第3章盒(箱)型包装技术

第3章第一节包装盒(箱)的成型与供送•一、现场成型•所谓现场成型,即是将已经划痕并模切好的盒型坯片,按预定成型面的折叠顺序作侧面、底面等的锁合、粘合或热封合,形成仅有一个开口的盒型,供给充填工位之用。•纸盒成型装置是盒型包装作业线上的核心部分之一。盒体成型还包括对有关叠合搭接的侧面或底面的封合工序。盒体成型时的封合方法有锁合、粘合和热封合三种。1.锁合成型•在“包装结构设计”课程中,已接触到各种折叠式纸盒类型,大多利用盒体垂直面或侧壁面上的卡舌和切口,完成盒体锁合成型。 2.粘接成型模切后的纸盒坯片可用热熔胶或冷粘胶粘接成盒型,请参阅盒(箱)封合中关于粘接剂的内容。•最简单的方法是在机器或成型腔正下方安装多个敞开式热熔胶槽。当盒坯送到后,浸胶转轴(轮)上的涂胶刮板向上运动,从热熔胶中提起,于是在盒坯的各个角的折叠底面上涂以胶液(点状或线状)。当盒坯压入成型腔时,折翼折入盒型内,经加压辊与型芯块的夹紧作用,再经冷却与固化,完成粘接成型。•另一种方法是在水平输送带上用喷嘴或喷枪将热熔胶喷射到单个盒坯的侧壁内表面上。涂胶后的盒坯被送到成型腔上方,再垂直地压人模腔、压紧、冷却、固化。•热封成型热封成型是利用特殊纸板涂层,如单面涂布聚乙烯、双面涂布聚乙烯、聚酯、聚丙烯等作为粘合剂,先将由电热元件加热的空气(200～425℃)直接喷到盒坯特定区域上,使此涂层熔化,然后将盒坯压入型腔内,完成折叠面的热封合。•此法特点为:①盒体成型速度快(达90次/min)；②双面聚乙烯涂层具有隔潮防护功能；③需要一定冷却方法(如水),以防成型头各部分温度过高。•右图是两侧封缝折叠纸盒的对折成型的工艺流程图。当模芯推着坯料通过型模时,纸盒即成型。在B处,盒底己形成,二侧面正在通过,折页器将二侧底下折页折起。在C处,热熔胶涂在靠模芯的一个侧翼口上。在D处,压紧搭缝,胶水粘固。制造好的纸盒从模芯上落下,由输送带送到下一工位。同时,模芯退回到原始位置,准备下一次动作。如果纸盒太薄或二侧折页太狭,难以形成良好的搭缝,则可将其折过头一点,粘在盒背上,纸盒侧面宽度仅受所用模芯控制,故亦可制成薄似信封的纸盒。•二、预制盒(箱)坯的张开成型•许多刚性较好的大中型纸盒(箱)的坯片已经完成了侧面及底面的封合,进入包装机后只要将其撑开或开启即成盒(箱)型,然后再调整其位置及姿态,进入充填作业。 •下图为另一种牙膏装盒机上的开盒机构示意图。纸盒在物品装入前应呈平行四边形,须经张开墩方。存放于盒仓1内成叠的纸盒,由吸盒杆5上的橡皮吸盘吸取,吸盘的负压由换向阀9控制；纸盒取下后,先经过固定板6上端,使纸盒的右上方一条棱边向左推移,开始张开；待吸至搁板7,由于固定板6的斜面作用,纸盒基本张开；至此,换向阀9关闭,吸盘离开,同时送盒摆板8、接盒杆2己等候接应,纸盒在送盒摆板8顶端的小钩与圆弧面推动下,继续向前送进,并经压盒杆3的压送,进入盒子输送链,使盒子完全张开。吸盒杆5、送盒摆板8、接盒杆2均由曲柄摇杆机构实现,压盒杆、换向阀由凸轮控制。 •下图所示为开箱机构原理图。竖直存放堆积的纸箱坯是由下面的链条带动前移的,链传动由棘轮机构控制作间歇行进。推杆、活动门、压板等可分别由凸轮机构、连杆机构或液动气动机构实现运动。 •下图所示为真空法取箱开箱机构示意图。它采用机械与气动相结合,结构简单,动作可靠•三、纸盒(箱)和插页的供送•1.纸盒(箱)供送•已成型的纸盒(箱)一般由输送装置传至人工或自动充填工位。工作节奏较慢的可采用带式传送机或化纤物贴面的链式传送机,另外还有刮板式和链板式输送机。送盒速度可与操作者速度同步,在任一高速操作中都能对纸盒作充分检测。输送装置的一端设在成型腔的下方。浅盘或纸盒成型后即可落到输送机上。为适应手工充填作业,输送机应安装于使纸盒离地面约75～85cm的高度位置。供盒装置可根据操作速度,纸盒大小和形式(如管筒式纸盒还是平张盒坯)来选择。•(1)管筒式纸盒的供送。管筒式纸盒的基本供送装置(下图),由盒坯料仓、真空吸头、张盒器和传送机构等组成。•料仓可以是立式、卧式或斜置式。 先由真空吸头7将料仓1最底下的盒坯吸成弓形,便于支承插板9插入最底下两层纸盒坯之间。插板9支承起盒坯上部堆料10的重量。最下面纸盒被往复式送料杆8推送到张盒输送轮6位置上。张盒插板5从两头插入纸盒中央,然后转动操作杆2压下纸盒的侧面。纸盒输送装置3上随链轮运动的凸片使纸盒完全撑开成型,送入充填工位。利用张盒插板的管筒式纸盒供盒装置示意图•（2）大扁平纸盒的供送。•右图为大而扁的纸盒的送盒装置。采用与上述相似的吸料方法。张盒由顶部和底部的真空吸头2、3吸拉完成,即底部两个吸头吸住下盒面,然后顶部两吸头吸住上面并根据盒体高度做一定半径的弧线运动,实现完全张盒。再由链带上的凸片7夹持住并传送到充填工位。•(3)用真空成型转轮的纸盒供送。第二节包装盒(箱)的充填与封合•一、盒(箱)的充填•包装纸盒和纸箱的装填物绝大多数是以各种个体包装形态出现。纸盒的内容物有经纸塑材料裹包的块体产品,袋装的散体、粉料、液料产品,还有瓶装的颗粒料、液料产品等。纸箱的内容物有各种盒装、袋装、裹包、瓶装的产品,还有较大型的缓冲包装结构的机电产品。•纸盒(箱)的充填,以自动化程度分,目前有手工、半自动和全自动三种方法。半自动装填法中,产品的供送、包装材料的供送等均采用半自动或自动方法,仅装填作业用手工完成。全自动装填则是作为能完成物料供送、容器成型、充填、封缄、输出等全自动作业的整条包装生产线中的一个主要组成部分。•1.侧填式装盒•下图为一侧填式开箱充填封箱生产线示意图。其4个工位如图所示。生产效率达10箱/min。 •下图为全自动卧式装盒机构示意图。整个机器由产品供送装置10,纸盒供送装置2,装盒输送装置4,封盒装置3等组成。此机每分钟可包装150～300件,最高达600件。装盒机构在链带的上方完成装盒动作，在链带的下方完成推料滑板5的退回原位的动作。 •2.多件装盒•多件装盒机能将一些相同的产品排集成堆装进盒中。一般是间歇性或周期性运动,故多件装盒机的速度不高。提高装盒速度的方法就是接受多台产品排列与送料机的输出。其一般装盒形式如下图所示,纸盒可以是上填式浅盘盒[图(a)］,也可以是侧填式管筒状纸盒［图(b)]。 •3.拾取式装箱•一箱中装入几十件瓶型产品,采用拾取式(pick-up)最为常见。下图所示为垂直吊入式装箱机示意图。 •下图为几种拾取式夹头装箱情况。图中(a)为4升重型夹头；(b)为带一组夹头的装箱机(一次装一箱)；(c)为带四组夹头的装箱机(一次可装四箱)。 气动夹头结构简图 二、包装盒(箱)的封缄•1.折合•盒(箱)的摇盖(或舌盖)通常由装在连杆上的折合机构元件来完成折合。这些折合动作包括:•(1)侧面防尘短翼的折合;•(2)塞舌折翼的折合线预压;•(3)校正纸盒形状;•(4)有双长折翼的盒,先后作第一折翼和第二折翼折合;•(5)有锁合卡口的盒,舌头与切口的就位。•无论是粘合封盒(箱)还是胶带封箱,首先需要将两侧翼板(或舌板)压下。下图所示为几种折合侧翼(舌板)的方法。图(a)为一种同时利用刮舌器和转舌器的最简单的折舌机构示意图。图(b)为由气缸同时驱动一对转舌器的同步折舌机构。图(c)为利用压舌板和螺旋外形折舌器的行进式折舌机构。 2.粘合盒(箱)粘合封缄的方法具有适合自动化快速操作和良好防窃启性的优点。可以单面粘封,也可双面粘封。单面粘封时,两个外层端面折翼粘合一起。双面粘封时,内层折翼先与侧面短翼粘合,再将内外层端面长翼粘封,参阅图8-24和图8-25。 •粘合剂有两种基本类型,即冷粘胶和热熔胶。•冷粘胶——有糊精或乙烯基树脂胶等。依靠水分蒸发而固化,一般需20～30秒时间。另外需要一个压紧输送装置,使纸盒粘合面在粘合剂固化前一直被压紧着。•热熔胶——有乙烯酯、乙烯醋酸组合物、聚丁二烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯等。依靠冷却而固化，固化压紧时间仅需几秒钟。冷粘胶和热熔胶的工艺性能对比热熔胶粘合系统的示意图热熔胶可采用喷枪或凹刻涂胶辊来涂布。当使用喷枪时要有三种必要的加热元件、粘合剂槽、软管、枪体。粘合剂喷枪可进行条形涂布、间断涂布或点涂。单面粘合时一个端面用一根喷枪，双面粘合时一个端面要用二根喷枪， •关于非接触式喷嘴系统的构成和工作原理见下图。此系统使用冷粘剂，故不需加热装置。 不同涂敷方法的优缺点纸箱上胶机构,利用上胶毛刷6的旋转依次进行沾胶和涂布3.胶带封合利用粘贴胶带封合是目前最为广泛的封盒(箱)方法。 第三节盒（箱）型包装生产线图例•一、棱柱形盒开盒上填封口生产线•二、带内衬拆叠成型上填封口生产线•三、袋装产品侧填装盒生产线•四、卧式上填式纸盒包装机