CN1118149A - 在可热成型的合成树脂容器内包装流体或半流体物品的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

容器的空腔(2)通过将可热成型的合成树脂的连续薄片(3)围绕着管件(14)，将薄片(3)的边缘焊住，形成未扩张开的封套(2a)，将压力流体引入装在模具(11)内的封套(2a)中，模具的模腔(12)限定空腔(2)的形状，管件(14)从模腔中穿过；模具(11)施压给薄片(3)使封套(2a)靠紧管件(14)；然后将物品(9)通过管件(14)引入空腔(2)；把空腔(2)从管件(14)上移走，最后，在容器的空腔(2)成型过程中，由于有管件(14)在模具(11)中而留下的开孔(21)封口。

Description

在可热成形的合成树脂容器内 包装流体或半流体物品的方法和装置
本发明涉及在可热成形的合成树脂容器内包装流体或半流体物品(即液体，半液体，浆糊状，粉末状或小碎片的物品)。
已有技术中形成容器的空腔的一种方法是，首先，将两片可热成形的合成树脂薄片置于模具内，使模具中围绕着模具空腔的两个相对的表面，热焊所述的两层合成树脂薄片，从而在模腔内形成尚未扩张的封套。然后，立即将热的压力气体通过一根或多根薄壁导管引入还未扩张的封套内，使封套的侧壁靠在模具的形成容器空腔形状的内表面上。接着，将所说的导管退出，然后，在上述导管通过的区域把这两片合成树脂薄片完全焊住。然后，在适当的部位切开容器，以便形成开口，然后，通过所说的开口进行灌装，最后，通过热焊重新封闭开口，以便密封被包装的物品。
美国专利US3423902公开了一种用于制做塑料容器的装置，其中将两层可热成形的塑料薄片放入模具的空腔内，并在它们之间插入管件，所说的管件设有多个纵向通孔，通过它有选择地喷入压缩空气，以形成容器，接着，将待灌装的物品灌入容器内。
然而，用所说的装置制做的容器不能灌满物品，因为当物品装入容器时，至少容器内的管件妨碍容器完全灌满，而管件要在容器封口前才抽出来。
此外，所说的装置的工作十分缓慢，主要是因为必须在同一工位上对容器进行灌装，即成形的模具也是灌装时的模具。
本发明的第一个目的是提供一种方法，即更经济，合理，操作速度更快，并且能让容器完全灌满(不留下空气)的方法。
本发明的另一目的是提供一种方法，即更适合于用无菌的方式包装物品，能防止空腔与周围空气接触，并且当为了形成开孔而切开容器时，可以防止材料碎片落入容器的空腔内。而材料碎片落入容器内是现有技术存在的缺陷。
按照本发明，正如由权利要求书所限定的，可以达到本发明上述目的和其它目的。
本发明的方法的特征可以用下列一个或几个步骤来表达：
—将可热成形的合成树脂的连续薄片围绕在管件上，以形成容器的空腔，并将压力流体引入被包围在模具内的封套中，所说的模具限定了容器空腔的形状，并且，有一根管件穿过所说的容器。上述模具通过将薄片压在通过分成两半的模具的管件的一部分上而将未扩张开的封套密封住。
—通过所说的管件，向容器的空腔内引入物品；
—从空腔内抽出管件，然后，用空腔成形过程中处在模具内的管件对容器空腔中留下的孔进行热焊，即将容器封口。
下面结合附图说明本发明，这些附图表示装置的几个实施例。
图1是装置第一实施例的示意图；
图2是图1的放大了的细部图；
图3是图2的III—III剖视图；
图4是图2的IV—IV剖视图；
图5是图2的轴向剖视图；
图6是装置第二实施例的示意图；
图7是另一实施例的成形工位10的示意图。
按照本发明的装置包括一个成形工位10，工位上有模具11，它包括两个互补的中空部份116，即半模。模具的腔室12形成容器空腔2。中空部份116分别具有封闭空腔12的配合表面11a，并且所说的配合表面通常处在基本上垂直的分隔表面上。
管件14至少通过腔室12的上部，通常具有基本上垂直的轴线，并且处于中空部份11B的分隔表面之间。在附图所示的实施例中，管件14穿过腔室12，并且延伸到超过腔室的上部和下部。
模具11的上方设置有供料装置，以便供给热可焊树脂的连续薄片，其供应方式为覆盖住管件14，并且在腔室12内形成围绕着管件的未扩张开的封套2a。
在图1至5所示的实施例中，包括供料装置，具体地说，是两个卷轴，两片用可热焊树脂薄片3制成的连续薄片32分别从卷轴上放出来。所说的连续薄片通过消毒装置60和加热装置65。接着，所说的平行和相互接触的连续薄片，从中间通过中央有管件14的两块模具的中空部份11b。
各个中空部分11b上设有两个为计量而布置的凹槽13(见图4)，通常是半圆筒形的，一个在上部，一个在下部，形成两个圆筒形通孔，以便让管件14通过模具11的端部。当中空部分与管件14周围配合时，凹槽13正好配合在一起。
借助于模具的表面11a，模具11将两薄片32压在一起，并利用由适当的加热元件，例如，电阻器件产生的热，把各接触区域上的两薄片热焊在一起。
此外，凹槽13也向着通过模具11的端部的管子14对薄片3施加压力。因此，在空腔12内的两薄片32形成了未扩张开的封套2a。这个封套由两个表面11a的结合，以及与管件14的周围相配的凹槽13的结合而形成气密封接。
在成形工位10还设有成形装置，以便当封套被模具11和管件14封闭时，将压力流体，特别是无菌的空气引入封套2a，从而使封套向外扩张，直到它的侧壁贴在模腔12的壁上，获得空腔2的最终形状。
所说的成形装置通常由管件14形成，这根管子上部与供给压力空气的装置连通(该装置未示出)，内部借助于通孔15与模腔12连通。
在每一个空腔2的成形周期中，模具11在薄片32的四周互相接触而封闭起来，并把管件14包围住。因此，围绕着模腔12的薄片32的边缘32a就被焊住了，而与管件14接触的那些部分没有焊住，尽管那些部分继续对管子保持着压力，使封套2a封闭住。然后，将压力空气通过管件14引入封套2a，使封套2a扩张，并依靠模腔12使其定形。最后的空腔具有上部孔21和下部孔22，通常，两孔的直径相同，因为管件14位于该处，并从这里穿过模具的端部。
在每个成形周期之后，打开模具11，并利用适当的驱动装置(例如，机动辊19)，使薄片3和空腔2一起向下移动一个距离，该距离等于模具11的垂直长度，或稍短一点。按此方式随着一个一个成形周期轮番向前送进，于是薄片3一面向前送进，一面形成连续的条带，条带上有多个空腔2，这些空腔通过相邻空腔2的下部开孔22和在其下面邻近的空腔的上部开孔21相互连通。
在成形工位10的下方，该装置有一焊接工位40，当空腔2成形后，即以间歇运动的方式向前移动，进入下一个成形周期(或者甚至是连续地运动)，已成形的空腔首先移到位于模具11下面的中间位置A，并接着移到焊接工位40，利用焊接装置41，将位于焊接工位40里面的空腔2的上部孔21和位于焊接装置上方的空腔2的下部开孔22焊住。
要包装的物品9通过管件14连续地引入空腔2内，所说的管件的下部出口位于中间位置A。具体的说，如图1至5所示，在位于工位10和40之间的空腔2中，至少有一个空腔在中间位置A。
物品9最好是通过灌装管23装入，所说的管23通过管件14的全长，该管件与上面供应物品的灌装装置(常规的装置，图4未示出)连接，而其下端，即出口，位于模具11的下方。
所说的物品供应可以是连续的，或是间歇的。
在管件14内设有通气管24，即排气管，以便在灌装物品9时，将空气排放出来。在管件1 4通过模具11端部的每一个位置上，都设有套环16(见图4)，以加强管件14对抗模具11的压力。管23和24以及孔17穿过位于模具11上部(见图4)的上套环16，所说的孔17可以通过压缩空气，而作为模具下部的下套环16上只穿过管23和24，而堵住压缩空气的通道，因为压缩空气必须引入模腔12内。
为了完全装满空腔2，物品9是这样供入的，即，当空腔2位于焊接工位40内，而上开孔21还未焊接时，物品9的高度在开孔21的上方(如图5所示)。此时，焊接装置41封闭住开孔21和在它上方的空腔2的开孔22。然后，当空腔2形成的带向下移动一段距离，在中间位置A的空腔2就移到焊接工位40内，当物品9的高度再一次升高到高于开孔21时，这个开孔21也按上述方式被封闭住。
应注意的是：每封闭一次上部开孔21，在它上面的开孔22也被封闭住，这样就可以使后面的空腔2也被灌满。
封口过程最好当空腔2的带条处于静止状态下与成形过程在同一时间内进行。
在中间位置A，即在成形工位10和焊接工位40之间，可能有许多个空腔2，以便形成较大的，用于灌装物品9的容量。
需要了解的是，按照本发明，当利用焊接装置41在焊接工位40上进行容器的封口时，可以在中间位置A将物品部分地灌装到空腔2内，从而防止空气留在密封的容器内，使容器总是保持在过量物品所确定的静压头下。
在灌装并用焊接装置41封口后，可在焊接工位40将各空腔2从薄片带上分离出来。分离可以在沿着焊接区域的中线位置，沿着线条T切割薄片带进行，以便留下装有物品9的空腔2的上开孔21，和在它上面的空腔2的被封住的下开孔22。在切割线条T的同时，切割装置42可以沿着线条R的轮廓线进行切割，以便使焊接边缘与空腔2分离，使容器获得合乎要求的形状。
这样，就可以制得成品容器，它装有物品9，从空腔2的薄片带上分离开来，并具有美观的外形。制得的成品容器可以是任何公知的类型，这种公知类型的容器可以用喷入加热了的气体使其热成形而获得。例如，在沿线条T切割的同时，可以在接近上开孔21的位置形成薄弱的封口线，以便于使用者开启。
容器的形状可以不同于附图上所示的形状。例如，容器上可以设置不同于开孔21的辅助开孔，以便于使用者开启。
可以从两根单独的卷轴31上放出两块薄片32(如图1所示)，或是从一根卷轴上将薄片放出来，而这根卷轴上的薄片已经沿纵向折叠起来。按照另一实施例，可以在薄片从卷轴放出来之后再折叠，所以两条薄片的侧面已经相互连接在一起了。薄片32的纵向折叠线在通过模腔12时不必再在模具的表面11a之间施加压力。
在图6所示的另一实施例中有一根单独的卷轴33，利用公知的导引装置(图中未示出)将这一条薄片34从卷轴上放出来，然后将其折叠起来包住管件14，这时簿片的边缘沿纵向相互重叠；然后，将所说的边缘焊在一起，例如，用通过导管36供给的热空气对它们进行加热，并且用辊子37，对着管子14把它们压接在一起。这样，就可以获得连续的圆筒形外壳，它紧密地包着管件14，管件通过模具11供入，并在模具内形成未扩张开的封套2a。然后，通过与对着管件14的外表面施压的凹槽13的接触，使所说的圆筒形外壳紧密地包着管件。然后，利用带压力的热空气以形成空腔2的过程以及以后的步骤与上述的相同。
图7表示成形工位10的又一个实施例，它不同于图1的地方在于，压力气体是通过通道27引入封套2a的，通道27是在两块薄片32之间，利用表面11a上相应的凹槽形成的，在模具合上之后，用管子26将空气喷入封套2a，并通过通道27形成空腔2。然后，使用上述焊接装置28，将通道27封闭。在本例中，只有灌装管23和排气管24通过管件14。
本发明适合于以无菌的方式包装物品。首先，利用消毒装置60可以简单和容易地对薄片32进行消毒，例如，该装置包括带杀菌液体的浸液61和/或加热装置65。此外，可以使用杀菌气体和下述各步骤来实现空腔2的成形：把模具封闭在简单的保护罩63内，这样空腔2的内表面就不与外界环境接触，所以不受其污染。保护罩63可以是一个简单的盖子，它将模具11和薄片32罩住，用稍高的压力以保持无菌的环境。
在附图上未表示的另一实施例中，管件14只通过模具11的上端部，而不通过其下端部。然后，在成形过程中，所得到的空腔2只具有上开孔21，物品9通过管件14引入，然后，当从管子上卸下空腔后，用焊接装置将开孔21焊住。

Claims (23)

1.一种在可热成形的合成树脂容器内包装流体或半流体物品的方法，每个容器限定一内空腔(2)，此方法包括用喷射压力流体在模具(11)内形成空腔(2)，向容器内装入产品并密封该容器，其特征在于，上述空腔(2)是由将可热成形的合成树脂连续薄片(3)，包在通过容器在里面成形的模具(11)的相对两端的管件(14)的周围而形成的。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括将容器从模具(11)中移出，和把产品(9)通过上述管件(14)向下游方向穿过模具(11)而引入空腔(2)内的步骤。
3.如上述权利要求中的一个或多个权利要求中所述的方法，其特征在于，该方法还包括将空腔(2)从管件(14)上移开的步骤。
4.如上述权利要求中的一个或多个权利要求中所述的方法，其特征在于，该方法还包括封闭在成形步骤中因有管件(14)而在容器的空腔(2)上留下的底开孔(21)的步骤。
5.如上述权利要求中的一个或多个权利要求中所述的方法，其特征在于，该方法还包括焊接薄片(3)的边缘，制成一未扩张开的封套(2a)，并将压力流体引入未扩张开的封套(2a)的步骤，上述封套装在模具(11)中，模具的模腔(12)形成空腔(2)的形状，并且管件(14)穿过空腔(2)，上述模具(11)在对薄片(3)加压时，将未扩张开的封套(2a)在穿过模具两端的管件(14)上封闭住。
6.如上述权利要求中的一个或多个权利要求所述的方法，其特征在于，在成形周期与薄片(3)移动相结合的过程中，在薄片(3)上形成具有顺序空腔(2)的连续条带，上述空腔(2)通过在各容器的空腔(2)的的上、下部分的相邻的开孔(21、22)互相连通，上述开孔(21、22)是由于穿过模具(11)的两端并且向上、下两方延伸的管件(14)的存在而形成的。
7.如上述权利要求中的一个或多个权利要求所述的方法，其特征在于，空腔(2)在形成之后向下移动，并且这些空腔仍在上述条带上连在一起，各空腔(2)首先移动到模具(11)下方的中间位置(A)，然后移动到焊接工位(40)，在焊接工位上，装满了的空腔(2)的上开孔(21)和在该装满的空腔上方的空腔(2)的下开孔(22)用焊接封闭住，物品(9)通过下出口处在中间位置(A)上的管件(14)顺序装入空腔(2)内。
8.如上述权利要求中的一个或多个权利要求所述的方法，其特征在于，以条带上将各装满并封口的空腔(2)分离开来是用沿线条(T)切开条带来实现的，线条(T)通过封住两相邻开孔(21，22)的焊接区域的中间断面。
9.如上述权利要求中的一个或多个权利要求所述的方法，其特征在于，在容器空腔(2)的周围还进行沿轮廓线(R)的切割。
10.如上述权利要求中的一个或多个权利要求所述的方法，其特征在于，上述容器的空腔(2)是由薄片(3)的两条连续薄膜(32)形成的。
11.如上述权利要求中的一个或多个权利要求所述的方法，其特征在于，上述容器的空腔(2)是由折叠成两条连续薄膜(32)的单块薄片(3)形成的，这两条薄膜并排地互相接触。
12.如权利要求11或上述权利要求中的一个或多个权利要求所述的方法，其特征在于，将一块薄片(3)的单独一条薄膜(34)包在管件(14)的周围，使薄膜(34)的边缘沿纵向互相重叠在一起，然后将上述边缘焊接在一起，以便在管件(14)周围形成一个连续的圆筒形外套，使上述封套通过模具(11)，上述未扩张开的封套(2a)就在该模具内成形，并且借助于用模具(11)将外套压向管件而将封套封口。
13.用于实施上述权利要求中的一个或多个权利要求所述的方法的装置，该装置包括一成形工位(10)，该成形工位上有一个至少由两块互补的中空部分(11b)组成的模具(11)，这两块中空部分结合起来就形成确定容器的空腔(2)的形状的模腔(12)；将压力流体喷射到上述模腔内的成形装置；将物品灌入空腔(2)内的灌装装置，以及封闭装满了的容器的密封装置，其特征在于，上述成形装置和上述灌装装置包括一根通过模具(11)中模腔(12)相对两端的管件(14)，上述管件的轴线处在模具两部分的分模面上。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，它还包括供应连续的可热成形合成树脂薄片(3)的供料装置，上述薄片(3)在模具的模腔(12)内包住管件(14)，并在管件周围成形为未扩张开的封套(2a)。
15.如权利要求13、14之一中所述的装置，其特征在于，上述模具(11)中设有与模具(11)的配合表面协同工作的凹槽(13)，以便通过将薄片(3)压向穿过模具(11)两端的管件(14)的一部分上，将未扩张开的封套(2a)封口。
16.如权利要求13到15中的一个或多个权利要求所述的装置，其特征在于，上述管件(14)有一根基本上在垂直方向的纵轴线，并且穿过整个模具的模腔(12)，从其上方和下方延伸出去，上述模具(11)借助于将薄片(3)压向穿过模具(11)的管件(14)的上、下两部分而把未扩张开的封套(2a)密封住。
17.如权利要求13到16中的一个或多个权利要求所述的装置，其特征在于，它还包括一根供应物品(9)的，穿过管件(14)的灌装管(23)，上述灌装管(23)在上方与灌装装置连通，其下端的出口位于成形工位(10)的下方。
18.如权利要求13到17中的一个或多个权利要求所述的装置，其特征在于，它还包括一根容纳在管件(14)内的，喷射压力流体的成形管，成形管的上方与供应压力流体的成形装置连通；上述成形管在与模具的模腔(12)相通的管件(14)中设有开孔(15)。
19.如权利要求13到18中的一个或多个权利要求所述的装置，其特征在于，它还包括将薄片(3)向下送进的驱动装置(19)，驱动装置的运动与成形周期相结合，以形成有顺序空腔(2)的连续条带。
20.如权利要求13到19中的一个或多个权利要求所述的装置，其特征在于，上述密封装置位于成形工位(10)的下方，并设有焊接装置(41)，该焊接装置同时焊接位于焊接工位(40)中的空腔(2)的上开孔(21)和在该空腔上方的下开孔(22)。
21.如权利要求13到20中的一个或多个权利要求所述的装置，其特征在于，它还包括将薄片(3)的边缘压向管件(16)的外表面的加压装置(37)，以及将上述边缘加热以便将它所焊在一起的加热装置(36)。
22.如权利要求13到20中的一个或多个权利要求所述的装置，其特征在于，上述管件(14)设有一个上部内套环和一个下部内套环(16)：上套环有能分别让成形流体和物品独立通过的通道；而下套环只有能让物品通过的通道。
23.如权利要求13到21中的一个或多个权利要求所述的装置，其特征在于，上述管件(14)设有一根与模具(11)下方的空腔(2)连通的通气管(24)，以便在灌装上述空腔时能让空气逸出。
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