專利名稱：用于生產(chǎn)包裝件的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包裝件、特別是具有預(yù)定三維形狀的諸如茶葉袋的浸泡包裝件的制造。
背景技術(shù)：
多年來，諸如茶葉袋的浸泡包裝件主要作為方形或圓形的兩層多孔過濾材料片材供使用，其中諸如茶葉的可浸泡材料被夾于片材之間。這種包裝件將包裝件內(nèi)的可浸泡材料的流動基本上限制在二維。結(jié)果，這種包裝件的浸泡性能受到限制。 因此，在過去的幾十年間已經(jīng)看到大量生產(chǎn)的浸泡包裝件的發(fā)展，這些浸泡包裝件具有更三維化的形狀并且使得可浸泡物質(zhì)有更多的空間運動。特別成功的是諸如在公開號為WO 95/01907 (Unilever)和WO 2004/033303 (I. M. A. SPA)的國際專利申請中描述的那樣的四面體形狀的包裝件。在四面體包裝件的制造中，四面體形狀傳統(tǒng)上通過在過濾材料管中制成相互垂直橫向的密封件而形成，并且被設(shè)計用于這種制造的設(shè)備不適合其它三維形狀的制造。此外，雖然將可浸泡材料以商業(yè)上大量生產(chǎn)所需的高速填充到管狀包裝件中對于諸如細(xì)微切割的茶葉的可容易流動且堅固的材料來說是可能的，但脆弱和/或粘性的材料(諸如大葉茶葉、水果塊等)在高的配量速度下通常會被損壞。當(dāng)然，可以以較慢的配量速度操作并且還可以在若干生產(chǎn)線并行運行時以高速生產(chǎn)四面體浸泡包裝件，但這將必然地增加所需的制造設(shè)備的成本和尺寸。因此，提供一種能夠以高速生產(chǎn)這種包裝件而不損壞這些脆弱材料的方法是非常期望的。定義在描述為材料“聚集”在成形構(gòu)件周圍以形成三維形狀時，是指材料被吸到成形構(gòu)件周圍以形成三維形狀而不造成材料的顯著變形。應(yīng)當(dāng)注意的是，在指定密集度或量的任何范圍時，任何特定的密集度上限能夠與任何特定的密集度或量的下限相關(guān)聯(lián)。為了避免疑義，詞語“包括”意在指“包含”，而不一定指“由...組成”或“由...構(gòu)成”。換句話說，所列的步驟或可選項不必是窮舉的。這里獲得的本發(fā)明的公開內(nèi)容視為覆蓋如在彼此多重引用的權(quán)利要求中獲得的所有實施方式，而不考慮權(quán)利要求可能存在沒有多重引用關(guān)系或冗余引用關(guān)系的事實。

發(fā)明內(nèi)容
第一方面，本發(fā)明涉及一種用于接續(xù)地形成包含產(chǎn)品的多個封閉容器的方法，所述方法包括將連續(xù)幅材傳送至折疊站，所述連續(xù)幅材包括具有兩個相對邊緣的容器材料帶,之后,通過折疊幅材以使兩個鄰接的邊緣部分僅從幅材的一側(cè)邊緣接觸,接著將兩個邊緣密封在一起以將幅材的一部分形成為開口容器而接續(xù)地形成每個開口容器，將產(chǎn)品沉積在幅材上使得產(chǎn)品被保持在開口容器內(nèi)，并且接著密封開口容器以形成封閉容器。第二方面，本發(fā)明涉及一種用于接續(xù)地形成包含產(chǎn)品的多個封閉容器的設(shè)備，所述設(shè)備包括折疊站和用于將具有兩個相對邊緣的容器材料的連續(xù)幅材供給到折疊站的部件，其中，所述折疊站包括折疊部件，所述折疊部件被設(shè)置用以通過折疊幅材以使兩個鄰接的邊緣部分僅從幅材的一側(cè)邊緣接觸在一起而形成各個開口容器，所述設(shè)備還包括邊緣密封部件，所述邊緣密封部件被設(shè)置用以將兩個邊緣密封在一起，由此接續(xù)地形成開口容器，所述設(shè)備還包括產(chǎn)品沉積部件和開口容器密封部件，產(chǎn)品沉積部件和開口容器密封部件能夠操作以接續(xù)地從開口容器形成封閉容器。因此，本發(fā)明涉及通過將幅材的僅一側(cè)邊緣折回到其自身上，使兩個鄰接的邊緣部分在一起來形成開口容器，這在幅材中形成三維開口容器。此外，多個這種容器能夠以連續(xù)方式生產(chǎn)，由幅材生產(chǎn)開口容器的序列。產(chǎn)品配量也與開口容器形成階段分開。這使得配量通過多于一個配量器執(zhí)行，給予每個配量器配量可能易碎的產(chǎn)品的時間而不危害生產(chǎn) 速度。每個開口容器通過從幅材的僅一側(cè)折疊兩個鄰接的邊緣部分并使這兩個鄰接的邊緣部分在一起而形成是重要的。這實現(xiàn)了形成基本上三維的開口容器。如果所涉及的幅材的折疊使兩對鄰接的邊緣部分從幅材的兩側(cè)在一起，這將導(dǎo)致基本上二維的開口容器。因此，通過僅沿著一側(cè)邊緣折回，形成自然為三維的開口容器，使得產(chǎn)品的配量更容易并且得到更加真正三維化的容器。重要的是注意到，對于所有容器而言，被折疊以形成各個開口容器的邊緣不必是相同的邊緣。事實上，在一種優(yōu)選的實施方式中，被折疊的邊緣自一個容器至下一個容器交替。因此，能夠看出第一邊緣可以被折回以形成第一開口容器，接著第二邊緣能夠被折回以形成第二開口容器。此后，第一邊緣被折回以形成第三開口容器，等等。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種處理方法特別好地適用于產(chǎn)生四面體容器，盡管其缺少一個面。這種形狀是理想的開口容器，并且一旦填充有產(chǎn)品，能夠被適當(dāng)?shù)孛芊庖孕纬砂a(chǎn)品的四面體封閉容器。幅材的折疊通過幅材在其隨后折疊的區(qū)域處包括預(yù)折痕得以極大地簡化。預(yù)折痕能夠通過在適當(dāng)?shù)奈恢锰帀涸诜纳蟻砉?，然而許多其它的方法對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。折疊通常通過被設(shè)置用以在幅材兩側(cè)邊緣上的離散位置處夾持幅材的夾持器來執(zhí)行。一旦被夾持，夾持器被設(shè)置用以朝向彼此運動，由此迫使被夾持的幅材在受壓情況下屈服。如果夾持器的運動被適當(dāng)?shù)卦O(shè)置，幅材將通過沿著幅材的邊緣折疊而屈服。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果采用用于收集幅材以便以按照期望方式折疊的剛性成形構(gòu)件，則由于夾持器聚攏運動極大地促進(jìn)了期望的折疊響應(yīng)。一旦被折疊，則使鄰接的邊緣在一起并且通過本領(lǐng)域中任何適當(dāng)?shù)姆绞矫芊庠谝黄?。一種優(yōu)選的方法是超聲密封，然而其它方法也可以是適當(dāng)?shù)?。幅材的容器材料可以由適用在目標(biāo)應(yīng)用中的任何可折疊材料制成。當(dāng)這種材料是剛性的并且包括預(yù)折痕時，優(yōu)選的是容器材料是柔性的。特別地，優(yōu)選的是，材料的柔性使其能夠折疊到自身上而不需要預(yù)折痕。
如上面所討論的，本發(fā)明特別適用于可浸泡飲料、諸如基于茶葉的產(chǎn)品的制造，因此，優(yōu)選地，容器材料是可滲透水的，允許水自由地通過材料。另外，還優(yōu)選的是，容器材料在100°C的水中是穩(wěn)定的。特別地，容器材料在該溫度下的水中不應(yīng)該融化或溶解。幅材的邊緣可以是直的或者波形的。但是，為了簡便，直的邊緣是優(yōu)選的。幅材的寬度能夠被選擇成適合通過所述方法形成的容器的目標(biāo)尺寸。但是，對于飲料應(yīng)用，2cm至IOcm的寬度是適當(dāng)?shù)?。因此，產(chǎn)品優(yōu)選地是顆粒產(chǎn)品，通常包括諸如茶葉的可浸泡實體。產(chǎn)品還可以包括比傳統(tǒng)的研磨葉茶更易于損壞的諸如水果塊或大葉材料的其它顆粒實體。因此，本發(fā)明的另一優(yōu)點是產(chǎn)品的配量能夠在較長的時間尺度上進(jìn)行而不危害生產(chǎn)速度。這能夠通過提供多于一個配量器，使得每個配量器不必配量到每一個開口容器中 來實現(xiàn)。開口容器的開口的三維結(jié)構(gòu)有利于通過將產(chǎn)品簡單地沉積到幅材上來簡單配量。產(chǎn)品的配量能夠在開口容器成形之前或之后執(zhí)行。如果容器材料包括預(yù)折痕，那么就可以預(yù)先知曉在開口容器成形之前何時沉積產(chǎn)品，使得其在成形之后保持容納。但是，優(yōu)選的是在開口容器已經(jīng)成形之后將產(chǎn)品配量到開口容器中。因此，優(yōu)選地，開口容器在其已經(jīng)成形之后行進(jìn)到配量站上。配量站適當(dāng)?shù)匕ǘ鄠€配量部件，根據(jù)所采用的配量器的數(shù)量，每個配量部件被設(shè)置用以配量到一部分開口容器中。因此，本發(fā)明的方法能夠?qū)崿F(xiàn)高產(chǎn)出并且每分鐘能夠生產(chǎn)500個以上的容器。開口容器的密封能夠以多種方式執(zhí)行。在一種優(yōu)選的實施方式中，容器材料的第二幅材被帶入與開口容器接觸，并且在開口的上方被切割和密封。另一種可能是用于形成開口容器的幅材的一部分被用以封閉開口容器。


現(xiàn)在將通過圖示并參照下面的附圖討論本發(fā)明，其中圖I是用在本發(fā)明中的容器材料的一段幅材的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的過程和設(shè)備的側(cè)視圖。圖3a至3c顯示形成根據(jù)本發(fā)明的過程和設(shè)備的一部分的折疊站的立體圖。圖4a和4b顯示圖3a至3c中示出的折疊站的密封階段的立體圖。圖5a和5b是圖3a至3c中示出的折疊站中采用的夾持器的立體圖。圖6是圖Ia至Ic中示出的折疊站的側(cè)視圖。圖7是形成根據(jù)本發(fā)明的過程和設(shè)備的一部分的密封站的立體圖。
具體實施例方式轉(zhuǎn)向附圖，圖I顯示容器材料的連續(xù)幅材2的一部分。幅材2包括兩個平行相對的邊緣4、6和一系列預(yù)折痕8。通過使兩個鄰接的邊緣部分9a、9b從側(cè)部6在一起并密封這兩個鄰接的邊緣部分9a、9b來形成開口的四面體容器。對于所示的開口容器，沿著側(cè)部4沒有出現(xiàn)折邊。圖2顯示整個過程和設(shè)備的側(cè)視圖，包括容器材料的連續(xù)幅材10，其行進(jìn)到折疊站12，之后行進(jìn)到配量站40并接著行進(jìn)到密封站50。
圖3a至3c顯示容器材料的連續(xù)幅材10經(jīng)過折疊站12。連續(xù)幅材10由多孔柔性紙制造，然而可以采用諸如尼龍的其它材料。幅材10具有兩個平行相對的邊緣14、16，并且在容器材料中具有許多預(yù)折痕18。折疊站12包括圓形旋轉(zhuǎn)輸送器20，該圓形旋轉(zhuǎn)輸送器20包括可動夾持器22，所述可動夾持器22能夠相對于旋轉(zhuǎn)輸送器20運動。容器材料的連續(xù)幅材10在接觸旋轉(zhuǎn)輸送器20時被供給到折疊站12。連續(xù)幅材10接著沿著輸送器的表面被供給經(jīng)過折疊站12。夾持器22適于在相對于預(yù)折痕18的特定位置處夾持幅材10的側(cè)部。隨著幅材10行進(jìn)經(jīng)過折疊站，夾持器運動相對更靠近在一起，使得幅材受壓。每個夾持器22還包括成形器(未示出)，該成形器被成形為適配由預(yù)折痕界定的區(qū)域(典型地為三角形)。該成形器有助于幅材10沿著預(yù)折痕折疊，并且使得幅材響應(yīng)于受壓而聚集。 如能夠在圖3b和3c中看到的，隨著夾持器22更靠近在一起，僅使一側(cè)的鄰接的邊緣部分聚攏，由此形成大致三維開口的四面體容器。圖4a和4b詳細(xì)顯示折疊站的后期階段，其包括邊緣密封階段30。折疊的四面體形狀32的序列行進(jìn)經(jīng)過邊緣密封階段30。密封階段30包括兩對致動焊接器34、36。隨著開口容器30的序列經(jīng)過，致動焊接器34、36集合在一起以將通過折疊站而接近的鄰接的邊緣部分超聲地密封在一起。因此，序列32作為開口的四面體容器的序列離開邊緣密封階段。圖5a和5b更詳細(xì)顯示在折疊階段12中采用的夾持器22。夾持器22包括剛性主體36，該剛性主體36具有鉸接地附接在其上的夾持部分38。還附接在剛性主體上的是三角形成形器40，該三角形成形器40有助于容器材料的折疊和聚集。夾持器通過軸承42安裝在凸輪軌道(未示出)上。隨著幅材10進(jìn)入折疊階段，圖3a中示出的布置中的夾持器接觸幅材10。該布置使得三角形成形器40位于幅材10的一部分的下方，從而預(yù)折痕10恰好延伸超過成形器40的側(cè)部。隨著幅材10進(jìn)一步行進(jìn)經(jīng)過折疊站，夾持部分38通過凸輪軌道(未示出)的作用被迫使靠近到剛性主體36上。這使得幅材10被夾持在夾持部分38和剛性主體36之間。圖6更詳細(xì)顯示折疊站的部件。該圖未顯示旋轉(zhuǎn)輸送器20，并且為了清楚以透明元件顯示。每個夾持器22安裝在輪輻42上，每個輪輻42可轉(zhuǎn)動地附接到轂44。每個輪輻42包括槽46。還安裝有驅(qū)動輪48，該驅(qū)動輪48圍繞中心點可轉(zhuǎn)動并且與轂44偏置。驅(qū)動輪48包括許多軸承52，所述軸承52被布置成相對于驅(qū)動輪自由徑向運動并且還與相應(yīng)輪輻42中的槽46連接。憑借驅(qū)動輪和轂44的中心之間的偏置并且憑借軸承52僅被允許相對于驅(qū)動輪徑向運動，軸承被迫使沿著非圓形路徑54行進(jìn)。非圓形路徑又引起輪輻42以變化的角速度圍繞其轂44旋轉(zhuǎn)。該布置使得在任何時刻三個或四個輪輻圍繞折疊站的固定區(qū)域組合在一起。因此，夾持器之間的相對運動被以規(guī)則的方式引起，以有利于連續(xù)或半連續(xù)的處理。
一旦已經(jīng)準(zhǔn)備好開口的四面體容器，它們就傳到配量站，在該處，例如茶葉或其它可浸泡飲料產(chǎn)品的顆粒產(chǎn)品沉積。提供多于一個配量器，使得每個配量器將產(chǎn)品沉積到一部分開口容器中。被填充但仍開口的四面體容器接著行進(jìn)到密封站50，如圖7所示。密封站50包括棍子56和兩個結(jié)合的融合和切割棍子58。被填充的開口容器32的序列被帶入與容器材料的第二幅材60接觸。序列32和第二幅材60通過在輥子56下面經(jīng)過而被按壓接觸。半密封的序列接著傳送至焊接和切割輥子58，此時，第二幅材60被焊接以密封容器并且同時序列以超過每分鐘500的速度被切割成離散的被填充的、密封且封閉的四面體容器?！?br> 權(quán)利要求
1.一種用于接續(xù)地形成包含產(chǎn)品的多個封閉容器(32)的方法，所述方法包括將連續(xù)幅材(10)傳送至折疊站(12)，所述連續(xù)幅材(10)包括具有兩個相對邊緣(4，6)的容器材料帶，之后，通過折疊幅材以使兩個鄰接的邊緣部分(9a，9b)僅從幅材的一側(cè)邊緣接觸，接著，將兩個邊緣部分密封在一起以將幅材的一部分形成為開口容器而接續(xù)地形成每個開口容器，將產(chǎn)品沉積在幅材上使得產(chǎn)品被保持在開口容器內(nèi)，并且接著密封開口容器以形成封閉容器。
2.一種用于接續(xù)地形成包含產(chǎn)品的多個封閉容器(32)的設(shè)備，所述設(shè)備包括折疊站(12)和用于將具有兩個相對邊 緣(4，6)的容器材料的連續(xù)幅材供給到折疊站(12)的部件，其中，所述折疊站包括折疊部件(22)，所述折疊部件(22)被設(shè)置用以通過折疊幅材以使兩個鄰接的邊緣部分(9a，9b)僅從幅材的一側(cè)邊緣接觸在一起而形成各個開口容器，所述設(shè)備還包括邊緣密封部件(30)，所述邊緣密封部件(30)被設(shè)置用以將兩個邊緣部分密封在一起，由此接續(xù)地形成開口容器，所述設(shè)備還包括產(chǎn)品沉積部件和開口容器密封部件(50)，所述產(chǎn)品沉積部件和開口容器密封部件能夠操作以接續(xù)地從開口容器形成封閉容器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法或設(shè)備，其中，被折疊的邊緣從一個容器到下一個容器交替。
4.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法或設(shè)備，其中，所述開口容器是四面體容器，其缺少一個面，并且一旦填充有產(chǎn)品就被適當(dāng)?shù)孛芊?，以形成包含產(chǎn)品的四面體封閉容器。
5.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法或設(shè)備，其中，所述幅材在其隨后折疊的區(qū)域處包括預(yù)折痕(8)。
6.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法或設(shè)備，其中，通過被設(shè)置用以在幅材兩側(cè)邊緣上的離散位置處夾持幅材的夾持器執(zhí)行折疊，所述夾持器被設(shè)置用以朝向彼此運動，由此迫使被夾持的幅材在受壓的情況下屈服。
7.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法或設(shè)備，其中，采用剛性成形構(gòu)件(40)，所述剛性成形構(gòu)件(40)用于聚集幅材以折疊。
8.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法或設(shè)備，其中，使鄰接的邊緣在一起并且通過超聲密封將鄰接的邊緣密封在一起。
9.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，所述容器材料是柔性的，優(yōu)選地，材料的柔性使其能夠折疊到自身上而在任何點處都不需要預(yù)折痕。
10.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，所述容器材料是可滲透水的，使得水能夠自由地通過所述材料。
11.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，所述容器材料在100°c的水中是穩(wěn)定的。
12.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法或設(shè)備，其中，所述幅材具有直的平行邊緣。
13.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法或設(shè)備，其中，所述幅材的寬度為2cm至IOcm0
14.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法或設(shè)備，其中，所述產(chǎn)品是顆粒產(chǎn)品，典型地包括諸如茶葉的可浸泡實體。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法或設(shè)備，其中，所述產(chǎn)品包括比傳統(tǒng)研磨葉茶更易于破碎的其它顆粒實體。
16.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法或設(shè)備，其包括多于一個配量器。
17.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法或設(shè)備，其每分鐘能夠生產(chǎn)500個以上的容器。
18.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法或設(shè)備，其中，容器材料的第二幅材￠0)被帶入與開口容器接觸，并且在開口的上方被切割和密封。
全文摘要
一種用于接續(xù)地形成包含產(chǎn)品的多個封閉容器(32)的方法，所述方法包括將連續(xù)幅材(10)傳送至折疊站(12)，所述連續(xù)幅材(10)包括具有兩個相對邊緣(4，6)的容器材料帶，之后，通過折疊幅材以使兩個鄰接的邊緣部分(9a，9b)僅從幅材的一側(cè)邊緣接觸，接著，將兩個邊緣密封在一起以將幅材的一部分形成為開口容器而接續(xù)地形成每個開口容器，將產(chǎn)品沉積在幅材上使得產(chǎn)品被保持在開口容器內(nèi)，并且接著密封開口容器以形成封閉容器。
文檔編號B65B29/02GK102971218SQ201180033584
公開日2013年3月13日 申請日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者T·D·R·福特, J·R·S·豪沃斯, A·M·伍德沃德 申請人:荷蘭聯(lián)合利華有限公司