專利名稱：帶內(nèi)部吸管的充液塑料薄膜袋及其制造設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種密封塑料薄膜袋，其容納著一種液體和一根自由漂浮的吸管，其中空氣從袋內(nèi)的一個空間中排出，以便于操縱袋，即擠壓袋的側(cè)壁以抓住吸管并將吸管穿透袋，此外，袋是由一個帶有一個內(nèi)密封層的多層薄膜制成的，內(nèi)密封層在穿透區(qū)域環(huán)繞著吸管具有自密封能力，從而提供出一個環(huán)繞著吸管的密封。
本發(fā)明還涉及用于制造內(nèi)部帶有自由漂浮吸管的密封充液袋的設(shè)備和方法，特別是涉及在袋的充液周期中將吸管插入袋中的裝置和方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)已知道，可以利用密封塑料袋成形液體包裝容器，其中一個吸管狀物品或排液器被保持在袋中并自由漂浮在袋中容納的液體中。作為一個示例，在1973年5月1日公布的美國專利3,730,336中描述了一個這樣的充液袋容器。然而，這種包裝容器存在著以下缺點(diǎn)，即出于袋中容納的液體和俘獲的空氣的量的原因，難以操縱袋以抓住吸管并使吸管穿透袋。這種操縱經(jīng)常導(dǎo)致袋的破裂。而且，還有重要的一點(diǎn)是，如果需要冷凍包裝中的液體，則袋中應(yīng)帶有額外增加的體積，因為額外的體積可以允許液體在凍結(jié)時膨脹。
希望這種袋帶有具有足夠剛度的吸管，例如聚丙烯吸管，從而不需要將吸管一端斜切即可刺破袋，也不需要在吸管上帶有任何用于抓持的裝置，以便于吸管在袋中移動，而這種裝置還將給袋的自動充液帶來其它缺點(diǎn)。還希望能夠提供這樣的液體包裝容器，其高度清潔，并由不會向所容納液體傳輸壞味(酸味)的塑料制成，特別是當(dāng)液體需要長時間保存時更要如此。此外，還希望這種包裝的儲藏壽命較長，從而使這種包裝及其容納的液體可以在使用之前保存很長的時間。還希望提供一種塑料薄膜袋，其可以在袋被吸管穿透時形成一個環(huán)繞著吸管的密封，并且能夠抵抗在裝卸和運(yùn)輸中的撞擊。
還知道可以制造其中容納著一根自由漂浮的吸管的塑料薄膜充液袋。有一些制造方法這樣成形袋，即水平折疊一張薄膜片材，并在密封形成之前將一根吸管放置在薄膜帶的下部折疊部分中，以制造出一個端部敞開的袋，袋中容納著一根吸管并準(zhǔn)備好可以充入液體。然而，在利用立式成型機(jī)以豎直方式制造這種袋時，特別是連續(xù)配送液體時，這個任務(wù)就變得特別困難了，因為在連續(xù)配送液體過程中，必須在液體充入袋時將吸管安置在袋中。這就出現(xiàn)了幾個問題，其中一個是與袋的密封周期同步并將吸管發(fā)放到正被充液的袋中的方式。另一個問題是，當(dāng)從塑料筒中成形的端部敞開的袋被置于將要密封敞開頂端以形成密封袋后，要確保防止吸管伸入密封顎中。另一個問題是，使吸管發(fā)放機(jī)構(gòu)能夠適應(yīng)袋的成形和充液設(shè)備。還希望在這些密封充液袋的制造過程中，將一部分空氣從形成于袋中的空間中排出，該空間在液體冷凍而膨脹時是必須的。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個特征是提供了一種塑料薄膜袋，其能克服現(xiàn)有技術(shù)的上述各種缺點(diǎn)并滿足上述各種要求。
本發(fā)明的另一個特征是提供了一種密封塑料薄膜袋，其裝有一種液體和一根自由漂浮在液體中的吸管，而且其中，有預(yù)定量的空氣從容納于袋的內(nèi)腔中的空間中排出。
本發(fā)明的另一個特征是提供了一種密封塑料薄膜袋，其裝有一種液體和一根自由漂浮在液體中的吸管，而且其中，塑料薄膜是一個帶有一個內(nèi)密封層的多層薄膜，該內(nèi)密封層在袋的穿透區(qū)域具有環(huán)繞著吸管的牢固的自密封能力，從而為吸管提供了一個密封。
本發(fā)明的另一個特征是提供了一種用于成形裝有一種液體和一根吸管的塑料薄膜袋的方法，它基本上克服了現(xiàn)有技術(shù)的上述各種缺點(diǎn)并能夠滿足上述各種要求。
本發(fā)明的另一個特征是提供了一種用于成形在內(nèi)部裝有一根自由漂浮的吸管的密封充液袋的設(shè)備和方法，其基本上克服了現(xiàn)有技術(shù)的上述各種缺點(diǎn)。
本發(fā)明的另一個特征是提供了一種用于成形在內(nèi)部裝有一根自由漂浮的吸管的密封充液袋的設(shè)備，其中，在袋的成形過程中，吸管被一個傳送筒引導(dǎo)著在袋內(nèi)傳送并在重力的作用下通過傳送筒自由下落。
本發(fā)明的另一個特征是提供了一種用于成形在內(nèi)部裝有一根自由漂浮的吸管的密封充液袋的設(shè)備，其中，吸管在形成袋的塑料薄膜筒的移動周期內(nèi)插入袋中。
本發(fā)明的另一個特征是提供了一種用于成形在內(nèi)部裝有一根自由漂浮的吸管的密封充液袋的設(shè)備，其中，成形出的塑料薄膜筒在充液和密封周期中被連續(xù)地側(cè)向展開并與密封顎接觸，從而將一定量的空氣從被成形的袋中的自由空間中排出。
本發(fā)明的另一個特征是提供了一種用于成形在內(nèi)部裝有一根自由漂浮的吸管的密封充液袋的方法，其中，在袋被充液且筒被拉伸到一個密封頭的同時，一根吸管通過一傳送筒被引入液體中。
本發(fā)明的另一個特征是還提供了一種用于成形在內(nèi)部裝有一根自由漂浮的吸管的密封充液袋的方法，其中，在袋的成形過程中，空氣從袋內(nèi)空間排出。
根據(jù)上述特征，本發(fā)明從一個廣泛的方面提供了一種用于容納液體制品的塑料薄膜袋。該薄膜袋帶有對置側(cè)壁，所述側(cè)壁在一周邊處密封以形成一個密封的內(nèi)腔。至少一個側(cè)壁上的至少一部分由透明塑料制成以便能夠使視線進(jìn)入內(nèi)腔。一根具有預(yù)定剛度的吸管自由安置在內(nèi)腔中。一種液體容納在內(nèi)腔中并占據(jù)內(nèi)腔的大約60％至大約90％的容積。內(nèi)腔中剩余的容積中有足夠量的空氣被排出，這樣，當(dāng)側(cè)壁被彼此相向著壓扁時，液體能夠在內(nèi)腔中移動，以便抓住液體中的吸管，并可以將吸管穿透塑料薄膜袋，從而使吸管的一部分伸出到袋的外面以從袋中吸取液體。
根據(jù)本發(fā)明的另一個廣泛的方面，提供了一種用于成形裝有一種液體和一根吸管的塑料薄膜袋的方法。該方法包含以下各步驟。將一個帶有并列布置的對置側(cè)壁的薄膜帶拉到一個充液和密封站。在充液和密封站中成形邊緣密封，以形成一個帶有敞開頂端并確定出一個內(nèi)腔的袋。將一根具有預(yù)定剛度的吸管通過敞開頂端插入內(nèi)腔中。之后，將具有預(yù)定體積的液體通過敞開頂端注入內(nèi)腔中，以占據(jù)內(nèi)腔的大約60％至大約90％的容積并在液體上方形成一個未占用空間。之后，在未占用空間的一部分上將對置側(cè)壁壓扁在一起，以將空氣從敞開頂端排出。之后，將兩個并列側(cè)壁上的頂緣在敞開頂端附近密封在一起，從而形成一個袋，袋中裝有液體和一個自由漂浮在液體中的吸管，而且有充足量的空氣被排出，以使得在袋的對置側(cè)壁被彼此相向著壓扁時，液體可以在袋中移動，從而可以抓住液體中的吸管，并可以將吸管穿透塑料薄膜袋，使吸管的一部分伸出到袋的外面以從袋中吸取液體。
根據(jù)本發(fā)明的另一個廣泛的方面，提供了一種用于成形內(nèi)部裝有一根自由漂浮的吸管的密封充液袋的設(shè)備。該設(shè)備中包含用于將防滲塑料薄膜制成袋的袋成形裝置、一個用于將一種液體充入袋中的充液機(jī)構(gòu)，以及一個用于在袋密封之前引導(dǎo)一根吸管進(jìn)入袋中的吸管傳送裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個廣泛的方面，提供了一種用于成形內(nèi)部裝有一根自由漂浮的吸管的密封充液袋的方法。該方法包含以下各步驟折疊并密封一張塑料薄膜板材，以形成一個帶敞開頂端的薄膜筒。將液體充入薄膜筒中，同時，將一根吸管通過一個吸管傳送筒導(dǎo)入塑料薄膜筒中的液體中。將塑料薄膜筒向下拉到一個密封顎處，在此，在一個已充液薄膜筒段的一個敞開頂端成形一個密封以形成密封充液袋。該密封還形成另一個正在充液的筒段上的一個底緣密封。
附圖簡要說明下面將通過附圖對本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例進(jìn)行解釋，附圖包括

圖1是一個透視圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的一個塑料薄膜袋，其中一種液體和一根吸管容納于由密封袋形成的內(nèi)腔中；圖2A是圖1中的塑料薄膜袋的平面圖，其中，袋全部由透明塑料構(gòu)成；圖2B是一個平面圖，顯示了由一個不透明后壁和一個部分不透明、部分透明的前壁構(gòu)成的塑料薄膜袋；圖3是一個透視圖，顯示了如何使塑料薄膜袋內(nèi)的吸管刺破一個側(cè)壁的一個角部，從而將吸管的一部分暴露出來以從袋中吸取液體；圖4是一個透視圖，以局部截面的方式顯示了如何將袋的側(cè)壁壓扁以抓住吸管；圖5是一個分解圖，顯示了一個密封隔膜，其通過薄膜內(nèi)部的具有自密封能力的密封層環(huán)繞著吸管而構(gòu)成；圖6是一個橫截面圖，顯示了多層樹脂薄膜的組成；圖7是一個簡化的側(cè)視圖，顯示了裝有液體和吸管的塑料薄膜袋的成形方法以及空氣排出與袋密封的方式；圖8是一個簡化的側(cè)面截面圖，進(jìn)一步顯示了袋是如何成形的，特別是空氣如何從袋中排出以及頂部和底部密封是如何形成的；圖9是一個簡化的透視圖，顯示了一臺根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的設(shè)備，其用于充液并將一根吸管插入到容納在充液袋中的液體中；圖10是一個透視圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明成形出的帶有自由漂浮的吸管的充液袋；圖11是一個簡化的示意圖，顯示了薄膜片被成形為豎直塑料筒以制成圖2所示袋的方式；圖12是一個簡化的透視圖，顯示了本發(fā)明的吸管存儲與發(fā)放機(jī)構(gòu)；圖13A是一個簡化的截面圖，顯示了密封顎的結(jié)構(gòu)；圖13B是一個類似于圖1 3A的視圖，但顯示了一個修改了的密封顎，以提供一個用于將空氣從被成形袋中排出的裝置；
圖14是一個頂部示意圖，顯示了塑料筒咬合與移動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)；圖15A至15C是平面示意圖，顯示了吸管在被成形塑料袋中的發(fā)放過程。
最佳實施例的詳細(xì)說明請參考各附圖，特別是圖1，其中，本發(fā)明的密封塑料薄膜袋大體上以10表示。一種液體制品11和一個自由漂浮吸管12容納在袋10的內(nèi)腔13中。塑料薄膜袋具有對置的側(cè)壁14和15，它們在周邊16處密封起來。此處顯示的袋10由透明材料制成，從而可以看到自由漂浮吸管12和液體制品。當(dāng)然，薄膜材料也可以印刷上圖案，并同時保證能夠看到其內(nèi)腔中。此處顯示的前側(cè)壁14上帶有一個印刷目標(biāo)區(qū)17，用于提示使用者，優(yōu)選在此刺破袋。當(dāng)然，吸管也可以在其它區(qū)域刺破袋，但優(yōu)選為各個角部。
容納在袋中的液體制品11占據(jù)了內(nèi)腔13的大約60％至大約90％的容積。從內(nèi)腔剩下的容積中有足夠量的空氣被排出，從而可以通過將所述側(cè)壁彼此壓扁到一起而使液體移動，以方便抓取吸管。優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，但不是僅限于此的是，液體制品占據(jù)內(nèi)腔容積的84％左右。此外，袋的尺寸優(yōu)選為，但不是僅限于此，能夠容納容量為3盎司至24盎司的液體制品。
如圖2A和2B所示，塑料薄膜袋10是矩形的并帶有一個底部密封18、對置的側(cè)部密封19和19’以及一個頂部密封20，它們環(huán)繞著對置側(cè)壁14和15，從而構(gòu)成一個矩形透明薄膜袋。應(yīng)當(dāng)指出，薄膜袋并不是必需完全透明，如在圖2B中，后側(cè)壁15上涂有一種顏料，以提供出一個不透明的純粹彩色壁。另一方面，可以在前壁14的部分14’上印刷不透明顏色，并保留下一大塊橫向透明段14”用以看到袋中的吸管12。當(dāng)然，在確保能夠通過透明段看到吸管位置的前提下，也可以橫跨透明段14”添加印刷物。
現(xiàn)在請參考圖3至5，將解釋塑料薄膜袋的使用方法，即如何將吸管刺破薄膜袋以排出液體。如圖4所示，由于空氣已從塑料薄膜袋中排出，因此可以用手指捏著薄膜袋而將對置側(cè)壁14和15壓扁，以用一只手抓住吸管12。這樣，使用者可以將吸管的一個端部移動到鄰近于圖3所示的目標(biāo)區(qū)域17處。使用者用另一只手的手指22抓住袋的一個角部區(qū)域23并將它沿著箭頭24頂靠著吸管自由端12’向下彎折，以使目標(biāo)區(qū)域17或其附近區(qū)域被拉向自由端12’，從而使自由端12’刺破薄膜并從袋中露出，如圖5所示。
為了在吸管側(cè)壁12”與刺破孔25之間具有好的密封性能，采用了一種多層樹脂薄膜材料，其帶有一個內(nèi)部密封層26。這種多層薄膜材料如圖6所示，該材料由一種層壓或擠出貼合的塑料薄膜組成，其包含一個內(nèi)部密封層26，該內(nèi)部密封層的材料選自一種線型低或很低密度的乙烯一辛烯共聚物或一種茂金屬線型低密度聚乙烯。優(yōu)選的是，密封層具有0.900g/cm3或以上的密度。共擠產(chǎn)生的樹脂薄膜上還帶有至少一個不同的外部聚合物27或一種添加劑，其優(yōu)選為一種多層樹脂薄膜，并由高壓聚乙烯或其它線型低密度乙烯-辛烯共聚物混合而成。如需要，還可以帶有一個著色樹脂芯28，以使袋具有如前所述的不透明后壁15。芯可以是一種隔離材料，例如尼龍、PET(對苯二甲酸乙二醇聚酯)、PVDC(聚偏二氯乙烯)、PP EVOH(聚丙烯乙烯-乙烯醇樹脂)。這樣的多層樹脂薄膜使得袋的構(gòu)造具有優(yōu)良的抗沖擊性能和柔性以防止泄漏，并且具有低熱封初始溫度以便高速密封薄膜袋。優(yōu)選使得得到的袋牢固且沒有缺陷，也就是說，沒有可以導(dǎo)致袋泄漏的小孔或折痕。
由于袋通常是在立式成形充液密封型包裝機(jī)上制造的，因此薄膜的熱粘性能非常重要。在圖6所示的多層薄膜中，在一層或多層上組合了不同的樹脂或添加劑，以使袋10獲得特定的性能。如上所述，這種多層薄膜的重要方面是其內(nèi)部密封層26。茂金屬低密度乙烯-辛烯共聚物被優(yōu)選采用，這是由于其不會傳輸怪味，即液體制品在袋中容納較長時間時，袋不會向液體傳輸酸味。這樣還能延長液體制品在袋中的儲存壽命。其他聚合物材料，如EVOH(乙烯-乙烯醇樹脂)或PET(對苯二甲酸乙二醇聚酯)，也可以用于為袋提供隔離性能。此外，低價LLDPE(線型低密度聚乙烯)丁烯或LDPE(低密度聚乙烯)可以用在芯中，以降低成本。
請參考圖5，可以理解，由于內(nèi)部密封層26具有大致環(huán)繞著吸管的自密封性能，因此它形成一個環(huán)繞著吸管側(cè)壁12”的密封薄膜29，以防止液體從刺破孔25中漏出。通過擠壓袋可以使吸管中的液體排出，從而將液體通過吸管12擠出，或者，液體也可以從吸管的自由端12’中吸出。
現(xiàn)在請參考圖7和8，以解釋本發(fā)明容納著一種液體制品11和一個吸管12的袋10的成形方法。袋10在一臺立式成形充液密封型包裝機(jī)械上成形，該機(jī)械未畫出，其中兩個薄膜片14和15并列布置位但彼此分開，如圖7所示，并且被牽引在一個充液管30的對置兩側(cè)。當(dāng)?shù)撞棵芊?8以及側(cè)部密封19和19’成形好后，液體制品11從充液管的放出端31中流出。這樣，兩個塑料樹脂薄膜片14和15被并列地拉到一個如圖7和8所示的密封與充液站32處。在該站中，側(cè)部密封19和19’被成形出，而底部密封18則在袋的頂端密封時已經(jīng)成形出來，如后文所述。各個密封可以利用脈沖或連續(xù)加熱技術(shù)成形，或者也可以采用任何其它方便的密封系統(tǒng)，如超聲波密封系統(tǒng)。
通過成形側(cè)部密封19和19’，便可以形成一個帶有敞開頂端33的袋。之后，吸管12被一個吸管噴射器通過圖8所示的空間34引入敞開端部的袋中，如后文所述。之后，充液管迅速地將預(yù)定量的液體制品發(fā)送到端部敞開著的袋中，如前所述，該液體制品將充入袋內(nèi)腔容積的大約60％至大約90％，優(yōu)選，但不是僅限于此地，可以為內(nèi)腔容積的84％。在充液過程中，袋還可以被夾子(未畫出)夾持著。一旦液體開始發(fā)送，充液管30即開始收縮，直至液體到達(dá)標(biāo)號35表示的最高液位?；蛘?，也可以在充液結(jié)束后向前進(jìn)給敞開端部的袋。一旦充液管縮回或袋被進(jìn)給，一對夾緊臂36和36’將在一個區(qū)域內(nèi)夾緊袋，該區(qū)域如圖7所示，位于虛線37之間，并與袋的敞開頂端33相隔，這樣可以將空氣從液位表面35上方的空間中排出。接著，熱封頭38及其后板39將向一起移動，從而密封住端部敞開著的袋的頂緣部分40，并同時成形出下一個袋的底部密封18。在圖中，熱封頭38上裝有一組穿孔齒41，用以在密封18和20之間形成一條穿孔線42，這樣，可以在此之后將袋從一列被成形的袋中分離下來，如圖8所示。
現(xiàn)在請參考圖9，圖中顯示了一個立式袋成型機(jī)100，其包含一個外殼111并帶有一個位于外殼下面的發(fā)放輸送器112，該發(fā)放輸送器112用于發(fā)放該機(jī)器成形出的充液袋。由于容納在袋113中的液體是供人類消費(fèi)的，因此必須將機(jī)器保持在清潔的環(huán)境中，為此，立式袋成型機(jī)構(gòu)114位于外殼111內(nèi)部，外殼111上裝有一個供空氣進(jìn)出的門115，門115上帶有透明玻璃板116，以便能夠看到機(jī)器內(nèi)部，以觀察機(jī)器的操作并發(fā)覺機(jī)構(gòu)可能出現(xiàn)的任何故障。一個控制板117用于調(diào)節(jié)和控制機(jī)器內(nèi)的各個機(jī)構(gòu)。一個吸管發(fā)放料斗118便利地安置在外殼111的頂壁119上，并同步將吸管120從料斗供應(yīng)到一個吸管發(fā)放筒121的頂端，而筒121則伸向或伸過頂端119。一個液體罐122或一個供應(yīng)管(未畫出)將液體供應(yīng)到一個發(fā)放充液管或噴管123中。
如圖10所示，立式成型機(jī)100成形出密封充液袋113，袋中容納著大致預(yù)定量的液體124和一根自由漂浮于液體中的吸管120。在從一張薄膜材料成形為袋的過程中，有一個橫向密封125橫跨袋113的兩個側(cè)板126之一成形出，還有彼此對置的側(cè)緣127和128也成形出，端緣129和129’不需要密封，這是因為它們是通過折疊塑料薄膜片材而形成的，如后文所述。端緣129’可以構(gòu)成袋的頂端。如前面提及的參考專利申請中所描述，側(cè)板126上通常帶有印刷物。
現(xiàn)在請參考圖11，圖中簡要顯示了立式袋成型機(jī)構(gòu)114的結(jié)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)中包含一塑料薄膜筒成形頭130，該成形頭將一張薄膜板材132的對置側(cè)緣部分131和131’收集起來，該薄膜板材是從一卷薄膜材料(未畫出)中拉出的，成形頭便利地安置在外殼111的內(nèi)部或外部并被導(dǎo)輪133引導(dǎo)著。這種成形頭在本技術(shù)領(lǐng)域是公知的，其用途是在一個引導(dǎo)指134的引導(dǎo)下，環(huán)繞著頭130來引導(dǎo)側(cè)緣部分131和131’，從而折疊片材并搭接側(cè)緣部分。這樣可以形成一個中空塑料筒135。如該圖所示并參考圖14，可以看到，中空塑料薄膜筒135是環(huán)繞著充液噴管123以及與充液噴管123并排伸展的吸管發(fā)放筒121成形的。中空塑料薄膜筒135被一個筒咬合驅(qū)動機(jī)構(gòu)137沿著箭頭136所示的向下方向進(jìn)給或拉動。如圖14所示，筒咬合驅(qū)動機(jī)構(gòu)中包含一個靜止支撐架138，支撐架138中支撐著對置著的成對的薄膜咬合驅(qū)動輪139和139’。每對驅(qū)動輪139和139’分別咬合著薄膜筒135的外側(cè)緣部分140和140’。一個驅(qū)動電機(jī)(未畫出)驅(qū)動這些輪，而這些輪則摩擦咬合著薄膜筒135的對置側(cè)緣部分140和140’，從而將薄膜向下從支撐架138中拉出，預(yù)定拉出距離可以通過各驅(qū)動輪的操作速度和時間而調(diào)節(jié)。筒咬合驅(qū)動機(jī)構(gòu)137只在密封機(jī)構(gòu)141的打開和關(guān)閉周期之間動作，該密封機(jī)構(gòu)141將在后文中介紹。
請繼續(xù)參考圖11，當(dāng)密封機(jī)構(gòu)141啟動后，一個豎直密封機(jī)構(gòu)142會同步動作以沿著預(yù)定長度密封薄膜板材132的搭接外側(cè)緣131和131’。這樣，在豎直密封機(jī)構(gòu)142下面成形出一個端部敞開的中空塑料薄膜筒。豎直密封機(jī)構(gòu)在本技術(shù)領(lǐng)域是公知的，此處不再詳細(xì)解釋。充液管或液體發(fā)放噴管123上帶有一個液體發(fā)放端123’，該液體發(fā)放端123’位于密封機(jī)構(gòu)141上方一定距離處。一個由一對向外偏置的推桿143和143’構(gòu)成的擴(kuò)筒裝置在液體發(fā)放端123’附近固定在充液噴管的對置兩側(cè)上，并被一個彈簧機(jī)構(gòu)(未畫出)向外彈性推動。所述推桿上均帶有光滑的彎曲外端144且厚度較小，以咬合中空塑料薄膜筒135的內(nèi)側(cè)端145。推桿的作用是保持筒在充液噴管的液體發(fā)放下端處以及橫向密封裝置141所在區(qū)域中張緊并展開，以防止在密封處出現(xiàn)褶皺。
如圖13A所示，橫向密封機(jī)構(gòu)141由一對顎板146和147構(gòu)成，顎板147形成一個擋板并可以向著顎板146移動，顎板146上帶有一個密封隔膜148，在密封隔膜148后面有一個密封線149伸展形成一個橫跨塑料筒135的密封。在顎板147和146的內(nèi)表面147’和146’上分別帶有一對夾緊元件150，用以咬合下方充液袋113’的頂端部分和正被成形的袋113”的上方筒段的底端部分?？梢钥吹?，由于這些密封頭從顎板內(nèi)表面上伸出，因此它們還能在閉合時從袋113’中液體124的液位124’上方的空間中擠出少量空氣。
圖13B中顯示了顎板146和147的一種修改形式，圖中顎板146的內(nèi)表面146’上帶有一對空腔，即一個下空腔152和一個上空腔153。下空腔比上空腔深，而且這兩個縱向空腔的形狀使得它們可以分別容納縱向凸緣或桿154和155。下部凸緣154從顎板147的內(nèi)表面147’上伸出的距離大于另一個凸緣155。其原因是，當(dāng)顎板146和147閉合時，隨著塑料薄膜筒的對置壁被壓扁，下部凸緣154會在另一個凸緣155咬合到袋壁的上部之前的一瞬間將空氣從空間151中擠出，之后，密封線149將接觸到被壓扁的壁以形成密封。上部凸緣155只用于實現(xiàn)袋的夾緊和壓扁操作。重要的一點(diǎn)是，當(dāng)液體通過噴管被連續(xù)地供應(yīng)到中空筒時，要在密封頭的上方抓住袋的下端。
現(xiàn)在請參考圖12，以解釋吸管存儲與傳送機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和操作。如圖11所示，吸管傳送筒121是一個直筒，其從一個上吸管接收端121’伸展到一個下發(fā)放端121”。如圖12中詳細(xì)顯示，吸管發(fā)放料斗118是一個從上方加料的儲存容器，其由透明塑料制成并帶有對置平行側(cè)壁160和對置端壁161。料斗的上部大致呈矩形，而且其尺寸使之足以容納多個沿大致平行方向排列著的吸管120。矩形上部的底端帶有一個漏斗形下段162，用以引導(dǎo)吸管進(jìn)入一個位于下段162底部的發(fā)放喉部163。吸管在喉部163中以圖中單列164的形式并排平行排列。在構(gòu)成發(fā)放喉部163的兩個相隔側(cè)壁延伸段166中的至少一個上成形有一個吸管接近孔165。該接近孔也可以成形在對面?zhèn)缺?66上，當(dāng)喉部區(qū)域發(fā)生阻塞或故障時，可以通過接近孔觸及吸管。
此外還裝有由活塞致動的推桿167構(gòu)成的傳輸裝置。推桿167固定在一個用于使推桿軸向移動的活塞缸168上。推桿以40至60 lbs的壓力往復(fù)移動。推桿上帶有一個吸管接觸端169，而推桿的尺寸使之可以穿過一個成形在發(fā)放喉部163底部的排出口170，從而可以接觸最下面一根吸管120的端部，以將該吸管高速擊出發(fā)放喉部163并進(jìn)入一個引導(dǎo)隧道171中。由于推桿167伸過排出口170，因此，在發(fā)放喉部中位于被排出吸管上方的吸管不會落入排出口170中，因為此時排出口170被非常類似于吸管的圓形橫截面推桿占據(jù)著?；钊?68也與橫向密封機(jī)構(gòu)141同步操作。
如圖12所示，引導(dǎo)隧道171由兩個對置側(cè)壁173和一個彎曲端壁172構(gòu)成，以保持吸管的取向使之排入傳送筒121中。彎曲端壁172具有彎曲的形狀，以使吸管從位于排出口170處的一個水平位置變換到一個豎直位置并被引導(dǎo)著進(jìn)入吸管傳送筒121的敞開頂端121’中，然后在重力的作用下落入袋中。如圖所示，一個振動板174安置在漏斗形下段162中并鄰近于發(fā)放喉部163的頂端，以調(diào)整吸管使之貼緊發(fā)放喉部大致平行著排列。
雖然未畫出，但可以設(shè)想，可以在吸管發(fā)放料斗118的排出口170與吸管傳送筒121的敞開頂端121’之間安裝一個承載及排出回轉(zhuǎn)架?；剞D(zhuǎn)架上帶有四個吸管接收腔，它們彼此之間間隔90度安置，而推桿167可以將最下面一根吸管120推入一個吸管接收腔中。然后，回轉(zhuǎn)架將換位，即轉(zhuǎn)動90度，并同時將所加載的吸管夾持到位。當(dāng)吸管接收腔旋轉(zhuǎn)過270度而到達(dá)一個豎直位置時，固位裝置或吸管夾持裝置將松開，從而使處于270度位置上的吸管落入吸管傳送筒121的敞開頂端121’中。
現(xiàn)在請參考圖15A至15C，特別是圖15A，可以看到，吸管傳送筒121的吸管發(fā)放端121”位于液體發(fā)放噴管123的液體發(fā)放端123’和顎137的頂緣137’上方足夠高的位置上，從而足以使吸管120從傳送筒121射入液體124’中，而液體124’則正在快速從被充液的塑料薄膜筒部113”中上升。如前所述，當(dāng)顎137張開時，塑料薄膜筒135以一個預(yù)定速度被向下拉，該速度與進(jìn)入中空塑料薄膜筒或袋113”的液體量相協(xié)調(diào)，大約每秒鐘可以形成一個袋。這樣，當(dāng)吸管120被置于正在成形的袋中后，拉動中空塑料薄膜筒135的動作將導(dǎo)致吸管向著充液噴管135自由傾斜，如圖15B所示。由于袋是在不到一秒種之內(nèi)成形的(在袋中大約75％的容積中充入液體)，因此這個動作是相當(dāng)快的。隨著吸管的傾斜，將被成形的袋113”的頂部被確定出來，并為密封機(jī)構(gòu)141的顎板146提供充足的空間。
現(xiàn)在對操作方法進(jìn)行總結(jié)，如圖10所示，一個帶有一根自由漂浮的吸管的充液袋通過下面的步驟成形出來，即環(huán)繞著一個筒成形頭傳送一張塑料片材，以形成一個帶敞開頂端的薄膜筒，液體可以通過一個充液噴管123而從敞開頂端注入薄膜筒中。同時，一根吸管被引導(dǎo)著通過一個吸管傳送筒121并在一個塑料薄膜筒中排放到被成形袋中的充入液體中。隨著塑料筒被向下拉動，吸管將傾斜，從而為密封顎清理出空間，所述顎用于在一個已充液薄膜筒段的一個敞開頂端形成密封，以形成一個充液密封袋，同時，又為另一個正被充液筒段成形出一個底緣密封。吸管是從一個吸管儲存料斗傳送到一個加載位置，在此，吸管改變方向以進(jìn)入吸管傳送筒的一個上吸管接收端，吸管傳送筒是一個直筒，吸管在重力的作用下穿過吸管傳送筒并進(jìn)入被成形的袋中。塑料筒被持續(xù)保持在拉緊狀態(tài)，并且在這種狀態(tài)下閉合對置壁并將空氣從袋內(nèi)空間中排出。防漏側(cè)緣密封被成形出，以構(gòu)成密封袋。密封顎板上還帶有一個夾緊裝置，用以進(jìn)一步將空氣從被成形袋的內(nèi)部空間中排出并實現(xiàn)其前面所述的夾緊功能。
對此處描述的優(yōu)選實施例進(jìn)行的任何明顯修改如果屬于附屬權(quán)利要求的范圍之內(nèi)，則可以認(rèn)為本發(fā)明的范圍覆蓋了這些修改。
權(quán)利要求
1.一種塑料薄膜袋，其用于容納液體制品，上述薄膜袋帶有對置側(cè)壁，所述側(cè)壁在周邊處密封以形成一個密封的內(nèi)腔，至少一個上述側(cè)壁上的至少一部分由透明塑料制成以便能夠使視線進(jìn)入上述內(nèi)腔，一根具有預(yù)定剛度的吸管自由安置在上述內(nèi)腔中，一種液體容納在上述內(nèi)腔中并占據(jù)上述內(nèi)腔容積的大約60％至大約90％，從上述內(nèi)腔剩下的容積中排出具有足夠量的一部分空氣，這樣，當(dāng)上述側(cè)壁被彼此相向著壓扁時，上述液體能夠在上述內(nèi)腔中移動，以便抓住上述液體中的上述吸管，并可以將上述吸管穿透上述塑料薄膜袋，從而使上述吸管的一部分伸出到上述袋的外面以從上述袋中吸取液體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的袋，其中，上述液體制品占據(jù)了上述內(nèi)腔的上述容積的大約84％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的袋，其中，在上述袋的一個外表面的一個頂角區(qū)域中帶有提示標(biāo)記，以提示使用者將將要穿透上述袋的上述吸管的一個自由端對準(zhǔn)于此。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的袋，其中，上述袋被制成一定的尺寸以容納3盎司至24盎司的上述液體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的袋，其中，上述塑料薄膜是一種多層薄膜，其含有一個內(nèi)部密封層和至少一種不同的外部聚合物或添加劑，上述內(nèi)部密封層是一種不會傳輸酸味的低密度共聚物或聚乙烯。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的袋，其特征在于，其中，上述內(nèi)部密封層選自一種線型低或很低密度的乙烯共聚物或一種茂金屬線型低密度聚乙烯。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的袋，其中，上述內(nèi)部密封層具有0.900g/cm3或以上的密度。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的袋，其中，上述多層薄膜由線型低或很低密度聚乙烯或茂金屬聚乙烯與高壓聚乙烯或其它線型低或很低密度乙烯一辛烯共聚物的混料構(gòu)成，以使袋具有優(yōu)良的抗沖擊性能和柔性并防止泄漏，上述多層樹脂薄膜還具有低熱封初始溫度，從而可以高速密封上述袋。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的袋，其中，上述多層樹脂薄膜的上述內(nèi)部密封層構(gòu)成一個隔膜，由于上述內(nèi)部密封層的屈服點(diǎn)未被超過，因此上述隔膜在上述穿透區(qū)域具有環(huán)繞著上述吸管的牢固自密封性能。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的袋，其中，上述乙烯共聚物是辛烯或其它共聚物。
11.一種設(shè)備，其用于制造密封充液袋，上述充液袋帶有一根自由漂浮的吸管，上述設(shè)備中包含用于將防滲塑料薄膜制成袋的袋成形裝置、一個用于將一種液體充入上述袋中的充液機(jī)構(gòu)，以及一個用于在上述袋密封之前引導(dǎo)一根吸管進(jìn)入上述袋中的吸管傳送裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的設(shè)備，其中，上述吸管傳送裝置是一個傳送筒，上述吸管在重力的作用下從上述筒中傳送，上述筒帶有一個下發(fā)放端，該下發(fā)放端以一個預(yù)定位置安置在上述袋中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的設(shè)備，其中，上述傳送筒是一個直筒，該直筒從一個上吸管接收端伸展到上述下發(fā)放端。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的設(shè)備，其中，上述設(shè)備是一個立式袋成型機(jī)，其帶有一個豎直取向的充液噴管，該充液噴管位于一個帶密封底部的塑料薄膜筒內(nèi)，上述充液噴管帶有一個液體發(fā)放下端，上述筒的上述下發(fā)放端安置在上述塑料薄膜筒中并呈間隔地位于上述充液噴管的上述液體發(fā)放下端的上方，從而在液體充入上述塑料薄膜筒時將一根吸管釋放到上述塑料薄膜筒中。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其中，還包含一個容納著多個平行排列的吸管的吸管發(fā)放料斗，上述料斗帶有一個發(fā)放喉部，各吸管在上述發(fā)放喉部中并排著平行安置；還包含傳輸裝置，用以將位于外端的一個上述吸管的從上述發(fā)放喉部的一個排出端移動到上述傳送筒的上述上吸管接收端中，上述傳送裝置與上述袋成形裝置同步運(yùn)轉(zhuǎn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的設(shè)備，其中，上述傳輸裝置中包含一個活塞致動的推桿，上述推桿的排列使之可以推動接觸到位于外端的一個上述吸管的一端，以將上述吸管射入一個安置在上述傳送筒的上述上吸管接收端上方的吸管定向引導(dǎo)隧道中。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的設(shè)備，其中，上述活塞致動的推桿是一個細(xì)長桿，其在一個吸管頂出沖程中伸展穿過上述發(fā)放喉部的上述排出端，以防止鄰近于外端的下一個上述吸管移動到上述發(fā)放喉部的上述排出端，直至上述推桿完全從其吸管頂出沖程縮回。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的設(shè)備，其中，上述吸管定向引導(dǎo)隧道中包含一個彎曲的下引導(dǎo)壁，上述吸管頂靠著一個彎曲端壁被射入上述隧道中，從而使上述吸管被上述隧道引導(dǎo)著從一個水平位置轉(zhuǎn)向到一個豎直位置，并進(jìn)入上述傳送筒的上述上吸管接收端，吸管在上述傳送筒中在重力的作用下下落。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的設(shè)備，其中，上述吸管發(fā)放料斗中還裝有一個振動板，以使上述吸管保持在上述料斗中并以大致平行的取向貼緊上述發(fā)放喉部。
20.根據(jù)權(quán)利要求15的設(shè)備，其中，上述發(fā)放喉部帶有一對平行相隔的上述吸管發(fā)放料斗側(cè)壁延伸段，在至少一個上述相隔的側(cè)壁延伸段上帶有一個吸管接近孔。
21.根據(jù)權(quán)利要求14的設(shè)備，其中，上述袋成形裝置中包含一個塑料薄膜筒成形頭，其用于折疊一個薄膜片材并將上述薄膜片材的對置側(cè)緣部分彼此搭接；一個豎直密封器，其用于將上述搭接著的側(cè)緣部分密封在一起，以形成上述塑料薄膜筒；一個筒咬合驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其用于順序移動上述筒；一個橫向密封機(jī)構(gòu)，其用于成形一個橫跨上述筒的底部和頂部密封；以及筒展開裝置，其用于將上述筒保持在橫向展開狀態(tài)，以使一個用于形成上述密封充液袋的已充液塑料筒部分獲得一個不間斷的頂部密封，并使一個正被充液的塑料筒部分獲得一個底部密封。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的設(shè)備，其中，上述筒展開裝置中包含一對向外偏置推桿，它們固定在上述充液噴管的對置側(cè)上并摩擦接觸上述塑料薄膜筒的對置內(nèi)側(cè)端，以保持上述筒在上述充液噴管的上述液體發(fā)放下端所在區(qū)域和上述橫向密封機(jī)構(gòu)所在區(qū)域內(nèi)展開并張緊。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的設(shè)備，其中，上述橫向密封機(jī)構(gòu)中包含有一對顎板，其中一個上述顎板上帶有一個密封頭，另一個上述顎板是一個壓板；以及夾緊裝置，它們與上述一對顎相連，從而以密封的方式抓緊一個已充液袋的一個上端和一個正在一個充液周期中被充液的袋的一個下端。
24.根據(jù)權(quán)利要求21的設(shè)備，其中，橫跨上述筒而成形的上述底部密封和頂部密封構(gòu)成上述袋的對置側(cè)緣。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的設(shè)備，其中，上述一對顎板上還帶有排氣裝置，用以在上述顎閉合時于上述密封成形之前將空氣從上述正被充液袋的頂部排出。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的設(shè)備，其中，上述排氣裝置由上述夾緊裝置構(gòu)成，上述夾緊裝置成形為從一個上述顎板的配合表面上伸出的大的細(xì)長凸緣以及位于另一個上述顎板上的用于接收上述凸緣的空腔，上述下部凸緣從上述配合表面上伸出的距離大于上述上部凸緣。
27.根據(jù)權(quán)利要求22的設(shè)備，其中，上述一對向外偏置推桿是它們的臂，從而使得上述塑料薄膜筒在展開時其對置側(cè)壁間隔較小，以使位于液體上方并位于上述袋的一個頂緣密封下方的空氣體積較小，上述展開裝置構(gòu)成一對排氣裝置。
28.根據(jù)權(quán)利要求21的設(shè)備，其中，上述筒咬合驅(qū)動機(jī)構(gòu)是一個靜止驅(qū)動架，其裝有成對的對置薄膜咬合驅(qū)動輪，每對驅(qū)動輪分別在它們之間咬合住上述薄膜筒的對置外側(cè)緣部分中的一個外側(cè)緣部分，上述兩對輪在啟動后會將上述薄膜筒在一個向下運(yùn)動中拉下一個預(yù)定距離，上述充液噴管是一個在上述兩對驅(qū)動輪之間伸展于上述薄膜筒內(nèi)部的細(xì)長管。
29.根據(jù)權(quán)利要求23的設(shè)備，其中，上述充液噴管是一個連續(xù)的液體排出噴管，當(dāng)上述一對顎板閉合后，上述吸管會立即被排入上述袋中，當(dāng)上述顎板張開后，上述筒咬合驅(qū)動機(jī)構(gòu)會在一個充液周期中向下傳送上述塑料薄膜筒，隨著上述塑料薄膜筒的下拉，在液體被傳送的過程中，上述吸管將從上述吸管傳送筒的上述發(fā)放端排出，上述吸管向著上述充液噴管自由傾斜，并以局部浸入的方式與上述被成形袋的一個頂端部分向下間隔一段距離，并在上述顎板再次閉合之前位于上述顎板下方。
30.一種方法，其用于制造密封充液袋，上述充液袋中的液體中帶有一根自由漂浮的吸管，上述方法包含以下各步驟i)折疊并密封一張塑料薄膜板材，以形成一個帶敞開頂端的薄膜筒，ii)將液體充入上述薄膜筒中，iii)同時，將一根吸管通過一個吸管傳送筒排入正在上述塑料薄膜筒中上升的液體中，iv)向下移動上述塑料薄膜筒，v)在一個已充液薄膜筒的一個敞開頂端成形一個密封，以形成上述密封充液袋，并在另一個正在充液的筒上成形一個底緣密封。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中，上述步驟(iii)中包含以下各步驟a)將一根吸管從一個吸管儲存容器傳輸?shù)揭粋€加載位置，以及b)將上述吸管在上述加載位置定向，以使上述吸管進(jìn)入上述傳送筒的一個上吸管接收端，上述吸管在上述傳送筒中在重力的作用下下落。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中，還包含這樣一個步驟通過展開裝置使上述塑料薄膜筒連續(xù)保持在展開狀態(tài)。
33.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中，上述步驟(iv)中包含以下各步驟a)將上述塑料薄膜筒的兩個對置外側(cè)緣分別咬合在相應(yīng)的一對驅(qū)動輪之間，以及b)在上述密封步驟(v)之后，在一個預(yù)定時間周期內(nèi)啟動上述驅(qū)動輪。
34.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中，上述步驟(v)中包含以下各步驟a)將一對顎板閉合以咬合在上述塑料薄膜筒上，b)同時，通過上述板中的夾緊裝置以密封的方式咬合一個已充液塑料薄膜筒段的一個上端和一個正在充液的塑料薄膜筒段的一個下端，以及c)同時，成形上述密封。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中，上述夾緊裝置還可以實施這樣一個步驟在上述密封成形之前將一些空氣從上述已充液塑料薄膜筒中排出。
36.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中，上述步驟(i)中包含以下各步驟a)將一張塑料薄膜板材環(huán)繞著一個液體發(fā)放噴管和上述吸管傳送筒拉動并覆蓋在一個成形頭上，b)折疊上述薄膜片材并將上述薄膜片材的對置側(cè)緣部分彼此搭接，以及c)在上述步驟(v)中將上述搭接著的側(cè)緣部分密封在一起。
37.一種方法，其用于制造密封充液袋，上述充液袋中裝有一種液體和吸管，上述方法包含以下各步驟i)將一個帶有對置側(cè)壁的薄膜帶拉到一個充液和密封站，ii)在上述充液和密封站中成形一個或多個邊緣密封，以形成一個帶有敞開頂端并確定出一個內(nèi)腔的薄膜筒，iii)將一個具有預(yù)定剛度的吸管通過上述敞開頂端插入上述內(nèi)腔中，iv)將具有預(yù)定體積的液體通過上述敞開頂端注入上述內(nèi)腔中，以占據(jù)上述內(nèi)腔的大約60％至大約90％的容積，并在液體上方形成一個未占用空間，v)在上述未占用空間所在部分上將上述對置側(cè)壁壓扁在一起，以將空氣從上述敞開頂端排出，vi)將上述對置側(cè)壁上的鄰近于上述敞開頂端的頂緣密封在一起，從而形成一個袋，上述袋中裝有液體和一個自由漂浮在液體中的吸管，而且有充足量的空氣被排出，從而在上述袋的對置側(cè)壁被彼此相向著壓扁時，上述液體可以在上述袋中移動，從而可以抓住上述液體中的上述吸管，并可以將上述吸管穿透上述塑料薄膜袋，以使上述吸管的一部分伸出到上述袋的外面以從上述袋中吸取液體。
全文摘要
一種液體制品盛放塑料薄膜袋(10),其帶有一根自由漂浮在液體制品(11)中的吸管(12)。容納在袋的內(nèi)腔(13)中的液體制品(11)占據(jù)了袋的內(nèi)腔(13)的大約60%至大約90%的容積,而從剩下的容積中排出具有足夠量的一部分空氣,從而在使用者用手抓住袋時,袋的側(cè)壁(14,15)可以被壓扁到一起。當(dāng)側(cè)壁(14,15)被壓扁到一起后,位于液體中的吸管(12)可以被抓住并穿透塑料薄膜袋(10),以使吸管(12)的一部分(12’)伸出到袋的外面以從袋中吸取液體。袋(10)由一個多層樹脂薄膜制成,該多層樹脂薄膜中包含一個由線型低密度乙烯－辛烯共聚物或很低密度乙烯共聚物(辛烯或其它共聚物)形成的內(nèi)密封層(26),從而使得,當(dāng)吸管穿透薄膜時,內(nèi)密封層(26)會形成一個環(huán)繞著吸管的具有自密封的隔膜,從而在液體通過吸管(12)從袋(10)中吸出時防止穿透區(qū)域出現(xiàn)泄漏。此外,還公開了袋的制造設(shè)備和方法。
文檔編號B65B61/20GK1253534SQ97182117
公開日2000年5月17日 申請日期1997年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月28日
發(fā)明者雷蒙德·L·拉森, 里克·薩武瑞, 約翰·愛德華茲 申請人:格洛帕克公司