CN100408444C - 由薄膜材料制成的袋子及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种放置在圆柱形或桶形容器中的袋子。袋子(4)包括前、后板(11，12)，其间放置折叠成双重的侧板(13，14)。袋子(4)的底部沿着边缘(17，18)延伸到一定位置。当袋子(4)被展开时，其能够与具有一个圆形底部和颈部的圆柱形或桶形容器的内壁接触而无显著的应力。结果，可避免材料内较高的应力，袋子的隔离性能得以保持。所述前、后板(11，12)通过可断开的锁紧唇缘(22，23)彼此结合在一起。

Description

由薄膜材料制成的袋子及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种由薄膜材料制成的袋子和制造这种袋子的方法。

背景技术

NL 1 015 368中公开了一种用于存放如啤酒等饮料的储存器，其具有一个带有弯曲底座和颈部的大致圆柱形容器，一个由柔性薄膜材料制成的袋子置于其中。该袋子具有一个截止阀，通过该截止阀，碳酸饮料从填装线上经过一个填充头被引进到袋子中。通过在袋子外壁和容器内壁之间作用高压，碳酸饮料可从袋子中流出。

在袋子通过颈部而被引入处在折叠和卷曲状态的外部硬质容器中以后，袋子被填充。当通过硬质外部容器的颈部填充袋子时，重要的是袋子均衡展开并与容器的内壁紧密配合接触。如果在填充过程中袋子发生不均衡地展开，可能导致容器内部的袋子的一些部分附着在容器壁的不理想位置上。结果袋子内部的应力升高以至于袋子材料的隔离性能会因袋子材料的穿孔受到负面影响，特别是塑料和铝的层合材料用作袋子材料时。如果袋子仅被部分地填充，压力能增加到使袋子撕裂的程度。为了将袋子以稳定的方式放置在外部容器中，重要的是袋子与容器内壁在所有点均衡接触。这一点对于袋子薄膜材料内的应力均衡分布而言也是重要的。

在WO 01/00502中，描述了一种方法，其中柔性袋子通过如粘带或熔接等隔断方法而被分隔出一些容腔，所述容腔可在填充过程中的填充压力作用下被依次打开。结果，袋子的中央容腔首先被在其全长上填充，之后两侧的容腔被解放并可使饮料进入；所以在中央容腔被竖直填充之后，侧壁与容器的内壁紧密接合。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种由薄膜材料制成的袋子，其能够与具有弯曲顶部和/或底部的大致圆柱形容器紧密配合接触。

本发明的另一个目的是提供一种由薄膜材料制成的袋子，其中当袋子处在填充状态时，薄膜材料中的应力均衡分布，所以可避免袋子材料的损坏，以保持袋子材料的隔离性能，这种袋子可用简单方法制造。

本发明进一步的目的是提供一种由薄膜材料制成的袋子，其具有一个隔断装置，其可在袋子的填充过程中使袋子被可控制地展开。

为此，根据本发明的袋子在展开状态具有一个大致矩形的中间部分、从中间部分的两个相反侧边缘延伸出的前板和后板、从中间部分的另外两个相反侧边缘延伸出并且与前、后板成直角的两个侧板，每个所述板分别具有两个侧边缘和一个距中间部分一段距离的端缘，其中，当袋子在成型状态时，所述侧板沿着它们的中心线折叠，同时沿着两条折叠线折叠，所述折叠线从中间部分上的与相应侧板相近的角部延伸到中间部分的中心或附近；侧板在其中心线两侧的侧板半体被安置成使它们的外侧部分彼此相对；所述前、后板相对于中间部分的中心线折叠并被安置成使它们的内侧部分彼此相对；折叠成双重的侧板安置在前板和后板之间，所述侧板的纵向边缘和所述前、后板上的与它们相邻的纵向边缘接触，所述侧板和所述前、后板沿着所述纵向边缘以及沿着端缘彼此密封。其中，一个孔在中间部分的中央或附近形成在薄膜材料中，一个管向袋子的内部延伸，所述管连接到一个设于袋子外部并密封在孔周边的截止阀上。通过向填充了饮料的袋子加压，所有的饮料都可以从袋子中发放出来。

根据本发明的袋子可由薄膜片材制成，其中，在被折叠之前或折叠工序完成之后，依照一个十字形图案切割出前板、后板和侧板。通过将侧板折叠成双重并放置在相互置于顶部的前、后板之间，获得了一种平坦结构，其在展开状态形成一个三维袋子，其端缘、纵向边缘和折叠线分别与外部容器的弯曲的底座、侧壁和弯曲的颈部紧密配合接触。

此外，根据本发明的袋子可用简单方法制造，并且当其在硬质容器内部并被填充饮料时，应力分布均衡。

优选的方式是，在平坦、成型状态的袋子端缘是突出的，所以当袋子展开时，这些端缘能够沿着弯曲表面延伸。

在一个实施例中，袋子包括金属箔层和塑料层的层合材料，塑料层置于袋子的内侧。通过沿着纵向边缘和端缘加热该层塑料，可在板之间进行密封。彼此上下叠置的纵向边缘和端缘通过加热和加压相互密封。

在一个优选的实施例中，袋子沿着一个板的两个相反纵向边缘设置两个锁紧唇缘，所述两个锁紧唇缘相对于纵向边缘沿侧向延伸，并且彼此上下叠置且互相结合，以使它们也能彼此分开。当袋子在平坦成型状态时，前、后板能暂时通过锁紧唇缘相互结合。所以当置于圆柱形容器中的袋子被填充饮料时，前、后板彼此相互分开。当达到预定压力时，袋子能均衡展开且完全充满饮料。

锁紧唇缘可形成在前、后板的纵向边缘上且超过其横向延伸。所以彼此上下叠置的锁紧唇缘内部带有塑料，其通过热熔接而彼此结合。熔接点可被有间距地分开。优选的方式是前，后板中一端上的锁紧唇缘长于相对端上的锁紧唇缘。这种不对称设置的结果是，能实现对袋子最适宜地填充和袋子内容纳的饮料以受控方式放出。所以能够实现袋子与容器内壁紧密配合地接触，并且至少基本上上被全部填充。

在进一步优选的实施例中，袋子是以损失最少材料的方法制成的。侧板分别熔接到前、后板上。侧板和前板、后板由三个单独的平行的带料供应。侧板的带料相对较宽且被切割得相对较短。而用于前、后板的中央带料被切割得相对较长且其相对狭窄。

根据本发明的由薄膜材料制造袋子的方法包括下述步骤：

(a)平行供应三个薄膜材料的带料；

(b)在中间带料上形成孔；

(c)将两个外侧带料的邻接侧边缘结合在中间带料上；

(d)在步骤(c)完成之前或之后，沿着传送方向的横向切割所述带料，以形成侧板和前、后板；

(e)沿着侧板的中心线折叠所述侧板，同时沿着从靠近中间卷筒的侧板的角部延伸到中间带料中心线的两个折叠线折叠所述侧板；位于侧板中心线两侧的侧板半体被安置成使它们的外侧部分彼此相对；

(f)相对于中间部分的中心线将前、后板彼此朝向对方折叠，并将前、后板成使它们的内侧部分彼此相对，折叠成双重的所述侧板被置于前、后板之间；

(g)结合与前、后板的邻接边缘相接触的侧板边缘；

(h)将一个截止阀插入所述孔中并固定到袋子材料上。

附图说明

根据本发明的袋子的一些实施例及其制造方法将参照附图进行详细的说明。

图1示出了带有根据本发明的袋子且具有弯曲底座和颈部的塑料储存器的示意性剖视图。

图2是根据本发明的袋子的主视图。

图3是图2所示的袋子的示意性俯视图。

图4是图2所示的袋子的透视图。

图5是根据本发明袋子在展开状态的俯视图。

图6是图5中的袋子在部分折叠状态下的示意性俯视图。

图7是图5中的袋子在折叠状态下被切掉一部分的主视图。

图8是图5中的袋子在纵向边缘密封和端缘密封过程中的示意性剖视图。

图9是用于密封的发热元件的俯视图。

图10是用矩形薄膜材料制造袋子的方法的示意性俯视图。

图11示出了由三个卷料制造袋子的方法。

图12示意性地示出了图11中袋子制造过程中的步骤。

具体实施方式

图1示出了一种储存器，其用于储存碳酸饮料特别是啤酒，如NL 1 015 368中详细描述。该储存器包括一个外部硬质容器1，其由塑料例如POM或者PET制成。该容器1具有一个带圆角肩部2和一个带圆角底座3。由薄膜材料制成的袋子4被放置在容器1中，所述袋子与容器1的内壁紧密配合。所述袋子4具有一个塑料升管5。在袋子4的上端通过一个熔接到袋子上的法兰7而连接在一个塑料截止阀6上。该塑料截止阀6包括一个带有出口9的阀体8，用于通过一个填充装置12’的填充头10向袋子中填充饮料。填充装置12’在图中没有被详细地示出。当袋子4被填充饮料时，袋子和容器1被上下颠倒地放置。填充完以后，通过将容器放置在饮料分配器中，将填充头10去除，对阀体8进行操作以控制和计量袋子中饮料的发放量，可将饮料从袋子4发放出来。为发放饮料，空气通过截止阀6而被供应到袋子4和容器1之间的空间中，其结果是，当饮料被发放时，在容器1内部的气压作用下袋子被排空。连接有截止阀6的袋子4适于一次性使用，在袋子空了以后，通过颈部11’，袋子4被从容器1中去除。接着一个新的折叠卷曲袋子4通过颈部11’引进到容器中。通过经填充头10填充饮料，这个折叠的袋子以受控的方式展开。由此使袋子被全部填充，且均衡地全部地与容器1的内壁接触，以随从于弯曲肩部2和弯曲底座3的轮廓。根据本发明，袋子4在几何形状上被定制，目的是得到其与带有圆肩部2和底座3的桶形或圆柱形容器1最佳匹配。

图2是带有塑料截止阀6的袋子4的平面主视图。袋子4由铝和塑料层的层合材料制成。从图3可以看出在折叠和成型状态，袋子4由一个前板11、一个后板12和在前、后板11、12之间折叠成双重的侧板13和14组成。前板11有两个纵向边缘15、16和两个端缘17、18。端缘17、18从纵向边缘15、16伸出并朝向袋子的中心线19延展。此外，用于以可拆开的方式将前板11和后板12彼此连接的锁紧唇缘22、23沿着纵向边缘15、16设置在袋子上。当袋子4被填充饮料时，锁紧唇缘22、23分开，所以可实现对袋子逐步的和受控的填充，而没有折叠部和在整个制造过程中仅被部分填充或完全不被填充的空间。因此防止了袋子与容器1的内壁不均衡地接触。在填充过程中这样的不均衡接触会在材料中产生因过分伸展而造成的高应力，结果，会在袋子薄膜的铝层中产生小的裂孔，从而导致其(气体)隔离性能降低，或者甚至能使袋子撕裂，特别是在法兰7的连接部分。这些问题可由锁紧唇缘22、23来预防。此外，由于锁紧唇缘22、23具有坚硬缝隙，因此会在远离容器壁的内部一段距离处形成一个边缘，从而产生一个空气通道，通过所述空气通道，在填充过程中空气可从容器1内溢出。

从图3中可以看出，通过使前、后板11、12沿着纵向边缘突出超过侧板14，可形成锁紧唇缘。结果前、后板的内侧部分24、24’相互接触接触，所述内侧部分由塑料材料制成。锁紧唇缘22的前侧部分和后侧部分的塑料材料依靠熔接点21而以可断开的方式连接。或者，前、后板11、12和侧板13、14可以都突出超过纵向边缘15、16，以形在一个锁紧唇缘，如附图标记23所示出的。这样，依靠熔接点25或使用另一种连接技术如施加粘合剂或形成穿孔，可将侧板13的外侧部分26在锁紧唇缘部分处连接到前、后板上。

图4给出了根据图2和图3中所示的袋子的透视图，其中截止阀6和升管5已经被从袋子中去除。很清楚地看出在袋子4的顶部设有一个孔30，截止阀6被密封到该孔。折叠线27、28从孔30沿着纵向边缘15、16延伸到熔接部。

图5示出了袋子4平坦的未折叠状态。在图5中，塑料袋的内侧部分为图中的观察侧。袋子4是这样制成的，即在折叠板之前，从片材43上依照一个十字形的图案切出前板、后板和侧板并依照图6和7将它们连接在一起。但是，也可能第一步从矩形片材43上折叠出袋子，接着在熔接纵向边缘15、16和端缘17、18时切掉多余的材料。

前、后板11、12及侧板13、14从中间部分31延伸成十字形。当制造袋子4时，侧板13、14沿着其中心线被折叠成双重，纵向边缘32、33和32’、33’彼此朝向对方移动。由此侧板半体的外部朝向彼此安置。侧板13、14也可被沿着折叠线26-29折叠，如图6中示意性示出。接着，已经被折叠成双重的侧板13，14被放置在前板11和后板12之间，如图7中示意性示出，由此纵向边缘15、33；15’、32；16、33’；16’、32’彼此重合。

在图7中可以清楚地看出被折叠成双重的侧板13、14是如何被叠加到后板12上的。为了清楚，图7中前板11被部分地切掉。被折叠成双重的侧板13、14的外侧部分36、36’彼此相对，同时设塑料层的内侧部分37、37’朝向前板11和后板12。从图7中示出的状态，通过加压加热而沿着纵向边缘15、15’；16、16’；32、32’；33、33’及沿着端缘17、17’；18、18’，34、34’进行熔接，以制成袋子。如图8中所示出，一个熔接元件40、40’通过在箭头方向上移动而沿着其中心线折叠侧板13、14。通过在熔接元件41、41’和熔接元件40、40’之间夹紧纵向边缘15、33；15’、32；16、33’；16’、32’，可得到纵向边缘15-33’之间及端缘17、17’、18、18’、34、34’之间的密封。

图9示出了熔接元件41的俯视图，其包括一个具有袋子形状的金属条。在底部，在锁紧唇缘的位置，熔接元件41设有熔接的部位44、45，用于在锁紧唇缘部分22、22’、23、23’之间实现可断开的连接。

图10示出了一个实施例，其中袋子是在折叠袋子之前或之后通过将一张铝箔/塑料的层合矩形片材43冲裁掉材料部分46、47、48、49而制成的。侧板的侧边缘部分由矩形片材43的角部形成。

图11和图12中示出的是另一种制造方法，与图10中示出的方法相比，使用该方法可节省25％的原料。在此，前、后板带料50以及侧板带料51、52分别从三个单独的料卷53、54和55上供给。带料50相对比较窄，而带料51、52较宽但是它们比中间的带料50切割得短。如图12所示，带料50、51和52被从料卷53-55上供给。在切割站B中，前板、后板和侧板被切割出恰当的形状。侧板56、57被以这样安置，即其侧边缘58、59与前、后板的纵向边缘相接触，并在熔接站C中熔接到它们上。在切割站B的下游或熔接站C的下游，连接有塑料管的截止阀6被插入孔61中并固定到袋子材料上。接着，在折叠站D中，前、后和侧板被依照图5-7中描述的方法折叠。之后，在熔接站E中，用熔接元件60将纵向边缘15、33；15’、32；16、33’；16’、32’以及端缘17、17’、18、18’、34、34’相互结合。也可以省略切割站B，而在熔接站E中执行切割步骤；或者可以只由单一的带料供应侧板带料51、52，并将作为分设部分的前、后板带料50结合在它们上。

Claims (9)

1. 一种由薄膜材料制成的袋子(4)，所述袋子在展开状态具有一个大致矩形的中间部分(31)、从中间部分(31)的两个相反侧边缘延伸出的前板(11)和后板(12)、从中间部分(31)的另外两个相反侧边缘延伸出并且与前、后板成直角的两个侧板(13，14)，每个所述板(11，12，13，14)分别具有两个侧边缘(15，16，15’，16’，32，33，32’，33’)和一个距中间部分一段距离的端缘(17，18，17’，18’，33，34，33’，34’)，其中，当袋子在成型状态时，所述侧板沿着它们的中心线(35)折叠，同时沿着两条折叠线(26，27，28，29)折叠，所述折叠线从中间部分(31)上的与相应侧板相近的角部延伸到中间部分的中心或附近；侧板在其中心线(35)两侧的侧板半体被安置成使它们的外侧部分(36，36’)彼此相对；所述前、后板相对于中间部分(31)的中心线(35)折叠并被安置成使它们的内侧部分(24，24’)彼此相对；折叠成双重的侧板(13，14)安置在前板(11)和后板(12)之间，所述侧板(13，14)的纵向边缘(32，33，32’，33’)和所述前、后板(11，12)上的与它们相邻的纵向边缘(15，16，15’，16’)接触，所述侧板和所述前、后板沿着所述纵向边缘(15，16，15’，16’，32，33，32’，33’)以及沿着端缘(17，18，17’，18’，33，34，33’，34’)彼此密封；其中，一个孔(30)在中间部分(31)的中央或附近形成在薄膜材料中，一个管(5)向袋子(4)的内部延伸，所述管连接到一个设于袋子外部并密封在孔(30)周边的截止阀(6)上。

2. 如权利要求1所述的袋子(4)，其特征在于，所述板的端缘(17，18，17’，18’，33，34，33’，34’)包括两个边缘部分，它们以突出的形状从侧边缘延伸到每个所述板(11，12，13，14)的中心线(19，35)。

3. 如权利要求1或2所述的袋子(4)，其特征在于，所述袋子包括金属箔层与塑料层的层合材料，所述塑料层置于袋子的内侧(24，24’)，通过沿着纵向边缘(15，16，15’，16’，32，33，32’，33’)以及沿着端缘(17，18，17’，18’，33，34，33’，34’)加热，所述塑料层在所述板(11，12，13，14)之间形成密封。

4. 如权利要求1所述的袋子(4)，其特征在于，沿着一个板的两个相反纵向边缘(15，16，15’，16’)设置两个锁紧唇缘(22，23，22’，23’)，所述两个锁紧唇缘(22，23，22’，23’)相对于纵向边缘沿侧向延伸，并且彼此上下叠置且互相结合，以使它们也能彼此分开。

5. 如权利要求4所述的袋子(4)，其特征在于，所述锁紧唇缘(22，23，22’，23’)设置在前、后板(11，12)的纵向边缘(15，16，15’，16’)上，并突出超过侧板的纵向边缘。

6. 如权利要求4或5所述的袋子(4)，其特征在于，所述锁紧唇缘(22，23，22’，23’)沿着前、后板的两个纵向边缘(15，16，15’，16’)伸展，并且沿着纵向边缘具有相互不同的长度和/或位置。

7. 如权利要求1所述的袋子(4)，其特征在于，置于中间部分(31)两侧的两个所述板是分别由单独的材料块(56，57)制成的，并且它们结合到中间部分的侧边缘(59，60)上。

8. 一种由具有弯曲底座(3)和/或颈部(2)的容器(1)构成的组件，其包括一个如前面任一权利要求所述的袋子(4)。

9. 一种由薄膜材料制造袋子的方法，包括下述步骤：

(a)平行供应三个薄膜材料的带料(51，52，53)；

(b)在中间带料(50)上形成孔(61)；

(c)将两个外侧带料的邻接侧边缘(58，59)结合在中间带料(50)上；

(d)在步骤(c)完成之前或之后，沿着传送方向的横向切割所述带料，以形成侧板(13，14)和前、后板(11，12)；

(e)沿着侧板(13，14)的中心线(35)折叠所述侧板，同时沿着从靠近中间卷筒的侧板的角部延伸到中间带料中心线(35)的两个折叠线(26，27，28，29)折叠所述侧板；位于侧板中心线两侧的侧板半体被安置成使它们的外侧部分(36，36’)彼此相对；

(f)相对于中间部分的中心线(35)将前、后板彼此朝向对方折叠，并将前、后板(11，12)成使它们的内侧部分彼此相对，折叠成双重的所述侧板被置于前、后板之间；

(g)结合与前、后板(11，12)的邻接边缘(15，16，17，18，15’，16’，17’，18’)相接触的侧板边缘(32，33，34，32’，33’，34’)；

(h)将一个截止阀(6)插入所述孔(61)中并固定到袋子材料上。

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