第六章封口机械

1、第六章 封口机械,包装产品被充填入包装容器或直接送到裹包材料片中后，,进入包装工艺中不可缺少的容器封口工序。,容器封口能有效地保护产品，使产品在保质期内不因包 装作业影响而损坏变质，还有利于包装产品的储存、运输及 销售陈列。,本 章 要 点,1 、了解各种封口机的类型、工作原理和特点； 2 、掌握各种封口机执行机构的结构原理； 3 、了解各种封口机的适用范围及选用原则。,第一节 封口机械分类,封,口 机,无封口材料 的封口机,有封口材料 的封口机 有辅助封口材 料的封口机,热压封口机、脉冲封口机、熔焊封口机、 压纹封口机、折叠式封口机、插合式封口 机,滚压封口机、卷边封口机、压力封口机、 旋合

2、封口机 结扎封口机、胶带封口机、粘结封口机、 缝合封口机 钉合机,塑料容器封口机 金属容器封口机 玻璃容器封口机,纸容器封口机,板式热封、滚轮式热封 、带式热封、,滑动滚压式热封、滑动式热封、脉冲 热封、熔切式热封、脉冲熔切式热封、 熔融热封、超声波热封、高频热封 卷边封口机 旋合封口机、滚压封口机、压力封口机、 压塞封口机、热收缩封口机,纸袋封口机、 纸箱封口机,粘合、缝合、钉合、 机械滚压,按包装容器分类,容器封口形式,1) 卷边封 :罐身与涂有密封填料的罐盖内侧周边互相钩合、 卷曲并压紧而使容器密封。主要用于马口铁罐、铝罐等金属 容器以及新近开发的复合罐。,2)压盖封 :将内侧涂有密封填

3、料的外盖压紧并咬住瓶身或罐 身而使其密封。多用于玻璃瓶与金属盖组合的容器 ,如瓶装 啤酒、瓶装酱菜等。,3)旋盖封 :将螺纹盖旋紧容器口而使其密封。主要用于盖子为塑 料或金属件 ,而罐身为玻璃、陶瓷、塑料或金属件组合的容器 ,如 瓶装奶粉、牙膏管等。螺旋盖容易开启和密封 ,并能重复使用 ,应 用相当广泛。,4)压塞封:将内塞压在容器口内而使其密封。主要用于软木塞或 塑料塞与玻璃瓶密封的容器 ,如瓶装酒、瓶装麦乳精等。因为内 塞难以达到完全密封 ,通常还要辅以蜡封、旋盖封或压盖封。 5)折叠封 :将包装容器的开口处压扁再进行多次折叠而使其密封。 这种封口形式主要用于半刚性容器 ,如装填膏状物料的

4、铝管等。 通常折叠封口后常需压痕 ,以增强其密封效果。,波纹封口： 通过套在瓶口上的特制铝盖，滚压出与瓶口螺 纹形状完全相同的螺纹的方法。启封时瓶盖沿周边与成型 的压痕断开，亦称防盗盖。,滚边封口： 将圆筒形金属盖的堤边，经变形后紧压在瓶 颈凸缘的下边，瓶颈凸缘与瓶盖间有环形胶垫，使封口 可靠，常用于食品罐头。,第二节 热压封口机,用热封合的方法封闭包装容器的机器，广泛用于各种,塑料袋及其复合袋的热合封口。,板式热封、滚轮式热封、带式热封、滑动滚压式热封、 滑动式热封、脉冲热封、熔切式热封、脉冲熔切式热封、 熔融热封、超声波热封、高频热封,热封头是热压封合的执行机构，通过控制调节装置便 可调整

5、热封头的温度和压力，以满足不同的封合要求。根 据热封头的结构形式及加热方法的不同，热压封口方法可 分为如下几种：,滚轮式热封 板式热封,1-加热板； 2-密封件； 3- 薄 膜； 4-耐热橡胶； 5-底座,1-加热滚轮； 2-薄膜； 3-密封件,带式热封,1-聚四氟乙烯带； 2-薄 膜； 3-密封件；4- 加热,部；5-冷却部,滑动滚压式热封,加热板,压轮,密封部,此法适合用于对封口强度和密封要求较高的产品封口，如水分较多物品的包装、正看包装等。,压板,镍铬合 金条 防粘,耐热 橡胶,底座,密封部,脉冲热封,脉冲熔切式热封,4-密封部位 5-加热刀,超声波塑料软管封口机,电磁感应铝箔封口机,演

6、示,演示,环带式薄膜自动封口机,按热封装置的放置方式有支架台式、立柱落地式和,手提式。,按包装材料的输送方式有横送式（卧式）、竖送式,（立式）和斜送式之分。,按薄膜热合后的冷却方式分有风冷式和水冷式。,本节以FRW-150C型热压连续封口机为例进行介绍，为卧式封口，多用于塑料薄膜及复合材料包装袋的封口，具有封口、印字、压字和计数功能，广泛用于食品、药品、日用化工等行业的包装封口。,FRW150C 型热压连续封口机,工 作 原 理,演示,热 压 封 合 工 艺参 数,在加热条件下，使薄膜的热合部位局部地达到熔融状态， 并施加一定压力，经过一段时间后，分子互相渗透，经过冷 却、定型后而起热封合作用

7、。,薄膜的热封温度应高于材料的粘流温度。但是过高的加热 温度易使薄膜软化变形，影响封口的美观，甚至袋口局部烧 穿。对热封后需高温杀菌的包装食品更应注意确定适的热封 温度，以保证封口强度。,热压封合加工的主要工艺参数是： 封接温度、封接时间和封接压力 。,这些工艺参数的确定取决于被封接薄膜材料的 熔点、热,稳定性、流动性及薄膜厚度 等特性。,常见材料热封温度及封口速度,超声波 高频封,薄膜名称 低密度聚乙烯 高密度聚乙烯 无延伸聚乙烯 二轴延伸聚乙烯,板封 好 好 好 好,脉冲 好 好 好 好,聚氯乙烯 硬质聚氯乙烯 软质聚氯乙烯 聚乙烯醇 二轴延伸聚酯 无延伸聚酰胺 二轴正伸聚酰胺 聚碳酸酯,

8、良 差 差 好 差 差 差 差,好 好 好 好 良 良 良 良,好 好 好 良 好,差 良 差,常用塑料薄膜的热封性能,几点注意：,1 、为了阻止热封合时塑料与加热板粘连，在加热板上与 塑料接触的地方应涂上一层聚四氟乙烯。为了使封口美观，封 口宽度一般为 23mm 。对复合膜，为了提高封接强度和增加美 观，封头表面常有纵横花纹，封口宽度为 10mm左右。 2 、对于薄膜厚度大、加热时间短的热封接，容易形成薄 膜上下层温度不均匀的情况，宜采用双面加热的方式。 3 、对于热收缩薄膜 ，常用镍铬电热丝作切断封合或用脉 冲热封装置热封。封口强度至少达到该薄膜在封口相应方向上 原有抗拉强度的 70。,切

9、断形式 卷筒材料的切断方式随热封方式、包装材料、包装中的 运动形式不同，常有如下切断方式。 高频加热刀切断,脉冲电加热刀切断 电加热刀切断 回转刀切断（压刀、甩刀） 铡（剪）刀切断,锯齿刀切断 纸张只能采用冷切断，塑料薄膜采用热切断和冷切断都适用。,切断方式,热切断 冷切断,1 热切断,热切是在一定压力作用下，将薄膜局部加热熔化分离的一种 切断方式，通常和横封机构联在一起，即在横封的同时完成切 断。,2 冷切断,利用金属刀刃使薄膜横截面上局部 受力剪切分离的加工方法，称为冷切 断。实现冷切断可采用回转刀刃、压 刃、剪切和齿形刀等方法进行。,锯齿形刀的齿距 t2 6mm，齿尖 角5060，每个齿

10、的两齿侧 均有磨刃口，使之锋利。对于穿刺强 度和撕裂强度较好的材料，可用尖而 细的锯齿形刀。,第三节 熔焊式封口机,熔焊式封口机主要用于封合较厚的包装材料，以及采用,其他热封方法难以封合的材料，如 聚酯、聚烯烃和无纺布 等。 该类封口机一般采用 非接触方式加热，使包装材料熔合而封 闭 包装容器。根据加热方法的不同，可分为热板熔融封合、 超声波熔焊封合、辐射熔焊封合、电磁感应熔焊封合及红外 线熔融封合等五种类型。,演示,常用熔焊封合方法的应用范围,第三节,典型刚性容器封口机械,一、机械的类型 卷边封口机、 压力封口机、 滚压封口机、 旋合封口机 二、卷边封口机构 1.送罐机构；2.送盖机构； 3

11、.托瓶、压盖机构； 4.封口 机构； 5.传动系统,卷封装置,（一）卷边的形成过程,用两个沟槽形状不同的滚轮，分先后两次对罐体和罐盖的,凸缘进行卷边的过程，称两重卷边。,头道卷边滚轮压迫罐盖与罐体的周边逐渐卷曲并相互 逐渐钩合。当沿径向进给 3.2mm左右时 ,头道卷边滚轮立即 离开 , 二道卷边滚轮继续沿罐盖的边缘移动 , 使罐盖和罐 体的钩合部分进一步受压变形紧密封合 ,其沿径向进给量为 0.8mm 左右。两次进给量共约 4mm 。,通常 ,头道卷边滚轮的沟槽窄而深 ,而二道卷边滚轮的,沟槽则宽而浅。,1- 长杆 ,2-压架,3、35-压帽,4-弹簧, 5- 滑套 ,6、23、34-螺帽

12、,7-上顶帽 , 8- 机架 ,9-铜套,10-导向键 ,11-下顶帽 ,12 、 14、21-轴承,13、15-齿轮, 16- 花键轴,17-压头轴,18-上盖, 19- 托盘,20-顶盘,22-中心齿轮,24- 调节蜗轮 ,25-封盘盖 ,26-行星齿轮 , 27- 小轴 ,28-封盘,29-下盖 ,30-卷边滚轮 , 31- 底盘,32铜盘,33-滚针,36-压盖杆,37- 上压头,38-花键帽,1,2,在设计卷封装置时必须考虑在不产生径向进给的情况下， 使二道卷边滚轮绕罐体再回转一周，以便在完成二重卷边后进 行“光边整形”，以保证卷边封口的质量。,( 二 ) 卷边滚轮的运动分析,若卷封

13、圆形罐 , 卷边滚轮相对罐身应同时完成两种运动 ,即 周向旋转运动 和 径向进给运动 。,若卷封异形罐 , 卷边滚轮相对罐身应同时完成三种运动 , 即 周向旋转运动 、 径向进给运动 和按异形罐的外形轮廓作的 仿型运动 。,( 三 ) 卷封机构的结构类型 1.完成周向旋转运动的两种结构形式 (1)罐体与罐盖固定不动 , 卷边滚轮绕其旋转。 目前的卷边封口机大都属于这种结构形式 , 如GT4B2 型卷封口机等。 (2)罐体与罐盖绕轴自转 ,而卷边滚轮不绕罐 作周向旋转。这种结构虽较简单紧凑 ,但因,罐体既有自转又有公转 ,若用于实罐卷封则 其内装的液料形成旋转抛物面 ,易从罐口流 出,从而限制了

14、它的自转速度以及生产能力 的提高。,1- 中心齿轮 ,2- 行星齿轮 ,3- 上 转盘 ,4- 摆杆 5 - 固定凸轮 ,6- 卷边滚轮 ,7- 上压头 8- 下压 头 ,9- 下转盘,(2)行星齿轮偏心机构,（行星齿轮偏心销轴作原动件 ）,(3) 凸轮机构,（凸轮作原动件 ）,1- 中心齿轮 ,2- 行星齿轮 ,3- 上 转盘 ,4- 摆杆 5 - 固定凸轮 ,6- 卷边滚轮 ,7- 上压头 8- 下压 头 ,9- 下转盘,以 偏心结构形式 使卷边滚轮实现径向进给运动的卷封装 置，虽结构简单紧凑，但径向进给不能任意控制，进给速度 不均匀，真正用于卷封时间较少，无光边整形过程，所以卷 封工艺性

15、能较差。 凸轮机构 可根据卷封工艺要求设计凸轮曲 线，因而能控制径向进给的运动规律。由于二道卷封后可增 加一段光边整形，且卷封工艺角可大大增加，因而卷封工艺 性能好，生产能力高。缺点：结构比较庞大，且磨损快，影 响卷封精度。,3. 实现仿型运动的结构形式,(1)以罐型靠模为作用件,当封盘相对凸轮转动时 ,由于 两者有速差 ,从而使进给凸轮摆杆 14产生摆动 ,并通过连杆 11、卷边 滚轮摆杆 10驱动卷边滚轮 9作径向 进给运动。与此同时 ,由于卷边滚 轮摆杆与靠模摆杆 13 都铰接在C点 , 而靠模摆杆 13又绕固定的罐型靠模 凸轮7 摆动(摆动支点为封盘上的A 点), 因此卷边滚轮 9 又

16、能作仿型运 动。,(2)以非罐型靠模为作用件,罐型靠模在转弯处曲率 变化较大 , 使得卷边滚轮在 该处的惯性变化剧增 , 严重 地影响了卷封质量 , 也限制 了生产能力的提高。 采用的靠模与所要卷封,的罐头外形 ,既不相同也不 相似, 而是将转角曲率设计 成变化比较缓和的形状,以 利提高卷封质量。,三 、 压 盖 式 封口 机,1.皇冠盖封口机 运动要求： 压盖装置只完成 上下运动即可。,工作过程,在封口机中，压盖装置以滑 动配合安装在机内的压盖机头座 上。对多头的压力封口机，压盖 机头除通过滚子 13在机内固定凸 轮14的滑槽内移动，使机头获得 压盖封口工作所必须的升降运动 外，还要随压盖机

17、头座绕封口机 的主轴旋转。,影响压盖封口质量的因素： 1.压头与转盘间的间距 2.瓶盖质量 3.玻璃瓶尺寸 4.压盖摸锥孔尺寸 5.导槽磨损程度,2. 滚 压 式 封口 机 通过滚压封口材料，使其与容器口部的形状轧压贴合,从而封闭包装容器的机器。,酒瓶、广口罐头,滚纹装置 在扭断盖滚压封口机中，对铝盖进行滚压螺纹的工艺是 通过相应的封口装置来完成的。 （一）运动分析 当铝盖套在瓶口上时，首先通过压盖给铝盖施加一定的压 力，使瓶盖和瓶子在滚压过程中不发生相对运动。接着旋转 着的螺纹成形滚轮和封边成形滚轮同时向铝盖移进，进行滚 压。然后螺纹成形滚轮和封边成形滚轮离开铝盖，压盖头上 升，从而完成一次工作循环。,（ 1 ）机头带动成形滚轮，相对封口机主轴完成周向旋转运动，以及相对瓶体完成轴向升降运动； （ 2 ）螺纹成形滚轮相对瓶体完成轴向旋转运动和轴向直线运动 （ 即 螺 旋 运 动） ； （ 3 ）螺纹和封边成形滚轮相对瓶体完成径向的进给运动。,（二）滚压螺纹装置的结构,（ 1 ） 利用 行 星 轮 系的 系 杆 带 动 机头作周向旋转运动；圆柱凸轮 机构使机头实现轴向的升降运动 。