УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛОСКОДОННОГО ПАКЕТА ТИПА ПОДУШЕЧКИ
PERFECTED METHOD AND DEVICE FOR MAKING FLAT-BOTTOM PAD-LIKE PACKAGE

Предпосылки создания изобретения
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к плоскодонному пакету типа подушечки, который изготавливают с использованием модифицированного вертикального формовочно-фасовочно-укупорочного автомата, и способу его изготовления, который обеспечивает получение цельного пакета для розничной продажи закусочных пищевых продуктов.
Описание известного уровня техники
Многие закусочные пищевые продукты, такие как чипсы, крендели и т.д., упаковываются в пакеты из очень тонкой упаковочной пленки. Эти упаковки могут изготавливаться на вертикального формовочно-фасовочно-укупорочных автоматах, в которых, как следует из их названия, формуют пакет, наполняют его продуктом и укупоривают заполненный пакет. Один из примеров вертикального формовочно-фасовочно-укупорочного автомата для изготовления пакетов типа подушечки проиллюстрирован на фиг.1 патента US 6718739. В такие автоматы подают упаковочную пленку с рулона и формуют из пленки вертикальный рукав вокруг цилиндра для подачи продукта. Вертикальный рукав укупоривают в вертикальном направлении по длине, в результате чего образуется обратное уплотнение. Автомат с помощью пары термосварочных клещей формирует на рукаве поперечное уплотнение. Это поперечное уплотнение служит верхним уплотнением для расположенного ниже пакета и нижним уплотнением для расположенного выше наполняемого и формуемого пакета. Упаковываемый продукт, такой как картофельные чипсы, падают через цилиндр для подачи продукта в сформированный рукав и остаются в рукаве над нижним поперечным уплотнением. После заполнения пакета пленку в виде рукава проталкивают вниз, чтобы вытянуть еще один отрезок по длине пакета. Над продуктом формируют поперечное уплотнение, в результате чего получают пакет и укупоривают продукт внутри пакета одновременно с формированием пленки в виде рукава над продуктом. Пакет, расположенный ниже упомянутого поперечного уплотнения, отделяют от остальной пленки в виде рукава, для чего делают разрез через область уплотнения. Один из примеров получаемого стандартного пакета типа подушечки представлен на фиг.3 патента US 6722106.
В таком процессе обычно используют упаковочную пленку из композитного полимерного материала, получаемого в пленочном преобразователе. Например, в одной из известных из уровня техники композитных пленок, используемых для упаковывания картофельных чипсов и подобных продуктов в стандартные пакеты типа подушечки, используется уплотняемый внутренний или обращенный к продукту слой, который обычно представляет собой металлизированный ориентированный полипропилен ("ОПП") или металлизированный полиэтилентерефталат ("ПЭТ"). Уплотнительный слой, расположенный с обращенной к продукту стороны металлизированной пленки, обеспечивает образование герметичного уплотнения с помощью поперечных термосварочных клещей при более низкой температуре, чем температура плавления пленки. Стандартные известные из уровня техники уплотнительные слои содержат сополимер этилена и пропилена и тройной сополимер этилена, пропилена и бутена-1. Металлизированный слой пленки, который обычно металлизируют путем нанесения тонкого слоя алюминия, обеспечивает отличные барьерные свойства.
Барьерные свойства у одного или нескольких слоев важны для защиты находящегося внутри упаковки продукта от света, кислорода или влаги. Такая потребность существует, например, для защиты пищевых продуктов, которым может угрожать потеря аромата, потеря свежести или порча в случае недостаточности барьерных свойств для предотвращения пропускания света, кислорода или влаги внутрь упаковки.
К металлизированному внутреннему слою прилегает слой, обычно состоящий из наносимого методом экструзии полиэтилена, и наружный красочный слой или слой с графическими изображениями. Красочный слой обычно используется для представления графических изображений, которые видны через прозрачный наружный слой, которым обычно является ОПП или ПЭТ. Общая толщина этой известной из уровня техники пленки обычно составляет менее 225 единиц. Такая пленка хорошо известна из уровня техники и описана со ссылкой на фиг.1 в патенте US 7189300, содержание которого в порядке ссылки включено в настоящую заявку.
Известная из уровня техники пленка, описанная выше, идеально применима для использования в вертикальных формовочно-фасовочных автоматах для упаковывания пищевых продуктов. Кроме того, за счет использования ОПП или ПЭТ в качестве наружного слоя и внутреннего слоя любая поверхность пленки может быть термически сварена с любой другой поверхностью при формировании поперечных уплотнений или обратного уплотнения упаковки.
Каждое уплотнение в каждой упаковке является герметичным или непроницаемым даже при изменениях давления. Без герметичного уплотнения не эффективны любые барьерные свойства пленки, препятствующие проникновению кислорода, влаги или запахов снаружи в продукт, находящийся в упаковке. Герметичные уплотнения особо важны для сохранения аромата и свежести закусочных пищевых продуктов. На участках, на которых упаковка имеет обратное уплотнение, сгибы или клинья, создаются дополнительные слои материала в месте уплотнения, но эта проблема усугубляется в случае более толстых упаковочных материалов, дополнительных сгибов в конструкции упаковки и упаковок меньшего размера.
Одним из недостатков пакетов типа подушечки является то, что они имеют узкое, однокромочное основание, образованное нижним поперечным уплотнением, и по этой причине такие известные из уровня техники упаковки являются неустойчивыми и не способными самостоятельно стоять (например, без опоры на что-либо) на нижнем поперечном уплотнении. Было бы желательно создать упаковку в виде пакета типа подушечки, способную самостоятельно стоять на нижнем поперечном уплотнении.
На фиг.1а-1г показан вертикальный устойчивый пакет 100, имеющий переднюю сторону 102, ограниченную верхним поперечным уплотнением 120 и нижним поперечным уплотнением 130. Также показана сторона 110 с уплотненным клином 112, примыкающим к нижнему поперечному уплотнению 130, и открытым клином 114, примыкающим к верхнему поперечному уплотнению 120. Клин создается на стороне 110 упаковки при захвате четырех слоев пленки, поскольку при создании поперечного уплотнения поперечные термосварочные клещи проталкивают или загибают пленку внутрь и уплотняют ее слои. Для получения клина не требуется, чтобы поперечные уплотнения в действительности герметично соединяли все четыре слоя упаковочной пленки, как это показано на примере открытого клина 114. Тем не менее, путем герметичного соединения всех четырех слоев может быть получен закрытый клин 112.
Как показано на фиг.1в и 1г, четыре слоя пленки также герметично соединены вблизи середины задней стороны 106 упаковки на участках, обозначенных позициями 127, 137, если в качестве обратного уплотнения 140 используется сварной шов. Поскольку такая перекрывающаяся пленка отсутствует на боковой стороне упаковки и не является результатом проталкивания или сгибания внутрь, такие участки не считаются клином с точки зрения настоящей заявки.
Используемый в описании термин "клин" означает клин на боковой стороне 110 упаковки и включает как открытые клинья 114, так и закрытые клинья 112.
Показано, что передняя сторона упаковки 102 и задняя сторона 106 упаковки соединены по бокам термически сваренными складками 104, которые проходят от верхнего поперечного уплотнения 120 до нижнего поперечного уплотнения 130. Упаковка, показанная на фиг.1а-1г, аналогична упаковке, описанной в патенте US 5398486. Упаковка, показанная на фиг.1а-1г, создана способом, сходным со способом, описанным выше со ссылкой на известный уровень техники. Тем не менее, для формирования боковых клиньев 110 с каждой стороны пакета вертикальный формовочно-фасовочно-укупорочный автомат должен быть существенно модифицирован путем добавления двух подвижных устройств с противоположных сторон уплотняющей каретки, которые перемещаются внутрь и наружу, чтобы входить в соприкосновение с упаковочной пленкой и образовывать складку, которая становится стороной 110, показанной на фиг.1а-1г. Кроме того, вместо использования одного уплотняющего устройства для изготовления обратного уплотнения 140 для упаковки, показанной на фиг.1а-1г, требуется дополнительное устройство для термосклеивания каждой складки 104, которую создают для придания упаковке дополнительной устойчивости. Следовательно, в общей сложности используется пять вертикальных уплотняющих устройств. Способы создания таких вертикальных складок 104 описаны и предложены в патентах US 5862652 и 3785112.
Как указано выше, важно, чтобы поперечные уплотнения у каждой упаковки, изготовленной из этой пленки, представляли собой герметичные или непроницаемые поперечные уплотнения. Это в особенности важно в случае пригодных для длительного хранения пищевых продуктов с низким содержанием влаги и/или других продуктов, подверженных воздействию кислорода и/или влаги.
На фиг.1г показан перспективный вид сзади в плане известной из уровня техники упаковки, показанной на фиг.1а, и проиллюстрировано относительное положение и часть проблемных участков 125, 126, 127 поперечного уплотнения 120. На фиг.1д показан увеличенный вид в плане поперечного сечения проблемного участка 125 упаковки, показанной на фиг.1г. Как показано на фиг.1г и 1д, каждая область 121 и 123 верхнего поперечного уплотнения 120 имеет четыре слоя пленки, которые должны быть герметично соединены, а область 122 имеет только два слоя за исключением места пересечения с обратным уплотнением. Аналогичным образом, если для получения обратного уплотнения 140 используется соединение внахлестку, участок 127 будет иметь три слоя упаковочной пленки, а при использовании сварного шва участок 127 будет иметь четыре слоя упаковочной пленки. Из-за изменения числа слоев упаковочной пленки в упаковках могут образовываться капиллярные течи треугольной формы, точечные течи или пустоты 150 (показанные на фиг.1д) при изготовлении боковых клиньев 110 в упаковочной пленке. Аналогичные пустоты образуются на каждом проблемном участке, обозначенном позициями 125, 126, 127. На фиг.1в показаны положения, в которых могут образовываться эти проблемные участки 135, 136, 137 на нижнем поперечном уплотнении 130. Проблемные участки могут образовываться в упаковках с открытым клином 114, например, в верхней части упаковки, проиллюстрированной на фиг.1г, или в упаковках с закрытым клином 112, например, проблемные участки 135, 136, 137 в нижней части упаковки, проиллюстрированной на фиг.1в.
Согласно известному из уровня техники решению, чтобы предотвратить точечные течи, требуется определенным способом модифицировать пленку для известных из уровня техники упаковок типа подушечек. Например, хотя верхнее и нижнее поперечные уплотнения 120, 130 потенциально могут иметь проблемные участки 127, 137, как это показано фиг.1в и 1г, такие проблемные участки могут быть устранены за счет применения пленки, описанной в патентной заявке US 2007/0128386, правопреемником которой является правопреемник настоящего изобретения.
К сожалению, такое известное из уровня техники решение все же требует модификации пленки и не способно удовлетворительно устранить проблемные участки 125, 126, 135, 136, которые могут облегчать проникновение кислорода и влаги внутрь упаковки через капиллярные пустоты 150, показанные на фиг.1д.
Другое известное из уровня техники решение для устранения точечных течей состоит в увеличении в два или три раза количества уплотняющего материала в обращенном к продукту слое, таком как обращенный к продукту слой ОПП. Еще одно решение по преодолению такого недостатка состоит в использовании дополнительного слоя пленки для заполнения капиллярных пустот. Дополнительный слой пленки обычно представляет собой линейный полиэтилен низкой плотности толщиной 1-2,5 мил (100-250 единиц), который должен быть наслоен на внутренний металлизированный слой ОПП. Следовательно, для получения необходимой многослойной пленки обычно требуется последовательное наслаивание и должно расходоваться существенно больше пленочного материала, чем для изготовления стандартной упаковки в виде пакета типа подушечки. Толщина пленки, как правило, используемой для упаковок, имеющих клинья, обычно превышает 300 единиц, что означает по меньшей мере примерно на 33% больший расход пленки, чем в стандартных упаковках в виде пакета типа подушечки.
Например, в патенте US 7122234 указано, что слоистые материалы, используемые для изготовления таких упаковок, должны обладать достаточной жесткостью при изгибе, чтобы применяться в непрерывном высокоскоростном процессе упаковывания. Согласно патенту '234 достаточная жесткость достигается, когда толщина слоистого материала превышает 110 микрометров или 433 единиц (1 микрон или микрометр равен 3,937 единицы; 100 единиц = 1 мил = 0,001 дюйма). В Европейской патентной заявке 1283179 описана рассчитанная на СВЧ-нагрев упаковка для пищевых продуктов, выпускаемая под торговым наименованием TETRAWEDGE. При измерении толщины упаковки TETRAWEDGE было установлено, что она составляет 12,5 или 1250 единиц. Одним из очевидных последствий использования такого толстого материала является то, что конфигурацию складок упаковочного материала задают до формования упаковки, чтобы материал можно было сгибать вдоль наклонных углов боковин и вдоль углов основания. Аналогичным образом в патенте US 5508075 описано, что линии складок необходимо оттискивать или иным способом вдавливать в поверхность упаковочного материала. Было бы желательно изготовить плоскодонный пакет типа подушечки с использованием такой же пленки, которая используется в известных из уровня техники упаковках типа подушечки, без ухудшения герметизирующих свойств поперечного уплотнения.
Согласно одной из особенностей изобретения упаковка должна изготавливаться таким образом, чтобы она не имела открытых или закрытых клиньев, и были сведены к минимуму проблемные участки на верхнем или нижнем поперечном уплотнении, которые образуются из-за изменения числа слоев, и области перехода, способные создавать капиллярные пустоты 150 в поперечных уплотнениях. Согласно одной из особенностей изобретения упаковка должна иметь три или более четких кромок, ограничивающих ее дно, чтобы упаковка могла вертикально стоять на нижнем поперечном уплотнении. Согласно одной из особенностей изобретения упаковка должна изготавливаться из такого же пленочного материала и иметь такую же толщину пленки, как и стандартные упаковки в виде пакета типа подушечки. Согласно одной из особенностей изобретения упаковка изготавливается из пленочного материала без необходимости оттискивать или иным способом вдавливать линии складок в упаковочную пленку.
Краткое изложение сущности изобретения
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения описан способ изготовления плоскодонного пакета типа подушечки, включающий стадии, на которых формируют нижнее поперечное уплотнение, используют раздвижную часть, чтобы сформировать дно упаковки с заданными кромками и клапанами, сгибают поперечное уплотнение и сгибают клапаны ниже упаковки. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения описан плоскодонный пакет типа подушечки без клиньев, который способен стоять на нижнем поперечном уплотнении. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения описан усовершенствованный вертикальный формовочно-фасовочно-укупорочный автомат, имеющий выдвигаемую и вдвигаемую раздвижную часть ниже рукавного изделия, гибочное устройство для сгибания поперечного уплотнения и по меньшей мере два боковых гибочных элемента для сгибания клапанов, образованных раздвижной частью в выдвинутом положении.
Другие особенности, варианты осуществления и признаки изобретения станут ясны из следующего далее подробного описания при его рассмотрении в сочетании с сопровождающими чертежами. Сопровождающие описание чертежи являются схематическими и выполнены не в масштабе. Одинаковые или преимущественно сходные элементы, проиллюстрированные на различных фигурах, обозначены одинаковыми позициями. Для ясности не все элементы обозначены позициями на каждой фигуре. Кроме того, показаны не все элементы каждого варианта осуществления, если это не требуется для понимания изобретения специалистами в данной области техники. Содержание всех в порядке ссылки упоминаемых патентных заявок и патентов целиком включено в настоящую заявку. В случае противоречия предпочтение отдается настоящей заявке, включая определения.
Краткое описание чертежей
В прилагаемой формуле изобретения содержатся элементы новизны, считающиеся отличительными признаками изобретения. Вместе с тем, само изобретение, а также предпочтительный вариант его осуществления, его дополнительные задачи и преимущества будут лучше всего поняты из следующего далее подробного описания пояснительных вариантов осуществления в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых:
на фиг.1а показан перспективный вид спереди известной из уровня техники упаковки, которая стоит на нижнем поперечном уплотнении,
на фиг.1б показан вид сбоку известной из уровня техники упаковки, показанной на фиг.1а,
на фиг.1в показан перспективный вид снизу и сзади известной из уровня техники упаковки, показанной на фиг.1а,
на фиг.1г показан перспективный вид сзади в плане известной из уровня техники упаковки, показанной на фиг.1а,
на фиг.1д показан вид сверху поперечного сечения части упаковки, показанной на фиг.1г,
на фиг.2а показан перспективный вид спереди плоскодонного пакета типа подушечки, изготовленного согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг.2б показан вид сбоку упаковки, показанной на фиг.2а,
на фиг.2в показан перспективный вид снизу и сзади упаковки, показанной на фиг.2а,
на фиг.2г показан перспективный вид сзади в плане упаковки, показанной на фиг.2а,
на фиг.3а-3ж показаны перспективные виды, иллюстрирующие последовательность операций формования упаковки согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг.4а-4ж показаны перспективные виды, иллюстрирующие последовательность операций формования упаковки согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг.5а-5г показаны перспективные виды, иллюстрирующие последовательность операций формования упаковочной пленки согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание
На фиг.2а показан перспективный вид в плане спереди упаковки в виде плоскодонного пакета типа подушечки, изготовленной согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. На фиг.2б показан вид сбоку упаковки, показанной на фиг.2а. На фиг.2в показан перспективный вид снизу и сзади упаковки, показанной на фиг.2а. На фиг.2г показан перспективный вид сзади в плане упаковки, показанной на фиг.2а. Как показано на фиг.2а-2г, в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предложен плоскодонный пакет или упаковка 200 типа подушечки без складок или клиньев по бокам упаковки. Вместо этого в одном из вариантов осуществления упаковка согласно настоящему изобретению имеет расположенную между передней поверхностью 202 и задней поверхностью 206 сторону 210, которая сужается вверх от нижней части 212, примыкающей к нижней кромке 262, вверх до верхнего поперечного уплотнения 220. Следовательно, участок 214 вблизи верхнего поперечного уплотнения 220 согласно настоящему изобретению подобен участку вблизи верхнего поперечного уплотнения известной из уровня техники пакета типа подушечки, показанного на фиг.3а патента US 6722106, поскольку оба пакета не имеют клиньев вблизи верхнего поперечного уплотнения, как ясно показано на фиг.2а-2г.
Как показано на фиг.2в, упаковка согласно настоящему изобретению имеет пару загибающихся внутрь клапанов 260, которые расположены ниже дна 250 упаковки. На фиг.2в дополнительно показано нижнее поперечное уплотнение 230, ориентированное преимущественно перпендикулярно верхнему поперечному уплотнению 220. В одном из вариантов осуществления часть нижнего поперечного уплотнения 230 на загибающихся внутрь клапанах 260 термически приварена к дну 250. Показанное дно 250 упаковки имеет преимущественно прямоугольную форму. В одном из вариантов осуществления контур дна 250 упаковки имеет преимущественно перпендикулярные переднюю и заднюю кромки 252, за счет чего дно 250 преимущественно перпендикулярно передней поверхности 202 и задней поверхности 206. В одном из вариантов осуществления контур дна 250 упаковки имеет преимущественно перпендикулярную боковую кромку 262, за счет чего дно 250 преимущественно перпендикулярно стороне 210. Специалисты в данной области техники поймут, что передняя поверхность 202, задняя поверхность 206 и стороны 210 расположены под углом немного меньшим, чем прямой угол к дну 250 из-за сужения сторон 210 от низа к верху.
2
2
На фиг.3а-3ж показаны перспективные виды, иллюстрирующие последовательность операций формования упаковки на усовершенствованном вертикальном формовочно-фасовочно-укупорочном автомате согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Для простоты верхняя часть вертикального формовочно-фасовочно-укупорочного автомата не показана на фиг.3б-3ж. С рулона (не показан) подают гибкую упаковочную пленку 301, обладающую барьерными свойствами, и пропускают ее через формующее устройство 316, которое формует из пленки вертикальный рукав вокруг направляющей трубы 318, как это показано на фиг.3а. Используемый в описании термин гибкая упаковочная пленка, обладающая барьерными свойствами, означает гибкую пленку, пропускающую кислород со скоростью менее около 150 куб.см/м/сутки (ASTM D1434) и пропускающую водяной пар со скоростью менее около 5 грамм/м/сутки (ASTM F372-99).
На фиг.5а-5г показаны перспективные виды, иллюстрирующие последовательность операций формования упаковочной пленки согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Далее со ссылкой на фиг.3а-3ж и 5а-5г будет описано формование упаковки, показанной на фиг.2а-2г. Как показано на фиг.3а и 5а, что по мере вытягивания рукава вниз приводными ремнями 320, вертикальное сварочное устройство 322 уплотняет вертикальный рукав из пленки, в результате чего образуется обратное уплотнение 240. Как показано на фиг.3а, направляющая труба 318 имеет раздвижную часть 330, расположенную ниже направляющей трубы 318. В проиллюстрированном варианте осуществления раздвижная часть 330 имеет в выдвинутом положении пару клапанов. Используемый в описании термин выдвинутое положение относится к раздвижной части 330, ориентированной таким образом, чтобы растягивать в наружном направлении пленку в виде рукава после формирования нижнего поперечного уплотнения 230. В проиллюстрированном варианте осуществления выдвинутым положением является положение, в котором раздвижная часть 330 параллельна части направляющей трубы 318, к которой прикреплена раздвижная часть 330.
Как показано на фиг.3б и 5б, лист пленки 301 вытягивают вниз ниже направляющей трубы 318. С помощью пары сварочных клещей 326 создают нижнее торцевое уплотнение 230 ниже направляющей трубы 318, раздвижная часть 330 которой находится во втянутом положении, чтобы получить рукав с открытым концом. Используемый в описании термин втянутое положение относится к положению раздвижной части 330, позволяющему с помощью пары сварочных клещей 326 создавать нижнее поперечное торцевое уплотнение ниже направляющей трубы 318. Гибкие клапаны, образующие раздвижную часть 330, показанную на фиг.3б, могут быть изготовлены из пружинной стали толщиной 0,035 дюйма или любого другого гибкого материала. Такой вариант осуществления выгоден, поскольку позволяет сгибать гибкие клапаны внутрь во втянутое положение посредством приведения в действие замыкающего механизма 340, смыкающего сварочные клещи 326, чтобы создавать поперечное уплотнение и сводить к минимуму или исключать образование складок.
Как показано на фиг.3в и 5в, после формирования нижнего поперечного уплотнения замыкающий механизм 340 выключается, и гибкие клапаны 330 автоматически снова выгибаются наружу в выдвинутое положение, образуя тем самым дно 250 упаковки, имеющее пару выступающих наружу клапанов 260, как это лучше показано на фиг.5в. Поперечное уплотнение 230 поднимается выше по мере того, как раздвижная часть 330 переходит в выдвинутое положение, и очерчивается дно 250 упаковки.
Затем на уровне выше сварочных клещей 326 и ниже выдвинутой раздвижной части 330 может быть приведено в действие гибочное устройство 350 для сгиба нижнего поперечного уплотнения 230. В одном из вариантов осуществления под действием остаточного тепла, которое сварочные клещи 326 передают нижнему поперечному уплотнению, сложенное нижнее поперечное уплотнение приклеивается ко дну упаковки после приведения в действие гибочного устройства 350. В одном из вариантов осуществления гибочное устройство 350 имеет нагретые кромки. После приведения в действие гибочного устройства 350 клапаны 260 преимущественно сгибаются вниз. Такой изгиб клапанов 260 помогает обеспечить их захват боковыми гибочными элементами 360, как это рассмотрено далее. Продукт может быть сброшен через направляющую трубу 318 в любое время после приведения в действие вилочного захвата 350 и формирования нижнего уплотнения 230 (как показано на фиг.5в) путем подгибания.
На фиг.3г показана другая стадия формования упаковки согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Боковые гибочные элементы 360 расположены по высоте таким образом, что они находятся ниже гибочного устройства 350 и выше концов клапанов 260. Как показано на фиг.3г и 5г, пара боковых гибочных элементов 360 сгибает каждую из упомянутых клапанов 260 внутрь и ниже дна 250 упаковки. В одном из вариантов осуществления гибочное устройство 350 остается ниже дна 250 упаковки, пока гибочные элементы 360 сгибают клапаны 260 ниже как дна 250 упаковки, так и гибочного устройства 350. В одном из вариантов осуществления тепло гибочного устройства 350 и/или гибочных элементов 360 размягчает наружные слои пленки клапанов 260 и дна 250 упаковки, что помогает сплавлять и герметично соединять клапаны 260 с дном 250 упаковки. В одном из вариантов осуществления гибочное устройство 350 представляет собой вилочный захват, имеющий по меньшей мере два пальца. В одном из вариантов осуществления гибочное устройство 350 представляет собой трехпальцевый вилочный захват, который преимущественно обеспечивает открытый участок для контакта между дном 250 упаковки и клапанами 260, как показано на фиг.3г. Поскольку нижнее поперечное уплотнение 230 является еще относительно горячим из-за воздействия нагретых сварочных клещей 326, в одном из вариантов осуществления за счет остаточного тепла нижнее поперечное уплотнение на клапанах 260 герметично соединяется с нижним поперечным уплотнением на дне 250 упаковки на открытых участках между пальцами гибочного устройства 350. В одном из вариантов осуществления ниже направляющей трубы 318 и внутри раздвижной части 330 расположен пьедестал 370 (показанный на фиг.3в). В одном из вариантов осуществления пьедестал 370 преимущественно находится на одном уровне с раздвижной частью 330 в выдвинутом положении.
На фиг.3д показан перспективный вид снизу следующей стадии одного из вариантов осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.3д, боковой гибочный элемент 360 имеет держатель 364 для поворотной раздвижной части 362. После того как боковые гибочные элемента 360 согнули клапаны 260 ниже дна 250 упаковки, поворотная раздвижная часть 362, помещающаяся на держателе 364, который находится на одном уровне с каждым боковым гибочным элементом 360, перемещается вверх в направлении, показанном стрелками, и входит в контакт пьедесталом 370, показанным на фиг.3в. Следовательно, как показано на фиг.3д и 5г, поворотные раздвижные части 362 создают вертикальное давление между соответствующими клапанами 260 и дном 250 упаковки. Пьедестал 370 (показанный на фиг.3в) удерживает дно 250 упаковки на месте таким образом, что между клапанами 260 и дном 250 упаковки создается давление. Поскольку поперечное уплотнение 230 сохраняет остаточное тепло нагретых сварочных клещей и с учетом давления, которое поворотная раздвижная часть 362 оказывает на клапаны и пьедестал 370, в одном из вариантов осуществления часть поперечного уплотнения на клапанах 260 герметически соединяют с частью поперечного уплотнения на дне 250 упаковки. В одном из вариантов осуществления боковые гибочные элементы 360 могут быть нагреты, а в одном из вариантов осуществления поворотная раздвижная часть 362 и/или пьедестал 370 нагревают, чтобы дополнительно способствовать образованию уплотнения между клапанами 260 и дном упаковки.
На фиг.3е показан перспективный вид снизу следующей стадии одного из вариантов осуществления настоящего изобретения. После того как клапаны 260 загнули вниз и необязательно герметично соединили с дном 250 упаковки, гибочное устройство 350 может быть удалено из-под дна 250 упаковки.
На фиг.3ж показан перспективный вид снизу одной из стадий осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.3е, затем гибочные элементы 360 могут быть перемещены наружу из-под дна 250 упаковки. После этого лист пленки может быть протянут вниз до создания верхнего поперечного уплотнения.
На фиг.4а-4ж показаны перспективные виды, иллюстрирующие последовательность операций формования упаковки на усовершенствованном вертикальном формовочно-фасовочно-укупорочном автомате согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Для простоты верхняя часть вертикального формовочно-фасовочно-укупорочного автомата не показана на фиг.4б-4ж. С рулона (не показан) подают гибкую упаковочную пленку 301, обладающую барьерными свойствами, и пропускают ее через формующее устройство 316, которое формует из пленки вертикальный рукав вокруг направляющей трубы 318. По мере вытягивания рукава вниз приводными ремнями 320, вертикальное сварочное устройство 322 уплотняет вертикальный рукав из пленки, в результате чего образуется обратное уплотнение 240. Как показано на фиг.4а, направляющая труба 318 имеет раздвижную часть 430 ниже направляющей трубы 318. В проиллюстрированном варианте осуществления на фиг.4а-4е раздвижная часть 430 представляет собой раздвижную часть, которая способна плавно перемещаться в вертикальном направлении между втянутым положением и выдвинутым положением. Раздвижная часть способна перемещаться внутри направляющей трубы 318 и может быть прикреплена к цилиндру управления пневматического или другого применимого штока в сборе для перемещения раздвижной части по мере необходимости. Такие раздвижные части известны из уровня техники, примером которого является патент US 5505040, содержание которого в порядке ссылки включено в настоящую заявку.
Как показано на фиг.4б, лист пленки 301 протягивают вниз ниже направляющей трубы 318. Как показано на фиг.4б и 5б, с помощью пары сварочных клещей 326 создают нижнее торцевое уплотнение 230 ниже направляющей трубы 318 с раздвижной частью 430 во втянутом положении.
Как показано на фиг.4в и 5в, после формирования нижнего поперечного уплотнения 230 раздвижная часть 430 переходит в выдвинутое положение, в результате чего образуется дно 250 упаковки, имеющее пару выступающих наружу клапанов 260, как это лучше видно на фиг.5в. Поперечное уплотнение 230 перемещается выше по мере того, как раздвижная часть переходит в выдвинутое положение, и очерчивается дно 250 упаковки.
Затем на уровне выше сварочных клещей 326 и ниже выдвинутой раздвижной части 430 может быть приведено в действие гибочное устройство 350 для сгиба нижнего поперечного уплотнения 230. В одном из вариантов осуществления под действием остаточного тепла, которое сварочные клещи 326 передают нижнему поперечному уплотнению, сложенное нижнее поперечное уплотнение приклеивается ко дну упаковки после приведения в действие гибочного устройства 350. В одном из вариантов осуществления гибочное устройство 350 имеет нагретые кромки. После приведения в действие гибочного устройства 350 клапаны 260 преимущественно сгибаются вниз. Такой изгиб клапанов 260 помогает обеспечить захват клапанов 260 боковыми гибочными элементами 360, как это рассмотрено далее. Продукт может быть сброшен через направляющую трубу 318 в любое время после приведения в действие вилочного захвата 350 и формирования нижнего уплотнения (как показано на фиг.5в) путем подгибания.
На фиг.4г показана другая стадия формования упаковки согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Боковые гибочные элементы 360 расположены по высоте таким образом, что они находятся ниже гибочного устройства 350 и выше концов клапанов 260. Как показано на фиг.4г и 5г, пара боковых гибочных элементов 360 сгибает каждый из упомянутых клапанов 260 внутрь и ниже дна 250 упаковки. В одном из вариантов осуществления гибочное устройство 350 остается ниже дна 250 упаковки в то время, как гибочные элементы 360 сгибают клапаны 260 ниже как дна 250 упаковки, так и гибочного устройства 350. В одном из вариантов осуществления тепло гибочного устройства 350 и/или гибочных элементов 360 размягчает наружные слои пленки клапанов 260 и дна 250 упаковки, что помогает сплавлять и герметично соединять клапаны 260 с дном 250 упаковки. В одном из вариантов осуществления гибочное устройство 350 представляет собой вилочный захват, имеющий по меньшей мере два пальца. В одном из вариантов осуществления гибочное устройство 350 представляет собой трехпальцевый вилочный захват, который преимущественно обеспечивает открытый участок для контакта между дном 250 упаковки и клапанами 260, как показано на фиг.4г. Поскольку нижнее поперечное уплотнение 230 является еще относительно горячим из-за воздействия нагретых сварочных клещей 326, в одном из вариантов осуществления за счет остаточного тепла нижнее поперечное уплотнение на клапанах 260 герметично соединяется с нижним поперечным уплотнением на дне 250 упаковки на открытых участках между пальцами гибочного устройства 350. В одном из вариантов осуществления ниже направляющей трубы 318 и внутри раздвижной части 430 расположен пьедестал 470 (показанный на фиг.4в). В одном из вариантов осуществления пьедестал 370 преимущественно находится на одном уровне с раздвижной частью 430 в выдвинутом положении. Пьедестал 470 может быть прикреплен к раздвижной части 430 и перемещаться вместе с ней.
На фиг.4д показан перспективный вид снизу следующей стадии одного из вариантов осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.4д, боковой гибочный элемент 360 имеет держатель 364 поворотной раздвижной части 362. После того как боковые гибочные элемента 360 согнули клапаны 260 ниже дна 250 упаковки, поворотная раздвижная часть 362, помещающаяся на держателе 364, который находится на одном уровне с каждым боковым гибочным элементом 360, перемещается вверх в направлении, показанном стрелками, и входит в контакт пьедесталом 470, показанным на фиг.4в. Вследствие этого, как показано на фиг.4д и 5г, поворотные раздвижные части 362 создают вертикальное давление между соответствующими клапанами 260 и дном 250 упаковки. Пьедестал 470 (показанный на фиг.4в) удерживает дно 250 упаковки на месте таким образом, что между клапанами 260 и дном 250 упаковки создается давление. Поскольку поперечное уплотнение 230 сохраняет остаточное тепло нагретых сварочных клещей и с учетом давления, которое поворотная раздвижная часть 362 оказывает на клапаны и пьедестал 470, в одном из вариантов осуществления часть поперечного уплотнения на клапанах 260 герметически соединяют с частью поперечного уплотнения на дне 250 упаковки. В одном из вариантов осуществления боковые гибочные элементы 360 могут быть нагреты, а в одном из вариантов осуществления поворотная раздвижная часть 362 и/или пьедестал 470 нагревают, чтобы дополнительно способствовать образованию уплотнения между клапанами 260 и дном упаковки.
На фиг.4е показан перспективный вид снизу следующей стадии одного из вариантов осуществления настоящего изобретения. После того как клапаны 260 загнули вниз и необязательно герметично соединили с дном 250 упаковки, гибочное устройство 350 может быть удалено из-под дна 250 упаковки.
На фиг.4ж показан перспективный вид снизу одной из стадий осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.4е, затем гибочные элементы 360 могут быть перемещены наружу из-под дна 250 упаковки. После этого лист пленки может быть протянут вниз, где создается верхнее поперечное уплотнение.
На фиг.5а-5г показаны частичные упрощенные перспективные виды сзади и снизу, иллюстрирующие последовательность изготовления дна показанной на фиг.2в упаковки из упаковочной пленки. Вертикальное формовочно-фасовочно-укупорочное оборудование не показано. На фиг.5а проиллюстрирована пленка в виде рукава с обратным уплотнением 240, которая соответствует пленке в виде рукава, проиллюстрированной на фиг.3а и 4а. На фиг.5б показана пленка в виде рукава с открытым концом после создания нижнего поперечного уплотнения, которая соответствует пленке в виде рукава, показанной фиг.3б и 4б. На фиг.5в показано дно 250 упаковки с загнутым нижним поперечным уплотнением 230 и кромкой 252, преимущественно перпендикулярной задней поверхности 204 упаковки. Показанная на фиг.5в пленка соответствует пленке в виде рукава, показанной на фиг.3в и 4в. На фиг.5г показана упаковка 250, у которой сформировано дно с парой загибающихся внутрь клапанов 260, расположенных ниже дна упаковки, и которая соответствует упаковке, показанной на фиг.3г и 4г. Для изготовления упаковки согласно настоящему изобретению на пленке в виде рукава открытым концом создают поперечное уплотнение, как показано на фиг.5б. Затем формируют кромки 252, чтобы очертить плоское дно 250 упаковки. В результате формирования кромок 252 создается пара клапанов 260, как это показано на фиг.5в. Затем клапаны 260 загибают внутрь и ниже дна 250 упаковки, чтобы создать боковые кромки 262.
Настоящее изобретение имеет ряд преимуществ. Во-первых, поскольку упаковка не имеет клиньев, может использоваться гибкая пленка меньшей толщины за счет уменьшения числа проблемных участков, на которых могут образовываться точечные течи. Плоскодонный пакет согласно настоящему изобретению может быть изготовлен из пленки толщиной менее 180 единиц. Следовательно, на изготовление плоскодонного пакета типа подушечки расходуется по меньшей мере на 33% меньше пленки, чем на изготовление известного из уровня техники пакета согласно варианту осуществления, проиллюстрированному на фиг.1а-1г. В одном из вариантов осуществления пленка, используемая в настоящем изобретении, состоит из металлизированного слоя ОПП, на который с помощью полиэтилена или другого применимого клейкого слоя наслоен уплотнительный слой и полимерный слой с нанесенным с обратной стороны оттиском. Так, в одном из вариантов осуществления упаковка согласно настоящему изобретению изготовлена из такой же пленки, что и упаковка типа подушечки. В изобретении предложена упаковка и способ ее изготовления из гибкого материала без необходимости оттискивать или иным способом вдавливать в пленку упаковки линии складок до ее изготовления.
Одним из преимуществ настоящего изобретения является то, что верхнее и нижнее поперечные уплотнения изготавливают без боковых клиньев. Кроме того, поскольку уменьшается число мест образования точечных отверстий, упаковка согласно настоящему изобретению обеспечивает более постоянный срок хранения содержимого. В настоящем изобретении предложен способ изготовления плоскодонных пакетов типа подушечки путем модификации стандартного вертикального формовочно-фасовочно-укупорочного автомата.
Хотя изобретение конкретно рассмотрено и описано применительно к предпочтительному варианту осуществления, специалисты в данной области техники поймут, что в него могут быть внесены различные изменения по форме и в деталях, не выходящие за пределы существа и объема изобретения.