專利名稱：用在包裝線上的包裝膜封口技術的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及包裝，特別涉及可重新封閉包裝的成形、裝填和密封。
對于一定的食品，要獲得有效的包裝和可接受的貯存期限，可以通過成型/裝填/密封(FFS)操作對食品進行氣密包裝而實現(xiàn)。一種在商業(yè)上已采用的對產(chǎn)品干奶酪塊進行包裝的現(xiàn)有技術的FFS操作，包括對一疊層聚合物材料卷料進行水平定位，將上述產(chǎn)品放置到包裝卷料上，將該卷料在產(chǎn)品兩側向上卷起，使兩邊搭合，以便形成縱向翅密封，然后封閉端部，從卷料上切下成品包裝。氣體沖洗技術的應用使得從包裝的內(nèi)部消除氧。如上的操作公開在US3274746中。
按照上述的方法，為了提供產(chǎn)品包裝的再封閉性，可在對卷料進行FFS操作以前，將一拉鏈材料的連續(xù)的窄帶以卷對卷的操作方式固定在卷料中連續(xù)的縱向折疊部分里。一種采用具有一種固定在卷料中的縱向折疊的預置放拉鏈的一卷膜的成型/裝填/密封操作已在美國專利US 4589145和4663915中闡述過了。這種方法的一個缺點是為了成品包裝需要兩個分離操作其效率較低。另外，在附著拉鏈后，本包裝材料卷變得相當笨重且難操作，而且由于在卷料的一側上積壓拉鏈材料的連續(xù)層，故它是傾斜的。這樣可能限制FFS裝置的速度，而且需要比不采用拉鏈的FFS操作更換更多的卷裝原料。因此，提供一種更有效的水平FFS操作的可重新封閉包裝方法是必要的。
本發(fā)明涉及一種適于水平FFS裝置的、將一對窄的可互相嚙合的帶附著到包裝卷料上的、生產(chǎn)可重新封閉包裝的方法和裝置，所述帶是由可重新封閉的夾持材料制成的。所述夾持材料固接在包裝材料卷中的縱向彎折部分里，然后其卷料直接送入FFS機械，其中的卷料水平配置，產(chǎn)品置于卷料上。接著其卷料向上圍繞著產(chǎn)品的兩側卷起，兩邊緣匯合形成一縱向翅密封，然后通過橫向密封裝置將包裝端部封閉，從卷料上切下包裝端部，成品包裝從前面連續(xù)的包裝上分離。
關于將夾持材料在生產(chǎn)流水線上附著到一卷膜材料上的一個構思是使裝置緊湊。用于附著夾持材料的裝置最適于根據(jù)現(xiàn)有的成型、裝填、密封設備改造設備，而沒有特殊增加組合設備所需的空間。為此目的，附著夾持材料的裝置采用兩層操作;其中將夾持構件附著到膜上的機構配置在下層，而卷料的縱向彎折在上層完成，該上層與現(xiàn)有設備的支承卷裝包裝膜表面在同一高度上。
本發(fā)明的方法和裝置解決的另一問題是控制和消除卷料的皺折。皺折可以影響封閉過程破壞氣密性。本發(fā)明的方法和裝置使包裝膜基本保持平滑無皺折。
下面將對本發(fā)明作進一步描述。


圖1是本發(fā)明所述的透視圖。
圖2是通過圖1所示裝置進行袋成形、裝填和封閉的透視圖。
圖3是圖2線3-3的斷面圖。
圖4是圖示通過圖1所示裝置進行袋成形、裝填和封閉的示意圖。
圖5是裝置的側視圖，表示了將重新封閉夾持材料的連續(xù)帶送到包裝材料的卷料上，并提供了圖1裝置的產(chǎn)品裝置中的縱向折彎部分。
圖6是圖5裝置的平面圖。
圖7是圖5裝置的封閉部件的側視圖。
圖8是沿圖7線8-8的斷面圖。
圖9是沿圖7線9-9的斷面圖。
圖10是沿圖7線10-10的斷面圖。
圖11是沿圖7線12-12的斷面圖。
圖13是沿圖5線13-13的斷面圖。
圖14是沿圖5線14-14的斷面圖。
本發(fā)明優(yōu)選實施于成形、裝填和封閉可重新封閉包裝的制造方法和裝置。
優(yōu)選的裝置10一般包括一裝置12和一鄰接裝置14，所述的裝置12(用于)將一對用于可重封閉夾持材料制成的連續(xù)窄帶16和18連接到一裝袋材料的卷料20上，并在其薄膜中加工出一縱向折疊部分22以承接所述附著的夾持帶，所述的鄰接裝置14用以在產(chǎn)品24周圍包裝以薄膜、并封閉、切割薄膜，制成成品包裝物或袋26。
所述袋材料優(yōu)選包括疊層狀聚合物薄膜，在其內(nèi)表面上附著有乙烯乙酸乙烯酯共聚物。所述涂敷物適于將包裝熱封合，特別適于通過在熱合過程中在封閉區(qū)域將空隙或不完整處填滿以實現(xiàn)優(yōu)良的密封性。所述包裝材料通過支承在旋轉卷筒上的以卷裝的形式實現(xiàn)進給，所述旋轉卷筒具有一水平軸線，它與穿過所述裝置的卷料進料方向垂直。所述卷料20具有一系列預先印制有標簽和使購買者知道需要打開和再封閉袋的步驟的使用說明的坯料，該標簽和使用說明以相應于上述坯料長度的有規(guī)則的間隔重復地預先印制在壞料上。在一實施例中，該壞料的長度約為12英寸。
在夾持帶16和18上具有連續(xù)拉鏈式結構，每一條帶是一整體的、一體成型的擠出件，其一邊基本上是平滑的表面28，用以附著到包裝材料上，而在相反的一邊是拉鏈式結構30?？稍诶準浇Y構旁邊設置便于消費者手動摩擦接合該夾持帶的裝置，該裝置也可在打開成品袋時便于分離拉鏈式結構30。如此的裝置可采用縱向珠緣或槽的結構形式。
所述的帶16和18優(yōu)選由柔韌、彈性聚合材料制成，如，聚乙烯。為便于使所述帶與上述包裝材料密封，并為了在拉鏈帶端部與成品包裝相交界密封的交點處保持密封性，在拉鏈帶或其部分可涂敷以乙烯乙酸乙烯酯。在本發(fā)明的另一實施例中，每一條帶可具有熱熔粘合劑涂施于與拉鏈式結構相反面的表面28上?；蚓竦膴A持帶可不加涂敷層，只由覆蓋在包裝材料上的乙烯乙酸乙烯酯提供粘合性。
在使用前，其夾持帶16和18最好以卷繞的形式存貯，其相應的拉式鏈結構30在其中一端互相接合。支承卷繞的拉鏈原料的卷筒36，其芯子直徑最好至少為12英寸。該直徑比公知商業(yè)上使用的拉鏈原料卷筒要大，所述原料已在本裝置研制中使用過。在拉鏈原料與薄膜卷料連接并沿縱向疊折后，在保持該原料的線性方面，認為具有較大的芯子直徑提供較為明顯的優(yōu)點。
在本發(fā)明的研制過程中，在其裝置運行的不同階段中包裝薄膜的皺折出現(xiàn)了問題。由于該膜在三維空間中運轉，即需要制出縱向彎曲部分、在產(chǎn)品四周包裝以薄膜并密封其產(chǎn)品，所述的皺折問題便是一個相當復雜的問題。已查出皺折問題的某些方面是由于夾持帶16和18，在附裝于包裝膜卷20上之后取呈非線性構型的趨向所引起的，而人們發(fā)現(xiàn)這種夾持帶16和18的非線性與在運行中所使用的帶材料卷的芯子直徑有關。已發(fā)現(xiàn)相對大的芯子直徑結構會減少皺折問題的某些方面。皺折問題的其他方面將于下面討論。
拉鏈原料36的滾筒具有一水平軸線，在所示實施例中它位于用以附裝夾持材料的裝置12的一側，并支承在獨立支承架38上。所述拉鏈原料從滾筒進入一均衡輪裝置40，該裝置包括一對自由轉動滾輪，在其之間限定了一間隙作為拉鏈原料的通道，該滾輪便受樞軸L型桿臂42端部支承以便可以在該處轉動，所述的桿臂42樞軸地支承在滾筒支承架38上并向下偏置，以便在將其拉鏈原料從滾筒36拉到用以將之附裝在所述包裝卷料20上的裝置12時，消除該拉鏈原料的松弛狀態(tài)，并保持基本均勻的張力。
接著，其拉鏈原料送入一分隔裝置43，該裝置包括一對導向輪44和46，并繼續(xù)送到導向輪48上，然后與分離輪49接觸，其分離輪49連續(xù)地將拉鏈式結構30互相分離，并分離成相應的拉鏈帶16和18。這些拉鏈帶繞著它們的縱向軸線旋轉90°，處于互相具有間隙的、平行的狀態(tài)，并且它們的底面28是基本上共平面的。在該狀態(tài)下，將這些拉鏈帶抽拉到滾輪50上，并穿過一開槽導向件52，它使該帶正好對著卷裝薄膜20。
在導向件52的直接下游，鄰近于卷裝薄膜20的縱向區(qū)域和拉鏈帶一起通過一對銅鈹熱合板54加熱，在不與熱合板54接觸的情況下，通過輻射和對流的熱傳導形式使上述帶和薄膜區(qū)域升溫。然后，通過一系列壓力滾58、60、62和64施加壓力到帶的凸出部分56和卷裝薄膜的鄰接加熱區(qū)域，將帶16和18熔化或粘合到上述膜上。為了對該薄膜和夾持帶材料提供所需的熱量并能夠保持相對高的操作速度，該熱合板應相對較長，其長度最好為12英寸，并盡可能地接近膜和夾持帶，最好相隔小于0.1英寸。
如圖7所示，優(yōu)選壓力輪包括上輪裝置和下輪裝置，所述的上輪裝置包括一對成前、后配置的輪58和60，下輪裝置則包括抵制上輪所施加的壓力的輪62和64。所希望的是上輪58和60施加近似相等的壓力，為此目的，它們裝在一支承件66上，該支承件以配置在一點位置的銷釘68為樞軸，使得與卷材垂直且穿過銷釘?shù)钠矫嫖挥趦奢喼g并且與兩輪的距離近似相等。該銷釘68固定到樞軸桿臂70的一端，在所述桿臂70中有一凹口72支承螺旋彈簧74的下端，該彈簧以壓縮狀態(tài)放置以將桿臂70向下偏置，從而將上輪58和60向下推動。為了能夠調整其偏置力，螺旋彈簧74的上端與調節(jié)螺旋裝置76的下端接觸，該裝置76支承在架元件78中的螺紋孔中，其下輪62和64可旋轉地裝在固定T形支承80上，該支承80是由下架元件上延伸構成的。
適合的軸承裝于每一相應的上、下輪上，其裝于下輪之一的軸承82圖12所示。如圖12，每一上輪和下輪具有相對較大直徑的表面84和85，其任一側與夾持帶材料的凸面56和卷裝膜相應的鄰接面接觸，在其之間的較小直徑的面86、87是為了在凸面56之間避免夾持帶和卷料接觸。所述的與夾持帶凸出部分接觸的下輪較大直徑面85是滾花的，而上輪的相應84是相當光滑的。
在通過上壓力輪和下壓力58、60、62和64之間之后，將具有附著拉鏈帶的膜經(jīng)過導向輪88向上抽拉，導向輪88配置在距壓力輪下游有一小段距離處，接著通過位于所述裝置輸入端的滾輪90。所述膜通過滾輪90后，改變了方向，即從與垂直方向成30°的角度向左(見圖5)并向上傳送到水平方向，并從其裝置12的輸入端到輸出端。
所述膜20通過滾輪傳送裝置92支承在裝置12的輸入端附近，其傳送裝置92具有一系列繞水平軸線轉動的滾動輪94，并與膜20的下表面滾動接觸。在滾輪傳送裝置的緊接下游處，具有一基本平滑的表面96，該膜與支承在其上的產(chǎn)品24滑過該表面。
該產(chǎn)品24通過一水平帶式傳送裝置98裝到所述裝置輸入端處的薄膜20上，其裝置98延伸到裝置12的輸入端，以便按照卷料20上和坯料縱向尺寸的規(guī)律間隔輸送產(chǎn)品24，其驅動時間與卷料20的驅動時間相關，用定時鏈條或皮帶99與相應的驅動機構連接來實現(xiàn)。
一縱向縫隙或槽100設置在滾輪傳送裝置92和支承面96附近，用于承接包括夾持帶16和18的卷裝置膜折彎部分108。配置夾持帶材料16和18之間的卷裝膜縱向部分102受到一垂直定向輪104向下的作用力，上述輪104與膜滾動接觸。其夾持帶16和18同樣被向下拉動進入槽中。當卷料連續(xù)沿著裝置12輸送時，其折彎部分108靠第二輪106和一靜止垂直板110來保持，該垂直板110與薄膜和夾持帶滑動接觸。該板110在每一側有一槽112，以滑動接觸的方式限制拉鏈式結構30，并保持夾持帶16和18互相對齊，使其相互嚙合的拉鏈式結構30適當?shù)嘏浜?。當折彎部?08沿板110穿過時，其外表面與導板114的內(nèi)表面116接觸。從板110的端部直接往下，其導板的內(nèi)表面116是逐漸變小的，以便在卷料向前拉動時，將壓力向內(nèi)施加到卷料折彎部分的外表面上，從而產(chǎn)生拉鏈式結構30的互相嚙合，即拉鏈閉合。
然后其卷料從粘合拉鏈式結構并折彎卷料的裝置12穿至裝置14上該裝置14是為了實施所需要的成型、裝填和封閉的袋26進一步步驟。
所述的拉鏈式結構仍保持互相嚙合，而卷料的相對縱向邊緣118和120向上包過所述產(chǎn)品，一般在產(chǎn)品的上表面的中部匯合，并一起封閉在成型袋的上表面上形成一縱向翅密封122。其翅密封122采用慣用的封閉裝置124加工。
按公知技術，裝置126(圖1)用于抽氣或回洗包裝。橫向密封由封閉板128完成，從卷料上切下成品包裝由一橫向切割具130(見圖4)完成。
如上所述，使用該裝置要解決的問題之一是控制卷料的皺折，特別是在鄰近于形成縱向折彎和拉鏈式結構產(chǎn)生互相嚙合的區(qū)域內(nèi)。在這些區(qū)域，希望膜在每一側保持基本平整，無皺折。
為此目的，皺折的控制通過采用組合器件來實現(xiàn)，包括采用滾輪90的錐形表面;提供使?jié)L90略微傾斜的裝置;并采用一系列與卷料20的上表面接觸的摩擦輪132、134、136和138。
該滾輪90的表面包括一對截頭錐形表面140和142，它們在夾持材料帶16、18之間的相當于區(qū)域102的位置匯合，使得在該位置其滾輪90的直徑最大，錐角相當小，如5°。
為了調整滾輪90，至少在滾輪的一端可調整到至少一維的運動自由度，以調節(jié)滾輪的位置。在所示實施例中。如圖1所示，滾輪的右手端支承著一樞軸臂144，所確定的高度略微低于滾輪左手端的高度。這樣起到了部分補償卷料張力變化的作用，其受力變化是由于附加的夾持帶16與18、縱向折彎部分108的成型和卷料向上包裝產(chǎn)品24而使卷料產(chǎn)生不對稱而引起的。
進一步的控制皺折和卷料張力是通過摩擦輪132、134、136和138實現(xiàn)的，設置的每一摩擦輪，是為了在卷料向前運行時，在卷料邊緣118和120之一附近提供向外的張力。摩擦輪與卷料20的上表面接觸，通過卷料的向前運動而被轉動，其輪略朝外，以便它們的轉動促使與輪接觸的卷料表面朝外。
為了避免在停止操作時，卷料20和夾持帶16、18的損壞，設置了一裝置，以便在卷料停止運行時，從卷料20附近抽出熱合板54。如圖7和9所示，該熱合板54是裝置146的一部分。裝置146包括固定到裝置12的架體上的一架體148，往復支承元件152、153用以支承熱合板在閉合位置和打開位置間運動，在閉合位置，該熱合板的熱表面154與卷料彼此之間靠的很近，而在打開位置，提供了熱合板和卷料20之間足夠的空間，以避免在停機時，卷料過熱。如圖7和9所示，該熱合板則處于閉合位置。
裝置12包括一控制系統(tǒng)155，在起動時，卷料開始運行之前，以其熱合板54處于打開位置，該系統(tǒng)155預熱熱合板54。這就能使夾持材料帶16和18大體沿著熱合板54之間的卷料全長方向上和卷料真正密封結合，而不是在操作開始時，由于熱合板正處在向其操作溫度加熱過程中，因熱度不夠而出現(xiàn)夾持帶16、18在相當大的長度上不易被附著的現(xiàn)象。
如圖9所示，每一往復支承件152和153包括一對平行的桿158、160，它們可滑動地配置在每一熱合板的每一端處的固定架148中的孔中，并且與裝到熱合板54上的安裝塊161連接。
熱合板54在閉合和打開之間的移動通過采用液動或氣動缸168而實現(xiàn)，所述缸基本位于細長型裝置的中部。每一缸的一個端部樞軸地連到架上相應凸耳170上，而一端樞軸地連到杠桿臂172上。所述杠桿臂的支點裝在一可調的連桿174上，在裝置工作時，該桿174被固定到適當?shù)奈恢?。每一桿臂172最好有一分叉構件，在每一細長件178的端部具有一長孔180，它與一延長桿162配合作用，該桿與往復支承件152之一聯(lián)接。提供以一螺紋桿或其它適合的調節(jié)止動件182以確定每一熱合板54在閉合狀態(tài)下的最向里的位置。
在工作停止時和起動及熱合板54處于打開位置時，上下氣刀184和186(只在圖9中示出)在熱合板和膜20之間產(chǎn)生較低溫度的氣流。該空氣刀支承在相應的上下支腳188、190上，其支腳用螺栓固定到熱合板裝置的架體148上，該氣刀與車間空氣或其它適宜的外界氣源相連接。這樣，該空氣刀與卷料停止運行時，打開熱合板相配合防止了卷料和夾持帶的過熱。
顯然如上所述，本發(fā)明提供一種改進的成型、裝填和密封可重復封閉包裝裝物的方法和裝置。
本發(fā)明不限于上述的實施例或任一單獨的實施例，而是通過下述權利要求來限定。
權利要求
1.一種通過成形-裝填-密封裝置將食品裝入可重新封閉包裝袋的方法，包括送入一包裝材料的連續(xù)卷料；將一對夾持材料的連續(xù)窄帶連接到處于連接工位上的所述包裝材料卷料上，夾持材料的所述帶相對于在所述連接工位的卷料呈縱向定向配置；將所述包裝材料在所述彎折工位進行縱向彎折，以便與所述夾持材料帶連接；使所述的夾持材料帶互相嚙合；使所述卷料的一部分基本保持平坦、基本呈水平定向，以在裝填工位承接所述的食品；將所述的食品放在處于所述裝填工位處的所述卷料的所述部分上；圍繞所述食品向上卷起所述卷料的所述部分，并使得卷料的所述部分相對邊緣匯合；將所述相對邊緣部分互相密封以形成一縱向翅密封；在鄰近所述食品前端處將所述卷料橫向密封；橫向切割在鄰近的所述食品前端的卷料；橫向切割在鄰近的所述食品后端的卷料。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于包括傾斜在所述連接工位和所述彎折工位之間的所述卷料，所述卷料的傾斜改變了其橫向寬度。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于所述卷料的傾斜度在鄰近于所述夾持材料帶處最大。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述包裝材料卷料包括分層聚合物材料，所述材料包括包含乙烯乙酸乙烯酯共聚物的外層。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于將所述夾持材料連接到所述包裝材料上的步驟包括加熱所述包裝材料卷料上的預定區(qū)域，使其上的涂層熔化，受所述涂層有效地使所述夾持材料粘接到所述包裝材料上。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于其中所述夾持材料連接到所述包裝材料上是通過所述夾持材料上的預涂覆熱熔化粘合劑而起作用的。
7.如權利要求1所述的方法，其中所述夾持材料連續(xù)連接到所述包裝材料上的步驟包括熔化所述包裝材料和所述夾持材料上的預涂覆乙烯乙酸乙烯酯涂層，并對所述包裝材料及夾持材料雙方同時施加壓力，把所述夾持材料壓到所述包裝材料上。
8.一種將夾持材料附著到包裝材料上且成型、裝填和密封可重新封閉包裝袋的裝置，包括-架體;-包裝材料卷料;-將所述包裝材料卷料送入的裝置;-具有連續(xù)長度的夾持材料包括第一和第二互相嚙合的帶;-將所述夾持材料在連接工位連接到所述包裝材料上的裝置;-在所述包裝材料卷料中實現(xiàn)縱向彎折的裝置，使所述第一和第二夾持材料的互相嚙合帶接合在一起，并將所述夾持材料帶放入所述包裝材料的縱向彎折部分中;-使所述第一和第二互相嚙合帶互相嚙合的裝置;-保持卷料的一部分基本呈平坦且水平構形以承接產(chǎn)品的裝置;-將所述產(chǎn)品放到所述卷料所述部分上的裝置;-圍繞所述產(chǎn)品向上卷起第一卷料的裝置，使其相對邊緣匯合;-將所述相對邊緣互相密封以形成一翅密封的裝置;-將所述第一卷料橫向封閉的裝置，以提供成型袋的橫向密封，和橫向切割所述包裝卷料的裝置，使一個袋從另一個袋上分離開。
9.如權利要求8所述的裝置，其特征在于還包括控制所述卷料皺折的裝置。
10.如權利要求9所述的裝置，其特征在于其所述控制皺折的裝置包括滾輪。
11.如權利要求10所述的裝置，其特征在于其中所述滾輪有不等的直徑。
12.如權利要求10所述的裝置，其特征在于其中所述的滾輪是傾斜的，它的軸線不垂直于所述卷料送入的方向。
13.如權利要求8所述的裝置，其特征在于其中所述將夾持材料連接到所述包裝材料上的裝置包括加熱所述夾持材料的凸緣部分和所述包裝卷料相對部分的裝置，施加壓力的裝置，以把所述凸緣部分壓到所述卷料所述相對部分上。
14.如權利要求13所述的裝置，其特征在于其中所述加熱裝置包括一對細長的加熱元件，該元件在所述連接工位與所述卷料運行方向平行，所述細長加熱元件的長度至少為12英寸，并且在工作時距所述的卷料和夾持材料有一小的間隙，通過熱輻射傳導有效地加熱所述夾持材料的所述凸緣部分和所述卷料的相應部分。
15.如權利要求14所述的裝置，其特征在于還包括在所述卷料的進給停止時，將所述加熱元件從所述夾持材料和卷料上移開的裝置。
16.如權利要求15的裝置，其特征在于還包括一對空氣刀，在所述卷料進給停止時，所述空氣刀在所述夾持材料和卷料上方產(chǎn)生氣流。
17.如權利要求13的裝置，其特征在于其中所述施加壓力的裝置包括第一和第二滾輪，它們彼此偏置對方。
全文摘要
一種與水平成型、裝填和密封的裝置串接的，將一對連續(xù)的窄的互相嚙合的可重新封閉夾持材料帶壓到一卷膜材料上的方法和裝置，此裝用以提供一可重新封閉包裝。所述夾持材料固定在包裝膜材料卷料中的縱向彎折部分里，所述的卷料直接送入成型，裝填和封閉裝置中，其中卷料水平定向，產(chǎn)品放于其上。圍繞產(chǎn)品的兩側向卷起卷料，使其兩邊匯合，構成一縱向翅密封，接著包裝的端部由模向封閉裝置密封，然后從卷料上切割包裝端部，使成品包裝與先前和后續(xù)的包裝分離。
文檔編號B65B61/18GK1070376SQ9211046
公開日1993年3月31日 申請日期1992年8月7日 優(yōu)先權日1991年8月8日
發(fā)明者H·F·隆格 申請人:卡夫通用食品有限公司