专利名称：用于制造膨胀物品的设备和方法
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用于制造膨胀物品的设备和方法
4支术领i或本发明涉及膨胀包装件，更具体地，涉及用于生产气体膨 胀包装件的改进的设备和工艺，该气体膨胀包装件具有一个或更多个 彼此流体连通的隔间。
背景技术：
已知存在各种用于形成膨胀垫子、枕头或气体膨胀包装件 的设备和方法。膨胀垫子用于通过将产品包裹于垫子内并将已包裹产 品置于运货纸箱内，或简单地将一个或更多个膨胀垫子与待运输产品 一起置于运货纸箱内来对产品进行包装。垫子吸收在运输期间可另外 完全传送到已包装产品上的冲击从而保护已包装产品，并且也限制了 已包装产品在纸箱内的运动以进一步降低该产品发生损坏的可能性。许多常规的可膨胀垫子具有膨胀袋的形式。尽管在许多应 用中都是非常有用的，然而这样的袋型垫子却不能包裹在待包装物体 的周围。 —些可膨胀垫子包括多个可膨胀室以及对个体室进行分隔 的分隔物。分隔物允许垫子包裹在物体周围。然而，这样的垫子一般 都是预成形类型，即其中的个体室是在工厂或其他非包装场所预先制 作的。这样增加了包装者的材料成本，并且常常需要包装者保持有几 种不同类型例如尺寸、样式、形状等的可膨胀垫子，以能恰当地对具 有不同尺寸、形状等的物体进行包装。这不但进一步增加了包装者的 材料成本，而且对是否有必要改变緩沖形式的问题也是进退两难，同 时还需要降低物体包装的速度。此外，制造预成形垫子的工艺的变化 形式可导致膨胀/密封机器中的对准和跟踪问题，从而导致制造出膨胀 不佳和/或密封不佳的垫子，而这样的垫子可能会过早瘪掉或以其他方 式失去对所包装产品的保护。相应地，现有技术所需要的是用于制造、膨胀、密封膨胀 包装件的设备和工艺，该膨胀包装件具有一个或更多个彼此流体连通 的隔间。该设备和工艺允许在包装地点形成这样的垫子，然后将垫子 包裹在待包装物体周围。
发明内容
本发明满足了上述需求， 一方面，提供利用具有两个并置
膜层的膜片(或称膜状料)来制造膨胀包装件的设备，该设备包括
a. 第一密封装置，其用于生产一系列将膜层结合在一起的横向封
口 ；
b. 膨胀组件，其用于在膜层之间引导气体；
c. 第二密封装置，其用于生产一个或更多个将膜层结合在一起的 纵向封口，横向封口和纵向封口相交以将气体封在膜层之间，从而形 成一个或更多个膨胀包装件；和
d. 至少一个中间密封元件，其用于在每个膨胀包装件内制出一个 或更多个中间封口 ，该中间封口将包装件分隔为两个或更多个隔间并 在隔间之间4是供至少 一 个流动通道以允许隔间;波此流体连通。根据本发明的另 一 方面， 一种利用具有两个并置膜层的膜 片来制造膨胀包装件的方法包括如下步骤
a. 生产一系列将膜层结合在一起的横向封口；
b. 在膜层之间引导气体；
c. 生产一个或更多个将膜层结合在一起的纵向封口 ，横向封口和 纵向封口相交以将气体封在膜层之间，从而形成 一 个或更多个膨胀包 装件；以及
d. 在每个膨胀包装件内制出一个或更多个中间封口 ，该中间封口 将包装件分隔为两个或更多个隔间并在隔间之间提供至少 一 个流动 通道以允"i午隔间;波此流体连通。由中间封口形成的分隔物为所得到的膨胀包装件提供类似 铰链的柔性区域，该柔性区域提供足够的柔性使得该膨胀包装件可被 用作"周围包裹型"包装垫子。中间封口提供的流动通道允许膨胀包 装件内的隔间流体连通从而膨胀气体可在包装件内重新分布，而这样 的气体重新分布进一步有助于其柔性。本发明进一步的方面在于一种利用具有两个并置膜层的膜 片来制造膨胀包装件的设备，该设备包括
a. 膨胀组件，其用于在膜层之间引导气体；
b. 密封装置，其用于生产一系列将膜层结合在一起的横向封口以将气体封在膜层之间，从而形成一个或更多个膨胀包装件；和
C.至少一个中间密封元件，其用于在每个膨胀包装件内制出一个 或更多个中间封口 ，该中间封口将包装件分隔为两个或更多个隔间并 在隔间之间^是供至少 一 个流动通道以允许隔间彼此流体连通。本发明的另一方面在于一种密封装置，该密封装置包括
a. 可旋转支撑圓柱件，其具有外圆周表面；和
b. 加热元件，其绕圓柱件外表面的至少一部分布置并固定于圆柱 件，使得加热元件随圓柱件一起旋转，加热元件绕圆柱件外表面盘绕 以形成重叠的螺旋线图案，
由此，可使一个或两个膜层与该装置旋转接触并将该加热元件加 热到足以使膜层密封在一起的密封温度来将两个并置薄膜的层密封 在一起。本发明的这些和其他的方面及特征可通过参考下面的描述 和附图而得到更好的理解。
图1是根据本发明用于形成膨胀包装件的设备的示意性立 视图；图2是图1所示设备的透视图；图3是图2所示密封滚筒48的放大透视图；图4是膨胀包装件的平面视图，该包装件由图1所示设备
的改进版所制造，其中图5的所示纵向密封滚筒80被用于替换图1-2
所示的密封滚筒70;图5是纵向密封滚筒的立视图，该纵向密封滚筒可被用于
替换图l-2所示的密封滚筒70;图6是图3所示密封滚筒48的更详细的视图；图7是根据本发明用于形成膨胀包装件的替代性设备的示
意性立视图；图8是图7所示设备的透视图；图9是图8所示中间密封元件210的平面视图；图10是根据本发明用于形成膨胀包装件的另 一替代性设备
的示意性立视9
图11是图IO所示设备的透视图；图12是根据本发明用于形成膨胀包装件的进一步替代性设 备的示意性立视图；图13是图12所示设备的透视图；图14A是图12-13所示第一密封装置406的部件416a的放 大立视图；图14B与图14A类似，j旦表示了部件416上密封元件的替 代性安排；图15是图12-13所示第一密封装置406的可移动部件416a 和416b的详细—见图；图16是根据本发明用于形成膨胀包装件的另 一替代性设备 的示意性立视图；图17是图16所示设备的透视图；图18是替代性纵向密封滚筒的透视图，该纵向密封滚筒包 括具有双螺旋线图案的密封元件；图19是具有由图18所示密封滚筒所形成纵向封口的膨胀 包装件的平面视图；图20是具有由图18所示密封滚筒的替代性同步方案所形 成纵向封口的膨胀包装件的平面视图。
具体实施例方式参见图1-2,示出了利用具有两个并置膜层16、 18的膜片 14来制造膨胀包装件12的设备10。膨胀包装件12可用作垫子，例 如用于在运输和存储期间包装和保护产品。也预见了膨胀包装件的其 他用途，例如作为漂浮装置或装饰性物体。如图所示，设备10包括第一密封装置20、膨胀组件22、 第二密封装置24和至少一个中间密封元件26。第一密封装置20制出一系列将并置膜层16、 18结合在一 起的横向封口 28。这样的封口大致定向为基本横向(即有一定角度) 于膜片14穿过设备10沿其行进路线的运动方向的方向。预膨胀包装 件30可因而形成于一对对的横向封口 28之间。这样的横向封口 28 也将成为已完成膨胀包装件12的组成部分。为了引用的方便，每个包装件12、 30的"上游"横向封口由附图标记28a表示，而"下游" 横向封口由附图标记28b表示。如图所示，膨胀组件22在膜层16、 18之间引导由箭头32 表示的气体进入预膨胀包装件30。第二密封装置24制出一个或更多个将膜层16、 18结合在 一起的纵向封口。在当前所图示的实施例中，第二密封装置24制出 一个单独的、连续的纵向封口 34。在其他实施例中，第二密封装置可 制出非连续的 一 系歹'j纵向封口 ， 如同在例如以7>开号 US曙2006陽0218880-A1出版的美国专利申请11/099,289中所公开的那 样，本文在此以引用的方式并入该专利申请的公开内容。为了形成膨 胀包装件12,设备10形成横向封口 28和(一个或多个)纵向封口 34，使得封口 28、 34互相交叉，从而将气体32封在膜层16、 18之 间。在所示实施例中，膜片14是具有封闭的纵向边缘36和相 对的开放的纵向边缘38的"中央折叠式(center-folded)，，片。开放 的纵向边缘38允许在膜层16、 18之间引导气体32进入预膨胀包装 件30。可通过将膜片14在其纵向中心或附近折叠、即中央折叠该片、 而形成封闭的纵向边缘36，使得每个膜层16、 18具有基本相同的尺 寸。现有技术中已知多种合适的中央折叠装置和方法。可在任意期望 的时间进行中央折叠，例如在薄膜被制出后不久和/或仅仅在为了设备 10的后续使用而将薄膜缠绕在供给巻(未示出)上之前。替代性地， 可在设备的上游将中央折叠装置加入设备IO或将其与设备IO—同使 用。作为进一步的替代性方案，分开的膜层16、 18可为例如经 由热密封而沿邻近的纵向侧边缘并置或密封在 一 起，以形成封闭的纵 向边缘36。作为另一个替代性方案，膜片14可为扁平管，即两个相对 的折叠的/封闭的纵向边缘将并置膜层16、 18接合在一起。也就是说， 当膜片是管时，则两个纵向边缘36、 38是封闭的，例如折叠的或密 封的。在一个实施例中，可在膨胀组件22上游的某个位置将纵向边 缘之一切开以形成开放的边缘38。在另一个实施例中，可通过将一个 或更多个针状件插入管中，从针状件中注入空气，然后密封所留下的针眼以将气体封在管中。可通过形成一对横向封口来完成对针眼的密
封，其中一个横向封口形成于针眼的上游而第二个横向封口形成于针 眼的下游，从而将针眼隔离在这对横向封口之间。在这个实施例中，
将不需要第二密封装置24,因此可将其从设备中省略。美国专利 5,942,076中给出了关于由管来形成膨胀包装件的手段的进一 步细节，由于设备10从其一个边缘使膜片14膨胀，所以该设备可 适应多种片的宽度，从而制造具有多种宽度例如从4英寸到20英寸 的膨胀包装件。相应地，当第二密封装置24制造出纵向封口 34时，气体 32被封在膜层16和18、 一对纵向封口 28a和28b、封闭的纵向边缘 36和纵向封口 34之间。在这种方式下，每个预膨胀包装件30被转换 为膨胀包装件12。根据本发明，设备10进一步包括至少一个中间密封元件 26,其用于在每个膨胀包装件12内制出一个或更多个中间封口 40。 在当前图示的实施例中，设备10包括三个中间密封元件26、 26a和 26b,其在每个膨胀包装件12内形成三个中间封口 40、 40a和40b。 如图所示，中间封口 40-40b将膨胀包装件分隔为两个或更多个隔间 42a-42d，并在这些隔间的至少两个之间^是供至少一个流动通道44， 以允许这些隔间彼此流体连通(也可参见图4)。相应地，不同于纵向封口 34,其与4黄向封口 28a、 28b相交 以使每个包装件都在其中封有气体32,中间封口 40-40b优选地不与 两个横向封口相交。在这种方式下，在中间封口和横向封口之间存在 至少一个间隙或空间，该间隙或空间在每个间隔42a-42d之间4是供流 动通道44。在所示实施例中，中间封口 40既不与横向封口 28a相交 也不与对黄向封口 28b相交，使得两个流动通道44与每个中间封口 40-40b相关if关 一个流动通道44定位于每个中间封口和每个上游横 向封口 28a之间，而另一个流动通道定位于每个中间封口和每个下游 一黄向封口 28b之间。每个中间密封元件26-26b可通过形成一 系列纵向阵列的 "跳跃式封口 (skip seals)"来提供这样的中间封口 40-40b。该跳跃 式封口是纵向非连续的，即在纵向方向纟皮此间隔开，并且定位在每个横向封口 28a、 28b之间，使得每个跳跃式封口变成为中间封口 。这 可通过下面的方式完成如图所示，将第一密封装置20构造为使得 其同时包括横向密封元件46和中间密封元件26-26b。进一步地，第 一密封装置20可包括至少一个如密封滚筒48的旋转部件，如图所示， 在该旋转部件的表面上可安装横向和中间密封元件。在当前描述的实施例中，第一密封装置20可包括多个横向 密封元件，包括横向密封元件46、 46a、 46b和46c。如图所示，横向 密封元件可为成对的，例如元件46、 46a成对在一起而元件46b、 46c 成对在一起。进一步地，每个对可定位在密封滚筒48上，每个对之 间的角间隔具有期望的任意角度，如图所示例如具有180。的间隔。类 似地，每个中间密封元件26、 26a和26b可分别具有密封滚筒48上 的相对的配对密封元件26c、 26d和26e (仅示出了元件26e),如图 所示例如以180。的角间隔。在这种方式下，如图所示，当^:转部件48 旋转，横向密封元件和中间密封元件间歇地接触片薄膜14以交替形 成横向封口 28和中间封口 40。如图所示，设备10可进一步包括将膜片14沿行进路线传 送穿过设备的机构。这样的传送机构可提供为在第一密封装置20内 包括另一个旋转部件，例如背向滚筒50。密封滚筒48和背向滚筒50 可相对定位使得它们彼此抵靠而旋转以在它们之间产生"压印带 (nip)"或切向接触区域，而这向膜片14施加了旋转压力。类似地， 密封滚筒48和背向滚筒50可用于传送膜片，即滚筒沿图1中旋转箭 头所指示的方向旋转，而因此沿如图2中直线箭头所指示的向前方向 驱动膜片，从而传送膜片穿过设备10。因此，作为传送机构的另一个 部件，密封滚筒48和背向滚筒50的一个或两个的旋转可由合适的驱 动机构来运转。例如，可包括电机52，如图2中所示意性表示的，其 机械连结于密封滚筒48。在这样的构造中，密封滚筒48用作为"驱 动滚筒"而背向滚筒50则是"被驱动滚筒"，即被动地由驱动/密封 滚筒48所驱动。替代性地或附加地，电机可类似地连结于背向滚筒 50以直接驱动其旋转。"行进的路线"(或"行进路线")只不过是膜片14在被 传送穿过设备10时所遵循的路线。因此，在当前图示的实施例中， 膜片14沿行进路线被传送穿过设备10时会以如下顺序遇到如下部
13件第一密封装置20、导引滚筒54、膨胀组件22和第二密封装置24。 前述的顺序绝不应是限制性的，而仅仅是为了图解说明而被提出。众 多其他构造是可能的，其中一些将在下面进行描述。可包括导引滚筒 54，由于其在例如将膜片14置于与膨胀组件22对准的位置时是必需 的。可根据需要包括各种另外的常规薄膜导引和薄膜驱动装置。膜片14可由例如供给巻(未示出)来供给，该供给巻定位 于例如图1-2所示部件的上面或下面，并安装到例如设备10的其他部 件所安装的框架或壳体。替代性地，膜片可由单独的薄膜供给机构来 供给，如安装于推车的巻或者容置于盒子内的折叠堆。相应地，须理解的是旋转部件即第一密封装置20的密封滚 筒48适于在膜片14沿其行进路线被传送穿过设备10时使横向和中 间密封元件46、 26与膜片14旋转接触。在这种方式下，第一密封装 置20在膜片沿这样的行进路线被传送时形成了横向封口 28和中间封 口 40。具体地，从图l-2可看出，当密封滚筒48持续地沿如图所 示的方向旋转时，将接着使横向密封元件46a与膜片14接触，随后 使横向密封元件46与膜片14接触，从而如图2所示以相对紧密间隔 的、成对的关系来制出各横向封口 28a和28b。当滚筒48继续其旋转， 中间密封元件26 、 26a和26b将与膜片接触，从而制出各中间封口 40 、 40a和40b,该中间封口被放置和定位于正好在刚刚形成的横向封口 28b的"上游"。 一旦滚筒48进一步旋转，冲黄向密封元件46c和46d 就制造另一对各自的横向封口 28a和28b。由横向密封元件46c制造 所得到的横向封口 28a从而使预膨胀包装件30变得完整，其中该预 膨胀包装件30开始于横向密封元件46在密封滚筒48的前半圈旋转 中所形成的横向封口 28b。类似地，横向密封元件46b所制造的横向 封口 28b将开始形成一个新的预膨胀包装件30,紧接着滚筒48的进 一步旋转，中间密封元件26c-26e (仅示出了元件26e)向该预膨胀包 装件增加 一组中间封口 40 、 40a和40b。相应地，尽管设备IO在间隙的和交替的基础上制出横向和 中间封口，但密封滚筒48和背向滚筒50的旋转可为连续的，使得膜 片可连续运动即不停止或中断地穿过设备10横向、中间和纵向封口 28、 34和40可分别是将两个膜层结合到一起的任意类型的封口 ，如热封口、粘合封口 ( adhesive seal)、 粘结封口 ( cohesive seal)等，而其中热封口是优选的。热封口或热焊 接件可通过如下方式形成使膜层16、 18 ;波此4妻触，在一个或更多 个预定区域向一个或两个薄膜施加足够热量使得每个被加热薄膜区 域的至少 一 部分变成熔化的并且与其他被加热区域混合起来。冷却 后，两个膜层的被加热区域变得连接在一起。被加热区域从而转变为 可^^皮用作为如图2所示封口 28、 34和40那样的热封口 。现在参见图3,将描述第一密封装置20的合适实施例的进 一步细节。装置20的旋转"密封滚筒"部件48可包括具有外圓周表 面56和轴线58的可旋转支撑圓柱件，该圓柱件绕轴线58旋转。横 向密封元件46和46a可固定于外表面56并基本与轴线58对准。第 二对横向密封元件例如46b和46c甚或第三对或第四对横向密封元件 可类似地以任意期望的与元件46和46a的间隔角度而固定于外表面 56。为了清楚起见，图3仅示出了横向密封元件46和46a，该视图中 省略了中间密封元件26和其他横向密封元件。一黄向密封元件46和46a可为电阻性元件，其在通电时会产 生热量(未示出电源)并且可具有任意期望的形状或构造。如图所示， 元件46和46a是线性的、基本平行的电线形式。当元件46/46a与膜 片14接触时，其在膜片14中制出了一对基本平行的横向热封口 28a、 28b,例如像图1-2所示的那样。在这种方式下，当使密封滚筒48与 膜层16或18中的一个旋转接触并且密封元件46/46a被加热到足以使 膜层密封到一起的密封温度时，第一密封装置20形成了横向封口 28a、 28b。当如图1-2所示那样构造密封滚筒48，即在滚筒48的表面56 上排列两对密封元件46/46a和46b/46c时，那么滚筒48的每一圈旋 转产生两对28a、 28b的横向封口 28。类似地，滚筒48上的三对密封 元件在每一圈旋转时将制出三对28a、 28b横向封口，等等。作为图2所示的基本线性的封口 28的替代性方案或附加性 地，也可形成如基本非线性封口的其他形状和图案，例如产生互连泡 泡图案的波浪形封口、具有线性和非线性部分的组合的封口 (下文将 对其进行描述)、"Z字形"封口图案等等。如果是必需的或所期望的，可在横向密封元件46/46a和膜 片14之间放置如聚四氟乙烯涂层的传热介质，例如特氟隆带、聚酯或能承受来自密封构件的热量并且将该热量以足以产生封口 28的量而传导至膜片的其他材料。完成个体膨胀包装件12后，在相邻物品之间包括一条或更多条弱化线(见图2和图4,仅示出了一条弱化线60)有助于它们彼此的分离和/或它们与膜片14的分离。相应地，设备10可有利地包括制出这样的弱化线的装置。这可通过使第一旋转密封装置20适于制出预膨胀包装件30之间(例如在每个包装件之间或在所期望的两个或更多个包装件组之间)的弱化线60来实现。例如，产生弱化线60的装置可在外表面56处并入进或并入到(例如固定于)密封滚筒48。产生弱化线60的合适装置是制出穿孔型弱化线的穿孔刀片62。如图3所示，穿孔刀片62可作为密封滚筒48的部件被并入。刀片62可如图所示为锯齿状的以在膜片14中制出一行穿孔，该穿孔在膜片14中形成弱化线60以允许经由弱化线而容易地撕开。在一些实施例中，穿孔刀片62 (或其他类型的穿孔装置)可如图所示布置于^f黄向密封元件46、 46a之间。这样的定位方^f更地有助于将弱化线60放置于相邻包装件12的横向封口 28a、 28b之间。此外，在这种方式下，弱化线60的产生与封口 28a、 28b的产生是同时发生的。然而，弱化线60也可在单独的步骤中形成，例如使用单独定位的并且如所需而与第一旋转密封装置20相独立操作的穿孔装置。如果需要的话，可由弱化线60将每个包装件12分开。替代性地，可使用更少数量的弱化线60，使得不是每一个包装件都通过弱化线而与相邻包装件分开。例如，穿孔刀片可独立地操作和/或单独地定位，以在任意期望数量的包装件之间产生弱化线，例如在每两个包装件、每三个包装件、每十个包装件之间，等等。在制造包含两个或更多个膨胀物品组的复杂垫子时可能期望采用这样的方式。作为关于密封滚筒48可采用的一个进一步特征，横向密封元件46、 46a以及任选地，穿孔刀片62，可作为整体单位而一起安装在密封滚筒上。如图3所示，这可通过将密封元件46、 46a和穿孔刀片62安装在支撑条64上来实现。依次地，支持条64可固定于密封滚筒48的表面56。如果需要的话，支撑条可以可拆装地固定于密封滚筒，使得整个组件可作为整体单位而被移除或替换。在这种方式下，当密封元件和/或穿孔刀片变旧时，整个组件可作为一个单位被移除或替换而无需替换个别部件，从而有助于进行现场修理。支撑条64可经由如一对保持销66的任何合适的装置而附接于密封滚筒48,该保持销66可连接至并延伸穿过该支撑条并且经由例如摩擦配合被保持在密封滚筒48内的相应插槽(未示出)中，以提供该条与滚筒的机械附接。如图3所示，销66的一部分自支撑条64延伸，提供抓握表面以有助于整体"密封组件，，(即支撑条64以及安装在其上的横向密封元件46、 46a和穿孔刀片62)的手动移除与替换。进一步，当密封元件46、 46a是电线或者对流过其中的电流提供电阻而产生热量的其他装置时，保持销66也可用于为密封元件46、 46a提供电连接，即在电源(未示出)和密封元件之间提供电连通。在这点上合适类型的销是"香蕉插头"。因此，例如，可使用碳刷换向器和滑环来将电流从静态源传输到旋转密封元件，该静态源例如是来自壁式插座的电线，由此该碳刷是静止的并将电流传输到附接于密封滚筒48并随其旋转的滑环。依次地，滑环与销66是电连通的。关于如图3所示第一密封装置20的进一步细节公开在上面所并入的以公开号US-2006-0218880-A1出版的美国专利申请11/099,289中。如上所提及的，第二密封装置24在膜层16、 18之间制出纵向封口 34,该纵向封口 34与横向封口 26的对28a、 28b相交以将气体32封在预膨胀包装件30内。在这种方式下，包装件30被转换为膨胀包装件12。如图1-2所示，第二密封装置24可包括旋转部件，如密封滚筒70和背向滚筒68。如同与第一密封装置20—样，装置24的密封和背向滚筒70、 68彼此抵靠而旋转以在它们之间产生"压印带，，或切向接触区域，而这向膜片14施加了旋转压力。同样，在第一密封装置20之外或作为其替代件，密封和背向滚筒70、 68可有助于在滚筒沿旋转箭头所指示方向旋转时将膜片传送穿过设备10。可由合适的驱动才几构来对一个或两个滚筒70、 68的旋转提供动力，例如，该驱动机构是如图2所示意性示出的电机72。纵向封口 34可为将两个膜层结合到一起的任意类型的封口，如热封口、粘合封口、粘结封口等，而如上所提及的其中热封口
17是优选的。纵向封口 34大致定向为基本平行于膜片14沿其行进路线穿过设备10的运动方向的方向。如图2所示，封口34可为连续的纵向封口，即基本线性的、未断开的封口，其仅在使第二密封装置24停止制造封口时被中断。因此，密封滚筒70可通过任意合适的方式加热，以制出如图所示的连续纵向封口 。例如，第二密封装置24可包才舌例如为电加热电阻性密封元件的纟从向密封元件71,如带或电线。进一步，密封滚筒70可适于使这样的纵向密封元件71与膜片14旋转接触，以在片沿其行进路线被传送时形成纵向封口 34。如图所示，这可通过将密封元件71安装在抵靠膜片旋转的密封滚筒70的圆周表面上来实现。作为图2所示连续纵向封口 34的替代件，第二旋转密封装置24可适于制出图4所示非连续的一系列纵向封口 74。当实施这个实施例时，第一和第二密封装置20、 24被同步，使得每个纵向封口74与限定每个预膨胀包装件30的横向封口 28a、 28b相交，从而将气体32封在其内以完成膨胀包装件12的形成过程。因此，每个非连续纵向封口 74的前导端76与每个包装件的"下游"横向封口 28b相交，而拖尾端78与每个包装件的"上游"横向封口 28a相交，如图4所示。当图5所示的密封滚筒80被作为第二密封装置24中的替代性密封滚筒而用于代替设备10中的密封滚筒70时，将导致非连续的一系列纵向封口 74。如图5所示，密封滚筒80可包括具有外圓周表面84的可旋转支撑圆柱件82和绕外表面84的至少一部分布置的纵向密封元件86。密封元件86可固定于圆柱件82使得密封元件随圆柱件一起^走转。纵向密封元件86优选地是电阻性元件，其在通电时会产生热量(未示出电源)并且可具有任意期望的形状或构造。如图所示，元件86是电线形式。当密封元件86是电阻性元件时，支撑圆柱件82可由能承受密封元件所产生温度的任意材料形成。这样的材料包括例如为铝(优选地为电绝缘的)的金属、例如为聚酰亚胺的耐高温聚合物、陶瓷等。外表面84内可设置有沟槽91,以容纳密封元件86并将其保持在圓柱件82外表面上的适当位置。如果是所期望的或必需的，释放层/传热介质可紧固于外表面84使得其定位于纵向密封元件86和膜片14之间，该释放层/传热介质是如聚四氟乙烯涂层的材料，例如特氟隆带、喷溅式特氟隆涂层、聚酯或能承受来自密封构件的热量并且将该热量以足以产生封口 28的量而传导至膜片的其他材料。在一些为了防止加热元件烧穿或粘住膜片的应用场合可能期望有这样的传热介质。如果是所期望的或必需的，密封滚筒70可类似地包括这样的释放层/传热介质。如图5所示，纵向密封元件86可具有布置在圓柱件82外表面84上的第一端部88和布置在外表面84上的第二端部90。如图所示，第一和第二端部88、 90可彼此间隔开使得密封元件86在圓柱件78外表面84上形成螺旋线图案。这样的螺旋线图案导致图4所示纵向封口 74的成角度的构造。与此同时，螺旋线图案允许密封元件86膨胀和收缩而不破裂或在表面84上变松，而这在密封元件86是电阻性/加热元件时尤为有利。由于在被加热(例如在空闲后的热身期间)或冷却(使用一段时间后，将设备10关掉后)时元件的温度变化，元件86产生膨胀和收缩。加热元件82的膨胀/收缩可通过在密封元件86的各端部88、 90分别包括弹簧92a、 92b而进一步来适应。弹簧可为密封元件86整体的一部分，或者仅仅是连接到其端部88、 90，并且如图所示可经由紧固件94a、 94b在圓柱件82内部固定。弹簧92a、 92b可有利地向密封元件86施加拉力，从而使其在表面84上保持紧绷而无"i仑元件是处于膨胀还是收缩状态。弹簧92a、 92b可包含在圓柱件82侧面中的沟槽(未示出)内。可包括缝槽96a、 96b以如图所示在圓柱件内部和其表面84之间为密封元件86提供通道。在一些实施例中，第二旋转密封粘住24的圓柱件82和密封元件86可作为整体单位而被移除和替换。在这种方式下，当密封元件86变旧时，整个密封滚筒80可被手动移除并以新密封滚筒替换而无需移除旧的密封元件86并在圆柱件82上安装一个新的。这个特征因而有助于设备10对于终端用户的可服务性。密封滚筒80可通过任意合适的方式而可移除地附接于设备10。例如，密封滚筒可经由密封滚筒80上的保持销100附接于可旋转毂(未示出)，该保持销IOO可经由摩擦配合而保持在该毂内，以提供密封滚筒与毂的机械附接。当密封元件86是电线或者对流过其中的电流提供电阻而产生热量的其他装置时，保持销100也可为导电
的并且连接至密封元件86，从而在电源和加热元件之间提供电连通。如上所提及的，在这点上合适类型的销是"香蕉插头"。因此，例如，可使用碳刷换向器/滑环组合(未示出)来将电流从静态源传输到密封滚筒80,该静态源例如是来自壁式插座或其他电源的电线。关于作为第二密封装置24替代部件的密封滚筒80的进一步细节/>开在上面所并入的以/>开号US-2006-0218880-A1出版的美国专利申请11/099,289中。作为进一 步的替代件，纵向密封元件可按照重叠螺旋线图案而安排在密封滚筒上，例如按照"双螺旋线"图案。也就是说，尽管纵向密封元件86绕圓柱件82的圆周表面84盘绕一次以形成"单螺旋线"，但在这个替代性实施例中，纵向密封元件可绕支撑圆柱件盘绕超过一次(即形成重叠)，从而形成例如双螺旋线图案。闺18示出了这样的安排，其表示了替代性的密封滚筒180。密封滚筒180包括纵向密封元件186，该纵向密封元件186绕旋转支撑圆柱件182的外圓周表面184是双重缠绕的(即盘绕两次)。在其他的实施例中，密封元件可绕圓柱件外表面盘绕两次或更多次以形成至少一个双螺旋线图案。纵向密封元件186可固定于圓柱件182，并且供应有电流，以如上所述关于密封滚筒80的同样的方式，即利用内部弹簧(未示出)来固定密封元件的端部188、 190，并且利用间隔开的缝槽196a、196b来为端部188、 190在圆柱件182内部和其外圆周表面184之间来回移动而提供通道。此外，外表面184内可设置有沟槽191以容纳密封元件186并将其保持于圓柱件182外表面上的期望位置。如同密封滚筒80那样，密封滚筒180可与第一密封装置20同步，因而所得到的非连续纵向封口与横向封口 28a、 28b相交，以将气体封在所得到的膨胀包装件中。图19是两个相邻膨胀包装件12，的平面视图，密封滚筒180利用非连续纵向封口 174将该相邻膨胀包装件12，密封封闭(为了清楚起见省略了中间封口 40)。在这个实施例中，纵向密封元件186具有足够的长度，并且密封滚筒180与第一密封装置20适当地同步，使得所制出的每个纵向封口 174将两个相邻膨胀包装件12'密封封闭。对于所制出的每个封口 174,前导端176与每个包装件的"下游"横向封口 28b相交而拖尾端178与每个包装 件的"上游"4黄向封口 28a相交(在图19中，1义示出了一个完整的 封口 174,部分地示出了剩余的封口 174)。因为纵向密封元件186 的双缠绕构造，每个纵向封口 174与前面的和后面的纵向封口部分重 叠，使得如图所示每个包装件12，被一对基本平行的纵向封口 174所 密封封闭。正如可因此所理解的，纵向密封元件186的重叠的例如为 双缠绕的螺旋线图案提供了冗余的纵向封口 ，而这可导致非泄漏膨胀 包装件的总百分比更高。图20图示了一个替代性纵向封口图案，其可由于密封滚筒 180和第一密封装置20之间缺乏同步而产生，使得纵向封口 174的前 导和拖尾端176、 178形成于所得到的膨胀包装件12，的横向封口 28a、 28b之间。尽管仍然制出横向封口 28a、 28b和纵向封口 174之间的交 叉来将气体封在膜层之间，但这个替代性封口图案有利地不需要第一 和第二密封装置之间的同步。因此，尽管图20所示的封口图案没有 提供图19封口图案所具有的冗余性，但第一和第二密封装置之间的 非同步可允许设备10的简化设置。可用于第二密封装置24的另一个替代性密封滚筒是称为 "牵引封口机(drag sealer)"的包括静止加热元件的 一类装置，该静 止加热元件放置于一对旋转压印带滚筒之间并与一对活动膜层直接 接触，以产生连续的纵向封口。这样的装置公开在例如美国专利 6,550,229和6，472，638中，本文在此以引用的方式并入上述专利的7> 开内容。可用于第二旋转密封装置24的进一步替代性密封装置是称 为"带封口机(band sealer)"的一类装置，该装置包括绕多个导引 滚筒彼此反向旋转的 一对密封带，以及与 一个或两个带的内轨相接触 的加热元件。 一对膜层在带之间运动并且被带密封在一起。这样的装 置公开在例如于2004年11月2日提交以公开号US-2006-0090421-A1 出版的美国专利申请10/979,583中，在此以引用方式将该申请的公开 内容并入本文。背向滚筒38和68均可由挠性材料形成，例如橡胶或室温 硫化硅树脂(RTV silicone )。也可根据需要使用其他材料，例如具有 滚花表面的金属滚筒。
中间密封元件26、 4黄向密封元件46和纵向密封元件86可 包4舌由金属或其他导电材冲+制成的一条或更多条电线、 一个或更多个 金属带、印刷有电路的塑料带(例如在包括聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)的塑料基底上印刷的金属)和其他合适的导电装置。合适金 属材料的例子包括，例如镍铬铁合金、钢、铜等。当密封元件26、 46 和86是电线或带的形式时，它们可具有任意期望的截面形状，包括 圓形、正方形、卵形、矩形等。密封元件26、 46和86可由任何常规 方法来制造。所发现的一个合适方法是对例如316不锈钢的金属片或 金属板进行化学刻蚀以形成期望的图案。利用这种方法，密封元件的 每一个均可由单独连续的金属块形成。通常，膜片14可包括设备10能操作的任何柔性材料，以 制出本文所述的膨胀包装件，该柔性材料包括各种热塑性材料，例如 聚乙烯均聚物或共聚物、聚丙烯均聚物或共聚物等。合适的热塑性聚 合物的非限制性例子包括如低密度聚乙烯(LDPE)和高密度聚乙烯 (HDPE)的聚乙烯均聚物以及如离聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物 (EVA)、乙烯-丙烯酸曱酯共聚物(EMA)、多相的(Zeigler-Natta 催化的)乙烯/oc-烯烃共聚物和均相的(金属茂合物，单引催化， single-cite catalyzed)乙烯/a-烯烃共聚物的聚乙烯共聚物。乙烯/a-烯烂共聚物是乙烯与一个或更多个共聚用单体的共聚物，该共聚用单 体选自C3到C2oa-烯烃，如l-丁烯、l-戊烯、l-己烯、l-辛烯、甲基 戊烯等等，其中聚合物分子包括具有相对较少侧支链的长链，包括线
性低密度聚乙烯(LLDPE)、线性中密度聚乙烯(LMDPE)、极低密 度聚乙烯(VLDPE)和超低密度聚乙烯(ULDPE)。也可使用各种其 他的聚合材料，如聚丙烯均聚物或聚丙烯共聚物(例如丙烯/乙烯共聚 物)、聚酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯等。薄膜可为单层或多层， 并且能由任何已知的挤出工艺来制造，该工艺使(一个或多个)聚合 物组分熔化并且将其挤出、共挤出或挤出涂敷而穿过一个或更多个平 的或环状的模。如上文所提及的，设备IO进一步包括用于在膜层16、 18 之间放置气体的膨胀组件22。膨胀组件22可为在膜层16、 18之间放 置气体的任何装置。在图示的实施例中，膨胀组件22通过在膜层16、 18之间引导气体32流使其进入每个包装件位于开放纵向边缘38的开口来使包装件30膨胀。膨胀组件22可包括针状件102和这样气体的 源104 (见图2),气体32流从针状件102离开膨胀组件。气体32 可为例如空气、氮气、二氧化氮等。气源104 (在图2中示意性示出 并以"S"表示)可为例如压缩空气，如来自一个或更多个罐、来自 将压缩空气供应至整个设备的中央压缩机或来自设备10专用较小的 压缩机。气源104也可为鼓风机、风扇或用于供应和/或移动气体的任 何常规装置。如图2所示，针状件102可伸进开放的纵向边缘38以实现 包装件30的膨胀，使第一密封装置20适于制造自封闭的纵向边缘36 延伸并距开放的纵向边缘38预定距离终止的横向封口 28可有助于 此。在这种方式下，并置膜层16、 18的每一个均具有位于开放的纵 向边缘的未结合在一起的凸缘106。如图4所或许最清楚示出的，这 样的凸缘106沿开^L的纵向边缘38延伸。因而，凸缘106是膜层16、 18的纵向延伸边缘部分，其延伸超过横向封口 28的端部，因此不是 结合在一起的，即不是通过封口 28或任意其他装置而结合在一起的。 相应地，针状件102的至少一部分可定位于凸缘106之间，乂人而当膜 片14沿其行进路线传送穿过设备10时，针状件在凸缘之间纵向运动。 替代性地，如果边缘38是封闭边缘，则可在针状件102的上游放置 剪切机以剪切这样的边缘从而允许针状件如图所示保持定位于膜层 16、 18之间。在两种情形下，针状件102在膜片14持续运动经过针 状件时可保持位于固定位置。在其他实施例中，膨胀组件22可通过如下方式在膜层之间 引导气体在膜层之间牵引气体，例如将膜层操作成使膜层之间的空 隙空间内产生轻微负压以拉曳例如为空气的气体进入该空隙空间。关 于这种膨胀方式的进 一 步细节表述在以公开号US-2006-0201960-A1 出版的美国专利申请11/372,684中，本文以引用的方式并入该申请的 公开内容。在另一些实施例中，膨胀组件22可通过如下方式在膜层 之间引导气体将膜层操作成使得处于环境压力下的气体被简单地捕 获在膜层之间。现在参见图6，将描述中间密封元件26的一个实施例。在 这样的实施例中，中间密封元件26可固定于个体绝缘支撑构件110 的表面108。绝缘支撑构件IIO可如图所示包含在密封滚筒48中的凹口 llla内，例如使得支撑构件110的表面108与密封滚筒48的表面 56基本齐平。支撑构件110可经由内部连接器112 (仅示出一个)固 定，该内部连接器112可如图所示位于密封滚筒48内。内部连接器 112经由例如引线114a、 114b与电源(未示出)电连通，该引线114a、 114b可连接至包含在密封滚筒48内部的一对电线(未示出)。每个 引线114a、 114b可依次地连接至每个密封元件26分开的端部。在这 种方式下，可使电流流动穿过中间密封元件26、 26a和26b的每一个， 以形成各中间封口 40 、 40a和40b 。如果期望，则中间密封元件26、 26a和26b可通过前述方 式电串联起来，使得各中间封口40、 40a和40b可形成为"组"。相 对的中间密封元件26c-26e也可相同地包含在相应凹口 lllb内并在该 凹口内电连"l妻，凹口 lllb如图6所示在密封滚筒48相对的侧面上。 在这种方式下，密封元件26-26b组可相对于密封元件26c-26e组独立 工作。这可在例如制出交替具有隔间和不具有隔间的包装件12时是 所期望的。如果进一步期望，则横向密封元件对46/46a可工作为"组"， 而相对的横向密封元件对46b/46c可独立工作为另一个"组"。两个 对也可相对于中间密封元件组独立工作。这可通过使密封滚筒48装 备有四对(4)分开的换向器环(未示出)来实现，该换向器环可与 密封滚筒间隔开并且共轴线，即使得换向器环随密封滚筒 一 起绕轴线 5 8旋转。每个换向器环对可由分离电源进行供应并且与四组密封元件 中单独的一组电连通，该四组密封元件即为(1)中间密封组26-26b、 (2 )横向密封组46/46a、 ( 3 )中间密封组26c-26e和(4 )横向密封 组46b/46c。这种构造允许对每个密封元件组进行独立控制，从而允 许在实时基础上(即无须改变密封滚筒)根据所需通过如下方式来改 变包装件的长度在横向密封元件的致动之间改变片的长度，并且相 应地改变中间密封元件的致动。如果期望，则每个内部连4妄器112可用于固定和电连4妄一 对中间密封元件。因而，如图所示相对的密封元件26和26c可固定 于同一个连接器112;相对的密封元件26a和26d可固定于同一个连 接器112;以及相对的密封元件26b和26e可固定于同一个连接器112。 如果位于密封滚筒48同侧的中间密封元件群将工作为如上所述的"组"，则相对的一对密封元件中的每一个将具有单独的一对引线 114、将彼此绝缘、并且将由密封滚筒内单独的一组电线来供应电流。 替代性地，同一组电线和引线可用于供应一对中的两个元件，如果该
对未独立工作。因此，例如，引线114a、 114b可用于向中间密封元 件26a和相对的中间密封元件26d都供应电流。现在参见图7-8，将描述根据本发明用于制造膨胀包装件的 设备的另一个实施例。以附图标记200表示的这样的设备与设备10 相似，除了中间密封元件是第三密封装置202的部件而非如设备10 那样是第一密封装置的部件以外。也就是说，在这个实施例中，中间 密封元件是专用密封装置的部件，该密封装置独立于制出横向封口的 第一密封装置而制出中间封口。在下面的描述中，由于设备10中使 用的部件也可在设备200或根据本发明的其他实施例中使用，因而将 采用相同的附图标记来表示它们。然而，这项^见则不应以任何方式被 解释为限制性的，因为其他变形是可能的并且其整体处于本发明的范 围内。设备200利用具有两个并置膜层16、 18的膜片14来制造 膨胀包装件204。如同设备10那样，设备200包括第一密封装置 206，其制出一系列将并置膜层16、 18结合在一起的横向封口 28;膨 胀组件22,其用于在膜层16、 18之间引导气体32并使其进入预膨胀 包装件208;第二密封装置24,其制出一个或更多个将膜层16、 18 结合在一起的纵向封口 34;以及至少一个中间密封元件210，其用于 在每个膨胀包装件204内制出一个或更多个中间封口 212。如图所示， 才黄向封口 28和纵向封口 34以这样的方式形成，即封口 28、 34互相 交叉从而将气体32封在膜层16、 18之间。第一密封装置206可基本如图3所示的和所描述的那样， 并且可任选地包括如图7所示的第二对横向密封构件46b和46c。因 此，第一密封装置206可包括旋转部件或密封滚筒214,像密封滚筒 48那样，该旋转部件或密封滚筒214适于使横向密封元件46-46c与 膜片14旋转接触，从而在膜片沿其行进路线传送穿过设备200时于 其内形成横向封口 28。如图所示也可使用上述的背向滚筒50。如上 所述，密封和背向滚筒214、 50可因而用于传送膜片，即滚筒沿图7 中旋转箭头所指示的方向旋转，而因此沿如图8中直线箭头所指示的向前方向驱动膜片，从而传送膜片穿过设备200。第二密封装置24可制出图8所示连续的纵向封口 34，或者 如上所述，适于制出图4、 19和20所示非连续的一系列纵向封口 74 或174,其中每个纵向封口 74、 174与限定每个预膨胀包装件208的 对黄向封口 28a、 28b相交。在前面所图示的实施例中，第三密封装置202包括三个中 间密封元件210、 210a和210b，该中间密封元件210、 210a和210b 在膜片14内形成三列间歇的或非连续的中间封口 212、 212a和212b。 如图所示，中间封口 212-212b将膨胀包装件204分隔为两个或更多个 隔间216a-216d,并且在隔间216a - 216d之间提供至少一个流动通 道218以允许这样的隔间纟皮此流体连通。第三密封装置202可进一步包括至少一个旋转部件，该旋 转部件适于使(一个或多个)中间密封元件在片沿其行进路线传送时
与膜片14旋转接触。在当前所图示的实施例中，这是通过分别在个 体可旋转圆柱件224-224b上安装中间密封元件210-210b来实现的。 圓柱件224-224b可独立工作，或如图所示经由机轴226机械耦接。替 代性地，密封元件210-210b可安装在单个滚筒上。如图所示，圓柱件 224-224b和其上的密封元件210-210b —起以与第一密封装置206共 享的关系来抵靠背向滚筒50旋转。在这种方式下，第三密封装置202 在膜片沿其行进路线传送时形成了中间封口 212 - 212 b 。图9表示了密封元件210的一种形式，该密封元件210可 用在第三密封装置202中以如图8所示制造中间封口 212-212b。密封 元件210并且还有密封元件210a、 210b可包括密封段220和非密封 段222。当使电流流动穿过密封元件时，密封段220加热到足以在膜 层16、 18之间形成热封口的温度。相反，当电流流动穿过密封元件 210时，非密封段222优选地未加热到足以形成热封口的程度。因此， 当圓柱件224-224b抵靠膜片14旋转时，膜片交替地与密封段220和 非密封段222接触，从而周期性地"跳过，，每列内中间封口的形成。 在这种方式下，于膜片14上形成了如图所示个体的、纵向间隔的中 间"跳跃式封口" 212-212b列，从而将每个膨胀包装件204分割为两 个或更多个隔间216a-216d。密封元件210-210b可通过在合适材料上进行化学刻蚀而形成，该合适材料例如为一块如316不锈钢的金属，在其内对密封段220 进行化学刻蚀使其具有相比非密封段222较小的截面区域(即厚度)。 较细的密封段220将因而对电流提供相比较粗的非密封段222较大的 电阻，并且从而相比非密封段加热到较高的程度。利用这种方法，密 封元件210-210b的每一个均可由单独连续的金属块形成。替代性地， 具有不同厚度和/或不同电阻率的分离材料块可接合到 一起以形成具 有不连续的密封段和非密封段的密封元件。密封元件210-210b可按照上面所述的方式如图5所示与圓 柱件224-224b的外圓周表面接合，即与纵向密封元件86安装到圓柱 件82 —样的方式。因此，每个密封元件210-210b可包括一对弹簧228, 密封元件的每个端部具有一个这样的弹簧，每个弹簧在安装孔眼230 触终止以允许密封元件被固定(例如从内部固定)到圓柱件224。现在参见图10-11,将描述根据本发明用于制造膨胀包装件 的设备的另一个实施例。以附图标记300表示的这样的设备由膜片14 或任何其他具有两个并置膜层(例如层16和18)的薄膜来制造膨胀 包装件304。设备300包括第一密封装置306，其制出一系列将并 置膜层16、 18结合在一起的横向封口 28;膨胀组件302,其在膜层 16、 18之间引导气体308;第二密封装置24，其制出一个或更多个将 膜层16、 18结合在一起的纵向封口 34;以及至少一个中间密封元件 310,其用于在每个膨胀包装件304内制出一个或更多个中间封口 312。 如图所示，^黄向封口 28和纵向封口 34以这样的方式形成，即封口 28、 34互相交叉从而将气体308封在膜层16、 18之间。在这个实施例中，第一密封装置306包括至少一个横向密 封元件314，例如一对4黄向密封元件314a、314b,以及可运动部件316， 例如一对可运动部件316a、 316b。可运动部件316a、 316b适于使横 向密封元件314a、 314b与膜片14接触，并随膜片沿其穿过设备300 的行进路线的至少一部分运动。在这种方式下，第一密封装置306于 膜片14沿其行进路线传送时形成了横向封口 28 (例如， 一对横向封 口 28a、 28b)，从而形成了每个膨胀包装件纵向定向的边界。如图所示，可运动部件316a、 316b可定位于邻近膜片14 相对的表面，并如水平箭头所示向着彼此是可运动的，使得它们在膜 片相对的表面与膜片接合。这导致可运动部件316a将横向密封元件314a、 314b与膜片14接触以形成各横向封口 28a、 28b。可运动部件 316b充当背向或支撑表面，可运动部件316a和密封元件314a、 314b 挤压膜片14使其抵靠可运动部件316b,以有助于横向封口 28a、 28b 的形成。当4黄向封口 28以这种方式形成时，可运动部件316a、 316b 随膜片14沿其行进路线运动，例如如图所示的沿向下的方向。仅仅 第 一 密封装置306与膜片相接合(即暂时相附接)的这一事实即可说 明这样的运动是能够发生的。替代性地或附加地，可为了第一密封装 置306而使用分离的传送机构以实现这样的运动。当为了形成横向封口 28而经过了足够长的接触时间后，可 使可运动部件316a、 316b运动分开以如图10-11中虚的发散箭头所示 与膜片脱离。这时，可运动部件316a、 316b将处于它们起始位置的 下游的终点位置，该终点位置也以虚线示出。合适的传送装置(未示 出)，例如链条传动、气体传动、液压传动或螺钉传动机构，可用于 使可运动部件316a、 316b向上游运动回到它们的起始位置。可然后 在任意期望的时刻使可运动部件316a、 316b重新与膜片14接合以制 出下一组横向封口28a、 28b,从而生产任意期望长度的膨胀包装件。相应地，包装件尺寸能因而如所期望的进行改变而无须改 变薄膜巻，并且由于第一密封装置306随膜片一起运动，所以不会牺 牲生产速度。此外，设备300能生产变长度膨胀包装件，使得膜片中 的两个或更多个相邻包装件具有不同的长度。在这种方式下，能够生 产相对复杂的具有两个或更多个膨胀包装件的垫子，该膨胀包装件具 有两个或更多个不同尺寸。可使用任意合适的机构来使可运动部件316a、 316b会合到 一起或彼此分离开，例如使用一对可由气体、液压、电、机械、磁、 电磁等驱动的致动器(未示出)。横向密封元件314a、 314b可如上 所述为加热密封元件。关于第一密封装置306的进一步细节公开在上 面所并入的于2004年11月2日提交以公开号US-2006-0090421-A1 出版的美国专利申请10/979,583中。第二密封装置24可制出如图2所示的连续纵向封口 34，或 者如果期望，制出如图4、 19和20所示与每个膨胀包装件的横向封 口 28a、 28b相交的非连续的一系列纵向封口 74、 174。为了简单起见， 图11示出了连续纵向封口 34。
28
在这个实施例中，图示了三个中间密封元件310、 310a和 310b，该中间密封元件310、 310a制出三列相应地中间封口 312、 312a、 312b。如图所示，每列中间封口 312-312b是非连续的"跳跃式"封口 形式，其将膨胀包装件304分隔为两个或更多个隔间318a-318d，并 在隔间318a-318d之间提供至少一个流动通道320以允许这样的隔间 彼此流体连通。可容易地理解的是，在本文描述的这个或其他实施例 中可使用更多或更少数量的中间封口 ，从而在膨胀包装件内制出更多 或更少数量的隔间。中间密封元件310-310b可与上述中间密封元件210-210b 相同。类似地，每个密封元件310-310b可安装在例如为个体可旋转圓 柱件322-322b的旋转部件上，该旋转部件适于在片沿其行进路线传送 时使中间密封元件与膜片14旋转接触。每个圆柱件322-322b可如图 所示抵靠相关的背向滚筒323-323b而旋转。在这个实施例中，第二密封装置24可工作为平行于中间密 封元件310-310b。如图所示，第二密封装置24和中间密封元件 310-310b可定位在第一密封装置306的上游，使得中间封口 312-312b 和纵向封口 34在横向封口 28形成之前形成。在某些形式下，中间密 封元件310-310b可独立于第二密封装置24工作，即作为图7-8所示 及上文关于第三密封装置202的描述那样的"第三密封装置，，。在其 他形式下，中间密封元件310-310b可与第二密封装置24结合为一体， 例如经由单独机轴(如图8所示的机轴226 )而将圓柱件310-310b与 圆柱件70连4妄。替代性地，中间密封元件310-310b和纵向密封元件 71可一并安装在单独的伸长圓柱件(如图2所示的密封滚筒48)的 表面上。作为上述包括相对简单的针状件102的膨胀组件22的一个 替代件，设备300中的膨胀组件302可包括具有多个针状件326a-326d 的歧管324,从而以图11所示分布式方式在膜层16、 18之间引导气 体308。每个针状件326a-326d可如图所示与隔间318a-318d的一个对 准以保证每个隔间足够的气体流。可包括一对相对的具有沟槽的压印 带滚筒328a、 328b以便完成这个过程，即通过在沟槽329之间引导 气体流308并使其进入每个隔间318a-318d来帮助完成这个过程。也 可驱动压印带滚筒328a、 328b以提供用于沿所示行进路线传送膜片14穿过设备300的机构。
现在参见图12-15，将描述本发明的另一个实施例。在这个 实施例中，设备400由膜片14或任何其他具有两个并置膜层(例如 层16和18)的薄膜来制造膨胀包装件404。设备400包括第一密 封装置406，其制出一系列将并置膜层16、 18结合在一起的横向封口 28;膨胀组件22,其在膜层16、 18之间引导气体32;第二密封装置 24,其制出一个或更多个将膜层16、 18结合在一起的纵向封口 34; 以及至少一个中间密封元件410,其用于在每个膨胀包装件404内制 出一个或更多个中间封口 412。如图所示，才黄向封口 28和纵向封口 34以这样的方式形成，即封口 28、 34互相交叉从而将气体32封在膜 层16、 18之间。
第一密封装置406可基本类似于图10-11所图示的及上文 所描述的第一密封装置306。因此，第一密封装置406可包括至少一 个横向密封元件414，例如一对横向密封元件414a、 414b，以及可运 动部件416,例如一对可运动部件416a、 416b。对黄向密封元件414a 和414b均安装在例如可运动部件416a上。可运动部件416a、 416b 适于使横向密封元件414a、 414b与膜片14接触，并如图所示随膜片 沿其穿过设备400的行进路线的至少 一部分运动，例如在导引滚筒418 和420之间沿如图所示的往复路线运动。在这种方式下，第一密封装 置406于膜片14沿其行进路线传送时形成了横向封口 28 (例如，一 对横向封口 28a、 28b),从而形成了预膨胀包装件408。
不同于第一密封装置306，第一密封装置406定位在膨胀组 件和第二密封装置的上游。另外，第一密封装置406可进一步包括一 个或更多个中间密封元件410。因此，例如图14A所示的，可运动部 件416a可包括横向密封元件414a、414b,以及还有中间密封元件410、 410a和410b。也可在例如^黄向密封元件414a、 414b之间包括穿孔刀 片422，以在每个包装件404 (未示出)之间形成弱化线。图14B示 出了;f黄向密封元件414a、 414b、中间密封元件410-410b和穿孔刀片 422的替代性构造。这两种构造都将导致图13所示的密封图案。
相应地，当第一密封装置406与膜片14接触时，该第一密 封装置的可运动部件416a使横向密封元件414a、 414b和中间密封元 件410-410b均与膜片接触，从而在膜片沿其行进路线传送时形成横向封口 28a、 28b和相应的中间封口 412、 412a和412b。如图13所示， 三个中间密封元件410、 410a和410b制出相应的三列中间封口 412、 412a和412b。如图所示，每列中间封口 412-412b都是非连续"跳跃 式"封口形式，其将膨胀包装件404分隔为两个或更多个隔间 424a-424d,并在隔间424a-424d之间提供至少一个流动通道426以允 许这样的隔间-波此流体连通。
膨胀组件22和第二密封装置24可基本如上面所描述的那 样。在这个实施例中，第二密封装置24提供用于沿所示行进路线传 送月莫片14穿过设备400的斗几构。替代性地，为了这个目的可使用例 如为一对驱动滚筒(未示出)的分离机构。
现在参见图16-17，将描述本发明的又一个实施例。在这个 实施例中，设备500由膜片14或任何其他具有两个并置膜层(例如 层16和18)的薄膜来制造膨胀包装件504。设备500包括第一密 封装置506，其制出一系列将并置膜层16、 18结合在一起的横向封口 28;如上文所述膨胀组件22的膨胀组件，其在膜层16、 18之间引导 气体32;如上文所述第二密封装置24的第二密封装置，其制出一个 或更多个将膜层16、 18结合在一起的纵向封口 34;以及至少一个中 间密封元件510，其用于在每个膨胀包装件504内制出一个或更多个 中间封口 512。 4黄向封口 28和纵向封口 34以这样的方式形成，即封 口 28、 34互相交叉从而将气体32封在膜层16、 18之间。
第一密封装置506可基本类似于图10-11所图示的及上文 所描述的第一密封装置306。然而，在设备500中，第一密封装置506 定位在膨胀组件和第二密封装置的上游。第一密封装置506可包括至 少一个纟黄向密封元件514,例如一对一黄向密封元件514a、 514b,以及 可运动部件516,例如一对可运动部件516a、516bj黄向密封元件514a 和514b均安装在例如可运动部件516b上。可运动部件516a、 516b 适于使横向密封元件514a、 514b与膜片14接触，并随膜片沿其穿过 设备500的行进路线的至少一部分运动，例如在导引滚筒518上游沿 如图所示的往复路线运动。在这种方式下，第一密封装置506于膜片 14沿其行进路线传送时形成了横向封口 28(例如，一对横向封口 28a、 28b),从而形成了预膨胀包装件508。
第二密封装置24可制出图17所示连续的纵向封口 34,或者如上所述，适于制出图4、 19和20所示非连续的一系列纵向封口 74或174，其中每个纵向封口 74、 174与限定每个预膨3长包装件508 的横向封口 28a、 28b相交。
如同上文所述与图7-9有关的设备200那样，设备500使 用的中间密封元件510是第三密封装置520的部件。如图所示，第三 密封装置520在密封元件510之外包括中间密封元件510a和510b, 该中间密封元件在膜片14内形成三列间歇的或非连续的中间封口 512、 512a和512b。这样的中间封口 512-512b将膨胀包装件504分隔 为两个或更多个隔间522a — 522d ，并且在隔间522a - 522d之间提供 至少一个流动通道524以允许这样的隔间〗皮此流体连通。
第三密封装置520可进一步包括至少一个旋转部件，该旋 转部件适于使(一个或多个)中间密封元件在片沿其行进路线传送时 与膜片14旋转接触。在当前所图示的实施例中，这是通过分别在个 体可旋转圓柱件526-526b上安装中间密封元件510-510b来实现的。 圆柱件526-526b可独立工作，或如图所示经由共同的机轴530机械耦 接。替代性地，密封元件510-510b可安装在单个滚筒上。如图所示， 圆柱件526-526b和其上的密封元件510-510b —起抵靠个体背向滚筒 528-528b旋转。在这种方式下，第三密封装置520在膜片沿其行进路 线传送时形成了中间封口 512-512b。
如图所示，第二密封装置24和/或第三密封装置520可组 成用于沿所示行进路线传送膜片14穿过设备500的机构。
以上对本发明优选实施例的描述是为了说明和描述的目的式，因此，根据上述:导而ik行^改和变化是可能的，或者通过对本 发明的实施可获得这样的修改和变化形式。
权利要求
1.一种利用具有两个并置膜层的膜片来制造膨胀包装件的设备，包括a.第一密封装置，其用于制出一系列的将膜层结合在一起的横向封口；b.膨胀组件，其用于在膜层之间引导气体；c.第二密封装置，其用于制出一个或更多个将膜层结合在一起的纵向封口，所述横向封口和所述纵向封口相交以将气体封在膜层之间，从而形成一个或更多个膨胀包装件；和d.至少一个中间密封元件，其用于在每个膨胀包装件内制出一个或更多个中间封口，所述中间封口将所述包装件分隔为两个或更多个隔间并在所述隔间之间提供至少一个流动通道以允许所述隔间彼此流体连通。
2. 如权利要求l所述的设备，其特征在于，所述第一密封装置包括横向密封元件；和 所述中间密封元件。
3. 如权利要求2所述的设备，其特征在于，a. 所述设备进一步包括沿行进路线传送膜片的机构；而且b. 所述第一密封装置包括至少一个旋转部件，该旋转部件适于使 所述横向和中间密封元件在片沿所述行进路线传送时与膜片旋转接 触，籍此，所述第一密封装置在膜片沿所述行进路线传送时形成所述 横向封口和中间封口 。
4. 如权利要求2所述的设备，其特征在于，a. 所述设备进一步包括沿行进路线传送膜片的机构；而且b. 所述第一密封装置包括至少一个可运动部件，该可运动部件适于(1 )使所述横向和中间密封元件与膜片接触，并且2)随膜片沿所述行进路线的至少一部分运动， 籍此，所述第 一 密封装置在膜片沿所述行进路线传送时形成了所 述才黄向封口和中间封口 。
5. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述中间密封元件是 第三密封装置的部件。
6. 如权利要求5所述的设备，其特征在于，a. 所述设备进一步包括沿行进路线传送膜片的机构；而且b. 所述第三密封装置包括至少一个旋转部件，该旋转部件适于使所述中间密封元件在片沿所述行进路线传送时与膜片旋转接触，籍此，所述第三密封装置在膜片沿所述行进路线传送时形成了所 述中间封口 。
7. 如权利要求5所述的设备，其特征在于，a. 所述设备进一步包括沿行进路线传送膜片的机构；而且b. 所述第一密封装置包括至少一个横向密封元件和旋转部件，所 述旋转部件适于使所述横向密封元件在片沿所述行进路线传送时与 膜片旋转接触，籍此，所述第一密封装置在膜片沿所述行进路线传送时形成了所 述才黄向封口 。
8. 如权利要求5所述的设备，其特征在于，a. 所述设备进一步包括沿行进路线传送膜片的机构；而且b. 所述第一密封装置包括至少一个横向密封元件和可运动部件， 所述可运动部件适于1 )使所述横向密封元件与膜片接触，并且 2)随膜片沿所述行进路线的至少一部分运动， 籍此，所述第 一 密封装置在膜片沿所述行进路线传送时形成了所 述才黄向封口 。
9. 如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述第三密封装置包括至少 一个旋转部件，该旋转部件适于使所述中间密封元件在片沿所 述行进路线传送时与膜片旋转接触，籍此，所述第三密封装置在膜片 沿所述行进路线传送时形成了所述中间封口 。
10. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，a, 所述设备进一步包括沿行进路线传送膜片的机构；而且b. 所述第一密封装置包括至少一个横向密封元件和可运动部件， 所述可运动部件适于1 )使所述横向密封元件与膜片接触，并且 2)随膜片沿所述行进路线的至少一部分运动， 籍此，所述第 一 密封装置在膜片沿所述行进路线传送时形成了所 述横向封口 。
11. 如权利要求IO所述的设备，其特征在于，所述中间密封元件 是第三密封装置的部件。
12. 如权利要求IO所述的设备，其特征在于，所述第二密封装置 包括纵向密封元件；和 所述中间密封元件。
13. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述横向封口被进 行图案化，从而制成所述膨胀室，所述膨胀室具有预定的横向宽度并 且其纵向尺寸沿其横向宽度至少出现一次变化。
14. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二密封装置 包括纵向密封元件和至少一个旋转部件，所述旋转部件适于使所述纵 向密封元件与膜片旋转接触，以在片沿行进路线传送时形成所述纵向 封口 。
15. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二密封装置制出非连续的 一 系歹J纵向封口 ；而且所述第一和第二密封装置是同步的，使得每个纵向封口与一对所 述横向封口相交以将气体封在所述膜层之间。
16. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二密封装置 包括a. 可旋转支撑圆柱件，其具有外圓周表面；和b. 加热元件，其绕圓柱件外表面的至少一部分布置并固定于圓柱 件，使得所述加热元件随所述圓柱件一起旋转，所述加热元件绕所述 圓柱件的外表面盘绕以形成螺旋线图案。
17. 如权利要求16所述的设备，其特征在于，所述加热元件形成 重叠的螺旋线图案。
18. —种利用具有两个并置膜层的膜片来制造膨胀包装件的方 法，包括如下步骤a. 制出一系列将膜层结合在一起的横向封口；b. 在膜层之间引导气体；c. 制出一个或更多个将膜层结合在一起的纵向封口 ，所述横向封 口和所述纵向封口相交以将气体封在所述膜层之间，从而形成 一 个或 更多个膨胀包装件；以及d. 在每个膨胀包装件内制出一个或更多个中间封口 ，所述中间封 口将所述包装件分隔为两个或更多个隔间并在所述隔间之间提供至 少 一 个流动通道以允许所述隔间彼此流体连通。
19. 一种利用具有两个并置膜层的膜片来制造膨胀包装件的设 备，包括a. 膨胀组件，其用于在膜层之间引导气体；b. 密封装置，其用于制出一系列将膜层结合在一起的横向封口以 将气体封在膜层之间，从而形成一个或更多个膨胀包装件；和c. 至少一个中间密封元件，其用于在每个膨胀包装件内制出一个或更多个中间封口 ，所述中间封口将所述包装件分隔为两个或更多个 隔间并在所述隔间之间提供至少 一 个流动通道以允许所述隔间彼此流体连通。
20. —种密封装置，包括a. 可旋转支撑圓柱件，其具有外圓周表面；和b. 加热元件，其绕所述圆柱件的所述外表面的至少一部分布置并 固定于所述圆柱件，使得所述加热元件随所述圆柱件一起旋转，所述 加热元件绕所述圓柱件的外表面盘绕以形成重叠的螺旋线图案，籍此，可使一个或两个膜层与所述装置旋转接触并将所述加热元 件加热到足以使膜层密封在一起的密封温度来将两个并置薄膜的层 密封在一起。
21. 如权利要求20所述的设备，其特征在于，所述加热元件绕所 述圓柱件的外表面盘绕至少两次以形成至少 一个双螺旋线图案。
全文摘要
一种利用具有两个并置膜层的膜片来制造膨胀包装件的设备，其一般包括(a)第一密封装置，其用于制出一系列将膜层结合在一起的横向封口；(b)膨胀组件，其用于在膜层之间引导气体；(c)第二密封装置，其用于制出一个或更多个将膜层结合在一起纵向封口，横向封口和纵向封口相交以将气体封在膜层之间，从而形成一个或更多个膨胀包装件；和(d)至少一个中间密封元件，其用于在每个膨胀包装件内制出一个或更多个中间封口，该中间封口将包装件分隔为两个或更多个隔间并在隔间之间提供至少一个流动通道以允许隔间彼此流体连通。
文档编号B31D5/00GK101678610SQ200880018582
公开日2010年3月24日 申请日期2008年4月7日 优先权日2007年4月12日
发明者B·莫奇, E·凯恩, J·科尔利斯, J·莱皮纳, L·斯佩里, M·萨莱尔诺, R·帕特森 申请人:密封空气公司