Un método para empaquetar bolsas del tipo vertical para llenar y empaquetar un artículo a ser empaquetado en una bolsa mientras que mueve dicha bolsa a lo largo de un camino predeterminado en una posición suspendida verticalmente,

dicho método comprende: un paso de introducir el artículo a ser empaquetado en dicha bolsa; un paso de desaireación con sustitución de vapor para sustituir aire de dicha bolsa con vapor para realizar la desaireación; un paso de precalentamiento para precalentar una porción a sellar de una boca de dicha bolsa; y un paso de sellado por ultrasonidos para sellar por ultrasonidos la porción a sellar de la boca de dicha bolsa; dicho método se caracteriza porque dicho paso de precalentamiento se realiza entre dicho paso de desaireación con sustitución de vapor y dicho paso de sellado por ultrasonidos para precalentar dicha porción a sellar a una temperatura no inferior a la temperatura de la región de temperatura más elevada de dicha porción a sellar antes de que sea precalentada y por debajo de una temperatura de fusión de un material del que está hecha una cara interior de dicha bolsa

Antecedentes del Invento

Campo del invento

El invento presente se refiere a un método para empaquetar bolsas del tipo vertical y un aparato en el que se realiza una desaireación con sustitución de vapor. Más particularmente, el invento presente se refiere a un método y un aparato para empaquetar una bolsa del tipo vertical en el que se mueve una bolsa suspendida verticalmente, y en el curso del movimiento, la bolsa experimenta sucesivamente varios procesos, a saber, introducción de un artículo a ser empaquetado, desaireación con sustitución de vapor para sustituir el aire de la bolsa con vapor, y sellado por ultrasonidos de la boca de la bolsa.

Explicación de la técnica relacionada

En el llamado proceso de empaquetamiento de bolsas del tipo vertical, un artículo a ser empaquetado es introducido y empaquetado en una bolsa mientras que es movido en una posición suspendida verticalmente. Hasta el momento actual, se ha conocido realizar desaireación con sustitución de vapor en el proceso de empaquetamiento de bolsas del tipo vertical. Esto es, después de que el artículo a ser empaquetado haya sido introducido en la bolsa, se sopla vapor dentro de la bolsa para sustituir el aire de la bolsa con el vapor, realizando de esta manera una desaireación. En una máquina empaquetadora de bolsas del tipo vertical general que tenga un dispositivo de desaireación con sustitución por vapor, después de la desaireación con sustitución de vapor, una porción a sellar de la boca de la bolsa es apretada entre un par de placas calientes calentadas por los calentadores respectivos a propósito, que sellan de esta manera la boca de la bolsa. Dicha máquina empaquetadora ha sido descrita en el documento US 4081942.

El sellado por ultrasonidos es otro método conocido de sellar la boca de una bolsa de empaquetamiento. En el sellado por ultrasonidos, la boca de la bolsa es apretada entre un sonotrodo y un yunque, y en este estado, el sonotrodo es hecho vibrar por ultrasonidos para generar calor en la porción a sellar de la boca de la bolsa, soldando de esta manera la porción a sellar. Durante el proceso de soldadura, el artículo introducido que se haya adherido a las superficies interiores de la porción a sellar puede ser cortado por la vibración ultrasónica y ser retirado de esta manera de la porción a sellar. Por consiguiente, es posible prevenir un fallo de sellado que de otra manera podría ser causado por la presencia no deseada del artículo introducido

retenido entre las superficies interiores de la porción a sellar.

Las publicaciones de solicitudes de patente japonesas Nº Hei 3-126528 y 2000142605 describen una técnica para sellar por ultrasonidos un tubo de plástico dentro del que se sopla aire caliente en la superficie periférica interior de la boca de la bolsa como un pretratamiento para el sellado por ultrasonidos.

La publicación de la solicitud de patente japonesa Nº 2004-67177 describe un método y un aparato para empaquetar al vacío mediante el cual se realiza un sellado por ultrasonidos después de los pasos de introducir un artículo a ser empaquetado en una bolsa, realizando una desaireación por vacío en una cámara de vacío y de aplicar un sellado temporal a la boca de la bolsa. El sellado temporal no es un tratamiento de precalentamiento para el sellado por ultrasonidos sino una soldadura de la boca de la bolsa para sellarla. Se forma el sellado por ultrasonidos por debajo del sello temporal para perfeccionar el sellado de la boca de la bolsa independientemente de si existe o no un fallo de sellado en la posición sellada temporalmente debido a, por ejemplo, la retención no deseada del material introducido.

Durante la desaireación con sustitución de vapor, soplar vapor dentro de la bolsa causa una elevación de temperatura de la porción a sellar de la boca de la bolsa. En relación a esto, la elevación de temperatura difiere de un lugar a otro. En el caso de usar vapor a 100ºC, por ejemplo, la temperatura cerca del centro del ancho de la bolsa aumenta de 95ºC a 100ºC, por ejemplo, y la temperatura cerca de los bordes laterales opuestos de la bolsa aumenta alrededor de unos 60ºC. El dispositivo descrito anteriormente para sellar por calor usa placas calientes que tienen una anchura relativamente grande en la dirección vertical de la bolsa, por ejemplo, una anchura de 5 mm a 10 mm, para aplicar, directamente a la porción a sellar, calor a una temperatura a la que se funda una capa de soldadura laminada en la superficie periférica interior de la bolsa, por ejemplo, un calor de alrededor de 160ºC en el caso de usar polipropileno como un material de capa de soldadura. Por tanto, no da lugar a casi ningún efecto en el sellado realizado por las placas calientes incluso si la elevación de temperatura debida al proceso de soplado de vapor varía de acuerdo con el lugar como se ha mencionado anteriormente.

En el proceso de sellado por ultrasonidos no se aplica calor a la porción a sellar mediante el uso de una fuente de calor externa, sino que se genera calor en la porción a sellar por ultrasonidos como se ha descrito anteriormente, y la superficie de presión del sonotrodo tienen poca anchura para trasmitir eficientemente vibraciones ultrasónicas a la porción a sellar de la boca de la bolsa.

Además, la cantidad de calor generada por la vibración ultrasónica es sustancialmente uniforme, independientemente de la posición de la porción a sellar, esto es, en cualquier posición en la dirección longitudinal del sonotrodo y del yunque. De acuerdo con esto, si la elevación de temperatura debida a la desaireación con sustitución de vapor varía de acuerdo con el lugar, la cantidad de calor total varía. En consecuencia, se produce una soldadura incompleta en una región en la que la cantidad de calor es insuficiente. Una región en la que la cantidad de calor sea excesiva está sobrecalentada, lo que puede causar fusión o incluso una capa laminada en el exterior de la bolsa, dando lugar a que la porción a sellar se funda y se arrugue. En ninguna parte del documento de la patente mencionada anteriormente se describen los problemas que se producen cuando una bolsa que ha sido sometida a una desaireación con sustitución de vapor es sellada por ultrasonidos, en particular, cómo debería ser realizado el tratamiento de precalentamiento, sin mencionar el problema de la distribución de calor no uniforme en la bolsa causado por la desaireación con sustitución de vapor.

Sumario del invento El invento presente ha sido realizado a la vista de los problemas descritos anteriormente asociados a la técnica de referencia.

De acuerdo con esto, un objetivo del invento presente es proporcionar un método y una máquina para empaquetar que sean capaces de realizar un sellado por ultrasonidos fiable y estable en el proceso de empaquetamiento de bolsas del tipo vertical en el que se realiza una desaireación con sustitución de vapor.

El invento presente proporciona un método para empaquetar una bolsa del tipo vertical para introducir y empaquetar un artículo a ser empaquetado en una bolsa mientras mueve la bolsa a lo largo de un camino predeterminado en una posición suspendida verticalmente. El método incluye un paso de llenado para introducir el artículo a ser empaquetado en la bolsa, un paso de desaireación con sustitución de vapor para sustituir el aire de la bolsa con vapor para realizar la desaireación, un paso de precalentamiento para precalentar una porción a sellar de la boca de la bolsa, y un paso de sellado por ultrasonidos para sellar por ultrasonidos la porción a sellar de la boca de la bolsa. El paso de precalentamiento es realizado entre el paso de desaireación con sustitución de vapor y el paso de sellado por ultrasonidos para precalentar la porción a sellar a una temperatura no inferior a la temperatura de la región de temperatura más elevada de la porción a sellar antes de que sea precalentada y por debajo de la temperatura de fusión del material del que está hecha la cara interior de la bolsa.

El precalentamiento del paso de precalentamiento puede ser realizado mediante el uso de vapor suministrado por la misma fuente de vapor que la del vapor usado en el paso de desaireación con sustitución de vapor.

El precalentamiento del paso de precalentamiento puede ser realizado apretando la porción de la boca de la bolsa entre un par de miembros de presión que son movibles para acercarse y separarse uno de otro y que son calentados por una fuente de...

1. Un método para empaquetar bolsas del tipo vertical para llenar y empaquetar un artículo a ser empaquetado en una bolsa mientras que mueve dicha bolsa a lo largo de un camino predeterminado en una posición suspendida verticalmente, dicho método comprende:

un paso de introducir el artículo a ser empaquetado en dicha bolsa; un paso de desaireación con sustitución de vapor para sustituir aire de dicha bolsa con vapor para realizar la desaireación; un paso de precalentamiento para precalentar una porción a sellar de una boca de dicha bolsa; y un paso de sellado por ultrasonidos para sellar por ultrasonidos la porción a sellar de la boca de dicha bolsa; dicho método se caracteriza porque dicho paso de precalentamiento se realiza entre dicho paso de desaireación con sustitución de vapor y dicho paso de sellado por ultrasonidos para precalentar dicha porción a sellar a una temperatura no inferior a la temperatura de la región de temperatura más elevada de dicha porción a sellar antes de que sea precalentada y por debajo de una temperatura de fusión de un material del que está hecha una cara interior de dicha bolsa.

2. El método para empaquetar bolsas del tipo vertical de la reivindicación 1, que se caracteriza porque el precalentamiento de dicho paso de precalentamiento es realizado usando vapor suministrado por la misma fuente de suministro de vapor que la del vapor usado en dicho paso de desaireación con sustitución de vapor.

3. El método para empaquetar bolsas del tipo vertical de la reivindicación 1, que se caracteriza porque dicho precalentamiento de dicho paso de precalentamiento es realizado apretando la porción a sellar de la boca de dicha bolsa entre un par de miembros de presión movibles para acercarse y separarse uno de otro, siendo calentados dichos miembros de presión por una fuente de calor.

4. Una máquina para empaquetar bolsas del tipo vertical que introduce y empaqueta un artículo a ser empaquetado en una bolsa mientras que mueve dicha bolsa a lo largo de un camino predeterminado en una posición suspendida verticalmente, comprendiendo dicha máquina:

una mesa giratoria intermitentemente; una pluralidad de miembros de sujeción instalados en dicha mesa giratoria a espacios predeterminados en una dirección circunferencial de dicha mesa giratoria, manteniendo cada uno de dichos miembros de sujeción a dicha bolsa en una posición suspendida verticalmente, siendo dichos miembros de sujeción detenidos sucesivamente en posiciones de parada predeterminadas por el giro intermitente de dicha mesa giratoria; un dispositivo de llenado dispuesto en una de dichas posiciones de parada predeterminadas a lo largo de una periferia exterior de dicha mesa giratoria para introducir el artículo a ser empaquetado en dicha bolsa; un dispositivo de desaireación dispuesto en otra de dichas posiciones de parada predeterminadas a lo largo de la periferia exterior de dicha mesa giratoria para sustituir el aire de dicha bolsa con vapor para realizar de esta manera la desaireación; un dispositivo de sellado por ultrasonidos dispuesto en otra de dichas posiciones de parada predeterminadas que es la siguiente a la posición de parada en la que dicho dispositivo de desaireación con sustitución de vapor está dispuesto en una dirección de giro de dicha mesa giratoria a lo largo de la periferia exterior de dicha mesa giratoria para sellar por ultrasonidos la porción a sellar de la boca de dicha bolsa; y un dispositivo de precalentamiento que precalienta la porción a sellar de la boca de dicha bolsa a una temperatura de precalentamiento predeterminada antes de que dicha porción a sellar sea sellada por ultrasonidos mediante dicho dispositivo para sellar por ultrasonidos;

dicha máquina se caracteriza porque dicho dispositivo de precalentamiento está dispuesto en la misma posición de parada en la que está dispuesto dicho dispositivo de desaireación con sustitución de vapor; y que dicha temperatura de precalentamiento predeterminada no sea inferior a una temperatura de la región de temperatura más elevada de dicha porción a sellar antes de que sea precalentada y por debajo de una temperatura de fusión de un material del que está hecha una cara interior de dicha bolsa.

5. La máquina para empaquetar bolsas del tipo vertical de la reivindicación 4, que se

caracteriza porque dicho dispositivo de precalentamiento tiene: un par de miembros de presión movibles para acercarse y separarse entre sí para apretar la porción a sellar de la boca de dicha boca entre ellos; y una fuente de calor que calienta dichos miembros de presión.

6. La máquina para empaquetar bolsas del tipo vertical de la reivindicación 5, que se caracteriza porque dichos miembros de presión tienen cada uno un camino de flujo dentro de ellos a través del que fluye el vapor, a dicho camino de flujo se le suministra vapor proveniente de la misma fuente de suministro que la del vapor usado en dicho dispositivo de desaireación con sustitución de vapor.

7. La máquina para empaquetar bolsas del tipo vertical de la reivindicación 4, que se

caracteriza porque dicho dispositivo de precalentamiento tiene: un par de placas calientes movibles para acercarse y separarse una de otra una distancia predeterminada; y un calentador dispuesto en cada una de dichas placas calientes como una fuente de calor; dichas placas calientes que tienen porciones que radian calor, respectivamente, que se mueven a posiciones predeterminadas, respectivamente, cerca de la porción a sellar de la boca de dicha bolsa cuando dichas placas calientes se acercan una a otra a una distancia predeterminada; en el que dicha porción a sellar es precalentada mediante calor radiante proveniente de dichas porciones radiantes de calor.

8. La máquina para empaquetar bolsas del tipo vertical de la reivindicación 7, que se caracteriza porque dicho dispositivo para sellar por ultrasonidos sella por ultrasonidos dicha porción a sellar en una posición de dicha bolsa separada de un borde de la boca de dicha bolsa;

dichas placas calientes tienen porciones de presión, respectivamente, que aprietan dicha bolsa entre ellas en una posición entre una posición por encima de dicha porción a sellar y el borde de la boca de dicha bolsa cuando dichas placas calientes se mueven una hacia otra una distancia predeterminada.