何間隙的填充包 裝系統中，殺菌液存留在包裝中的可能性被^L大的降低，該系統尤其適合應 用于無菌填充包裝系統。
在薄膜100和101纟皮接合之后，進給輥3 (如圖1)重新被驅動。這使得 在薄膜101被用完后，等待側的薄膜100接著被進給。
大體在驅動進給輥3的同時，旋轉體22開始沿圖5F中箭頭所示方向旋 轉。旋轉體22的旋轉S1起等待側的薄膜100被導向輥27引導。此時使用側 的薄膜101的剩余部分仍被薄膜支架22a保持。圖5F所示為旋轉體22由圖 5A狀態旋轉45度。
隨著旋轉體22進一步旋轉，薄膜100也開始被連接在旋轉體22上的導 向輥25引導，如圖5G所示。同時，薄膜100繼續被進給輥3進給。圖5G 所示為旋轉體22由圖5A狀態旋轉135度。
如圖5H所示，在旋轉體22由圖5A狀態旋轉180度后，其旋轉運動停 止。由于旋轉使兩個薄膜支架22a和22b之間的關系互換，曾在等待側的薄 膜100現在位于^f吏用側。
曾在使用側的薄膜101被從薄膜支架22b上移除，并且新的薄膜被放置 在薄膜101被移除的薄膜支架22b上。新薄膜通過與薄膜支架22b相關聯的 牽引輥對26之間，且其前端部分被薄膜熔合機構30的薄膜保持件34保持。 新薄膜現在是等待薄膜。薄膜保持件34夾持新薄膜是在支撐元件32處于傾 斜狀態時進行的，如圖3中虛線所示。這樣可以達到在不妨礙使用中薄膜的 進給的情況下保持新薄膜。在新薄膜的前端部分被薄膜保持件34夾持后，支 撐元件32返回初始位置。
上述薄膜的交換操作在每次薄膜需要更換時被重復。因此，填充包裝裝 置7可以持續運轉，而不需要每次更換薄膜時停止運行填充包裝裝置7。
本發明選取以代表的實施例為例進行描述。然而本發明不僅限于上述實 施例。比如，上述實施例示出了通過真空抽吸吸引薄膜的薄膜返回機構，然而 還可以使用將薄膜夾在中間的夾緊機構，或使用輥軸裝置，通過緊壓薄膜并 旋轉以退回該薄膜。上述實施例示出了檢測到薄膜末端帶時執行薄膜交換操 作，然而還可以在檢測到使用側薄膜的尾端時執行薄膜交換。這樣，切割機 構就不是必須的。然而，如果薄膜的尾端被檢測到，切割機構可以被更便利 的提供，以允許在薄膜的任意部分交換薄膜。另外，上述實施例示出了本發 明應用的無菌填充包裝系統，然而當不需要無菌填充時，殺菌裝置和干燥裝 置不是必須的，比如，當殺菌在填充包裝之后的步驟執行時或當不需要殺菌 時。
權利要求
1、一種薄膜提供裝置，包括兩個薄膜支架，用于支撐兩卷薄膜，兩卷薄膜分別為在使用側的薄膜和在等待側的薄膜；一進給輥，用于進給在使用側的所述薄膜；一薄膜保持件，用于在所述薄膜的進給方向上的所述進給輥的上游可釋放地固持在等待側的所述薄膜的前端部分，以致在等待側的所述薄膜被拉出以面對在使用側的所述薄膜；一薄膜返回機構，設置在所述薄膜的進給方向上的所述薄膜保持件的上游，用于在與所述薄膜的進給方向相反的方向將在等待側的所述薄膜拉回，其中由所述薄膜返回機構保持的在等待側的所述薄膜的部分在由所述薄膜保持件保持的部分的上游；以及一熔合機構，設置在所述薄膜的進給方向上的所述薄膜保持件和所述薄膜返回機構之間，用于沿該兩個相對的薄膜的整個寬度熔接所述兩薄膜。
2、 根據權利要求1所述的薄膜提供裝置，其中還包括一切割器，用于在所述薄膜的進給方向的所述熔合機構的上游沿寬度方向切割在使用側的所述薄膜。
3、 根據權利要求l所述的薄膜提供裝置，其中所述薄膜支架由一旋轉體支撐，所述旋轉體旋轉180。以在由所述熔合機構熔接所述薄膜之后，交換兩個所述薄膜支架之間的關系。
4、 根據權利要求1所述的薄膜提供裝置，其中所述熔合機構具有包括一電加熱器的加熱棒，以及與所述加熱棒協同操作的一加熱棒接收器，以加壓并加熱所述薄膜，以及從所述薄膜保持件的保持狀態釋放的在等待側的所述薄膜的前端部分，由所述薄膜返回機構拉回至由所述加熱纟奉和所述加熱棒接收器加壓的區域，以及在使用側的所述薄膜的尾端部分由所述進給輥進給以疊加在所述加熱棒和所述加熱棒接收器加壓的區域內的在等待側的所述薄膜上的狀態下，由所述加熱;f奉和所述加熱棒接收器進行在使用側的所述薄膜和在等待側的所述薄膜的熔4妄。
5、 根據權利要求4所述的薄膜提供裝置，其中所述薄膜保持件通過對著所述加熱棒接收器擠壓所述薄膜的所述前端部分，固持所述薄膜的前端部分。
6、 根據權利要求5所述的薄膜提供裝置，其中所述薄膜保持件連接在所述加熱^:奉接收器上，并且所述加熱禱、接收器被支撐以在遠離所述加熱#^的方向上移動。
7、 根據權利要求1所述的薄膜提供裝置，其中所述薄膜返回機構具有在相對由薄膜保持裝置保持的所述薄膜的表面有多個開口的吸入器，所述薄膜返回機構通過所述開口吸入空氣以吸引所述薄膜。
8、 根據權利要求l所述的薄膜提供裝置，其中還包括一積聚機構，設置在所述薄膜的進給方向上的所述進給輥的下游，用于改變所述薄膜的路徑長度。
9、 一種填充包裝系統，包括一薄膜提供部件，其包括如權利要求1所述的薄膜提供裝置；一容納物提供部件，用于提供容納物；以及一填充包裝部件，用于將所述容納物提供部件提供的所述容納物密封入所述薄膜，并將由所述薄膜提供部件提供的所述薄膜成型為 一袋子。
10、 根據權利要求9所述的填充包裝系統，其中還包括一殺菌部件，用于通過將由所述薄膜提供部件提供的所述薄膜浸入到一殺菌液體中，對所述薄膜進行殺菌；以及一干燥部件，用于干燥在殺菌部件中的所述薄膜上附著的所述殺菌液體,并將所述薄膜提供給所述填充包裝部件。
全文摘要
薄膜提供裝置(2)具有兩個薄膜支架(22a，22b)，用于支撐兩卷薄膜，如分別為使用側的薄膜(101)和等待側的薄膜(100)；進給輥(3)用于進給在使用側的薄膜(101)；薄膜保持件(34)用于固持等待側的薄膜(100)的前端部分；吸入器(36)用于在與進給方向相反的方向上將在等待側的薄膜(100)拉回；以及加熱棒(31)用于熱接合兩個薄膜(100，101)。吸入器(36)通過吸力吸引薄膜(100)，并將薄膜(100)拉回至一位置，使得薄膜的前端部分面對加熱棒(31)。
文檔編號B65B9/20GK101663203SQ20078005217
公開日2010年3月3日 申請日期2007年1月16日 優先權日2007年1月16日
發明者山田俊治, 鶴田織寬 申請人:織寬工程株式會社