使包装管封口的方法和装置 本发明涉及一种使一包装管封口的方法和装置，该包装管包绕于一基本呈圆柱形的被包装产品外面，尤其是包绕妇女卫生棉条。这种包装管由柔性的、通常可热封的薄膜制成，该薄膜先是以管子形状围绕被包装产品设置，使包装管的仍保持开口的前部突伸到被包装产品的自由前端之外。
许多产品都必须在用于预定目的之前进行包装，以实施保护，使其免受水分或其它有害因素的影响。这种产品例如包括妇女卫生棉条，它们是单独包装在圆柱形的包装管中的。
美国专利第4583964号中描述了一种生产此类圆柱形包装管的方法和装置。在所描述的方法中，包装管由柔性的、可热封的薄膜制成，该薄膜包绕于一卷轴并进行热封而形成一端开口的管子。这样，在第一阶段，该包装管的前端开口部分突伸到卷轴之外。为了使包装管地这一仍然开口的端部封口，美国专利第4583964描述了一种夹紧机构，该夹紧机构将包装管的前端部分夹持于一导入该开口前端中的轴上。该夹紧机构具有夹爪，这些夹爪闭合抵靠于轴上，使包装管的突出的前端夹紧于它们之间。然后，相对于卷轴和保持于其上的包装管而转动被夹紧的包装管的前端部分，从而形成一扭结，该扭结具有一扭结花瓣和一扭结颈部。在形成扭结后，夹紧机构张开并收回，一个压头前进并抵靠于扭结和卷轴，该压头具有一个与卷轴前端互补的凹槽。这样，当带有凹槽的压头完全容纳卷轴上的包装管的前端后，扭结花瓣的圆柱形的外边被折叠并最终压靠于包装管的外表面。之后，对围绕压头凹槽的内壁加热，以使扭结熔化并将扭结花瓣的薄膜材料与包装管的薄膜连接。
在德国专利第1995600号所描述的其它现有方法中，当包装管的前突的、仍然开口的端部必须封口时，被包装产品、例如棉条已放置于包装管内。在该方法中，也使用一夹紧机构来夹持包装管突伸超过棉条前端的前端部分。然后，相对于棉条和包绕它的包装管而转动夹持住包装管前端部分的夹紧机构，从而形成一扭结。与上述方式类似，之后用一压头将扭结和扭结花瓣折叠到棉条周围的包装管的前端部分上，并热封薄膜材料而在棉条末端上形成一圆顶形的包装收口。
虽然这在现有技术中被认为是较先进的，但它仍存在一些缺点。首先，为了夹持住包装管的前端部分并相对于包装管的其余部分而转动，机器构件需要复杂的运动。这种夹持和转动运动的组合要求相当复杂的机器构件，以便在适合于批量生产的自动化装置上执行。这就使得现有的装置在制造、维修和操作方面相当复杂和昂贵。
其次，必须使包装管的一个相当长的部分突伸到所插入的棉条的前端之外，以便让该突伸部分的前端被夹持住，并在该被夹持部分和棉条末端之间形成一个扭结。这样，在该开口的前端突伸部分就需要大量的包装薄膜，而其目的仅仅是为了使包装管封口，因此，这种现有方法的包装薄膜消耗相当高。与突伸到棉条前端之外的该大量包装薄膜相关的另一个缺点在于，因对扭结和扭结花瓣进行熔化和热封，该大量的薄膜材料留在包装管的圆顶形端部上，这可能在包装的前部形成硬塑料球，从而可能导致被包装产品变形，尤其可能导致棉条变形和损坏。
现有方法中所使用的包装薄膜材料通常是水合纤维素或再生纤维素(公知商标为CELLOPHAN)。也可能需要使用其它的薄膜材料，诸如聚丙烯。遗憾的是，即便不是所有的，但大多数形式的聚丙烯薄膜不适合于用上述扭转方法来封口。
因此，本发明的一个目的在于提供一种使包装管突伸到被包装产品之外的开口前端封口的方法和装置，它所需的包装装置构件的运动不太复杂。具体地说，本发明的一个目的在于免去为形成扭结而在包装管与夹紧机构之间造成的转动运动。
本发明的另一目的在于提供一种使包装管的开口端封口的方法和装置，它要求包装管突伸到被包装产品末端之外的长度较短，因此减少包装薄膜消耗。
本发明的另一目的在于提供一种使包装管的开口端封口的方法和装置，它允许使用更大范围的包装薄膜。
按照本发明，用夹爪将包装管的前突开口部分的前部压接于一起而形成一膜片。如果采用的是可热封薄膜材料，这种连接或封闭成膜片的操作可以通过热封来完成，如果所采用的薄膜材料至少在前突端区域内具有一压敏粘结剂涂层，则也可通过压合来完成。然后，将该膜片围绕被包装产品的自由前端而折叠和覆盖于包装管的外表面上。而后，通过热封、或将该折叠的膜片压到包装管薄膜上，从而使其与包装管薄膜连接，若是采用后一种方式，膜片必须涂有压敏粘结剂。
利用本发明的方法，由于不需要形成扭结、进而不需要夹紧机构与其余包装管之间的转动，因此可显著简化使包装管前端封口所需要的工具运动。相反，为了在包装管的前端处形成封闭的膜片，只需进行简单的夹持操作并通过热封或压合(在使用涂有粘结剂的薄膜的场合)进行连接即可。之后，将该膜片围绕被包装产品的末端部分而折叠并覆盖于包装管的外表面上并与其连接(再通过热封或压合)。
而且，由于无需形成扭结，本发明的方法和装置要求延伸到被包装产品末端之外的包装管长度较小。因此，为形成包装产品所需的包装薄膜较少。业已发现，利用本发明，形成包装所需的包装薄膜的总量可减少约10％。
本发明的另一优点在于，由于形成封口的包装末端所需的包装薄膜量得以减少，因而通过例如热封进行封口后在包装末端处形成包装材料积聚的危险较小，因此被包装产品(例如棉条)受这种末端部分处的材料积聚的变形或损坏的危险较小。
本发明的另一优点在于，利用本发明的方法和装置，还可以将诸如聚丙烯之类的、不能与现有扭转方法一起使用的包装薄膜材料用作包装薄膜材料。
在一优选实施例中，形成于包装管前突端的前部的膜片形成为产生至少一个基本平的第一膜片部分，该第一膜片部分相对于包装管的纵轴线倾斜。由于这种倾斜，压头在前进到被包装产品的前端上时可很容易地将膜片围绕被包装产品的前端而折叠到包装管上。尤其优选的是，形成两个第一膜片部分，它们相对于一个含有包装管纵轴线的平面而保持对称，并相对于包装管纵轴线沿相反的方向倾斜。利用这种结构，压头在前进到被包装产品的自由前端上时可将两个第一膜片部分折叠于包装管的相对的半球体上。例如，如果一个第一膜片部分向上倾斜而另一个向下倾斜，则一个膜片部分将围绕被包装产品的前端而被折叠到包装管的上半部分上，另一个被折叠到包装管的下半部分上。这样，可以使折叠和热封于包装的圆顶形前端上的薄膜材料分布得更为均匀。
在一优选实施例中，不仅将包装薄膜的前部压合于一起，而且将围绕被包装产品前端部分的包装薄膜压合于一起。这可以通过使夹爪在闭合时形成一个形状与被包装产品前端部分的形状互补的凹槽来实现。因此，夹爪可适于将被包装产品的前端部分容纳于凹槽内，并适于将包装薄膜围绕被包装产品前端部分的那部分压合于一起。围绕被包装产品前端部分的膜片可以是基本平的第二膜片部分的形式。
在一优选实施例中，夹爪可枢转地安装，并设置可成朝枢转运动轴线的方向克服一偏压力纵向移动。利用这种结构，夹爪在围绕被包装产品前端部分而闭合时可通过克服偏压力(如果有的话)向后移动而适应于被包装产品前端的实际位置，从而适应被包装产品的长度变化。每个夹爪例如可连接于一杆，该杆进而可滑动地容纳于一枢轴件的引导筒中。该杆上作用有一弹簧力而将其朝伸长位置偏压。一方面，当夹爪用它们的凹槽围绕被包装产品前端而闭合并且应被包装产品的前端位置的要求而略微向后移动时，夹爪的这种在闭合时沿垂直于枢转轴线的方向、也就是沿被包装产品的纵向方向移动的能力允许夹爪可适应于被包装产品前端的位置。另一方面，夹爪的这种可朝枢转轴线移动的结构还有以下优点：在大多数情况下(即每当被包装产品的前端延伸超过一预定位置时)，夹爪在用它们的凹槽围绕被包装产品前端而闭合时都执行一略微后退动作，从而将包装薄膜围绕被包装产品而张紧，以此提高包装质量。
在进行热封的一优选实施例中，夹爪的夹持表面在它们到达闭合位置之前就已被预热，以缩短使被压合的膜片热封所需要的时间，从而提高包装产品的速度或加工速率。如果用聚丙烯作为包装薄膜，则对夹持表面进行预热尤为有利，因为这种材料的温度容限相当小，这就意味着不允许将其过热到热封所需要的温度以上，或者只能过热一个很小的百分数，即热封所需温度的约10％。因此，无法通过提高闭合的夹爪的加热功率来加速热封工序。因此，大体上，通过适度地将聚丙烯薄膜加热到热封温度来使其热封将需要较长的时间；按照本发明，如果夹爪的夹持表面在它们将包装薄膜压合于一起之前就已受预热，则可有利地缩短该热封时间。
本发明能与在包装技术领域可用的所有薄膜材料一起使用。其中有已提到过的水合纤维素薄膜，该薄膜可以涂有漆，也可以不涂。而且，可以使用涂有聚合物的水合纤维素薄膜，例如带聚二氯乙烯涂层的薄膜。然而，所有种类的非纤维素薄膜也是适用的，例如聚丙烯薄膜。通常，所有种类的复合薄膜也可以使用，例如水合纤维素薄膜与共挤出聚丙烯(PPOS)、与有向聚丙烯(PPO)或与无向聚丙烯(PPN)的组合物。另外，可以使用水合纤维素薄膜和聚乙烯薄膜的复合薄膜，或者水合纤维素薄膜与聚酰胺、聚酯、聚乙烯和/或聚丙烯层的组合物。还有，可以使用带金属涂层、例如铝层的塑料薄膜。此外，干涂层薄膜和收缩薄膜可以与本发明一起使用。与本发明一起使用的包装薄膜的厚度应在20到120微米的范围内。原则上，可以将所有薄膜加工成可通过热封来密封，或在需要封口的区域具有压敏粘结剂。
下面参照附图中所示的一实施例来对本发明进行描述，附图中：
图1是夹爪和它们的操作机构的部分剖开的侧视示意图；
图2是图1处于闭合位置的夹爪的正视图；
图3是图1的夹爪和它们的操作机构的侧视图，只是夹爪处于张开位置；
图4是图3处于张开位置的夹爪的正视图；
图5是包装产品的正视示意图，它在前端形成有两个倾斜的膜片部分。
在下面的详细描述中，只是进一步描述夹爪的设计和操作，而不对传统的压头的设计和操作进行进一步描述。对于薄膜的连接，在以下实施例中参照的是热封法，但原则上也可以使用至少在连接区域内涂有压敏粘结剂的薄膜，从而不需要热封工序。
图1表示处于闭合位置的夹爪10、10’的安装和操作机构的前部。夹爪10、10’分别安装在枢轴件20、20’上，这些枢轴件是可枢转地安装，并由一杆机构操作而周期性地使它们张开和闭合。夹爪10、10’在图3中表示为处于张开位置。
夹爪10(10’)通过一杆12(12’)安装在一枢轴件20(20’)上，杆12(12’)可滑动地容纳于该枢轴件中。杆12(12’)上作用有一弹簧力而将它朝其向前延伸位置偏压，如图1所示。在夹爪从其图3所示张开位置朝图1所示闭合位置的移动过程中，夹爪10(10’)在移动的第一部分中被引导于一引导表面22(22’)上。在闭合移动的第二部分中，夹爪10(10’)脱开引导表面22(22’)，因而夹爪10(10’)在接近闭合位置时可自由向后移动，并使杆12(12’)克服一偏压力进一步移入枢轴件20(20’)。利用夹爪10、10’的这种弹性安装，它们可以朝各自的枢转轴线、也就是朝图1中的右侧移动，以能够适应于容纳于夹爪10、10’的凹槽14中的被包装产品前端的实际位置。
图1和3中所示的、用于在新的被包装产品移入到位时使枢轴件20、20’周期性张开和闭合的其它联动和杆机构并不属于本发明的内容，在此不加以详细描述。
参照图3和4可以最清楚地描述夹爪10、10’的设计和操作。夹爪形成有一凹槽14，该凹槽位于夹爪的中央(见图4)，因而在图3中用点线或虚线表示。当夹爪10、10’闭合时，凹槽14的形状与被包装产品2的圆顶形前端的形状互补，使夹爪可以围绕被包装产品2的前端部分而闭合。
围绕凹槽14的是第二夹持表面11、11’，它们用于将包装薄膜压于容纳在凹槽14中的被包装产品的前端部分周围，以形成一基本平的第二膜片。
在夹爪10、10’压迫包装管开口的前突部分3的区域内，夹爪中设置有若干夹持表面，以在包装管突伸到被包装产品前端之外的部分3中形成第一膜片部分。这些第一夹持表面包括相对的夹持表面16、16’和18、18’，这些夹持表面相对于一垂直于第二夹持表面11、11’的平面而对称设置，其中，相对的夹持表面16、16’和18、18’各形成一基本平的膜片部分6和8(见图3和5)，这些膜片部分相对于被包装产品的纵轴线沿相反方向倾斜。这样，包装管的开口前突端3由这些第一夹持表面16、16’、18、18’形成两个基本平的第一膜片部分6、8，这两个膜片部分相对于被包装产品的纵轴线沿相反方向倾斜，如图5的正视图中示意性表示的。这两个沿相反方向倾斜的膜片或“翼片”6、8由一倾斜的中间薄膜部分连接。该倾斜的中间薄膜部分由分别连接第一夹持表面16和18或16’和18’的中间夹持表面形成。
在该优选实施例中，在突伸到被包装产品前端之外的区域内形成两个第一膜片部分6、8。但是，原则上也可以形成一单个的基本平的第一膜片，该膜片最好相对于被包装产品的纵轴线倾斜。然而，最好形成至少两个第一膜片部分6、8，这在将第一膜片部分6、8围绕被包装产品2而折叠到包装薄膜1上时有助于实现更均匀的膜片材料分布。原则上，也可以形成两个以上的第一膜片部分。
在一备选实施例中，也可以采用不含凹槽14的、更短形式的夹爪10、10’。在这种情况下，夹爪仅压迫包装管前突部分3的前部，从而在被包装产品前端的前面形成一压合膜片，而不包绕被包装产品的前端，并且不将包装薄膜压到被包装产品前端的周围。
在执行本发明的方法时，在图3中用虚线表示的包装薄膜1的初始阶段，围绕被包装产品2的包装管1有一个开口的前端部分3，该前端部分突伸到被包装产品2的前端之外。包绕有开口包装管1的被包装产品2如图3所示由一个未图示的机构保持在适当位置。从此位置开始，夹爪10、10’的操作机构使夹爪移动到如图1所示的一闭合位置，因而使被包装产品2的前端部分容纳于凹槽14内，并将包装管的前突开口部分3压合于一起，从而在被包装产品2的前面形成两个倾斜的第一膜片部分6、8，并围绕被包装产品的圆顶形前端形成一第二膜片部分。
在一优选实施例中，夹持表面16、16’、18、18’、11、11’在夹爪到达闭合位置之前已被预热，以在尽可能短的时间内导入尽可能多的热量，以便在可能的最短时间内实现第一和第二膜片部分的密封，而不致使薄膜材料过热。
在装置的下一工位(该工位在图中没有示出)，将带有封口的膜片端部6、8的被包装产品2移动到一压头的前面，该压头具有一形状与被包装产品2的前端部分形状互补的凹槽。该凹槽移动到被包装产品2的前端部分上，从而将第一膜片部分6、8围绕被包装产品前端而折叠到包装管1上，其中，膜片部分6将被折叠到被包装产品2的下半部分上，膜片部分8将被折叠到上半部分上。当被包装产品的前部完全容纳于凹槽中时，第二膜片部分也被压靠于包装管。围绕压头凹槽的壁被预热，以使包装薄膜材料熔化，从而通过热封将膜片部分与围绕被包装产品的包装薄膜连接。
如图3所示，夹爪10、10’抵靠引导表面22、22’，这些引导表面在夹爪10、10’的闭合移动的第一部分过程中对它们进行引导。引导表面22、22’的形状制成：在闭合移动的某一点，夹爪10、10’在进一步闭合时脱开引导表面，并在它们的伸长位置由偏压力保持抵靠于它们的杆12、12’。当到达闭合移动的最终阶段时，夹爪10、10’便可克服偏压力而自由地朝它们的枢转轴线的方向(也就是朝图1的右侧)移动。夹爪10、10’的这种弹性安装让它们在其凹槽14围绕被包装产品2的圆顶形前端而闭合时适应于被包装产品前端的实际位置，从而适应于被包装产品的长度变化。而且，夹爪10、10’的这种弹性安装方案具有以下效果：由于夹爪在平均产品尺寸的情况下设置成可略微向后移动，因而在大多数情况下，夹爪在围绕被包装产品而闭合时略微向后移动，以此张紧包绕于被包装产品上的包装薄膜，从而提高包装质量。