可灌注食品的密封包裝件的可封閉開口裝置的製作方法

2023-07-03 13:31:46

專利名稱：可灌注食品的密封包裝件的可封閉開口裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及可灌注食品的密封包裝件的可封閉開口裝置。
如已知，許多可灌注食品，例如，果汁，超高溫處理牛奶，葡萄酒，番茄醬等在由消毒包裝材料製成的包裝件中銷售。
這種包裝件的普通實例是用於如已知Tetra Brik Aseptic(註冊商標)的液體或可灌注食品的平行六面體形包裝盒，其通過摺疊和密封層疊的帶狀包裝材料形成。包裝材料有複合層結構，其包括如紙的纖維材料層，它在其兩側由例如聚乙烯，熱密封塑料材料層覆蓋，在用於長期儲存產品，如超高溫處理的牛奶的無菌包裝件的情況下，它還包括氧氣隔離材料層，例如，該層由鋁膜形成，隔離材料層添加在熱密封塑料材料層上並且又被另一熱密封塑料材料層覆蓋，該另一熱密封塑料材料層最終形成接觸食品的包裝件內表面。
這樣的包裝件一般在全自動包裝機上製成。在包裝機上，連續的管由所提供的帶狀包裝材料形成；例如，通過提供化學消毒劑，如過氧化氫溶液，包裝材料帶在包裝機上進行消毒，消毒後，化學消毒劑從包裝材料表面除去，例如，通過加熱蒸發；這樣消毒的包裝材料帶保持在封閉的消毒環境中，並且沿縱向摺疊和密封以形成垂直的管。
該管被填充消毒或消毒處理的食品，並被密封且以等間隔截面切割以形成枕狀組件，然後，它們被機械地摺疊以形成，例如，大體平行六面體形的，最終包裝件。
另外，包裝材料被切割成坯料，坯料在成形軸上形成包裝件，完成的包裝件填充食品並被密封。這樣的包裝件的一個實例是所謂人字形頂包裝件，一般可通過商標Tetra Rex(註冊商標)得知。
為打開包裝件，已提出各種方案，其中之一方案在美國專利號4，655，387和4，410，128中說明，其包括在包裝件蓋的拐角部形成優先撕裂線，撕裂線由連續的穿孔形成，穿孔向下延伸穿過包裝材料外層達到隔離材料層；通過抬起蓋並沿穿孔切割或撕裂打開包裝件。顯然，一旦打開，這種包裝件不能封閉，因此，必須小心處理以防止包裝件內的剩餘食品溢出。
為了解決該問題，上述類型的包裝件配備可封閉的開口裝置，該開口裝置大體包括一座和一蓋，該座限定一孔並裝在該孔上或裝在包裝件壁上的接合或撕開部分上，而該蓋鉸接到該座上。該蓋一般與座整體模製成形，並且沿環繞開口的圓周邊緣由薄的可斷開環形連接部分初始密封到座上。一旦開啟，蓋在與座流體密封配合的封閉位置和打開位置之間運動。另外，使用帶螺紋的蓋，其與座分開並初始旋緊在座上。
這樣的開口裝置所產生的一個問題是在實踐中保證打開包裝件時，不需費力使蓋與座脫離。為此，開口裝置由低撕裂強度的塑料材料，一般為聚乙烯，製成。
但是，由於聚乙烯不能作為有效的氧隔離材料，最終限定包裝件內部的包裝材料的側面必須在孔上提供一附加的薄片件，該薄片件由一小片熱密封塑料材料形成。包裝材料的相反側面必須提供氧隔離件，例如，撕開舌片，其被熱密封到薄片件並且其有鋁薄層。
提供具有隔離件和薄片件的包裝件要求在消毒和摺疊和密封成垂直管之前額外處理包裝材料，因此，增加包裝件的生產時間和成本。
另外，開啟蓋之後，使用者必須還拆除隔離件以打開包裝件。
因此，已設計出可封閉開口裝置，其可使包裝件在一次操作中打開，同時獲得有效的氧的阻隔。
根據國際專利申請WO95／05996，這樣的開口裝置包括一座，一可拆卸蓋和大體管狀切割件，該座具有限定灌注口的圓柱形套筒並固定到包裝件的接合部上，可拆卸蓋旋緊在座的套筒的外側以封閉灌注口；管狀切割件擰在座的套筒的內部並具有帶許多大體三角形端齒的端緣，其與包裝件的接合部相互作用並從有關壁部分地分離包裝件接合部，例如，除一小角度範圍的部分之外。
切割件由蓋藉助於單向棘爪式傳動裝置使其動作，單向棘爪式傳動裝置在蓋從套筒脫離時工作，該蓋相對於座沿一螺旋路徑從升起的靜止位置運動到順序的降低切割位置，在升起的靜止位置，端齒面對接合部，在切割位置，端齒與接合部相互作用。
上述類型的開口裝置的缺點是在使用時，接合部的被切割部分往往至少部分地阻礙切割件的孔和灌注孔，因此，阻礙產品從包裝件中外流。
另外，由於功能的原因，切割件一般由比座和蓋(一般由聚乙烯製成)較為剛硬的材料(例如，聚丙烯)製成，結果，運輸或處理包裝件時，切割件的端齒非常易碎和可能遭受嚴重損壞，開啟包裝件時甚至達到破斷和可能散落在食品本身中的程度。
本發明的目的是提供一種可封閉開口裝置，用於可灌注食品的密封包裝件，其被設計成可消除已知開口裝置典型帶有的上述缺點。
根據本發明，一種可封閉的開口裝置，用於包含可灌注食品的密封包裝件，上述開口裝置包括-一座，其限定通孔並圍繞上述包裝件的接合部固定；-一可拆卸的帶螺紋的蓋，其擰緊在上述座上以封閉上述孔；-一管狀的切割件，它以角度方向和軸向地運動的方式與上述孔配合，當第一次打開上述包裝件時，至少在蓋與座脫離的過程中，切割件角度地連接到上述蓋，切割件有端緣，該端緣在其端面還有與上述接合部互相作用的切割裝置，以打開上述包裝件；和-置於上述座和上述切割件之間的連接裝置，該連接裝置限定螺旋進給路徑，沿該螺旋進給路徑切割件穿過接合部進給；其特徵在於，上述切割裝置包括沿上述接合部的圓周的主要部分作用的單個切刀。
參考附圖，將舉例說明本發明優選的非限制性實施例；其中

圖1表示可灌注食品的密封包裝件上部的立體圖，其具有按本發明可封閉的開口裝置；圖2和3表示放大的割視圖，關於表示製成圖1包裝件的材料的兩個實施例，表示組合層；圖4表示裝到包裝件上之前圖1裝置的放大分解側視圖；圖5表示表示裝到包裝件上之前圖1裝置的放大的分解軸向剖視圖；圖6表示密封地裝到包裝件上的圖1裝置的放大軸向剖視圖；圖7表示沿圖6線Ⅶ-Ⅶ截取的剖視圖；圖8表示包裝件打開時，圖1裝置的放大軸向剖視圖；圖9-11表示從包裝件內部看，包裝件打開時，在順序狀態圖1裝置的視圖；圖12表示圖1裝置的蓋的放大仰視透視圖；圖13表示圖1裝置的切割件放大的側視圖14表示圖13切割件的細節的放大側視圖。
圖1表示整體的可灌注食品的無菌密封包裝件，例如，已知TetraBrik Aspetic(註冊商標)的平行六面體形包裝盒，它由上述包裝片材製成，並包括可封閉的開口裝置2，其由塑料材料製成並例如藉助粘合劑或使用微火焰或雷射密封技術以傳統的方式固定到包裝件1。
包裝材料(圖2和3)具有多層結構，並且在包裝件1的上壁3有關於軸線A的圓形接合部4，使用時，由開口裝置2在外部將其覆蓋並且其至少部分地從上壁3分離以便從包裝件1中倒出產品。
在用於巴氏殺菌產品(例如，酸乳酪，乳酪和其它冷凍範圍的產品)的非無菌包裝件的情況下，包裝材料包括纖維材料層5，通常為紙，它在其外側和內側由相應的熱塑材料層6、7，如聚乙烯(圖2)覆蓋；接合部4在纖維材料層5上形成的優先撕開線8和順序的穿孔限定。
在用於長期保存產品，如超熱處理牛奶的無菌包裝件的情況下，在最終接觸包裝件1的食品的側面上，例如，在熱塑材料層7上，包裝材料還包括如鋁的隔離材料層9，隔離材料層9又被一層或多層熱塑材料層10(圖3)覆蓋；接合部4由熱塑材料層6、7、10和覆蓋孔11的隔離材料層9限定，關於軸線A的孔11在纖維材料層5形成。
參考圖4-8，開口裝置2包括限定關於軸線A的通孔16的座15，通過孔16灌注食品；座15圍繞包裝件1壁3上的接合部4固定；蓋17與座15分開形成；關於軸線A的管狀切割件18以軸向和角度運動的方式與孔16接合，它由蓋17使其動作以便與壁3的接合部4相互作用打開包裝件1。
座15包括圓環形法蘭19，法蘭19的端面19a圍繞包裝件1的壁3上的接合部4固定；並且從法蘭的徑向內緣軸向伸出一關於軸線A的圓柱形套筒20，套筒20限定孔16。
套筒20的相應的對置側面21、22包括外螺紋23和內螺紋24，它們關於軸線A沿相反的方向傾斜，使用時，它們分別與蓋17的螺紋25和切割件18的螺紋26嚙合。除鄰近法蘭19的表面21的底部圓柱形帶之外，螺紋23沿表面21的大部分延伸；同樣，除法蘭19的對置端處的套筒20的端緣27附近的表面22的上部圓柱形帶之外，螺紋24沿表面22的大部分延伸。
套筒20還包括在表面21上的環形凸緣28，它軸向地置於螺紋23的一端和法蘭19之間，並且距法蘭19固定的軸向距離定位。
參考圖4-8和12，蓋17包括中空圓柱形本體，其由圓形端壁29和圓柱形側壁30限定，圓形端壁29用於封閉孔16，圓柱形側壁30從端壁29的圓周邊緣突出，蓋包括內螺紋25，它可擰緊在座15的套筒20上。
端壁29包括鄰近側壁30的突出環形凸緣35，並且與側壁30一起限定靠座36，以便接納套筒20的端緣27。
蓋17以普通方式與相應的防幹擾環37整體模製，防幹擾環37由多個可斷開徑向連接點在端壁29的對置端處同軸地連接到蓋17的端緣38。
蓋17初始裝到套筒15上並處於封閉位置，其中，蓋完全擰緊在套筒20上，蓋的端緣38和防幹擾環37仍然互相連接並貼靠在套筒20的凸緣28的對置側。在封閉位置，防幹擾環37在法蘭19和凸緣28之間卡嗒作響，蓋17的靠座36與套筒20的端緣27接觸。
一旦開啟，蓋17在打開位置和封閉位置之間運動，在打開位置，其從套筒20擰松並從座15分離，在封閉位置其封閉孔16。
參考圖4-8、13和14，切割件18具有外表面29上的螺紋26，通過螺紋26與螺紋24嚙合，切割件18連接在座15的套筒20內部，並具有端緣40，端緣40在其端面具有切割裝置41，它與接合部4相互作用以打開包裝件1。
當首先打開包裝件1時，螺紋24和26限定了關於軸線A的螺旋路徑，沿該螺旋路徑切割件18從升起的靜止位置(圖6和9)到降低的打開位置(圖8和11)進給通過接合部4。在升起的靜止位置，切割件18完全容納在套筒20內，切割裝置41面對包裝件1的接合部4；在降低的打開位置，切割件18相對套筒20軸向突出，並穿入包裝件1預定的距離且完成對接合部4的切割，同時由小角度部分42保持接合部連接壁3。
切割件18包括多個在端緣40處從表面39徑向突出的止動凸起44。萬一開啟包裝件1時蓋17以錯誤方式轉動，例如，沿將蓋17擰緊在座15上的方向轉動，凸起44將貼靠在法蘭19附近的套筒20的螺紋24的端部，以防止切割件18軸向位移到升起的靜止位置之外，並且防止對蓋17的端壁29的可能損壞。
切割件18從升起位置到降低位置的位移通過單向角度傳動裝置45(圖5-8，12)由蓋17控制，一旦切割件18達到降低的打開位置，可選擇地使其不動作。
傳動裝置45包括多個第一齒46，在所示實施例中為四個，第一齒46具有鋸齒輪廓，它從蓋17的端壁29突出並且在蓋17的封閉位置和打開位置上圍繞軸線A等角度間隔；傳動裝置45還包括多個第二齒47，在所示實施例中為八個，第二齒47也具有鋸齒輪廓，它從切割件18的內表面48徑向突出，並且當首先打開包裝件1時，在蓋17與套筒20脫離配合的過程中，第二齒47以軸向自由，角度方向成整體的方式與齒46嚙合。圖1表示通過蓋17圍繞軸線A逆時針方向轉動，蓋17脫離配合。
每一齒46包括從蓋17的端壁29垂直突出的連接部49和嚙合部50，嚙合部50從連接部49向側壁30突出並且具有鈍三角形的截面。嚙合部50由兩個傾斜的向外匯聚的側面51、52限定；側面51相對於連接部49更陡峭地傾斜，它在蓋17的轉動方向R上限定一相應齒47的靠座；另一側面52允許齒4在對置方向上角度滑動。
每一齒47延伸切割件18的整個軸向高度，並且具有相同於齒46的嚙合部50的鈍三角形的截面，它由兩個傾斜匯聚側面53、54限定；側面53相對於切割件18的表面48更陡峭地傾斜並且面對相應齒46的側面51。
根據本發明的重要特徵，切割裝置41包括單個切刀55，當切割件18相對座15移動時，單個切刀55沿接合部4的圓周主要部分C(在所實施例中，大體為四分之三)切割，以便從壁3僅部分地分離接合部4，例如，幾乎是部分42。
特別參考圖4，切刀55由一齒限定，該齒在切割件18的端緣40上形成，它具有由與壁3的接合部4交叉的切削刃56和側切削刃57限定的大體三角形的輪廓；側切削刃57具有相對於軸線A傾斜的彎曲輪廓並且其連接端緣40的切削刃56的自由端。
切刀55包括切割部58，切割部58相對於端緣40軸向突出，它由相對於接合部4略微傾斜的表面59向切割件18的內部形成，從而限定切割部58的截面，其朝向接合部4逐漸減小。
鄰近切刀55，切割件18的端緣40具有斜坡形凹槽60，斜坡形凹槽60在深度方向上朝切刀55增加並且限定切削刃56的軸向高度，該軸向高度大於切割部58的軸向高度。
在一優選實施例中，座15和切削件18被模製成預組合結構的單一件(圖4和5)並且通過許多可斷開的徑向連接過橋62同軸地相互連接，而切割件18以預組合結構的方式相對於法蘭19的端部軸向且完全地突出。在該預組合結構中，切割件18在對置於端緣40的切割件的端緣63處與法蘭19軸向對準，並且通過連接過橋62連接到法蘭19的表面19a的內側邊緣。
在開口裝置2固定到包裝件1的接合部4之前，通過將切割件18插入套筒20內，因此斷開連接過橋62，並且同時或者隨後將蓋17裝到座15上，組裝開口裝置2。
將切割件18插入套筒20內的過程中，螺紋24和26互相配合，齒47在相應的齒46的嚙合部分50的對置成角度的側面上，在其兩者上軸向滑動。
首先將蓋17放到相對切割件18的預定角度的位置之後，通過施加軸向壓力，蓋17優選地裝到座15上，從而螺紋23和25互相嚙合並且防幹擾環37卡嗒聲通過法蘭19上的套筒20的環形凸緣28。
另外，可以通過首先施加軸向壓力，然後，將蓋17擰在座15的套筒20上並擰入最終角度位置，該角度位置能夠在打開包裝件時充分利用蓋17鬆脫螺紋的運動。
在上述操作結束時，切割件8處在套筒20內的升高的靜止位置，並且與封閉孔16的蓋17一起形成將開口裝置2固定到包裝件1的密封結構(圖6)。
在實際使用時，就上述密封結構而言，沿從套筒20鬆脫蓋的方向R轉動蓋包裝件17，相對於軸線A轉動蓋17不能使包裝件開啟。
當蓋17沿方向R圍繞軸線A轉動時，嚙合的螺紋23和25同時使蓋17軸向地與壁3分離，以便斷開將蓋連接到防幹擾環37的徑向點，防幹擾環37保持軸向地貼靠在套筒20的凸緣28上。
蓋17初始轉動時，齒46被定位，側面51貼靠在切割件18的相應齒47的側面53上，因此切割件18圍繞軸線A沿方向R轉動。
藉助於沿對置方向傾斜的嚙合螺紋23、25和24、26，蓋17與包裝件1的壁3分離的軸向移動同時伴隨著切割件18朝壁3的軸向移動。切割件18由蓋17和齒46和47轉動，齒46和47以各自的側面51和53接觸，由於相應的成對螺紋23、25和24、26給與蓋17和切割件18螺旋運動，使齒46和47同時互相軸向滑動。
蓋17圍繞軸心A沿方向R的初始轉動導致切割件118同樣轉動，同時，導致切刀55的切割部分58(圖9)軸向穿透接合部4。
隨著蓋17進一步轉動，切刀55的切削刃56沿接合部4的圓周角度地進給，以便使接合部與壁3分離。如圖10所示，隨著切刀55角度地進給，切刀55還軸向穿透，由此，逐漸與壁3分離的接合部4的一部分靠近切削刃56摺疊，並且該部分朝沒有與壁3分離的接合部4的一部分逐漸向包裝件內部摺疊。向切割件18內部限定切割部58的表面傾斜度進一步有助於該部分這樣摺疊。
在這一過程中，藉助凹槽60，切刀55關於接合部4的軸向穿透大於切刀55的切割部58的軸向高度。
一旦包裝件1被切刀55軸向穿透到接合部4接觸凹槽60的底部的程度，在所示實例中，當切刀55到達接合部4的圓周部分C的端部時，相當於圍繞軸線大約270°角位移，切刀55圍繞軸線A的進一步轉動僅起將仍連接壁3的接合部4的剩餘部分向切割件18的外部摺疊而不切割它(圖11)的作用。
另外，旋鬆蓋17，-至此，蓋17圍繞軸線A轉動大致一圈-其軸向釋放齒46和47(圖8)，從而切割件18被阻止在降低的打開位置，其從座15軸向突出並且仍由配合螺紋24和26固定到套筒20上。
然後，蓋17完全旋鬆以打開包裝件1，通過簡單地將蓋17裝回到套筒20上可封閉包裝件。
一旦包裝件打開，切割件18不再從降低的打開位置移動，由於蓋17的齒46不能達到與切割件18的齒47接合的軸向位置，接合部4的被切割部分被保持在切割件18的外側，因此，保持孔16清潔通暢。
從上述說明看，根據本發明的開口裝置2的優點是明顯的。
特別是，測試顯示使用沿螺旋路徑運動並沿包裝件1的主要部分C作用的單個切刀55不僅提供切割而且還對接合部4的被切割部分施加推力並使其向包裝件的內部以及切割件18的外部摺疊，這樣防止接合部4的被切割部分乾產品從擾包裝件向外流動。
使用單個切刀55還提供高效率的切割件18，因此，其不用由特別剛硬的材料製成，例如可使用相同於蓋17和座15的材料，並且如前面所述，其非常有利於與座15模製成單一件。
顯然，不脫離所附權利要求的範圍，可對於上述開口裝置進行改進。
權利要求
1.一種可封閉的開口裝置(2)，用於包含可灌注食品的密封包裝件(1)，上述開口裝置(2)包括-一座(15)，其限定通孔(16)並圍繞上述包裝件(1)的接合部(4)固定；-一可拆卸的帶螺紋的蓋(17)，其擰緊在上述座(15)上以封閉上述孔(16)；-一管狀的切割件(18)，它以角度方向和軸向地運動的方式與上述孔(16)配合，當首先打開上述包裝件(1)時，至少在蓋(17)與座(15)脫離的過程中，切割件(18)角度地連接到上述蓋(17)，切割件(18)有端緣(40)，該端緣(40)在其端面還有與上述接合部(4)互相作用的切割裝置(41)，以打開上述包裝件(1)；和-置於上述座(15)和上述切割件(18)之間的連接裝置(24、26)，該連接裝置限定螺旋進給路徑，沿該螺旋進給路徑切割件(18)穿過接合部(4)進給；其特徵在於，上述切割裝置(41)包括沿上述接合部(4)的圓周的主要部分(C)作用的單個切刀(55)。
2.按上述權利要求1的裝置，其特徵在於，上述切刀(55)包括切割部(58)，切割部(58)相對上述端緣(40)軸向突出並沿上述接合部(4)的圓周運動，而預定的軸向穿透距離大於上述切割部(58)的軸向高度。
3.按上述權利要求2的裝置，其特徵在於，上述切刀(55)包括與上述接合部(4)交叉的切削刃(56)；還包括另一切削刃(57)，它角度地限定上述切割部(58)並與上述切削刃(56)的自由端交叉地延伸。
4.按上述權利要求3的裝置，其特徵在於，上述切割件(18)的端緣(40)在上述切刀(55)的附近有斜坡形凹槽(60)，其深度朝向切刀(55)增加並且限定上述切削刃(56)的軸向高度，該軸向高度大於上述切削刃(58)的軸向高度。
5.按上述任一權利要求的裝置，其特徵在於，上述切刀(55)具有大體三角形的輪廓。
6.按上述權利要求2-5之一的裝置，其特徵在於，上述切割部(58)由第一傾斜表面(59)朝向上述切割件(18)的內部限定，第一傾斜表面(59)相對上述接合部(4)傾斜並且限定上述切割部(58)的截面，該截面朝向接合部(4)減小。
7.按上述權利要求3-6之一的裝置，其特徵在於，上述切削刃(56)由面向切割件(18)內部的第二傾斜表面(61)限定。
8.按上述任一權利要求的裝置，其特徵在於，上述座(15)包括用於接納上述蓋(17)和限定上述孔(16)的圓柱形套筒(20)；和上述連接裝置包括第一和第二螺紋(24、26)，它們相互配合併分別形成在上述套筒(20)和上述切割件(18)的各自側面上。
9.按上述權利要求8的裝置，其特徵在於，上述套筒(20)在對置於具有上述第一螺紋(24)的側面(22)的側面(21)上有第三螺紋(23)，第三螺紋(23)沿相反於第一螺紋(24)的方向傾斜並且與在上述蓋(17)上形成的第四螺紋(25)配合。
10.按上述權利要求9的裝置，其特徵在於，上述第一和第二螺紋(24、26)具有大於第三和第四螺紋(23、25)的螺距。
11.按上述任一權利要求的裝置，其特徵在於，包括單向角度傳動裝置(45)，其置於上述蓋(17)和上述切割件(18)之間。
12.按上述權利要求11的裝置，其特徵在於，上述傳動裝置(45)包括多個第一齒(47)和多個第二齒(46)，齒(47)具有大體鋸齒形的輪廓並從上述切割件(18)的側面(48)徑向突出，上述切割件(18)的側面(48)對置於具有上述第二螺紋(26)的側面(39)；第二齒(46)具有大體鋸齒形的輪廓且由上述蓋(17)攜帶，當首先打開上述包裝件(1)時，在蓋(17)從上述座(15)脫離配合期間，第二齒(46)以軸向自由，角度方向成整體的方式與上述第一齒(47)嚙合。
13.按上述任一權利要求的裝置，其特徵在於，上述座(15)和上述切割件(18)被模製成預組合結構的單一件，其中，它們被可斷開的連接裝置(62)互相同軸地固定。
全文摘要
一種可封閉開口裝置2有座15,該座限定通孔16並裝到可灌注食品的密封包裝件1的接合部4;可拆卸蓋17擰緊在座15上以封閉孔16;管狀切割件18以運動的方式沿螺旋進給路徑與孔16接合,在首先打開包裝件1時,在蓋17與座15脫離期間,其角度地連接到蓋17,管狀切割件18還具有端緣40,該端緣在其端面有單個切刀55,該切刀沿接合部4的圓周主要部分C作用以打開包裝件1。
文檔編號B65D5/74GK1290639SQ0012906
公開日2001年4月11日 申請日期2000年9月29日 優先權日1999年10月1日
發明者M·拉西爾塞拉, C·米爾尼 申請人:利樂拉瓦爾集團及財務有限公司