CN1121026A - 包装 - Google Patents

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塔巴罗尼·罗伯托
巴托利·安德列
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Abstract

一种用能够热成型和热焊接的材料制成的容器(2)或容器组，它具有由带弹性的进口壁部分组成的进口(19、20)，所以上述进口(19、20)在牢固地密封之前是自封闭的。一种用于制造上述容器或容器组的吹塑成套设备，它包括一个成型工位，用于成型一组具有分别的进口(19)的容器组，或者具有一个共同进口(19、20)的容器组。在成型工位的下游有一个充填工位。

Description

包装
本发明涉及一种包装方法，包装设备，和一种包装容器。
在普通的吹塑成套设备中，制成的是密闭容器，这些容器很可能先储存起来，然后在至少是消毒的环境里，具体的说，在无菌的环境里打开并装填。
然而，这种成套设备要占据大量的空间，主要是因为需要有很大的空间来容纳这些密闭容器，还需要复杂而昂贵的装置把这些容器搬运到无菌区去，在那里把它们打开并进行装填。
此外，在这些容器的密封和/或打开和/或运送的过程中，有被环境中存在的肮脏的微粒所污染的可能，从而有损于卫生。
最后，上述打开和装填工序意味着成本要显著增加，而设备要大大的复杂化。
欧洲专利EP—B—0479152公开了一种吹塑成套设备，在这种设备中，向前进的夹持器使两块互相面对面的薄片沿着一条通道移动，在这条通道上顺序排列着下列设备：两个焊接半模，这两个半模在预定的区域内合起来焊接这两块薄片，形成许多容器的轮廓，这些容器向着薄片的一条纵向边缘是开口的；两个用来加热焊接好的薄片的半模；和一个容器成形工位。在容器成形工位上，设置许多插入薄片纵向边缘的两片边缘折片之间的，喷射空气的喷嘴，和两个其中设有若干容器成形腔的成形半模。在靠近成形工位处设有若干为把两片折片分开用的分岔器，以便于插入喷射空气的喷嘴。
上述容器通过在每一个容器上的打开的进口喷入一种产品来充填，然后用热焊把这些进口封闭。
在上述成形工位上，喷射空气的喷嘴的外表面确定上述这些进口的内表面，而这些进口一直保持打开的状态，直到容器被充满，因此，在此阶段任何现存的污染物都能够进入容器内部。
如果已经成形的容器要运送到其它的地点去充填，那么容器内部被污染的危险更要大大地增加。
为了消除现有技术的各种缺点，可以对其作很大的改进。
本发明的目的之一就是提供一种包装的成套设备，在这种设备中，包装能在更加卫生的环境中进行。
按照本发明的第一个方面，提供了一种包装方法，这种方法包括：提供一种具有一个进口的容器，或者具有一个共同进口的一组容器，这种进口的壁部具有弹性，所以进口是自封闭的；当上述进口的壁部被弹性地推开时，通过进口把产品喷射进这个(这些)容器的内部；以及在容器充满后，让上述进口两侧的壁部合在一起，把进口封闭。
按照本发明的第二方面，提供了一种用于充填一种容器或者一组容器的包装设备，这种容器具有弹性的进口壁部，所以该容器或者该容器组的进口是自封闭的，上述包装设备具有喷射产品的装置，这种装置能够插入上述进口的壁部之间，把上述进口壁部弹性地撑开，以便把一种产品喷射进这个(或这些)容器的内部，然后再从进口的壁部退出来，让上述进口两侧的壁部合在一起，把进口封闭。
按照本发明的第三方面，提供了一种，或者一组具有进口的容器，这种进口的壁部是有弹性的，所以是自封闭的，其结构使得喷射装置能够插入上述进口壁部之间，把上述壁部弹性地撑开。
由于有了本发明，就有可能减少污染容器内部的危险。
在一个最佳实施例中，一种用于制作吹塑容器并充填，特别是在无菌环境中充填这些容器的成套设备包括：一个成形工位，即吹塑工位，此工作上有吹塑装置，向吹塑工位供应一对用热塑性和热可焊性材料制作的成卷薄片的装置，把容器从吹塑工位移开向前送进的输送装置；一个充填工位，此工位上有喷射器装置，上述输送装置把容器送到这个喷射装置上，还有牢固地密封住上述充填好的容器的密封装置；上述吹塑工位上有防止在成卷薄片一个预定的纵向边缘区域把两块薄片热焊接在一起的装置，从而形成一个弹性封闭部分，而这个弹性封闭部分能让管子穿进容器，以便在吹塑工位下游的一个无菌环境中充填产品。
这样，就有可能在制作容器本身的过程中，以非常洁净的方式充填容器，并因而大大改进卫生环境。
应该指出，上述成套设备适于充填一切种类的产品，特别是需要非常小心照料的产品，例如食品和药品。
由喷射通常是经过过滤的空气和用加热了的模具吹塑而成的那些容器，以一种封闭的形状从成形工位中抽出来，上述弹性封闭部分能防止污染物通过容器的进口进入容器内，然后容器进入无菌的环境中，并在其中立刻用强迫打开上述弹性封闭部分的方法进行充填。
在一个特别有利的方案中，上述防止部分薄片热焊接的装置，能用非常简单而经济的方式，即，用模型镶块来构成，这种镶块不导热，并且限定在薄片上的纵向边缘区域。
上述防止两片薄片热焊接的装置可以包括至少一个喷射成形流体的喷射器组件的外表面，并且其位置在以上所说的区域中的一对薄片之间；并且，上述喷射器组件通常有一个借助于许多横向孔与一根把成形流体供应给容器的管道相通的，输入成形流体的纵向孔道。
上述防止两片薄片热焊接的装置还可以包括一块在吹塑工位一个模型中位于上述一对薄片之间的隔离块。
上述喷射器组件和/或隔离块可以盖住内部边缘，以形成一条通道向外扩展的的侧壁，为导入通过容器的进口喷射产品的管子提供一条导向槽。
这就使得为了充填容器而把管子导入容器内变得非常简单，无论是在通常的还是无菌的环境里。
上述通道的侧壁可以认为包括在容器进口的弹性封闭部分里，是这一对薄片的不焊接的边缘部分。
如果上述弹性封闭部分和这些相应的容器同时形成，就能够获得非常高的生产率。
在一个方案中，上述在每个容器的进口处用弹性压在一起的弹性封闭部分，是由中断围绕着容器的焊缝而获得的。
在另一个替代方案中，上述弹性封闭部分也形成一条沿着薄片延伸的通道，这条通道在一侧把一组容器的口连接起来，而在另一侧则被弹性封闭部分所封闭。
在导入喷射产品的管子时，上述弹性封闭部分可以起弹性铰链的作用。
如果让连接在相应的致动装置上的分离构件作用在通道的侧壁上，把侧壁分开，以便使管子能插入这组容器的口中，那就特别有利。
这样就能在管子插入通道和管道之前，使连接各个口的通道发生弹性变形，便于把管子插入口内。
上述分离构件可以是一对棱形的分离构件，在每根管子的前面和后面的位置上带有锥形端部。
这就使得连接同一组容器的各个口的通道的壁能产生相当大的弹性变形，以便插入大的管子。
或者，上述分离构件可以是带有向下的锥形端头的管状的分离器，并且管子可以在它里面沿着轴向滑动。
这使得管子能非常快的插进去。
应该指出，为了使容器的模制达到非常高的生产率，上述成形工位最好使得容器的基本上与薄片前进方向垂直的的轴线定在这样的位置上，即，上述容器的进口朝向上述这一对薄片的长边。
这一点对于使该设备尺寸的合理化特别有利。
在一个更有利的方案中，该设备包括一个能成形两排并排的容器的成形工位，这些容器的进口朝向这一对薄片相应的长边，还包括两个连续的充填工位，在这两个工位之间有使上述各组容器绕着一根水平轴线旋转的装置。
这样就能使生产量翻一番，而设备的成本却增加得不多。
为了能更清楚地理解本发明，并易于实施，下面将参照作为例子的附图详细描述本发明，附图中：
图1是一台包装设备的侧视图，其中有排成单列的多组容器；
图2是和图1一样的侧视图，所不同的是容器排成双排；
图3是把产品喷射进图1或图2中的容器内的装置的侧视图；
图4是沿图3中的IV—IV线的剖视图；
图5是沿图3中的V—V线的剖视图；但是带着已经插入的喷射管；
图6是图5的顶视图；
图7、8、9和10分别与图3、4、5和6相对应，但这种方案涉及的是具有为连接各容器的(呈缝隙形的)口的一根通道用的分离构件的喷射装置的；
图11和12分别与图9和7相对应，但它表示的是另一种变化型；
图13和14与图11和12相对应，但它表示的是一种套筒式的变化型；
图15和16与图3和4相对应，但容器的弹性封闭部分不同；
图17是一个成形工位的纵断面图，表示成形流体(通常是压缩空气)喷射通道的布置；
图18是沿着图17中的XVIII—XVIII线的断面图；
图19是沿着图17中的XIX—XIX线的断面图。
请参阅附图，一台用来模制热塑性和热焊性材料做成的容器2的机器1具有一个容器成形工位3，这种类型的成形工位公开在国际专利申请WO 94/08852中，这种成形工位的最佳实施例将在下面描述。
从相应的薄片卷5放出来的一对热塑性和热焊性材料制成的薄片4，送入上述成形工位3中；在成形工位3的下游，有一个剪切工位6，这一对已经成形有容器2的薄片4在该剪切工位上被沿着垂直平面剪切开来，以形成容器组7，每一容器组包括一排容器排8，或者如图2所示，包括两排容器排8。
在剪切工位6的下游是容器组7的定位工位9，通常由使容器组7转动一个规定的角度，例如转动90度，的装置所组成，它把容器组从通过成形工位3和剪切工位6的垂直通道转动到朝向随后的充填工位10的水平通道。
这对薄片4由图中未表示的送进装置使它换位，该装置沿着图中箭头F所指的方向与薄片卷5联动。上述送进装置也完成从成形工位3取出容器2的工作。
所有的充填工位都容纳在由一个壳体11限定的，至少是消毒的(在本例中是无菌的)环境内。在该壳体内导入一种压力高于大气压力的气相消毒流体。一条容器组7的运输带12横过上述壳体。
在上述壳体内有产品的喷射装置13，以及在容器内充填好产品后，把各容器组7的容器2的缝隙密封住的密封装置14。这样，这些容器就能够在成形工位3的下游，立即在无菌的环境中进行充填和密封。
容器组7从壳体11中出来之后就到达分离容器2的冲压工位15，根据容器的外形把它们从各容器组7的薄片4上分离开来。
如图2所示，如果一台机器为了提高生产率而包含两排平行而相对的容器排8的容器组7，而且它们的进口朝向该容器组的相反两侧，那么就要有两个充填工位10，并在中间设置一个翻转装置16，该装置使容器组7绕着一条水平轴线转动。上述翻转装置16把一排已经充填和密封好的容器排8转到下面，同时把在前一个工位10上没有充填的容器排8转到上面。上述翻转装置最好包括一个带有转动时能夹住容器组7的旋转框架。
为了优化上述机器的整体尺寸，在成形工位3上形成的容器2的纵轴线都处在水平面上，所以在下游的定位工位9上，它们的轴线就都垂直地排列在正确的位置上，以便喷射装置13的喷射管17能插入容器中。
需要指出的是，从成形工位3出来的容器2，在两片薄片之间已经有了在容器的充填口19上被中断了的周边焊缝18。在焊缝18的中断区域内，两块薄片只是靠在一起，所以用图5中所示的，向容器2内插入喷射管17这种简单的方法，就能依靠弹性把薄片分离开来。插入喷射管是由图中未表示的致动装置实现的。
为了使每根管子17便于插入相应的容器内，同一排容器排8中容器2的进口19最好通过一条通道20互相沟通，这条通道具有由包括舌片22在内的折成相对的“Z”字形的波纹片21所形成的断面。各波纹片21的“V”形断面的顶点靠住相对的波纹片21相应的“V”形断面的顶点，把由进口19和20所形成的进口封闭住。上述波纹片21构成了进口19、20的弹性封闭部分。
外面的舌片22向外岔开，以便管子17插入进口19、20中。
波纹片21的外顶点21则构成了相应的弹性铰链，以便于向容器内插入管子17来打开两块波纹片21相对的内顶点之间的接触区。
为了进一步便于把管子17插入进口19、20中，可以设置与通道20对齐的分离装置。
上述分离装置通常包括一对棱形的分离构件23(图7)，这一对构件通常具有锥形的端头，并且位于每根管子17的前方和后方，因而也就是在相应的容器2的相应的喷射口19的前后。这一对构件连接在能够垂直运动和转动的致动装置上，以便能够插入两块波纹片21之间，然后再转动。
在图11所示的另一种方案中，上述棱形分离构件23只和垂直致动装置连接，而相应的锥形端头24a具有足够的厚度，只要从轴向插入就能把波纹片21分开。
或者，各分离装置可以包括一根管状分离构件25(图13)，它能沿着轴向运动，并且有一个锥形的下端头26，而上述喷射管17则在分离构件内滑动。
在图15和16所示的方案中，同一个容器排8中的各容器的进口19，离开一对向外岔开的舌片26很近，一侧是构成进口19的薄片部分，另一侧是舌片26，这样就构成了容器的弹性封闭部分。上述这一对岔开的舌片26是借助于在模具中加入由不导热并且耐热的材料制成的镶块而获得的，这些镶块环绕着进口19的上端，包围着容器2的一部分。
为了使每一条通道20和同一排所有容器2的通道口相通，在相应的工位3中为吹塑容器2用的模具，最好分成模子27和模子28，模子27用来成形并焊接容器2的边缘，而模子28则在上一个模子的下游，用来最后完成容器的形状。
上述从内部加热、成形和焊接边缘的模子27有一个平行于F方向延伸的喷射器组件29，该组件插入薄片4之间，有一个纵向封闭的孔30，以便借助于许多横向孔31和一条通道32把成形流体送入各容器2中。
上述喷射组件29的内部尖棱有一对向着成形和边缘焊接模子27内部汇合的表面33，这一对表面形成了向外的舌片22。上述内部尖棱上有与对应的模子27的半模中的相应的槽相配合的纵向肋条34，以便在成形阶段防止这一对薄片4作横向滑动。
上述在后面的，容器2的最后成形模28要进行冷却，以便使模子保持在根据制造薄片4的材料所要求的温度上，并且要与一块隔离块35协同工作，这块隔离块和喷射组件29排成一列，并且具有和它相同的外形和横断面，只是内部没有孔。上述隔离块的作用是防止空气从容器2内部通过通道20的未焊接的那一段逸出。这样就能很方便地用延长通道32并使它与通道20相通来引入压缩空气，形成各容器2。
需要指出，上述通道20甚至也可以在成形模27的模体中形成，来代替通道32，并且在成形模27中也起把空气分配到容器2中去的作用，虽然这样做在拉伸材料方面不太有利。
借助于模子28(27)在部位36处的压紧作用，前方容器组7的通道20的后端，和下一容器组7的通道20的前端，被牢固地封闭住了，从而能使容器组中的容器的内部与外部环境隔离开来。

Claims (30)

1.一种包装方法，它包括：提供一个带有进口(19)的容器(2)，或者一组具有一个共同进口(19、20)的容器组(7)，上述进口的进口壁部分(26；21、22)是有弹性的，所以进口(19；19、20)是自封闭的；在把上述有弹性的进口壁部分(26；21、22)撑开的时候，把产品通过进口(19；19、20)喷射到容器(2)的内部；以及，在充填容器(2)之后，让上述进口壁部分(26；21、22)合在一起，把上述进口(19；19、20)封闭住。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，它还包括：用热焊接和热成形一对薄片材料(4)的方法使上述容器(2)成形，同时，避免把上述进口壁部分(26；21—22)热焊在一起。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，上述成形在进行上述充填的充填工位(10)之前，在成形工位(3)上进行。
4.如权利要求1至3中任何一项所述的方法，其特征在于，在上述进口壁部分(26；21、22)合在一起之后，把上述进口(19；19、20)封闭，并且上述进口(19；19、20)牢固地封闭住。
5.如权利要求1至4中任何一项所述的方法，其特征在于，该方法在至少是无菌的环境中完成。
6.如权利要求1至5中任何一项所述的方法，其特征在于，紧接在充填容器或者容器组(7)之前和之后，上述进口壁部分(21、22)在进口(19、20)的相对两侧具有相应的部分(21、22)，并且各相应的部分(21、22)在一个轴向平面上基本上是V形断面，上述相应部分(21、22)的顶点互相相对。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，紧接在充填容器或者容器组(7)之前和之后，其上述相应的部分(21、22)在一个轴向平面上都是锯齿形的断面。
8.如权利要求2或3，或者4至7中任何一项涉及权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的成形包括：喷射一种气态物质，以形成上述容器(2)的容器组(7)，其方式是在压力下把上述气态物质供入由容器组(7)的进口壁部分(21、22)所限定的一个通道(32)，并且这个通道与容器的口相通。
9.如权利要求1至8中任何一项所述的方法，其特征在于，在充填容器或者容器组(7)之前，使该容器或者容器组绕一根基本上水平的轴线转动，使得容器或者容器组的进口(19、20)朝着基本上垂直向上的方向。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，它还包括：在充填其进口(19、20)基本上垂直向上的容器或者容器组(7)之前，还有另外一个容器或者容器组(7)，位于与上述第一次提到的容器或者容器组(7)相反的位置上；在另一个容器或者另一容器组(7)的进口(19、20)基本上垂直向上时，充填该容器或容器组；密封后面提到的进口(19、20)；并把这些容器(2)绕着上述基本上水平的轴线转动180度。
11.一种用于充填一个容器(2)或者一组容器(7)的包装设备，这种容器(2)或者容器组(7)具有弹性的进口壁部分(26；21、22)，所以其进口(19；19、20)是自封闭的，上述包装设备具有能插入上述进口壁部分(26；21、22)之间，撑开上述有弹性的进口壁部分(26；21、22)之后喷射产品的装置(17)，上述装置用于把一种产品喷射进上述容器(2)的内部，然后从上述进口壁部分(26；21、22)之间退出来，让上述进口壁部分(26；21、22)合起来，封闭住上述进口(19；19、20)。
12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，它还具有用于热焊接和热成形一对薄片材料(4)，并且形成上述进口壁部分(26；21、22)的成形装置(3)；以及在该成形装置(3)上用于防止上述进口壁部分(26；21、22)热焊在一起的防止装置(29、35)。
13.如权利要求11或12所述的设备，其特征在于，它还具有用于在上述进口壁部分(26；21、22)合在一起之后，把它们牢固地密封在一起的密封装置(14)。
14.如权利要求12或权利要求13中涉及权利要求12所述的设备，其特征在于，上述成形装置(29)是沿着上述薄片(4)相应的邻近的边缘布置的，并且具有纵向表面部分(33)，用来与上述薄片(4)的纵向边缘区域共同构成一条沿着上述容器组(7)延伸，并且与容器组(7)的容器(2)的进口(19)相通的通道(32)。
15.如权利要求12或14，或者权利要求13中涉及权利要求12所述的设备，其特征在于，上述防止装置(29、35)是基本上不导热的模子镶块。
16.如权利要求12、14或15，或者权利要求13中涉及权利要求12所述的设备，其特征在于，上述成形装置(3)包括气态物质喷射装置(29)，而上述防止装置(29)包括上述气态物质喷射装置(29)的外表面部分(33)。
17.如权利要求14或16所述的设备，其特征在于，上述成形装置包括在上述气态物质喷射装置(29)之后的吹塑装置，和用来隔开上述相邻的纵向边缘区域(22)的隔离块装置(35)，上述吹塑装置用来使容器(2)最后成形。
18.如权利要求16或17所述的设备，其特征在于，上述气态物质喷射装置(29)和/或上述垫块装置(35)各有一条平行地沿着上述薄片(4)的纵向边缘延伸的内部边缘。
19.如权利要求18所述的设备，其特征在于，上述气态物质喷射装置(29)和上述隔离块装置(35)的相应的内部边缘互相对准，并具有基本上互相相同的横断面形状。
20.如权利要求18或19所述的设备，其特征在于，上述各内部边缘有一对互相汇合的表面(33)。
21.如权利要求18、19、20中任何一项所述的设备，其特征在于，在上述气态物质喷射装置(29)和/或上述隔离块装置(35)靠近它们内部边缘处，设置了一条纵向肋条(34)，以限制上述薄片(4)的横向滑动。
22.如权利要求14和17所述的设备，其特征在于，上述吹塑装置上有凹槽，该凹槽促进了在上述两片薄片(4)靠近上述隔离块装置(35)之间的一条与上述第一通道(32)的形成，以及在上述吹塑装置上的容器(2)的容器组(7)的进口(19)相通的第二通道(20)的形成。
23.如权利要求11到22中任何一项所述的设备，其特征在于，该设备还包括位于上述喷射装置(17)之前和之后的，用于使上述薄片(4)的两条相邻的纵向边缘(21、22)保持距离的分离构件(23，上述分离构件(23)具有相应的锥形端头(24、24a)。
24.如权利要求23所述的设备，其特征在于，上述分离构件(23)在上述锥形端头(24)区域内的杆部的横断面是扁长形的，上述设备还包括使分离构件(23)绕着上述杆部相应的纵轴线转动的旋转驱动装置。
25.如权利要求11到22中任何一项所述的设备，其特征在于，它还包括一根能容纳上述喷射装置(17)的管状分离构件(25)，该分离构件(25)具有锥形的端头，用于使上述薄片(4)的相邻的两条纵向边缘(21、22)保持距离。
26.一种容器，或者容器组，它具有进口(19；19、20)，该进口有弹性的进口壁部分(26；21、22)，所以该进口(19；19、20)是自封闭的，其结构使得喷射装置(17)能够插入上述进口壁部分(26；21、22)之间，把上述进口壁部分(26；21、22)弹性地推开。
27.如权利要求26所述的容器或容器组，其特征在于，上述进口壁部分(21、22)在进口(19、20)的相对两侧有相应的部分(21、22)，而且每个相应的部分(21、22)在一个轴向平面上基本上是V形的断面，上述相应部分(21、22)的两个顶端互相顶住。
28.如权利要求27所述的容器或容器组，其特征在于，上述相应的部分(21、22)在上述轴向平面上都是锯齿形断面。
29.一种由一对薄片(4)组成的组合体，上述这对薄片用热焊互相焊接在一起，并且用热成形方法形成一排如权利要求26到28中任何一项中所述的容器(2)，上述容器(2)的进口(19)朝向上述一对薄片(4)的一条纵向边缘。
30.如权利要求29所述的组合体，其特征在于，上述薄片(4)在上述这一对薄片(4)的一条纵向边缘上的相应的纵向边缘区，界定了一条上述这对薄片(4)的单向向外开口的通道(26、22)。
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