用于生产包装焊缝的方法技术

本发明专利技术涉及用于连续焊接塑料材料的片材以便制造柔性包装的方法和设备，所述柔性包装例如是管，该方法至少包括以下步骤：‑)相对于焊接设备定位片材；‑)将片材的端接触放置；‑)通过加热、挤压和冷却所述端形成焊接区域；‑)获取与焊缝的厚度成比例的第一时间信号；‑)将第一时间信号变换成第一频率信号，并且定义低频频谱、中频频谱和高频频谱；‑)从低频频谱重构至少一个二次低频信号，以便测量焊缝的厚度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产包装焊缝的方法对应的申请本申请要求2018年9月7日以AISAPACKHOLDINGSA的名义提交的在先欧洲申请No.EP18193142.9的优先权，通过引用将该在先申请的内容全文并入本申请中。
本专利技术涉及包装领域，更具体地涉及通过焊接塑料片材生产的柔性包装。本专利技术例如可以用于生产旨在用于包装液体或粘性产品的包装管。当然，本专利技术并不限于生产包装管的这种单一应用，而是可以应用于通过焊接例如由塑料制成的片材来生产物体的其它领域。
技术介绍
公报WO2011/012930描述了一种用于焊接由塑料材料制成的、形状为管状的包装的过程。该过程包括以下操作：-)卷起层压材料期间的卷绕操作；-)将层压材料的端部彼此相邻布置期间的布置操作；-)挤出熔融树脂珠并将其沉积在所述端部上期间的挤出操作；-)借助于所述珠熔化所述端部期间的熔化操作；-)挤压焊缝区期间的压缩操作；以及-)冷却焊缝期间的冷却操作。例如，专利申请EP3292942描述了用于连续检查在包含产品的管的端处的焊缝的密封紧密性的方法和设备。专利技术EP3292942更具体但不排他地旨在用于将无菌液体或膏状化妆品包装在柔性管状包装中的领域，该管状包装的一端被压平并焊接以确保其被紧密地密封。这种包装使得可以借助通常在其一端处可以再次封闭的开口根据施加到管的压力来分配精确量的所容纳的产品。专利技术EP3292942旨在用于以每分钟填充200管的量级的生产速度将这种产品包装在这种包装中的自动包装线。根据从EP3292942已知的过程的一个实施示例，这种用于包装成管状包装的包装线包括填充工位，在该填充工位处，通过定量给料和填充设备将产品倒入定位在料斗下方的管的开口端中。根据一个实施示例，管位于料斗下方的竖直位置，开口端处于顶部。包装线包括封闭工位，在该工位处，管的开口端通过焊接封闭。根据一个实施方式，该开口端的封闭包括夹紧管的端，然后通过合适的设备将这样夹紧的唇缘焊接在一起。然后将管从包装区排出。现有技术文件EP3292942的图1示出了在这种操作之后的管(100)的焊接端(110)。该焊接端(110)是与管(100)的端的唇缘的焊接相对应的带肋区域(112)。所述带肋区域(112)在管的整个宽度上延伸通常在5mm至7mm之间的高度。根据一个实施示例，在焊接操作之后，切除在带肋区域的顶端处的多余材料，以便减小所述带肋区域的高度并且改善管的外观。根据一个常见的实施方式，带肋区域的焊接通过带肋夹爪来进行，使得该区域在其大部分表面积上被压花，但是通常包括上面雕刻标识码或法律免责声明的平坦区域(113)。根据其它实施方式，使用没有肋的夹爪，并且所谓的带肋区域是平滑的。为了降低缺陷焊接的危险，在管的填充水平(111)上方0.5mm至几毫米之间进行夹紧和焊接，由此防止焊接面被所包装的产品污染。如果容纳在管中的产品是无菌化妆品，则在无菌环境中进行填充。然而，即使在这种填充条件下，也期望焊缝的底端在产品侧尽可能接近管中的产品的水平，使得尽可能少的空气被截留在管内部，以便确保产品被良好地保存。因此，使得焊缝与内部产品的水平齐平，由此增加了焊接界面被产品污染和缺陷焊接的风险。在这些情况下，如果夹紧部的高度相对于管的填充水平定位较差，则焊接区域可能被产品污染，并且管可能具有密封缺陷。该密封缺陷在最终产品上并不总是可见的，并且在一些情况下，仅当管被最终用户第一次挤压时才变得明显。而且，在给定高生产速度的情况下，则这种缺陷可能在大量的管上反复出现。密封缺陷具有许多原因和结果，例如，由于不良的调节、对焊接夹爪的磨损、焊接或夹紧参数甚至填充参数的误差或漂移，该列表既不是穷举的也不是限制性的。即使密封缺陷不引起泄漏，它也可能导致产品被微生物污染并损害其保存。专利技术EP3292942旨在通过以非破坏性方式检测在刚刚进行焊接之后的包装管的端盖中的任何密封缺陷，而不减慢生产速度，来解决现有技术的缺点。由此，形成专利技术EP3292942的主题的过程和设备使得可以丢弃具有这种缺陷的任何管，并且警告包装线的操作者这种缺陷的发生，使得他或她可以采取适当的措施来补救该情况。文献JPS63253205描述了一种用于检查管的焊接端的过程。在给定焊接端的压花形状和观察到的缺陷的形式(诸如在焊缝中包括产品)的情况下，该现有技术过程不能在高速包装线上可靠地检测本专利技术所针对的缺陷，并且取决于调节的灵敏度，导致包含缺陷的管被允许通过，或者导致包装线不合时宜地停工。然而，干预无菌包装线是有问题的，并且在干预之后再次启动涉及恢复无菌。为此，专利技术EP3292942涉及一种用于在管状包装被填充、特别是用无菌产品填充之后检查管状包装的焊接端的密封紧密性的过程，该过程包括以下步骤：-)在夹紧唇缘之后在管的端上形成第一焊缝，以便产生平滑的跟部；-)测量所述跟部的厚度。因此，在EP3292942中，在跟部上方的顶部通过将管的唇缘以压花图案集合在一起而本身焊接之前，当管被夹紧时，第一焊缝被制成尽可能靠近管的内容物。跟部是平滑的，并且具有可预测的厚度，基本上等于管壁厚度的两倍。因此，容易可靠地检查任何焊接缺陷，无论由于在跟部中存在产品而是局部的还是广泛的。专利技术EP3292942有利地根据EP3292942中公开的实施方式和变体来实施。例如，根据EP3292942的一个实施方式，形成本专利技术主题的过程特别地包括以下步骤：检测跟部在平行于焊缝长度的方向上的厚度变化。与厚度的确切测量相比，可以更容易且可靠地实施厚度变化的检测，厚度的确切测量也可以根据管状包装的批次而变化。因此，作为专利技术EP3292942的主题的过程有利地包括以下步骤，特别是：-获得所测量部分的厚度变化的可接受极限；-如果在步骤(iii)期间检测到的厚度变化大于变化的可接受极限，则丢弃该管状包装。作为EP3292942的过程和设备的结果，有缺陷的管状包装被系统地拒绝。总之：EP3292942描述了一种用于在包装被填充后检查包装的焊接端的密封紧密性的在线过程，并且该现有技术的专利技术在于测量管的跟部的厚度以便确保密封紧密性，并且EP3292942允许焊接厚度落在可接受变化之外的包装被拒绝。然而，在EP3292942中，厚度检查在间歇地向前移动的包装线上进行。厚度在停止阶段期间而不是在分度阶段期间测量。因此，可以在与实验室中进行的测量类似的条件下“静态地”进行测量。因此，从这个观点来看，该公报没有贡献任何改进。因此，EP3292942不能在机器中生产焊缝的过程期间测量焊缝的厚度，该机器正在操作，产生与该操作有关的干扰噪声。如果焊缝相对于焊接和测量工具连续移动，则EP3292942不能在生产过程期间测量焊缝的厚度。在EP3292942所提出的过程中，振动不是问题，因为它们被从两侧同时进行测量的事实抵消。在EP3292942中没有公开振动或噪声的问题，因为它不是问题。在本申请中，并且如以下更详细描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于连续焊接塑料材料的片材以制造柔性包装的方法，所述柔性包装例如是管，该方法至少包括以下步骤：/n-相对于焊接设备定位所述片材；/n-将所述片材的端接触地放置；/n-通过加热、挤压和冷却所述端形成焊接区域；/n-获取与焊缝的厚度成比例的原始时间信号；/n-将所述原始时间信号变换成主频率信号，并且定义低频频谱、中频频谱和高频频谱；/n-从所述低频频谱重构至少一个二次低频信号；以及/n-使用所述低频二次信号以比10微米并且优选地5微米更精细的准确度测量所述焊缝的所述厚度，使得所述测量的准确度比所述干扰噪声的振幅精细大约10倍。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180907 EP 18193142.91.一种用于连续焊接塑料材料的片材以制造柔性包装的方法，所述柔性包装例如是管，该方法至少包括以下步骤：
-相对于焊接设备定位所述片材；
-将所述片材的端接触地放置；
-通过加热、挤压和冷却所述端形成焊接区域；
-获取与焊缝的厚度成比例的原始时间信号；
-将所述原始时间信号变换成主频率信号，并且定义低频频谱、中频频谱和高频频谱；
-从所述低频频谱重构至少一个二次低频信号；以及
-使用所述低频二次信号以比10微米并且优选地5微米更精细的准确度测量所述焊缝的所述厚度，使得所述测量的准确度比所述干扰噪声的振幅精细大约10倍。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述原始信号还从所述中频频谱重构为中频二次信号，所述中频二次信号用于检测所述厚度的突然变化和/或所述焊缝中的一次性缺陷，例如改变表面状况的灰尘或塑料聚集体。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述原始信号还从所述高频频谱重构为高频二次信号，所述高频二次信号用于表征在其环境中的焊接设备。


4.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，所述原始信号的获取频率大于100Hz。


5.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，所述原始信号的获取频率大于1000Hz。


6.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，所述低频二次信号从所述原始信号的低于f1的频谱获得，f1大于Cm/60，其中，
-f1：是以赫兹为单位的频率，
-Cm：是以每分钟包装为单位的机器的速度。


7.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，f1大于(Cm/60)x(Le/10)，并且其中，
-f...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·托马塞，Y·吉克斯柯莱特，G·布希亚，F·弗莱雷特，Y·莱珀特温，F·莫奈，
申请(专利权)人：艾萨帕克控股公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH