一種成型和灌裝包裝容器的方法
2023-09-16 04:24:00 1
專利名稱：一種成型和灌裝包裝容器的方法
技術領域：
本發明涉及一種成形和灌裝用可摺疊包裝材料製成的包裝容器的方法。
用於牛奶、果露、奶凍及蕃茄醬等液體或可泵抽產品的一次性包裝經常是用可摺疊材料來製造的，例如包裝分層為纖維層，鋁箔層及熱塑性塑料層，這些以肋板狀坯料被送入包裝機通過摺疊，密封及成形加工，成為可灌注及密封的包裝，適用於較長儲存期的包裝，即所謂的無菌包裝，在包裝完成前，包裝材料及所包裝的產品均經過無菌處理。如上面所述的現代化包裝機產出率很高，因而這類包裝機相當大且最適用於大規模工業生產。
在受一定規模及時間限制的產品包裝過程中，例如蕃茄醬及橄欖油等季節性生產，傳統中使用玻璃瓶，罐或筒，以便隨時可用並且可使用較初級的包裝機直接灌注或在食品加工者處就近灌注。這種系統不能得到無菌消毒處理，因而為使包裝物得到較大的儲存期，一般使用高壓滅菌等眾所周知的保存方法。在食品加工現場使用的吹塑無菌塑料瓶機也是眾所周知的技術，它證明以防腐滅菌的觀點來看，其很難得到令人滿意的操作狀態。當然，目前所使用的無菌塑料瓶或其它包裝容器還是可靠的，但由於存在大量的未用空間，輸送這種預製的空包裝是一個浪費。
從前述可知顯然需要一種特別的無菌包裝容器，這種包裝容器可隨時單獨使用，易於高效運輸並且很好地適用於個人食品加工者小規模就地操作和灌注。這種包裝容器必須能有效地節省空間地運輸。因此也需一種方法，使包裝容器在被灌注時能從被壓縮或平置狀態得以膨脹。最後，這種包裝工藝還期望事先已經無菌處理例如熱處理的產品能在同樣可靠的無菌條件下進行包裝，以保證包裝完成後得到預期的較長的儲存期。
該發明的目的之一是實現一種對可折式材料生產的包裝容器進行成形及灌注的方法，此種方法排除了前面所述的一些方法帶來的不利因素，使食品加工者對相對小量的產品直接進行現場的合理、衛生、無菌的包裝。
該發明進一步的目的是實現一種無須使用難於運行及維護的複雜、笨重、昂貴的包裝機進行成品及灌注的包裝方法。
該發明更進一步的目的是實現向有限體積的預製包裝容器中灌注不同粘度和成分產品的簡單高效的方法，例如果汁、葡萄酒、橄欖油或蕃茄醬。
該發明還有更進一步的目的是實現這樣一種包裝容器的成品及灌注方式，這種方法能確實地減少有限的資金和人力。
上述及其它目的在該項發明中均已達到，對可折型材料製成的包裝容器進行灌注及成品的方法的特徵是預製的壓縮包裝容器與一根導管相連，被包裝物經導管流入包裝容器，使其達到擴張狀態，這時被包裝物被反吸直至容器體積達到內容物預定量的值。此時容器被密封。
本發明較佳實施例已給出了附加的權利要求的特徵。
根據該發明可以保證被包裝物自身被用於使預製的平置包裝容器擴張到其預期形狀，整個生產過程秉棄了需使用昂貴包裝機的複雜的成形方法。包裝容器所必需的膨脹通過向其中灌注過量內容物得以保證，然後這些過量內容物被反吸出包裝容器以使容器得到精確的體積。即使在食品加工現場進行包裝，不需對包裝容器進行滅菌處理亦能使被包裝物在無菌條件下灌注進無菌的包裝並密封，使成品能有較長的保存期。
下面將具體描述一種基於本發明方法的一個較佳實施例，同時提供為了解本發明細節的特別圖解參考，在附圖中
圖1所示為將用本發明方法進行處理的一個包裝容器處於平置時的狀態。
圖2所示為圖1中的包裝容器經過灌裝和最終成形後的狀態。
圖3分步圖解用本發明方法的包裝容器的形成和灌裝過程。
圖4用圖表形式說明了本發明的較佳的形成和灌裝循環。
圖1中所示的便是我們將要使用的與本發明方法有關的包裝容器的一個較佳實施例，它由眾所周知的可摺疊的，柔性的包裝材料形成。這種材料為分層結構，它包含一層堅固的核心纖維承載層，例如紙，它的任一面都能塗上熱塑性材料，比如聚乙烯。聚乙烯層使包裝材料得到所期望的水密性而且使材料可以加熱密封(熱熔)。在需要包裝材料有附加的輕質或氣密性的情況下，包裝分層中也可含有一層鋁箔或別的隔膜材料，這種材料可藉助一個附加的熱塑性材料層連接到纖維材料。
圖I所示為包裝容器處於被壓縮或平置的狀態，這是為了便於節省空間地運輸、比如說從包裝容器的生產處到最終形成且灌裝所需內容的食品加工處。包裝容器是這樣生產出的，用一張平面的包裝材料順底部的線2折成兩層，之後材料的縱向及橫向邊緣從裡面平行熱密封，如圖所示縱向縫口3和一個橫向縫口4。這種包裝材料還提供了一種摺疊方式，即摺痕5，這樣有可能以人們所知的方法將包裝坯料變成堅固的平行六面體包裝形式，如下面將會具體描述的那樣。在包裝容器1的上端，平置的坯料的一側設有一開口6，其最好由一突出的，筒形塑料部分構成。該開口由一個蓋或用塑料膜覆蓋。
從圖2易見包裝容器I經過填裝和密封之後，已成為平行六面體形狀，摺痕或折線5控制著包裝容器的縱向及橫向稜邊7並使四個平置的折角8容納多餘材，從幾何角度講，多餘的材料產生於平置的包裝容器成形為平行六面體過程。上面兩個折角8向下朝著包裝容器側面摺疊且密封，同時底部的兩個折角(未註明)向包裝容器的底摺疊並在底部熱熔密封。從圖2還可易見，在成形後的包裝容器的稜邊7與橫向縫口4之間的包裝容器相對平的上表面之間開有一個口，縫口4橫跨包裝容器上表面設置。
當該項發明實施時，它的出發點就是圖示的包裝容器1的類型或是其它的包裝容器類型，這些類型在製造密封后，能在空的狀態被壓縮或平置，以使能被經濟地運輸。在無菌包裝生產中，包裝容器當然需要經過無菌處理，這一過程是在包裝容器生產時或是生產出來以後完成的，例如通常的化學滅菌法或輻射滅菌。被壓縮的紙盒或類似的包裝容器，可用適合的貨運容器運輸，比如收縮膜纏繞的紙盒或類似的容器，且在直接運送到食品加工者手中的形式交付。在食品加工者處，或例如在一些當地的食品加工公司，設置一臺包裝機，就可對根據本發明預製的包裝盒進行灌裝及形成成品。這種機器的原理如圖3所示，同時，圖3也分步標示出，當向圖1圖2中所示的包裝盒中灌裝事先無菌化了的內容物，例如加熱處理過的果汁時，本發明是怎樣付諸實施的。自然，本方法也適用於無需滅菌的包裝，操作工作程序與需要滅菌時基本相同，只是不再需要用於滅菌的包裝，操作工作程序與需要滅菌時基本相同，只是不再需要用於滅菌的那些設備及其功能。下面將具體描述用於無菌生產以期達到較長保存期的包裝生產過程的該方法。
包裝容器1呈平置狀被送至進給工位9，例如用與裝平置包裝容器的庫直接或間接相連的輸送機(未示出)或人工將平置包裝容器直接從運輸貨箱中取出送至進給工位9。如上文提到過，這些包裝容器是已經無菌處理的，例如用射線或是雙氧水這類慣用的滅菌方法。帶有密封開口6的包裝容器1被直接向前上方送入。
進給後，每個包裝容器到達填裝和成形工位10，在這裡，一根填裝管基本向下垂直插入加工成形的包裝容器開口處6。裝填管11與一個相適當的泵相連，比如人們通曉的柱塞泵，這個泵2與盛有待包裝物的容器相連。待包裝的產品是事先經無菌消毒的，如加熱處理且因此盛裝產品的容器，填裝管以及柱塞泵必須是防菌和消毒型的。
在進給工位9與密封工位13之間接有一條無菌通道16，無菌通道中通有無菌的空氣，以便有一定的過壓。通道兩端均有闡門分別用以進給和放出包裝容器，同時保證包裝容器的無菌水平不至降低。在所舉的實例中，通道只是覆蓋了包裝容器帶有開口的一端，但是通道當然也可設計成能使整個包裝容器通過其供給。
當包裝容器1已放在灌裝和形成工位10時，包裝容器前端被抬升，直至開口6與靠著填裝管11的下端的封頭接觸。藉助例如一個在填裝管中的切割裝置，開口的上表面或塑料膜被它穿透(這個穿透過程也可產生在開口通過從工位9至工位10的通道16時，然後柱塞泵被致動，且帶有一定過壓地向包裝容器中注入所需量的包裝物。結果，包裝容器從平置狀態變成膨脹狀態，它的體積超出了預定的內容物量(名義容積)，該量為形成該包裝容器所掌握的量。這種過量填裝的結果一般為包裝名義容量的110%-140%。這就確保包裝膨脹以使我們所不希望有的摺痕得到避免，且包裝在薄弱的摺疊或摺痕線5被局部改變或摺疊。最大量的灌裝大約需要半秒鐘，緊接著部分被包裝物被反吸出以使包裝內容準確地對應於所掌握的名義內容物量。反吸是靠柱塞泵的活塞執行總行程的20%的限定的返回行程來進行的(參見圖3)。膨脹和形成包裝容器，包裝容器改變成平行六面體的過程是很容易的，其過程中包裝容器被向下旋轉近似90°(如圖3)，當通過設置在包裝容器兩側的成形板12使其形成四邊形截面的同時，在一灌裝循環的最後階段，成形板彼此相距一定距離設置，使包裝容器得到所要的四邊形截面形狀。
完成灌裝和形成循環後，包裝容器從工位10送至封口工位13，在這裡被灌注管11穿透的開口6再次被封閉並用無菌和水密性的熱密封塑料條14封好。塑料條14也可包含一層鋁箔。包裝容器從工位10傳送到封口工位13是開口6封閉在無菌通道16中進行的，在傳統方式，通道16的進給和出口處均有闡門裝置，同在類似的眾所周知方式通過吸入的無菌氣體在稍稍的過壓下被保持。當包裝容器放到封口工位13時，包裝容器下部也有一形成過程，其中底部折角8也被壓平且向著包裝容器下端摺疊和封閉。這一操作過程是按照所知的方式進行的，同時角的牢固的密封通過使用適當的粘合劑，比如熱熔膠，或用表面上的熱塑料層把角熱封於包裝容器底表面。
經過上面所描述的處理後，包裝容器又從封口工位13被送到卸荷工位15，在這裡包裝容器被放到輸出道或輸送機上。在這裡完成包裝容器上端，上端兩角均被壓平並向下摺疊且封於包裝容器的兩垂直端壁，這和前面所述的處理和形成容器的底端的方式是基本相同的。如果需要，當包裝容器被放到卸荷工位時，可加上某些形式的蓋子，或一個旋帽17覆蓋開口6，這樣曾在頂部設置的塑料條14被撕去後包裝容器還能封閉。這時包裝容器準備從形成和灌裝機傳送和進一步處理，比如放到成組的裝運容器中為了送到銷售點或直接送到消費者手中。
利用一種預製的平置的無菌包裝容器的方法，它的灌裝是通過容器上的一個開口，使實施該方法的灌裝和成形方法及機器都大為簡化。根據需要，亦可用別的方法對例如帶有某種開口裝置的包裝進行灌裝，比如通過灌裝機上的一個分離的閥門，這個閥門可以放置在包裝容器的底面。這樣就會為包裝容器造成形狀更為複雜的不適於灌裝的開口。如上文提到的，內容物可能為不同粘度的液體，用這種方法還可以包裝其它類型的產品，比如湯或飲料等含有極小的水果或蔬菜顆粒的糊狀產品或其它使用本發明的方法的產品。在上面方式生產的包裝容器將被自動灌滿，即沒有頂部的空隙，但頂部空隙是有可能產生的，因為內容物中含有部分氣體，或者由於在過量的灌注後為得到所需的標準容量，要將內部氣體吸出，同時部分內容物在此循環中流失。
圖4中繪出了用本發明方法進行包裝容器灌注和成形的工作循環曲線。圖中所舉例是一標準容量為1升的包裝容器，圖中曲線明顯示出無論活塞泵是怎樣的，在大約半秒的時間內向包裝容器中灌入1.2升的內容物，保證其中有足夠的壓力使包裝容器形成為適當狀態。在接下來的半秒內，活塞泵上產生一定限度的回縮使容器中過剩的內容物被反映出來，經過大約為1秒的灌注，盒內就得到所需的1升的標準容量。由於包裝容器的尺寸形狀的不同，這種不同部分原因是由於所用包裝材料及採用的摺痕線的差異，過量灌注的程度也需有所變化。經實驗證明，在大多數情況下，過量灌注量應為包裝容器內所需標準量的110%至140%。
使用本發明方法，就能既經濟又合理的預製無菌包裝容器，這些預製的包裝容器被封好運到果汁生產者處，在該處在無菌的條件下灌入事先無菌處理過的果汁，再封口製成成品以待運到銷售點或消費者手中。應用本發明的原理就能保證在相對原始的外部條件下達到高標準的衛生和無菌要求。
權利要求
1.一種形成和灌注用可折材料製造的包裝容器的方法其特徵在於預製的壓縮包裝容器與所需灌注的內容物由一導管相連，內容物經這根導管被灌入包裝容器，使其達到膨脹狀態，之後內容物被反吸，直至容量達到預定的量值，最後包裝容器被密封。
2.如權利要求1中所述的方法其特徵在於，包裝容器事先經過處理以使其內部無菌消毒;包裝容器呈閉口密封狀態運至成形灌注工位;消毒的內容物在無菌的條件下經導管被灌注;包裝容器在無菌的條件下被再關閉和密封。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於內容物經包裝盒上設置的開口被灌入。
4.如前述任一或多個權利要求所述的方法，其特徵在於為完成灌注成形，包裝盒從平置狀態擴張成形為氣墊形狀態，然後經過外部成形及內部折角過程使包裝容器成為一個平行六面體形狀。
5.如前面任一個或多個權利要求所述的方法，其特徵在於包裝容器在灌注成形過程中，灌入其標準量的110%至140%的內容物。
6.如前面任一條或多條權利要求所述的方法，其特徵在於被灌物為可泵抽的液體和或氣體。
全文摘要
本發明是關於一種灌注成型包裝容器的方法，這種包裝容器用可摺疊的材料生產，事先被無菌密封好，呈平置狀態被運到食品加工者處。預製的壓縮包裝容器與一活塞泵相連，通過過量灌注使包裝容器擴張成型，然後再將一部分內容物反吸出，使容器內容量達到預定值。接下來再將包裝容器密封並最後按需要成型，比如成型為平行六面體。
文檔編號B65B3/30GK1112902SQ9510293
公開日1995年12月6日 申請日期1995年2月14日 優先權日1994年2月15日
發明者J·E·奧爾森 申請人:利樂拉瓦爾集團及財務有限公司