形成用於真空包裝的整合盤的系統和方法
2023-05-29 15:43:06 4
專利名稱：形成用於真空包裝的整合盤的系統和方法
技術領域：
本發明涉及用於真空包裝的袋子以及製造用於真空包裝的袋子的方法和裝置。
背景技術：
用於保存易腐食品(例如，魚和肉、加工食品、做好的飯和剩飯)以及非易腐物品的方法和裝置廣為人知，並且大為不同。食品是易腐的，這是因為有機物(例如，細菌、真菌和黴菌)在食品容器打開、食品暴露到空氣後過度生長。許多方法和裝置通過保護食品不受充滿有機物的空氣的侵襲而保存食品。通常的方法和裝置包括將食品放到不透氣塑膠袋中、使用真空泵或其它抽吸源的抽吸將空氣從袋子中抽空，並緊密地密封袋子。
用於真空包裝的袋子可由第一面板和第二面板組成，每個面板由可熱密封的基於塑料的薄膜(例如，聚乙烯)單層組成。通過熱密封技術沿著面板外圍的大部分將面板密封在一起，以形成包封(envelope)。易腐產品(例如，易變壞的食品)或其它產品經由未密封的部分包在該包封中，隨後通過該未密封的部分排空空氣。當易腐產品包在袋子中並且空氣從袋子內部排空後，對該未密封的部分進行加熱和擠壓，使面板相互粘附，從而密封袋子。
美國專利No.2,778,173公開了一種通過藉助壓紋技術在至少一個面板中形成通道而改進袋子中空氣的排空的方法，這裡將該專利引作參考。在排空期間，空氣沿著這些通道從袋子中選出。壓紋在至少一個面板上形成凸起物(protuberance)的圖案。這些凸起物可以是分立的稜錐、半球等，並通過使用受熱的凹模和凸模擠壓面板而形成。第一面板覆蓋在第二面板上，使一個面板上的凸起物面對相對的面板。面板的相接觸的外圍邊緣相互密封以形成包封，該包封在外圍的未密封部分具有入口。易腐產品或其它產品通過該入口包在包封中，然後密封該入口。隨後，開口在與通道連通的一部分面板材料中穿透，空氣通過通道和開口從包封內部移出，而後密封開口。此類型的袋子在易腐產品或其它產品包在包封中後需要兩個額外的密封步驟。另一個問題是壓紋在塑料上產生印記，使面板的相反側上形成凹痕。
為了避免額外的密封步驟，真空袋形成為具有由層壓薄膜構成的第一面板和第二面板。每個面板包括可熱密封的內層、不透氣外層、以及可選擇的一個或多個中間層。這種袋子在美國專利No.Re.34,929中公開，這裡將其引作參考。至少一個面板的至少一個薄膜使用壓紋模子進行壓紋，以形成凸起物和由凸起物之間的空間確定的通道，從而使空氣易於從真空袋中排空。
美國專利No.5,554,423公開了可用於真空包裝的另一種袋子，這裡將其引作參考。袋子由第一和第二面板組成，每個面板由不透氣外層和可熱密封的內層組成。多個可熱密封的股元件(strand element)以規則間隔熱結合到第一面板或第二面板的內層。股元件之間的空間用作排空空氣的通道。股元件從擠出頭中擠出，並使用壓輥熱結合到可熱密封層。生產股元件需要單獨的設備，將多個股元件以規則間隔熱結合到可熱密封的內層的步驟是複雜的。此外，使用該過程形成各種圖案形狀較困難。
結合附圖進一步詳細描述本發明的實施例。
圖1A是根據本發明一個實施例的用於製造真空袋的方法的透視圖；圖1B是圖1A中所示的方法的側視圖，示出本發明實施例中使用的壓紋方法；圖1C是圖1B的一部分的放大視圖；圖2A是根據本發明一個實施例的面板的平面圖，該面板由圖1A-1C中所示的過程製造；圖2B是根據本發明一個實施例的面板的橫截面圖，該面板由圖1A-1C中所示的過程製造；以及圖3是根據本發明一個實施例的真空袋的透視圖。
具體實施例方式
圖1A-1C示出根據本發明的製造真空袋的方法的一個實施例。真空袋包括第一面板和第二面板，其中每個面板都包括不透氣基層108和可熱密封的內層106，至少一個面板具有用於防止容納在真空袋中的易腐產品或其它產品移動的凸起壁(raised wall)。層疊輥102和冷卻輥104設置成使可熱密封的內層106可在熔化擠出的樹脂冷卻的同時層疊到不透氣基層108。如圖1C中所示，層疊輥102和冷卻輥104之間的間隙可根據用在真空包裝中的面板的規格(例如，厚度)來控制。冷卻輥104的溫度保持在一範圍內，使熔化擠出的可熱密封的樹脂充分冷卻以形成期望的圖案。例如，約-15°到約-10°的溫度範圍可足以適當地形成期望圖案。冷卻輥104的溫度範圍可根據樹脂的組成成分、不透氣基層108的組成成分、環境條件等而不同，並且可能需要校準(calibration)。此外，冷卻輥104的尺寸可確定為具有比層疊輥102大的直徑，從而使熔化擠出的樹脂與更大的冷卻表面區域接觸。例如，冷卻輥104的直徑可以是層疊輥102直徑的約1.5到約3倍大。
可熱密封的內層106一般由熱塑性樹脂製成。例如，該樹脂可由適於保存食品且對人體無害的聚乙烯(PE)製成。真空袋可這樣製造使兩面板相交疊，以使兩面板的可熱密封的內層106相接觸，並將熱施加到面板外圍的一部分以形成包封。熱塑性樹脂可選擇成，當足夠的熱施加時兩面板彼此堅固地結合。
不透氣基層108通過供給裝置(未示出)供給到冷卻輥104和層疊輥102之間的間隙。不透氣基層可由聚脂、聚醯胺、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、尼龍或具有相似性質並能夠用於該製造過程且也能夠被加熱的其它材料製成。不透氣基層108可由一個層或兩個或更多層組成。當採用多層結構的基層時，應當理解，其總厚度也在相對於總的不透氣基層108的允許範圍內調整。
擠壓機110以這樣的方式定位通過將熔化擠出的樹脂供給到冷卻輥104和不透氣基層108之間的輥隙，而使熔化擠出的樹脂分層堆積在不透氣基層108上。樹脂通過擠壓機110的噴嘴112供給。熔化擠出的樹脂的溫度取決於所使用的樹脂的類型，範圍一般可從約200°到約250°。擠壓到層疊單元100中的樹脂的量取決於可熱密封的內層106的期望厚度。
根據本發明一個實施例的在冷卻輥104的圓周表面上構造的圖案可包括用於形成確定一個或多個分立盤的凸起壁的腔。該圖案還可有選擇地包括用於在凸起壁內形成脊或凸起物的腔(和/或凸起物)，用於將易腐產品或其它產品懸置在盤的基底上方，從而使液體集聚在盤中。由噴嘴112擠出的樹脂在冷卻輥104和不透氣基層108之間受到擠壓，並流入冷卻輥104的腔中。熔化擠出的樹脂快速冷卻並凝固成期望的圖案，同時附著到不透氣基層108，從而形成面板的可熱密封的內層106。可熱密封的內層106可在樹脂充分受熱以允許樹脂流動時形成，從而模壓該樹脂，這與採用後壓紋處理的傳統方法不同，後壓紋處理中，可熱密封的內層由模子軋制或在凸部件和凹部件之間進行壓紋。
圖2A是用於真空袋的由冷卻輥104形成的面板的平面圖，其中可熱密封的內層106以這樣的方式模壓，即，使凸起壁232形成以確定用於限制易腐產品或其它產品移動的盤230。脊234在盤的凸起壁232內，用於將易腐產品或其它產品懸置在盤的基底上方。如圖所示，脊234是交叉排線的，並形成用於集聚液體的貯液器236。在其它實施例中，脊可形成為多種不同的圖案，使貯液器236可形成為具有多種不同的形狀和尺寸。在其它實施例中，盤230可包括凸起物，其中凸起物可以是分立的稜錐、半球等，從而使液體均勻地集聚在盤230的基底中。在其它實施例中，面板220可包括多個分立的盤230，每個盤230的尺寸確定為適合一種應用並有選擇地具有脊234或凸起物。本領域的普通技術人員可理解，可以用無數的不同方式來構造面板220，以限制易腐產品在真空袋內的移動。
形成在面板220的可熱密封的內層106上的凸起壁232和脊234的厚度可由冷卻輥104的腔的深度確定，凸起壁232和脊234的寬度可由腔的寬度確定。因此，凸起壁232和脊234的形狀、寬度和厚度可通過改變冷卻輥104的腔的規格而得以控制。圖2B是上述的面板220的橫截面圖。在可熱密封的內層106中，凸起壁232的高度的範圍可以是例如約35-75密耳或更大，不透氣基層108的厚度的範圍可以是例如約0.5-8.0密耳，而可熱密封的內層106的厚度範圍可以是例如約0.5-6.0密耳(沒有凸起壁232)。選擇性地，可包括脊234或凸起物。脊234或凸起物可具有比凸起壁232低的高度，從而易腐產品保留在盤230內時，易腐產品或其它產品可懸置。例如，如果凸起壁232的高度是75密耳，則脊234或凸起物的高度可約為30密耳。凸起壁232、脊234、基層108和內層106的尺寸是建議性地說明，而不能解釋為是對尺寸的限制。
圖3示出根據本發明一個實施例的用於真空包裝的袋子。真空袋350包括相互交疊的第一面板320和第二面板322。根據上述的實施例，至少一個盤230形成在第一面板320上。第二面板322(或第一面板320)有選擇地包括用於從袋子中排空空氣和其它氣體的沿著一部分面板的通道(未示出)。例如，通道可形成為如這裡引作參考的交叉引用申請「用於真空包裝的集液袋(Liquid-trapping Bag for Use in Vacuum Packaging)」中所描述的。第一和第二面板320、322的可熱密封的樹脂層106和不透氣基層108一般分別由相同的材料製成，但也可選擇性地由分別呈現可熱密封性和不透氣體性的不同材料製成。如上所述，可熱密封的樹脂層106用作內層，不透氣基層108用作外層。第一和第二面板320、322的下、左和右邊緣通過加熱相互結合，以形成用於容納需要真空包裝的易腐產品或其它產品的包封。一旦易腐產品或其它產品放置在真空袋350中，空氣和/或其它氣體可從袋子350中排空，例如使用如在這裡引作參考的美國專利No.4,941,310中描述的真空密封機。一旦空氣和/或其它氣體排空到令使用者滿意的程度，則入口可通過加熱而密封，從而激活可熱密封的內層106並將它們結合到一起。
本發明優選實施例的前面的描述是為了說明和描述的目的而提供。這並不意味著是窮舉的，或是將本發明限制到所公開的精確形式。顯然，許多修改和變化將對於本領域的從業技術人員來講是明顯的。這些實施例的選擇和描述是為了最好地解釋本發明的原理及其實際應用場合，從而使本領域的其他技術人員能夠理解本發明的各種實施例以及適於預期特定使用的各種修改。本發明的範圍由所附權利要求及其等同物限定。
權利要求
1.一種適於容納物品的袋子，包括確定適於容納所述物品的盤和該盤內的多個凸起物的第一面板，該凸起物適於將所述物品支承在所述盤的基底上方；第二面板；並且所述第一面板和第二面板固定在一起以形成所述袋子。
2.如權利要求1的袋子，其中所述第一面板由可熱密封的材料製成，並且所述第二面板由不透氣材料製成。
3.一種適於容納物品的袋子，包括第一面板，其具有第一外層；和與所述第一外層相連接的第一內層，所述第一內層包括與所述第一內層整體形成的至少一個盤；第二面板，所述第二面板與所述第一面板相連接，以使所述第一面板和第二面板形成具有一入口的包封，所述第二面板具有第二外層；和與所述第二外層相連接的第二內層。
4.如權利要求3的袋子，還包括在所述至少一個盤內的多個凸起物。
5.如權利要求3的袋子，其中所述第一外層和第二外層包括不透氣材料。
6.如權利要求5的袋子，其中所述不透氣材料是聚脂、聚醯胺、乙烯-乙烯醇共聚物和尼龍中的一種。
7.如權利要求3的袋子，其中所述第一內層和第二內層包括熱塑性樹脂。
8.如權利要求7的袋子，其中所述熱塑性樹脂是聚乙烯。
9.如權利要求5的袋子，其中當所述物品位於所述盤內時，所述物品由所述多個凸起物支承。
10.如權利要求4的袋子，其中當所述物品位於所述盤內時，所述物品被支承在所述至少一個盤的基底上方。
11.如權利要求4的袋子，其中所述多個凸起物確定了多個槽，所述多個槽形成為使液體可集聚在該多個槽中；並且其中當所述物品位於所述盤內時，所述物品位於集聚在所述多個槽中的液體的上方。
12.一種適於容納物品的袋子，包括第一面板，其包括第一不透氣層；和層疊到所述第一不透氣層的第一內層，所述第一內層包括與所述第一內層整體形成的至少一個盤；第二面板，其包括第二不透氣層；和層疊到所述第二不透氣層的第二內層；並且其中，所述第一面板與所述第二面板相連接以形成包封，使所述第一內層與第二內層相對，所述包封包括用於排空氣體的可熱密封的開口。
13.如權利要求12的袋子，還包括在所述至少一個盤內的多個凸起物。
14.如權利要求12的袋子，其中所述第一不透氣層和第二不透氣層包括聚脂、聚醯胺、乙烯-乙烯醇共聚物和尼龍中的一種。
15.如權利要求12的袋子，其中所述第一內層和第二內層包括熱塑性樹脂。
16.如權利要求15的袋子，其中所述熱塑性樹脂是聚乙烯。
17.如權利要求13的袋子，其中當所述物品位於所述盤內時，所述物品由所述多個凸起物支承。
18.如權利要求13的袋子，其中當所述物品位於所述盤內時，所述物品被支承在所述至少一個盤的基底上方。
19.如權利要求13的袋子，其中所述多個凸起物確定了多個槽，所述多個槽形成為使液體可集聚在該多個槽中；並且其中當所述物品位於所述盤內時，所述物品位於集聚在所述多個槽中的液體的上方。
20.一種適於容納物品的可熱密封的袋子，包括第一面板，其包括第一不透氣層；和與所述第一不透氣層相連接的至少一個第一中間層；層疊到所述至少一個第一中間層的第一內層，所述第一內層包括與所述第一內層整體形成的至少一個盤；和第二面板，其包括第二不透氣層；和與所述第二不透氣層相連接的至少一個第二中間層；和層疊到所述至少一個第二中間層的第二內層；其中，所述第一面板與所述第二面板相連接以形成包封，從而使所述第一內層與第二內層相對，所述包封包括用於排空氣體的可熱密封的開口。
21.如權利要求20的袋子，還包括在所述至少一個盤內的多個凸起物。
22.如權利要求20的袋子，其中所述第一不透氣層和第二不透氣層包括聚脂、聚醯胺、乙烯-乙烯醇共聚物和尼龍中的一種。
23.如權利要求20的袋子，其中所述第一內層和第二內層包括熱塑性樹脂。
24.如權利要求23的袋子，其中所述熱塑性樹脂是聚乙烯。
25.如權利要求21的袋子，其中當所述物品位於所述盤內時，所述物品由所述多個凸起物支承。
26.如權利要求21的袋子，其中當所述物品位於所述盤內時，所述物品被支承在所述至少一個盤的基底上方。
27.如權利要求21的袋子，其中所述多個凸起物確定了多個槽，所述多個槽形成為使液體可集聚在該多個槽中；並且其中當所述物品位於所述盤內時，所述物品位於集聚在所述多個槽中的液體的上方。
28.一種用於形成用在可密封袋中的面板的方法，包括使材料流到背襯薄膜上，從而模壓所述流動材料以形成一結構；其中所述結構包括一盤；冷卻所述流動材料，以使所述流動材料凝固以形成具有所述結構的內層；並且其中所述內層附著到所述背襯薄膜。
29.一種用於形成適於容納物品的袋子的方法，所述袋子在層疊輥和具有用於形成一結構的多個腔的冷卻輥之間部分地形成，所述方法包括將不透氣薄膜供給到由所述冷卻輥和層疊輥形成的輥隙；擠出樹脂，使所述樹脂填充所述輥隙和暴露到所述輥隙的多個腔；在所述冷卻輥和層疊輥之間擠壓所述樹脂；冷卻所述樹脂，使所述樹脂形成所述結構並附著到所述不透氣薄膜，從而形成一面板；摺疊所述面板，使該面板的第一部分與該面板的第二部分相交疊；給所述第一和第二部分的第一、第二和第三側施加熱，以形成一包封；並且其中所述結構包括具有多個凸起物的一個或多個盤。
30.一種用於製造適於容納物品的袋子的方法，包括將第一不透氣薄膜供給到由第一冷卻輥和第一層疊輥形成的第一輥隙，所述第一冷卻輥具有用於形成一結構的多個腔；其中所述結構是具有多個凸起物的一個或多個盤；擠出樹脂，使所述樹脂填充所述第一輥隙和暴露到所述第一輥隙的多個腔；在所述第一冷卻輥和第一層疊輥之間擠壓所述樹脂；冷卻所述樹脂，使所述樹脂形成所述結構並附著到所述第一不透氣薄膜，以形成第一面板；將第二不透氣薄膜供給到由第二冷卻輥和第二層疊輥形成的第二輥隙；擠出樹脂，使所述樹脂填充所述第二輥隙；在所述第二冷卻輥和第二層疊輥之間擠壓所述樹脂；冷卻所述樹脂，使所述樹脂附著到所述第二不透氣薄膜，以形成第二面板；將所述第一面板與所述第二面板相交疊；給所述第一和第二面板的第一、第二和第三側施加熱，以形成一包封；並且其中所述結構包括具有多個凸起物的一個或多個盤。
31.一種用於製造適於容納物品的袋子的方法，包括使第一冷卻輥以第一速率旋轉，所述第一冷卻輥包括用於形成一結構的多個腔；其中所述結構包括具有多個凸起物的一個或多個盤；使第一層疊輥以第二速率旋轉；將第一薄膜引入到所述第一冷卻輥和所述第一層疊輥之間的第一輥隙；將熔融材料擠壓到所述第一輥隙；在所述第一冷卻輥和所述第一薄膜之間擠壓所述熔融材料，使所述熔融材料填充暴露到所述第一輥隙的所述多個腔；冷卻所述熔融材料，以形成第一內層；其中所述第一內層包括所述結構；其中所述第一內層附著到所述第一薄膜，從而形成第一面板；使第二冷卻輥以第三速率旋轉；使第二層疊輥以第四速率旋轉；將第二薄膜引入到所述第二冷卻輥和所述第二層疊輥之間的第二輥隙；將熔融材料擠壓到所述第二輥隙；在所述第二冷卻輥和所述第二薄膜之間擠壓所述熔融材料；冷卻所述熔融材料，以形成第二內層；其中所述第二內層附著到所述第二薄膜，從而形成第二面板；將所述第一面板與所述第二面板相交疊；以及給所述第一和第二面板的外圍的一部分施加熱，以使所述第一面板和第二面板形成一包封。
32.如權利要求31的方法，其中所述第二速率是所述第一速率的整數倍，並且所述第四速率是所述第三速率的整數倍。
33.如權利要求31的方法，其中所述第一薄膜和第二薄膜包括至少一個層。
34.如權利要求33的方法，其中所述至少一個層包括不透氣材料。
35.如權利要求34的方法，其中所述不透氣材料是聚脂、聚醯胺、乙烯-乙烯醇共聚物和尼龍中的一種。
36.如權利要求31的方法，其中所述熔融材料是聚乙烯。
37.如權利要求31的方法，其中所述第一內層的厚度由所述第一輥隙的尺寸確定，所述第二內層的厚度由所述第二輥隙的尺寸確定。
38.如權利要求31的方法，其中所述結構形成為，當所述物品位於所述盤內時，所述物品由所述多個凸起物支承。
39.如權利要求31的方法，其中所述結構形成為，當所述物品位於所述盤內時，所述物品被支承在所述至少一個盤的基底上方。
40.一種用於製造適於容納物品的袋子的方法，包括使具有多個凹槽的第一輥旋轉，所述多個凹槽可確定包括多個凸起物的一個或多個盤；使鄰近所述第一輥的第二輥旋轉，所述第二輥可將第一薄膜供給到鄰近所述第一輥；將熔融材料施加到所述第一輥和所述薄膜之間；所述熔融材料填充所述第一輥的凹槽，所述熔融材料和薄膜在所述第一輥和第二輥之間運動，以形成帶有多個貯槽的第一面板；形成第二面板；以及使所述第一面板與所述第二面板配合，以形成袋子。
41.如權利要求40的方法，還包括為所述薄膜使用不透氣材料；和為所述熔融材料使用可熱密封的材料。
42.如權利要求41的方法，其中所述第一面板形成為，當所述物品位於所述盤內時，所述物品由所述多個凸起物支承。
43.如權利要求41的方法，其中所述第一面板形成為，當所述物品位於所述盤內時，所述物品被支承在所述至少一個盤的基底上方。
44.如權利要求40的方法，其中所述第二面板用所述第一輥和第二輥形成。
45.如權利要求40的方法，其中所述第二面板用所述第一輥和第二輥形成，並且配合的步驟包括將所述第一面板摺疊到所述第二面板上。
46.如權利要求40的方法，其中所述第一輥包括具有第一部分的外圍表面，所述第一部分包括用於確定包括所述多個凸起物的所述一個或多個盤的多個凹槽。
47.一種用於製造適於容納物品的袋子的方法，包括將第一不透氣薄膜供給到由第一冷卻輥和第一層疊輥形成的第一輥隙，所述第一冷卻輥具有用於形成至少一個盤的多個腔；擠出樹脂，使所述樹脂填充所述第一輥隙和暴露到所述第一輥隙的多個腔；在所述第一冷卻輥和第一層疊輥之間擠壓所述樹脂；冷卻所述樹脂，以形成具有所述第一結構和第二結構的第一內層；其中所述第一內層附著到所述第一不透氣薄膜，從而形成第一面板；將第二不透氣薄膜供給到由第二冷卻輥和第二層疊輥形成的第二輥隙，所述第二冷卻輥具有用於形成第三結構的多個腔和凸起物；其中所述第三結構是另一種容納部件和插入部件；擠出樹脂，使所述樹脂填充所述第二輥隙和暴露到所述第二輥隙的多個腔；在所述第二冷卻輥和第二層疊輥之間擠壓所述樹脂；冷卻所述樹脂，以形成具有所述第三結構的第二內層；其中所述第二內層附著到所述第一不透氣薄膜，從而形成第二面板；將所述第一面板與所述第二面板相交疊；並且給所述第一和第二面板的第一、第二和第三側施加熱。
全文摘要
一種用於真空包裝的袋子可包括相互交疊的第一面板(320)和第二面板(322)。用於保留易腐產品或其它產品的一個或多個盤(230)形成在一個或多個面板上。每個盤可有選擇地具有用於將產品懸置在盤上方的脊(234)，以使液體可集聚在盤中。在一個實施例中，用於在冷卻輥(104)和層疊輥(102)之間形成這種袋子的方法包括將不透氣材料(108)供給到形成在兩輥之間的輥隙。將樹脂擠壓到該輥隙，以使樹脂填充冷卻輥的多個腔，從而形成附著到不透氣材料的內層。得到的片而後摺疊以形成第一和第二面板，並密封以形成包封。
文檔編號B65D81/26GK1777549SQ200480010973
公開日2006年5月24日 申請日期2004年3月5日 優先權日2003年3月5日
發明者吳宏宇, 查爾斯·W·奧爾布裡頓, 戴維·布雷克斯 申請人:蒂裡亞國際公司