CN102971218B - 用于生产包装件的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于接续地形成包含产品的多个封闭容器(32)的方法，所述方法包括将连续幅材(10)传送至折叠站(12)，所述连续幅材(10)包括具有两个相对边缘(4，6)的容器材料带，之后，通过折叠幅材以使两个邻接的边缘部分(9a，9b)仅从幅材的一侧边缘接触，接着，将两个边缘密封在一起以将幅材的一部分形成为开口容器而接续地形成每个开口容器，将产品沉积在幅材上使得产品被保持在开口容器内，并且接着密封开口容器以形成封闭容器。

Description

用于生产包装件的方法和设备
技术领域
本发明涉及包装件、特别是具有预定三维形状的诸如茶叶袋的浸泡包装件的制造。
背景技术
多年来，诸如茶叶袋的浸泡包装件主要作为方形或圆形的两层多孔过滤材料片材供使用，其中诸如茶叶的可浸泡材料被夹于片材之间。这种包装件将包装件内的可浸泡材料的流动基本上限制在二维。结果，这种包装件的浸泡性能受到限制。
因此，在过去的几十年间已经看到大量生产的浸泡包装件的发展，这些浸泡包装件具有更三维化的形状并且使得可浸泡物质有更多的空间运动。特别成功的是诸如在公开号为WO 95/01907(Unilever)和WO 2004/033303(I.M.A.SPA)的国际专利申请中描述的那样的四面体形状的包装件。
在四面体包装件的制造中，四面体形状传统上通过在过滤材料管中制成相互垂直横向的密封件而形成，并且被设计用于这种制造的设备不适合其它三维形状的制造。此外，虽然将可浸泡材料以商业上大量生产所需的高速填充到管状包装件中对于诸如细微切割的茶叶的可容易流动且坚固的材料来说是可能的，但脆弱和/或粘性的材料(诸如大叶茶叶、水果块等)在高的配量速度下通常会被损坏。
当然，可以以较慢的配量速度操作并且还可以在若干生产线并行运行时以高速生产四面体浸泡包装件，但这将必然地增加所需的制造设备的成本和尺寸。
因此，提供一种能够以高速生产这种包装件而不损坏这些脆弱材料的方法是非常期望的。
定义
在描述为材料“聚集”在成形构件周围以形成三维形状时，是指材料被吸到成形构件周围以形成三维形状而不造成材料的显著变形。
应当注意的是，在指定密集度或量的任何范围时，任何特定的密集度上限能够与任何特定的密集度或量的下限相关联。
为了避免疑义，词语“包括”意在指“包含”，而不一定指“由...组成”或“由...构成”。换句话说，所列的步骤或可选项不必是穷举的。
这里获得的本发明的公开内容视为覆盖如在彼此多重引用的权利要求中获得的所有实施方式，而不考虑权利要求可能存在没有多重引用关系或冗余引用关系的事实。
发明内容
第一方面，本发明涉及一种用于接续地形成包含产品的多个封闭容器的方法，所述方法包括将连续幅材传送至折叠站，所述连续幅材包括具有两个相对边缘的容器材料带，之后，通过折叠幅材以使两个邻接的边缘部分仅从幅材的一侧边缘接触，接着将两个边缘密封在一起以将幅材的一部分形成为开口容器而接续地形成每个开口容器，将产品沉积在幅材上使得产品被保持在开口容器内，并且接着密封开口容器以形成封闭容器。
第二方面，本发明涉及一种用于接续地形成包含产品的多个封闭容器的设备，所述设备包括折叠站和用于将具有两个相对边缘的容器材料的连续幅材供给到折叠站的部件，其中，所述折叠站包括折叠部件，所述折叠部件被设置用以通过折叠幅材以使两个邻接的边缘部分仅从幅材的一侧边缘接触在一起而形成各个开口容器，所述设备还包括边缘密封部件，所述边缘密封部件被设置用以将两个边缘密封在一起，由此接续地形成开口容器，所述设备还包括产品沉积部件和开口容器密封部件，产品沉积部件和开口容器密封部件能够操作以接续地从开口容器形成封闭容器。
因此，本发明涉及通过将幅材的仅一侧边缘折回到其自身上，使两个邻接的边缘部分在一起来形成开口容器，这在幅材中形成三维开口容器。此外，多个这种容器能够以连续方式生产，由幅材生产开口容器的序列。产品配量也与开口容器形成阶段分开。这使得配量通过多于一个配量器执行，给予每个配量器配量可能易碎的产品的时间而不危害生产速度。
每个开口容器通过从幅材的仅一侧折叠两个邻接的边缘部分并使这两个邻接的边缘部分在一起而形成是重要的。这实现了形成基本上三维的开口容器。如果所涉及的幅材的折叠使两对邻接的边缘部分从幅材的两侧在一起，这将导致基本上二维的开口容器。因此，通过仅沿着一侧边缘折回，形成自然为三维的开口容器，使得产品的配量更容易并且得到更加真正三维化的容器。
重要的是注意到，对于所有容器而言，被折叠以形成各个开口容器的边缘不必是相同的边缘。事实上，在一种优选的实施方式中，被折叠的边缘自一个容器至下一个容器交替。
因此，能够看出第一边缘可以被折回以形成第一开口容器，接着第二边缘能够被折回以形成第二开口容器。此后，第一边缘被折回以形成第三开口容器，等等。
已经发现这种处理方法特别好地适用于产生四面体容器，尽管其缺少一个面。这种形状是理想的开口容器，并且一旦填充有产品，能够被适当地密封以形成包含产品的四面体封闭容器。
幅材的折叠通过幅材在其随后折叠的区域处包括预折痕得以极大地简化。预折痕能够通过在适当的位置处压在幅材上来引入，然而许多其它的方法对于本领域技术人员是已知的。
折叠通常通过被设置用以在幅材两侧边缘上的离散位置处夹持幅材的夹持器来执行。一旦被夹持，夹持器被设置用以朝向彼此运动，由此迫使被夹持的幅材在受压情况下屈服。如果夹持器的运动被适当地设置，幅材将通过沿着幅材的边缘折叠而屈服。
已经发现，如果采用用于收集幅材以便以按照期望方式折叠的刚性成形构件，则由于夹持器聚拢运动极大地促进了期望的折叠响应。
一旦被折叠，则使邻接的边缘在一起并且通过本领域中任何适当的方式密封在一起。一种优选的方法是超声密封，然而其它方法也可以是适当的。
幅材的容器材料可以由适用在目标应用中的任何可折叠材料制成。当这种材料是刚性的并且包括预折痕时，优选的是容器材料是柔性的。特别地，优选的是，材料的柔性使其能够折叠到自身上而不需要预折痕。
如上面所讨论的，本发明特别适用于可浸泡饮料、诸如基于茶叶的产品的制造，因此，优选地，容器材料是可渗透水的，允许水自由地通过材料。另外，还优选的是，容器材料在100℃的水中是稳定的。特别地，容器材料在该温度下的水中不应该融化或溶解。
幅材的边缘可以是直的或者波形的。但是，为了简便，直的边缘是优选的。
幅材的宽度能够被选择成适合通过所述方法形成的容器的目标尺寸。但是，对于饮料应用，2cm至10cm的宽度是适当的。
因此，产品优选地是颗粒产品，通常包括诸如茶叶的可浸泡实体。产品还可以包括比传统的研磨叶茶更易于损坏的诸如水果块或大叶材料的其它颗粒实体。
因此，本发明的另一优点是产品的配量能够在较长的时间尺度上进行而不危害生产速度。这能够通过提供多于一个配量器，使得每个配量器不必配量到每一个开口容器中来实现。开口容器的开口的三维结构有利于通过将产品简单地沉积到幅材上来简单配量。
产品的配量能够在开口容器成形之前或之后执行。如果容器材料包括预折痕，那么就可以预先知晓在开口容器成形之前何时沉积产品，使得其在成形之后保持容纳。
但是，优选的是在开口容器已经成形之后将产品配量到开口容器中。因此，优选地，开口容器在其已经成形之后行进到配量站上。
配量站适当地包括多个配量部件，根据所采用的配量器的数量，每个配量部件被设置用以配量到一部分开口容器中。
因此，本发明的方法能够实现高产出并且每分钟能够生产500个以上的容器。
开口容器的密封能够以多种方式执行。在一种优选的实施方式中，容器材料的第二幅材被带入与开口容器接触，并且在开口的上方被切割和密封。另一种可能是用于形成开口容器的幅材的一部分被用以封闭开口容器。
附图说明
现在将通过图示并参照下面的附图讨论本发明，其中：
图1是用在本发明中的容器材料的一段幅材的示意图。
图2是根据本发明的过程和设备的侧视图。
图3a至3c显示形成根据本发明的过程和设备的一部分的折叠站的立体图。
图4a和4b显示图3a至3c中示出的折叠站的密封阶段的立体图。
图5a和5b是图3a至3c中示出的折叠站中采用的夹持器的立体图。
图6是图1a至1c中示出的折叠站的侧视图。
图7是形成根据本发明的过程和设备的一部分的密封站的立体图。
具体实施方式
转向附图，图1显示容器材料的连续幅材2的一部分。幅材2包括两个平行相对的边缘4、6和一系列预折痕8。通过使两个邻接的边缘部分9a、9b从侧部6在一起并密封这两个邻接的边缘部分9a、9b来形成开口的四面体容器。对于所示的开口容器，沿着侧部4没有出现折边。
图2显示整个过程和设备的侧视图，包括容器材料的连续幅材10，其行进到折叠站12，之后行进到配量站40并接着行进到密封站50。
图3a至3c显示容器材料的连续幅材10经过折叠站12。
连续幅材10由多孔柔性纸制造，然而可以采用诸如尼龙的其它材料。幅材10具有两个平行相对的边缘14、16，并且在容器材料中具有许多预折痕18。
折叠站12包括圆形旋转输送器20，该圆形旋转输送器20包括可动夹持器22，所述可动夹持器22能够相对于旋转输送器20运动。
容器材料的连续幅材10在接触旋转输送器20时被供给到折叠站12。连续幅材10接着沿着输送器的表面被供给经过折叠站12。夹持器22适于在相对于预折痕18的特定位置处夹持幅材10的侧部。
随着幅材10行进经过折叠站，夹持器运动相对更靠近在一起，使得幅材受压。每个夹持器22还包括成形器(未示出)，该成形器被成形为适配由预折痕界定的区域(典型地为三角形)。该成形器有助于幅材10沿着预折痕折叠，并且使得幅材响应于受压而聚集。
如能够在图3b和3c中看到的，随着夹持器22更靠近在一起，仅使一侧的邻接的边缘部分聚拢，由此形成大致三维开口的四面体容器。
图4a和4b详细显示折叠站的后期阶段，其包括边缘密封阶段30。折叠的四面体形状32的序列行进经过边缘密封阶段30。
密封阶段30包括两对致动焊接器34、36。随着开口容器30的序列经过，致动焊接器34、36集合在一起以将通过折叠站而接近的邻接的边缘部分超声地密封在一起。
因此，序列32作为开口的四面体容器的序列离开边缘密封阶段。
图5a和5b更详细显示在折叠阶段12中采用的夹持器22。夹持器22包括刚性主体36，该刚性主体36具有铰接地附接在其上的夹持部分38。还附接在刚性主体上的是三角形成形器40，该三角形成形器40有助于容器材料的折叠和聚集。夹持器通过轴承42安装在凸轮轨道(未示出)上。
随着幅材10进入折叠阶段，图3a中示出的布置中的夹持器接触幅材10。该布置使得三角形成形器40位于幅材10的一部分的下方，从而预折痕10恰好延伸超过成形器40的侧部。
随着幅材10进一步行进经过折叠站，夹持部分38通过凸轮轨道(未示出)的作用被迫使靠近到刚性主体36上。这使得幅材10被夹持在夹持部分38和刚性主体36之间。
图6更详细显示折叠站的部件。该图未显示旋转输送器20，并且为了清楚以透明元件显示。
每个夹持器22安装在轮辐42上，每个轮辐42可转动地附接到毂44。每个轮辐42包括槽46。
还安装有驱动轮48，该驱动轮48围绕中心点可转动并且与毂44偏置。驱动轮48包括许多轴承52，所述轴承52被布置成相对于驱动轮自由径向运动并且还与相应轮辐42中的槽46连接。
凭借驱动轮和毂44的中心之间的偏置并且凭借轴承52仅被允许相对于驱动轮径向运动，轴承被迫使沿着非圆形路径54行进。
非圆形路径又引起轮辐42以变化的角速度围绕其毂44旋转。该布置使得在任何时刻三个或四个轮辐围绕折叠站的固定区域组合在一起。因此，夹持器之间的相对运动被以规则的方式引起，以有利于连续或半连续的处理。
一旦已经准备好开口的四面体容器，它们就传到配量站，在该处，例如茶叶或其它可浸泡饮料产品的颗粒产品沉积。提供多于一个配量器，使得每个配量器将产品沉积到一部分开口容器中。
被填充但仍开口的四面体容器接着行进到密封站50，如图7所示。
密封站50包括辊子56和两个结合的融合和切割辊子58。
被填充的开口容器32的序列被带入与容器材料的第二幅材60接触。序列32和第二幅材60通过在辊子56下面经过而被按压接触。半密封的序列接着传送至焊接和切割辊子58，此时，第二幅材60被焊接以密封容器并且同时序列以超过每分钟500的速度被切割成离散的被填充的、密封且封闭的四面体容器。

Claims (17)

1.一种用于接续地形成包含产品的多个封闭四面体容器(32)的方法，所述方法包括将连续幅材(10)传送至折叠站(12)，所述连续幅材(10)包括具有两个相对边缘(4，6)的容器材料带，之后，通过折叠幅材以使两个邻接的边缘部分(9a，9b)仅从幅材的一侧边缘接触，接着，将两个边缘部分密封在一起以将幅材的一部分形成为开口容器而接续地形成每个开口容器，其中，所述开口容器是四面体容器，其缺少一个面，将产品沉积在幅材上使得产品被保持在开口容器内，并且接着密封开口容器以形成包含产品的封闭四面体容器。
2.一种用于接续地形成包含产品的多个封闭四面体容器(32)的设备，所述设备包括折叠站(12)和用于将具有两个相对边缘(4，6)的容器材料的连续幅材供给到折叠站(12)的部件，其中，所述折叠站包括折叠部件(22)，所述折叠部件(22)被设置用以通过折叠幅材以使两个邻接的边缘部分(9a，9b)仅从幅材的一侧边缘接触在一起而形成各个开口容器，所述设备还包括边缘密封部件(30)，所述边缘密封部件(30)被设置用以将两个边缘部分密封在一起，由此接续地形成开口容器，其中，所述开口容器是四面体容器，其缺少一个面，所述设备还包括产品沉积部件和开口容器密封部件(50)，所述产品沉积部件和开口容器密封部件能够操作以接续地从开口容器形成包含产品的封闭四面体容器。
3.根据权利要求1或2所述的方法或设备，其中，被折叠的边缘从一个容器到下一个容器交替。
4.根据权利要求1或2所述的方法或设备，其中，所述幅材在其随后折叠的区域处包括预折痕(8)。
5.根据权利要求1或2所述的方法或设备，其中，通过被设置用以在幅材两侧边缘上的离散位置处夹持幅材的夹持器执行折叠，所述夹持器被设置用以朝向彼此运动，由此迫使被夹持的幅材在受压的情况下屈服。
6.根据权利要求1或2所述的方法或设备，其中，采用刚性成形构件(40)，所述刚性成形构件(40)用于聚集幅材以折叠。
7.根据权利要求1或2所述的方法或设备，其中，使邻接的边缘在一起并且通过超声密封将邻接的边缘密封在一起。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述容器材料是柔性的，材料的柔性使其能够折叠到自身上而在任何点处都不需要预折痕。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述容器材料是可渗透水的，使得水能够自由地通过所述材料。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述容器材料在100℃的水中是稳定的。
11.根据权利要求1或2所述的方法或设备，其中，所述幅材具有直的平行边缘。
12.根据权利要求1或2所述的方法或设备，其中，所述幅材的宽度为2cm至10cm。
13.根据权利要求1或2所述的方法或设备，其中，所述产品是颗粒产品，典型地包括可浸泡实体。
14.根据权利要求13所述的方法或设备，其中，所述产品包括比传统研磨叶茶更易于破碎的其它颗粒实体。
15.根据权利要求1或2所述的方法或设备，其包括多于一个配量器。
16.根据权利要求1或2所述的方法或设备，其每分钟能够生产500个以上的容器。
17.根据权利要求1或2所述的方法或设备，其中，容器材料的第二幅材(60)被带入与开口容器接触，并且在开口的上方被切割和密封。
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