CN1330025A - 液体包装容器的坯料 - Google Patents

Abstract

用于盛装比如牛奶等液体的平行六面体型的包装容器和人字顶型的包装容器的坯料,包括:包装层材料,该层料具有与包装容器上、下端部相对应的上、下水平折线,还具有主侧面壁板,还具有几个辅助侧面壁板,该辅助侧面壁板由一对平行的垂直折线限定而成,它们的端部与上、下水平折线之间有一定距离,该辅助侧面壁板介于主侧面壁板之间,所述坯料适于形成基本防止液体流过的容器,该容器包括至少在容器的顶面或底面处的横向密封缝。

Description

液体包装容器的坯料

本申请是于1996年3月21日申请的美国申请系列第08/620,698号的部分延续。

本发明涉及了由层状包装材料制成的包装容器，该薄板具有很多折线或折纹，利用这些折线或折纹可以很容易地把包装材料做成单个的、装满物质的、密封的包装容器，本发明还涉及了用来制成包装容器的坯料或包装材料。

用于盛放饮料或其它消费品的一次性的消费包装容器，一般是由层状包装材料制成，包装材料由很多层构成，如纸层、热塑料层和铝箔层。该材料具有韧性，但相对又较硬，并具有一些折线或折纹，可以很容易地把该材料做成单个的、装满物质的、密封的包装容器。所需的防止液体透过的密封一般是采用加热-密封实现的，在这种情况下，包装材料的热塑料层被用来作粘合或熔合剂。现有技术中这种类型的包装容器一般可以是平行六面体的(Tetra Brik)，也可以是所谓的人字顶型的(Tetra Rex)，这两种类型分别在本发明所引用的EP19324和EP35681中讲述。平行六面体型的包装容器和人字顶型的包装容器大都包括四个垂直的带有顶和底的壁板或者侧面壁板。通常，平行六面体型的包装容器具有两个相对的宽度较窄的侧壁，而其余两个侧壁的宽度明显比另外两个侧壁的宽度要宽。人字顶型的包装容器一般是四个壁板的宽度大体上相等。

具有四个矩形壁板的平行六面体型的或者人字顶型的包装容器一直是在这种类型的包装容器中占据主导地位，这种包装容器一般用来包装，比如牛奶，桔子汁或其它的液体消费饮品。出现这种情况的一个重要原因是这种对称的基本矩形截面结构的包装容器不仅适合于消费者手握，也适合于在生产和装箱时机器人或机器装夹。这是由于生产要求和各种组装箱或编排装运之故。例如，包装容器一般放置于一个18(3×6)的包装箱中或装盘上，然后装上盖子或者捆扎起来。要使包装箱的尺寸适合于整齐地排列包装容器的总尺寸，包装容器就需要具备稳定的且可抓握的外形，故各个包装容器的侧面壁板要彼此紧紧地靠在一起，并相互支撑。

这样一来，虽然目前占主导地位的包装容器的结构有很多优点，但是从相对包含容积所消耗的材料量的角度来讲，它们并非是最佳的结构。从严格的几何意义上来说，理想的包装容器结构应该是球形的，但是由于现实原因，球形的包装容器显然是不合适的。对于盛放的容积一定，为了减少材料的消耗，通过在原来的侧面壁板上(主壁板)之间安置双锥形辅助壁板，使原来的基本平行六面体型的包装容器的壁板或多或少地向外凸出。如EP专利277,673所展示的那样。即便这种类型多多少少减小了材料的消耗，但是由于具有外凸的壁板，包装容器的结构并不理想，在抓握包装容器时，或者放置在运输集装箱储存时，都很困难。

另外，在上述提到的现有技术的具有平行六面体结构的包装容器，在折叠成型中出现的平铺角板必须向下折，并要紧固在包装容器的外表面上，以便在抓握包装容器时角板不会松开。角板要可靠地固定则要求角板能够向下折弯，并固定在与平铺角板的面积至少相等的平表面上。拱形的、弧形的或带有角度的表面都使得把角板可靠地密封在平面位置上具有一定的难度。由于在这种情况下，当抓握包装容器时，凸出的、没有很好密封的角板会很快松开，而当把包装容器放置在包装箱或托盘型运输集装箱中时，包装容器可能会互相推挤或向下滑动到一个相对狭窄而紧密的空间，从而会出现特殊的问题。

类似地，在市场上，具有一定标准容积(即：品脱、夸脱、半加仑、加仑、1.5升，升等)的人字顶型包装容器已被普遍认可和接受，这种包装容器的容积由制造商选定和确定。包装容器的表面积，尤其是占表面积绝大部分的四个侧面壁板的表面积，通常是由所定的包装容积来确定的。如果减少人字顶型的包装容器的表面积就会减少用来形成包装容器的材料的量，从而减少包装容器的成本，同时包装容器的容积仍达到要求。

从前面的讨论中还可明显地得出，在消耗一定的包装材料面积的条件下，增加包装容器的理论上的容积需求部分地与另外两个必需因素成反比，即：一个因素是保留大致的平面壁板结构的要求，这样可确保包装容器的稳定性和良好的可抓握性能，第二个因素就是要使平行六面体型的包装容器的角板能够可靠地定位的要求。类似地，传统的人字顶型的包装容器也是在四个平面的侧面壁板的基础上造型的。

本发明的一个目的就是不需要昂贵技术的介入，也无需重新设计，却能使原有技术的平行六面体型的或者人字顶型的包装容器在耗费相同的材料时，具有更大的容积，同时，这种包装容器的外观具有不同以往的轮廓，但从抓握和包装的角度看，却保留了合适的外型，它还具有占主要部分的平面壁板和良好的甚至改善的握持强度。

本发明的另一个目的是提供一种上述的外形的并基本是平行六面体型的包装容器，它的壁板大致是平面区域，以便用来固定平铺角板。

本发明还有一个目的是提供一种上述提到的基本上是平行六面体型的包装容器，它的角板平铺连接在包装容器的外表面上且向内凹，以便角板不会伸出包装容器的外表面的外面去，这样，在抓握包装容器时就没有松开的危险了。

本发明还有一个目的是提供一个用来制做上述外形的包装容器的坯料。

按照本发明在导言中所述包装容器的基础上可获得一个满足上述目的的液体包装容器，它在各侧面的角上都具有辅助壁板，这个壁板由两条基本直的垂直折线所限定，在每个板面的上、下端，所述折线分别以一对方式汇聚相交成对角折线，它们相交于一点上，所述顶面部分和底面部分形成防止液体透过的密封，至少其中一个所述顶面和底面部分具有横向密封缝。这就减少了用来制做相同容积的包装容器所需的包装材料的量。

对于导言中所述类型的坯料，根据本发明，在壁板的大部分长度范围内，都由两条直的、平行的垂直折线来限定。包装容器坯料包括一个具有上部分、中间部分和下部分的基本矩形体，每个部分都靠一条或多条水平折痕线与其它部分分开。矩形体的上部分包括几条用来形成组装包装容器顶部的折线，而下部分包括几条用来形成组装包装容器底部的轮廓线。矩形体的中间部分包括几条用来在组装包装容器各角处形成斜面壁板的折痕线。在每个角处的折痕线都包括相交于一点的对角折线。在与上、下部分相邻处都设有对角折线。所述坯料适于形成基本防止液体流过的容器，该容器包括至少在容器的顶面或底面处的横向密封缝。

在这里，参考附图，描述一下根据本发明的包装容器和坯料的具体实施例，在附图中：

图1表示了根据本发明的第一个具体实施例的坯料；

图2是根据本发明的包装容器的第一个具体实施例的透视图，从上面斜着往下看；

图3是图2中的包装容器的透视图，从下面往上看；

图4是根据图2和图3的包装容器的侧面正视图；

图5是根据图2和图3的一端侧正视图；

图6是根据图2到图5的包装容器的俯视平面图；

图7表示了根据本发明的包装容器的第二个具体实施例的坯料；

图8是根据本发明的包装容器的第二个具体实施例的透视图，从上面斜着往下看；及

图9是根据图8的包装容器的透视图，从下面斜着往上看。

同以往所知的相似类型的包装容器和坯料一样，本发明所述的包装容器和包装容器坯料一般用来盛装液体饮料，例如牛奶和橘子汁。在这种情况下，包装容器一般采用具有多层的包装材料制成，例如具有纸层、塑料层和铝箔层的包装材料。这种典型的包装层材料的中间是相对较厚的纤维层或纸层，而在其两侧，覆有热塑性材料层，如聚乙烯。为了改进这种包装材料的阻隔气体的性能，它还可以包括一个附加的隔离型层如铝箔，其再被一个热塑料如聚乙烯制成的不透液体的覆盖层所覆盖。该层形成了包装容器的内表面，而内表面又与包装容器中的含物相接触。这样，包装材料层的外表面与其内表面都覆盖着热塑性材料层，在把坯料做成一个盛满液体的包装容器成品的过程中，这种材料使得包装层结构的加热密封很容易实现。在这里采用的加热密封技术是在本领域中众所周知的，同样，采用的材料、方法和装置都与制造传统的相似类型的包装容器一样。要在这方面获得更多的信息，可参考例如EP19324，它是作为参考被引用的。

如图1所示的这种包装容器坯料1，是包装材料幅(Web)2的一部分。包装容器坯料1要被做成如图2到6所示类型的包装容器4。包装容器4是由原来的平面形的包装材料通过折叠和加热密封而制成。该坯料1是由一种连续的材料幅提供的并被成型、盛装液体和密封然后从该料幅2上裁剪下来，如通常在作为参考被引用的美国专利第4,580,392号中所述。为了使得折叠成型更为容易，包装容器坯料1上设有折叠结构线。

为使折叠成要求的包装容器外形的操作变得容易，每个包装容器坯料1都设有一个通常可包括一些折线或刻痕的折线图，刻痕就是在材料上深深地刻线，但也可以包括一些穿孔或其它类型的可使材料变薄的痕线。对于短距离，折线也可自然形成。当相邻部分沿例如予制的折线进行折叠时，这些折线就立刻自动形成。每一个包装容器1都通过两条水平线6，7大体上分成一个中心壁板区域8，一个上端部区域9和一个下端部区域10。水平折线6和7大致上是直的，并平行地贯穿于整个或大部分的包装容器坯料1的宽度，即基本上横贯于包装材料幅2的纵向边缘线11之间(图1)。位于两条水平折线6和7之间的壁板8被垂直折线14和斜折线15分成几个交错的主壁板16和辅助壁板17，更确切地说，每种类型的壁板有四个。在平铺的、未密封的包装容器坯料中，一个主壁板16都被分成两部分，在把包装容器坯料1制成完整的包装容器之前，这两部分彼此之间没有连接，在这种情况下，包装材料幅的纵向边缘11借助纵向密封条18，彼此密封地连接在一起并可防止液体透过。在图1-6所示的具体实施例中，由坯料1所生产的包装容器具有矩形顶和底，该矩形有两条宽边和两条窄边。

在第一个具体实施例的包装容器4和坯料1中，辅助折线19(图4)成对地横贯辅助壁板17延伸，并把它分成一个长条矩形部分和与矩形短边相连接的两个三角形部分。这样，每个辅助壁板17通过两条相互平行的垂直折线14限定而成，它们(14)延伸超过了该包装容器1的高度之大部分。最好是，这垂直折线14的长度大于折线6和7之间的距离的一半。这样的比例可提供要求样式的包装容器。垂直折线14与辅助折线19及斜折线15相交，一对斜折线15会聚在点20上，在如图1-6所示的具体实施例中，点20分别位于上、下水平折线6，7上。

上端部区域9和下端部区域10都包括几个端壁板，可分别地用来折叠、密封包装容器的上、下端部分22，23。每个端面9，10都包括几个基本矩形壁板24，几个基本三角形的角板25和相邻的基本三角形回折板26。每个端部区域9和10设有很长的横向密封条27，28，它们横贯于整个包装容器坯料1的宽度，最外侧是包装容器坯料的横向切割边缘12，13。

把平面的包装容器坯料1折叠成完整的、装满液体的、密封的包装容器4是从长形的包装材料幅2开始的，包装容器坯料就是在该幅料中形成的，如图1所示。第一加工步骤是，把材料幅卷成管形，之后利用纵向密封条18把两个纵向边缘11连接在一起形成防漏密封接缝。然后，这样制成的材料管被充以希望的含物，接着，分别把上、下横向密封条27和28压平和密封，这样就将该管结构分隔成了软垫形的、连续的半成品。在这种情形下，随着开始折叠纵向垂直折线14和斜折线15的要求，可以对该管结构进行一定的成形处理了。

这种相互连接的、软垫形的包装容器坯又被在横向密封条27，28中作横向切割以相互分开，从而密封条27，28转变成密封缝29，30。这样分开的、盛满液体的包装容器坯要经过最后的成型工序，借助围在包装容器周围的成型板或搭片，并利用盛放在包装容器里面之含物的缓冲力，它们被压在包装容器上，这样就可通过最后的折叠折线获得希望的最后造型。在此例中，纯粹由于几何形状的原因，留有一些剩余材料，这些剩余材料集中在四个角板31处，而在独立的、后期的处理过程中，这些角板可被压平，并向下方折叠，从而密封在包装容器的外表面上，如图2和图3所示。

图2-6表示了如图1所示的包装容器坯料如何通过折叠和密封被制成完整的包装容器4的情况。从这些图中可明显地看出，形成各端面区域9和10的不同的壁板24-28如何被用来形成基本平面的端部22，23。形成密封接缝29，30的密封条27，28贯穿于端部22，23，同时与端部壁板24一起构成端部22，23的主要的平面部分。三角形角板25与回折板26一起构成了三角形压平角板31，该三角形压平角板沿顶面矩形的短边向下折叠，并按已知的方法密封在包装容器的外表面上。更确切地说，包装容器的顶端部分22的角板31向下折并密封在包装容器的两个宽度相对较短的主壁板16上，而包装容器的底端部分的角板31沿着矩形底面的短边向回折并密封在包装容器的底面上。从这些图中还可明显地看出，纵向密封条18是怎样形成密封接缝32的，该密封接缝垂直地延伸于包装容器，并把一个主壁板16分成两部分，而且一直延伸到包装容器的横向密封接缝29，30上。

在根据本发明所述的第二个具体实施例中(图7-9)，由坯料3做成的包装容器具有大致等长的方形的顶端和底端。包装容器坯料3有两条水平折线6，7，它们把坯料分成中心壁板区域8，上端区域9和下端区域10。坯料3有纵向边缘11，和横向延伸的边缘12和13。中心壁板区域8被垂直折线14和斜折线15分成四个主要的壁板16和四个辅助的壁板17。在这个第二个具体实施例(图7-9)中的折线的布置大致上与在第一个具体实施例(图1-6)中折线的布置相同，除了在第二个具体实施例中把辅助折线19省略了之外，这是因为第二个具体实施例中的辅助壁板的宽度比第一个具体实施例中的辅助壁板的宽度更窄，因此更容易成型。另一个不同点是点20(图8)与水平折线6，7有一定的距离，斜折线15相交于点20处。在点20与每个折角处之相应的水平折线之间延伸有一条垂直角折线21。

所示的包装容器(图7-9)的第二个具体实施例表明了一个人字顶型的上端部分22。在这个具体实施例中，坯料3通常在被形成包装容器之前就与材料幅相脱离，然后对每一个坯料进行单独地成型。与前面提到的包装容器的坯料一样，其形成过程是这样开始的，先通过把纵向边缘11在密封区域18处彼此密封起来，使包装容器坯料3形成一个管结构。如图9中所示，这之后进行底部的成型，把形成底部区域10的不同的壁板按照所示的折叠线折叠成一个平面的、防止液体透过的密封端部23或底部。与图1-6所示的具体实施例中一样，这里出现的剩余材料也形成角板，不过，在此具体实施例中，这些角板都折进端部壁板24的里面，所以在图9中看不见。底部横向密封条28被用来形成密封缝30，并且该密封缝紧靠在包装容器的底部。这步成型过程把包装容器坯料3做成一个向上敞口的包装容器。然后在形成顶面并封闭顶面之前向这种类型的包装容器中灌入所要装的含物。

在灌满液体之后，包装容器的人字顶的上端部22被封闭且密封。该处理过程与相应的用于底面成型处理过程类似，即两个壁板24相对折叠，同时把角板25和回折板26向内折叠进端部壁板24的里边。然后用上部的横向密封条27把壁板24，25，26相互密封起来，使其不能渗漏液体，这样就形成了向上凸出的密封缝29。依此，包装容器就全部完成了，一般情况下不再需要更多的步骤了，这是因为在这种包装容器中，辅助壁板17的宽度相对很窄，故在把包装容器坯料3制成管形时，它可自动地形成希望的结构造型。然而，如果证明确实需要时，则在这里还可以借助适当的成型板或其它工具再进行外部成型处理工作，当然在这个具体实施例中，也可以有辅助折线，以便使得成型加工变得容易。

图1和图7中的具体实施例之包装容器本体都是通过垂直折线14和斜折线15分成四个主要的壁板16和四个辅助的壁板17，所以在包装容器高度方向上的大部分区域内，都是八角形结构，其截面面积分别大于这两个具体实施例的包装容器的上、下端部22，23的表面面积。这种差别在图6中表现的尤为凸出。相互平行的垂直折线14确保了主壁板16和辅助壁板17在其大部分长度方向上有相等的宽度。这就需要壁板的中心部分是相互平行的平面壁板部分。在图1-6的具体实施例中，在包装容器4的窄侧壁上，辅助壁板17的宽度与主壁板16的宽度大致相等，这样使得包装容器的容积最大，同时也使包装容器具有非常合适的比例关系，在打开包装容器倒饮料时，更容易抓握。

借助斜折线15和辅助壁板17的等腰三角形的斜锥顶端部分，包装容器的大致呈八角形的中央部分逐渐合并成矩形截面结构，以便与端部表面22，23的结构相一致。在此例中，辅助壁板17的三角形的底部要稍稍向外倾斜，以便与辅助壁板17的垂直延伸的矩形部分相接合，此处的折叠通过辅助折线19(如果需要的话)很容易做到。相应的，主壁板16的上和下部分则分别从由该主壁板的中心部分决定的包装容器的外轮廓线要稍稍向里面倾斜。为了更容易的做到这一点，自然可以想到在主壁板上也提供与辅助折线19对应的横向折线，该折线在位于包装容器窄端主壁板16(图2)的两个上部分上，用来固定平铺角板31。平铺角板31的高度(垂直长度)大致等于或稍稍小于辅助壁板17的三角形部分的高度。在此例中，当角板31被向下折，贴到包装容器的外表面上，并被密封在前面提到的主壁板16的上部分上时，角板31不会增加包装容器的宽度，而是位于上述提到的主壁板16的中心部分的垂直延伸假想面的里面。因此，在运输和抓握包装容器时，比如把许多包装容器紧挨着放置在已有类型的运输集装箱中，角板31也可以受到保护。

事实上，壁板的大部分都是相互平行的平面壁板形成的，这样就带来应用的优越性亦即可以把包装容器放置于高度相对较低的所谓的运输集装箱中，即低浅的纸箱或者塑料箱中时，能够这么做的原因在于，根据本发明所述的包装容器，在堆到这样一个浅底容器中时，包装容器的大部分高度区域上的平行平面壁板部分16就会彼此紧密接触，这就使包装容器在运输集装箱内相互支撑，降低了单个包装容器翻滚出来或彼此错位的危险。由于平面壁板部分朝包装容器的低端延伸一个相对大的距离，所以可以采用相对较浅的托盘形运输集装箱。实际上，托盘壁部分延伸到包装容器平面壁的低端部分之上方就足够了。

在现有技术的包装容器类型中，相应的壁板部分在包装壁的整个高度上都具有统一的曲率，这就使得相互支撑和稳定的功能丧失了，结果是，运输集装箱必须具备相当高的四壁，最好是超过它们所装载的包装容器的高度的一半。即使是采用这种设计类型和构造，但由于各平面部分不能很好地紧密结合，这导致包装容器相对错位或滑动，故装满包装容器的包装箱的稳定性也会降低，结果造成当运输或抓握或出现紧急颠簸或振动时，包装容器在运输集装箱中变得倾斜。最后，本发明所述的包装容器也可具有同其它任何已有类型的包装容器一样的打开部件33。

从图7-9可明显地看出，辅助壁板17，包括形成辅助壁板17的端部的斜折线15没有延伸到水平折线6和7上，而是相交到与水平折线6和7分别有一定距离的点20上。一条垂直的角折线21把点20与顶部和底部的边角连接起来。从而，在这种类型的包装容器中，辅助壁板17要比前面所述的第一个提到的具体实施例中的辅助壁板稍短一些，再加上由于辅助壁板17的宽度也相对较短，所以包装容器本体的外观就与前者不同。在这个具体实施例中，可以发现，中间部分也是基本平面的平行壁部分，但是把包装容器本体的中心部分(截面为八角形)与矩形端面22，23连接起来的斜面壁板部分稍微呈曲面状或呈凹面形。这种包装容器与具有四个平面壁板的传统的包装容器相比较，当用具有同样的表面积的包装材料所制成时，前者容积要大于后者。而且，包装容器还具有不同的外观轮廓，这样就使得它很容易被区分，也可以用它的特殊外形作为识别特殊产品类型的媒介。

根据本发明形成坯料和包装容器的外观时，可以利用现有技术的生产工艺，把带有折线图的坯料制成一个包装容器。与现有的具有相似类型的包装容器相比，当所用的包装材料的表面积相同时，其可构成的容积更大。包装容器的中部是具有八角形截面的大致垂直的平面壁，因此，包装容器具有很好制做的轮廓，即可方便于抓握，又可紧密压实地摆放在运输集装箱中。

按照上述本发明对包装容器坯料和包装容器做出的适当设计和成型，可以实现许多优点。成本降低，这是从所盛放的容积与所消耗的材料之间的关系得出的结论，事实上，在做一个具有给定容积的包装容器时，可以节约所用材料的量。例如，具有1000ml(毫升)容积的本发明包装容器，要比现有的具有同样容积的包装容器节省8％的原材料。同时还值得注意的是，此包装容器具有完全不同的、非常明显的外观特征，使得它更易于手握，更适合于消费者的使用。由于仅采用直线(但相互间呈一定角度)的垂直折线和斜折线之设计与成型，可形成相对较大的平行平面壁板表面，故保留了把包装容器紧密地摆放在运输集装箱中的优良性能，同时，也使得抓握包装容器更为方便。由于本发明包装容器可以采用与制造现有已知的包装容器基本相同的方法和设备，所以无需支出额外的重新设计制造的费用，也不需要重新更换所用的生产工具，就可以直接投入这种类型的包装容器的转型生产中。

在不脱离所附的权利要求书的实质构思和范围情况下，还可对本发明做进一步的改型设计。

Claims (9)

1.一个用于制做液体包装容器的坯料，包括：包装层材料，该层料具有与包装容器上、下端部相对应的上、下水平折线，还具有主侧面壁板，还具有几个辅助侧面壁板，该辅助侧面壁板由一对平行的垂直折线限定而成，它们的端部与上、下水平折线之间有一定距离，该辅助侧面壁板介于主侧面壁板之间，所述坯料适于形成基本防止液体流过的容器，该容器包括至少在容器的顶面或底面处的横向密封缝。

2.如权利要求1所述的坯料，其特征在于：辅助壁板包括三角形端部分。

3.如权利要求2所述的坯料，其特征在于：三角形端部分是由斜折线相交于一点形成的，所说的点与水平折线之间有一定的距离。

4.如权利要求2所述的坯料，其特征在于：三角形端部分是由斜折线相交于一点形成的，所说的点位于上、下水平折线上。

5.如权利要求2所述的坯料，其特征在于：每个辅助壁板都可通过连接于辅助侧面壁板之垂直折线之间的横向延伸折线分成一个中心的基本矩形部分和三角形端部分。

6.如权利要求1所述的坯料，其特征在于：在四个相邻的、平行的垂直折线之间的相互距离大致是相等的。

7.如权利要求1所述的坯料，其特征在于：在辅助侧面壁板之间的距离是大致相等的。

8.如权利要求1所述的坯料，其特征在于：所说的平行垂直折线的长度要大于上、下水平折线之间的距离的0.5倍。

9.如权利要求1所述的坯料，其特征在于：折线是由在包装层材料上的刻痕形成的。

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