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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。FRW－150C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。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。材料封口温度（℃）封口速度（m∕min）类别厚度（mm）聚酯∕铝箔∕聚丙烯0.10220～2607.2聚酯∕聚丙烯0.08175～2003.5聚乙烯0.08130～1506.0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2～3mm。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t＝2～6mm，齿尖角α＝50°～60°，每个齿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。演示封合方法特点适应材料热板熔融封合封缝强度大热收缩薄膜超声波熔焊封合封口质量好，设备投资大聚酯、铝箔复合膜、易热变形的厚塑料材料辐射熔焊封合连续封合聚酯薄膜和无纺材料电磁感应封合连续高速封合较厚的聚烯烃包装材料红外线熔融封合穿透性强厚度5—6mm以上的薄膜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.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,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12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。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。（2）通过行星轮系使成型滚轮相对瓶体实现周向旋转运动，并与成形滚轮上弹簧的轴向位移组成螺旋运动。(3)通过凸轮机构使螺纹和封边成形滚轮实现径向进给运动3.西林瓶轧盖封口机轧盖装置将扣在瓶口上的铝盖通过滚压的方式紧密牢固地包封在瓶口上。轧盖装置有三刀滚压式和卡口式两种，三刀滚压式又有容器不动和容器随动两种形式。4.玻璃输液瓶轧盖封口机五、旋盖封口机（一）旋盖工艺过程1．取盖2．捉盖5．脱瓶6．复位3．对中4．旋盖其他旋盖设备：设备1设备2设备3六、压塞封口机1.压胶塞机2.压塞翻塞机