用於將容器運載物應用到容器的機器和系統的製作方法

2023-10-20 13:40:07 2

專利名稱：用於將容器運載物應用到容器的機器和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於將容器運載物(container carrier)應用到容器的方法和系統以及用於容器的包裝系統以及利用包裝系統來包裝容器。本發明還涉及柔性運載物託架(flexible carrier stock),其用於機器應用到基本上相同的容器諸如具有環形凹槽、圓柱形側壁及在凹槽和側壁之間的截頭錐形壁的飲料罐以及具有頸脊或密封卷邊的瓶。具體地，本發明涉及具有孔的塑料膜的機器應用以牢固地保持飲品罐、食品罐、瓶和類似容器，並且涉及將膜應用到容器的獨特的方法，以及所得到的提供多包裝或單元化的包裝的組合
發明背景
照慣例，將飲料諸如氣泡果汁、可樂飲品、啤酒及類似物包裝到罐中，這些罐通常由擠壓鋁或電鍍鋼來製造，厚度大約50 μ m左右。這些罐通常以四包裝(2X2)-或六包裝(3X2)出售。包裝這樣的包裝的早前的實例使包封罐的紙板單元化。在20世紀50年代，首先公布了塑料膜容器運載物。塑料膜容器運載物的早前形式使孔單元化，在將片(sheet)應用到罐之上時這些孔變形，由此膜圍繞罐的邊形成連續的凸緣區域。膜圍繞罐的頂部放置在罐的蓋子的連接處形成的圓折邊下面。運載物膜的這種早前的形式允許罐被拖出-雖然存在一些困難-但是罐相對於運載物的反向運動意味著塑料凸緣將緊靠卷邊並且進一步的運動需要相當大的力以釋放罐。


圖1顯示了來自US 2 874 835 (ITff)的實例，其提供了包括塑料材料的平片的運載物30，該平片設有多個孔32。孔明顯小於(>20%)由運載物保持的罐的直徑。圖1a顯示了在使用中如何保持罐，其中塑料孔的圓周的內部邊緣與邊沿46的下部邊緣接合。可見，塑料運載物材料經過拉伸基本上變形-在應用相當大的力之後-使得孔的邊緣垂直於周期性地放置罐的塑料運載物的平面，尤其參照圖1b中的部件40。實際上，US 2 874 835表明，需要非凡的力將罐從保持設備中意外地鬆開。US 2 874 835的公開內容表明，聚乙烯是優選的塑料材料，其在壓機中衝壓以形成孔。這個實例教導了額外的洞(hole)，伸長的手柄的末端隨後可通過額外的洞插入。這些塑料膜-通常被稱為運載物託架-被拉伸超出其彈性極限。也就是說，孔的大小將進而拉伸成與容器的形狀互補的形狀(按照US 4 250682 (ITW))。在將容器從運載物中移除之後，在用於包裝目的的應用過程中運載物因永久的拉伸變形而不能重新使用。
運載物託架通常是聚乙烯，並且早前的實例中具有500 μ m或更大的厚度，儘管對於應用邊沿的運載物來說，厚度通常是400 μ m或更大。
使塑料膜能夠與罐的邊接合所需的力是相當大的並且，當然，用於將容器包裝在一起的大的力導致消費者存取各個罐時的問題。GB I 200 807 (ITW)在孔中引入狹縫，但是應用的力仍然是相當大的，因為孔「顯著小於罐的直徑，運載物膜將與罐一起被組裝」且因此仍然拉伸超出材料的彈性極限。
US 2 997 169教導了通過包括撕裂翼片72b的對該問題的解決方案；按照圖2a和圖2b，與翼片部分相關的預加壓構件能夠撕裂塑料保持膜，這被認為比圍繞已經拉伸的塑料膜驅使罐的邊沿容易。罐的直徑比孔的直徑大，並且相應地，拉伸孔並且使鄰近的材料變形為截頭錐形形狀，由此罐被強力地保持以阻止在與插入它們的方向相反的方向上的取出。
US 2 936 070教導了還另一個專利，該專利的教導是用於解決這樣的塑料運載物，其提供不易受通過扭曲和彎曲運動而使罐損失的影響的抓緊部分。參照圖3a和圖3b，向上驅使彈性的柔性抓手28 (在包裝過程中當塑料膜放置在許多罐上時)，抓手由根部30確定，該根部30被部分地界定為孔的內部邊緣部分。圖3b和圖3c以側視圖顯示了來自現有的保持器的教導，其中圓形細褶皺28是清楚可見的。US 2 936 070具體地陳述了根部直徑小於罐的直徑，並且在將材料拉伸為截頭圓錐的過程中在根部的附近仍然將相當大的拉伸力應用到塑料材料，幾乎圓柱形構型顯示於圖3c中。描述還公開了 「運載物可以用相當大的設施通過在合適數目的罐之上簡單地向下衝壓運載物而與罐一起被組裝。罐簡單地用凸輪帶動進入孔，偏轉抓手....由此罐可由鄰接在罐的卷邊的下面的抓手強力地抓緊」。實際上，衝壓力將是相當大的。
另外的發展包括不同的改變:關於物品運載物的一個建議是由管形成，該管以保留後續交替的相對邊的未裂開的連接部分的方式從邊到邊交替地裂開，由此管的連續部分可相對於彼此大體摺疊成公共面用於接納被搬運的物品。為了節約材料，通常希望將管壁製成儘可能薄，符合所要求的強度和耐久性。因此，迄今為止，在這種提出的結構中，包裝中的緊鄰的物品僅僅通過相對薄的材料的兩倍厚度在與運載物接觸的區域彼此間隔。發現，對於許多目的來說，這樣的間隔是不足的，因為在實踐中緊鄰的物品諸如瓶或罐會彼此摩擦以使相應的表面可能產生劃痕或者以其它方式受到損傷。例如，照慣例，通過光刻或其它手段將標記或其它裝飾設計應用到飲料罐，並且如果允許罐過度地在一起摩擦諸如在運輸過程中當使包裝經受連續的運動或振動時，這種標記會被損壞。US 3 924 738提供了通過形成縱向延伸的肋狀物裝置，由此在罐之間提供分離間隔的對該問題的解決方案，如圖4所示的。
US 3 968 621教導了通過形成擠出的網狀物來製造運載物，隨後通過使用輥將該網狀物變平以產生運載物託架的有孔膜，如圖5所示的。
US 3 317 234教導了利用上部層壓製品和下部層壓製品的包裝系統。如參照圖6a和圖6b所見的，上部層壓製品包括第一連續塑料層和包括有孔的卡片層的第二層壓製品，該上部層壓製品放置在瓶之上並且布置瓶。卡片層的孔被布置成配合在飲品瓶的相應的金屬帽之上，孔的外周邊緣被布置成與金屬帽的下面接合，由此保持瓶的上部部分。下部層壓製品被布置成以類似的方式與具有特有的腰部的瓶作用，第二層壓製品的卡片構件可圍繞該特有的腰部與塑料層接合，該塑料層包封瓶的下部部分。以類似的方式，罐通過基本上類似的第一層壓製品和第二層壓製品來保持，其卡片元件與雙凸緣式罐的相應的上部凸緣和下部凸緣的體定向邊緣接合。
在20世紀80年代初期，在將膜託架應用到罐或類似物的方法中存在轉變。用於圓形的圓柱形容器的帶託架的先前的形式提供有基本上圓形的孔。相反，等同於或源自於US 4 219 117(ITW)的教導提出了運載物託架，其被設計為通過專用的爪和滾筒機器(諸如US 4 250 682中描述的)來應用。這些建議涉及這樣的託架，其具有整體連接的帶段，該帶段在縱向列和橫向排中界定罐接納孔。帶段包括大體縱向的外段，且每個外段在外列中部分地限制罐接納孔。在這種託架中界定的孔大體是三角形/D形狀，主要用於幫助託架圍繞罐的邊沿機械地放置，該機械應用使機械抓手的使用成為必要，該抓手通常阻止在除了提供兩排縱向列(two-rank longitudinal rows)之外的任何構型中的這種設備的同時使用。也就是說，罐以並列布置與兩個罐附接:系統的使用受到限制並且通常不能可靠地操作以提供例如以3X3或3X4或4X4等等的布置包裝的罐。
在US 4 219 117中圖示並描述的運載物託架中，帶段還包括:內段，其部分地限制罐接納孔；以及橫向延伸的段，其連接內段，用於抓手抓緊元件。
在過去，罐製造商引進與側壁的直徑相比具有更小凹槽直徑的罐。這種類型的罐被稱為「向內頸縮的」罐。最新變化形式的這些向內頸縮的罐進一步並且大幅度地降低了凹槽直徑和側壁直徑的比率。當通過已知的程序來應用託架時，界定罐接納孔的帶段緊緊地抓緊罐的截頭錐形壁並且接合凹槽的下部邊緣。
在較新類型的向內頸縮的罐中，凹槽和側壁之間的截頭錐形壁界定了大於約28°的圓錐角並且在一些情況下界定了大至約37°的圓錐角。當截頭錐形壁相對於罐的軸線界定了這樣的大角度時，難以應用運載物託架，因為界定罐接納孔的帶段具有使罐向上滑動並且擱置在凹槽的下部邊緣之上的罐上的不期望的傾向。這種傾向由於以上提到的爪應用系統而得到增強。
已知系統的又一個問題是當使用很大的力來應用運載物託架時，在使用中這些很大的力可能難以除去-不僅僅是意外-尤其是難以由年輕人來除去，這導致冒泡溢出的發生，因為通過力從運載物帶中移除飲品罐導致內部冒泡液體的不必要的擾亂，在後續打開罐時導致噴射或溢出。
EP O 461 748(ITW)和EP O 621 203 (ITW)提出了提供撕開翼片，其分別向上延伸穿過直壁的且錐形的罐的凹槽，由此使釋放簡化。在後者專利中的翼片具有用於「應力消除」的鄰近翼片的杆的凹面的外側部分。此外，這些文件均涉及相對厚的(大於400μπι)運載物託架的使用，在放置中圍繞罐的這些運載物託架被拉伸超出其彈性極限。然而，這些類型的運載物託架沒有被廣泛地採用。
發明概沭
本發明試圖克服與現有技術相關的至少一個問題。特別地，在下文中具體描述的本發明試圖提供利用包括膜塑料的塑料運載物託架片來組合併包裝容器諸如罐和瓶的機器和工藝，由此不需要很大的拉伸力來實現若干容器在六包裝或類似更小或更大的包裝中的附接(所謂的容器的「單元化(unitising)」)。
這一目的通過使用應用輥是可實現的，該應用輥被配置成漸進地將有合適孔的運載物託架片膜推動在累積在一起以用於單元化的連續容器的邊沿之上。應用輥與容器上部邊緣(卷邊、凹槽或邊沿)配合以將包括塑料膜的運載物託架片的孔的內部邊緣部分定位並帶至上部邊緣，並且漸進地將該邊緣部分移動在容器上部邊緣之下直到整個內部孔邊緣定位在該容器上部邊緣之下。在不同實施方案中的有合適孔的運載物託架片膜是共同待審的專利申請GB 2475 622 A和WO 2011 061 518的主題，這些申請據此通過引用併入。
術語運載物、運載物託架、運載物片(carrier sheet)和保持片在此可以可交換地使用以便於描述本發明的不同方面，並且是指包括塑料膜的柔性運載物，其適合於通過在下文中更加具體描述的方法來包裝，特別地，不需要使用在常規使用中用於包裝容器的分離或拉伸設備，也不需要應用將超出塑料片材料的彈性變形極限的拉伸力。
具體地，應注意，根據本發明適合於在累積的容器之上推動運載物託架的應用輥不需要擴展的爪、分開的抓手(finger)或現有技術中用來使運載物與容器拉伸配合所需的類似的操縱器。更確切地，根據本發明，在處理有孔的運載物或保持片來使多個累積的容器單元化時，使輥和累積的容器並列使得當輥相對於容器的邊沿轉動時，有孔的運載物片的孔的內部邊緣部分在第一接觸點處接合在邊沿之下。之後，輥推動孔的邊緣的剩餘部分以輕輕地移置(ease)在邊沿之上，以便將運載物片之上的邊緣部分漸進地推動到邊沿之下直到整個孔邊緣在容器的邊沿之下。
根據本發明的第一方面，提供了通過輥將容器運載物應用到容器的機器。
運載物託架的構型，尤其是孔構型使得結合輥應用方法與容器例如罐的上部邊緣配合，最初的平面運載物託架被重新構型為圍繞罐的三維構型。
形成通過機器應用的容器運載物的運載物託架包括塑料膜片材料，其具有用於將多個容器保持在一起的多個孔，孔被連續地布置並且在至少第一方向，通常是機器方向上延伸，用於作為從供應系統諸如前述有孔的塑料膜的捲筒(reel)的連續的帶而應用。合適地，孔具有中心和邊緣，其中界定孔的邊緣具有包括面對中心的多個翼片(tab)的幾何結構，翼片被槽分離，槽在離中心的最大值點處包括根部；其中翼片的最裡面的邊緣和根部分別位於相對於中心的第一圓周和第二圓周上，第二圓周等於或大於容器的卷邊圓周；孔的構型使得圍繞容器放置時，隨著圍繞容器的塑料膜被向下推動並且塑料膜圍繞容器彈性地形成三維波狀形式結構，翼片的邊緣與這樣的容器的所述卷邊接合。
運載物膜優選地利用由以下組成的組製成:聚烯烴塑料諸如聚乙烯和聚乙烯衍生物諸如共聚物和加成聚合物或聚合物共混物，但是可以使用包括回收塑料的具有類似機械性能的其它塑料材料。運載物膜可有利地由更薄的塑料膜製成，例如，由多至約350μπι厚度的塑料膜製成。至少約50至75 μ m的塑料膜可被用於一些容器，並且通常地多至約100 μ m的塑料膜將適合於許多類型的容器。為了本發明的最佳性能，運載物託架可完全由塑料膜製成，但是不排除包括所述膜以及另一種材料的層壓製品，該另一種材料不抑制柔性以允許如本文所描述的運載物託架在容器之上的輥應用。同樣地，可使用不與輥應用相干擾的任何塗層、標記、標識、色層或應用的箔。
運載物塑料膜孔可被確定尺寸以適合圍繞具有圓柱形壁的罐。運載物塑料膜孔可被確定尺寸以適合圍繞減縮的凹槽或頸縮的罐。運載物塑料膜孔可被確定尺寸以適合圍繞瓶的頸部周圍的卷邊。因此，使運載物膜成孔以形成用於將要單元化或多包裝的每個容器的容器接合部分。機器可接受包括一定長度的單排或多排有孔膜的託架。
在這種塑料膜被推動到容器的頂部之上之後，可以觀察到，先前的平麵塑料膜部分地符合容器的頸部或在容器的凹槽部分之下，並且其它部分形成槽以便全部平麵塑料膜以預期用途轉變成波狀表面，該波狀表面在通過膜來單元化的容器之間延伸。機器還包括用於運輸容器的輸送機系統，其可以是通常已知的類型；輸送機可操作為將容器供給到累積位置；並且將累積的容器帶向應用站用於例如前述運載物託架的有孔的運載物或保持片的應用。機器使用輥將有孔的運載物或保持片推動到應用站處的累積的容器上。輥接納來自供應系統的有孔的運載物或保持片。
用於將有孔的塑料膜推動到累積的容器上的輥可具有改進的表面構型以在將有孔的塑料膜推動到累積的容器上的過程中或之後將一定量的壓力應用到有孔的塑料膜上。這在確保以下方面中可具有益處:當輥相對於連續累積的容器運動時，每個孔相對於容器的邊沿適當地定位，使得孔的邊緣總是被推動在相應的容器的邊沿之下。具體地，輥可具有突出部諸如相互間隔的支柱或肋狀物，其被定位成在塑料膜的有孔的運載物或保持片的孔之間接合網。
合宜地,輸送機和棍被布置成與供應系統共同配合，使得當輸送機移動容器時，將容器的邊沿帶至有孔的塑料片的運載物託架，由此孔的內部翼片邊緣可緊靠容器的卷邊的下面邊緣。同時，在運動輥的連續推動運動下，有孔的塑料膜片的運載物託架被推動到輸送的累積容器的邊沿之上。具體地，在應用有孔的塑料膜時推動輥的作用是使得孔的側邊緣彈性地偏離以環繞界定容器的邊沿的容器卷邊的邊，直到孔的與孔的第一接合邊相對的內部邊緣鄰近邊沿。那時，輥的推動作用導致孔的所述相對的內部翼片邊緣的內部邊緣與邊沿的下面接合，由此將有孔的膜與罐固定。
合宜地，在帶至應用站之前，輸送機將容器移動到累積位置。合宜地，輸送機將具有應用的塑料膜的容器移動到切割裝置，所述切割裝置可操作為能夠產生合適的包裝大小，由此可實現單元化的容器包裝的分離。
合宜地，提供了多個共同操作的片供應心軸，由此，提供片至輥的連續供應，以實現分離的片的無縫連接以提供系統的有效的連續操作。
根據本發明的另一個方面，提供了利用機器和有孔的塑料膜使容器例如罐單元化的方法，該方法還包括如下步驟:接納罐；朝向罐的下面凹槽邊緣推動孔的翼片的內部邊緣；孔的鄰近側的翼片輕輕地移置在罐的相應的邊沿部分之上，直到孔的與孔的第一接合邊相對的內部邊緣鄰近邊沿；以及，使最後的翼片的內部邊緣與邊沿的下面接合，由此將有孔的膜與罐固定。
適合用於本發明的機器和方法中的運載物託架設有用於將多個容器保持在一起的多個孔，運載物託架包括具有多個孔的塑料膜材料，這些孔被布置成例如在至少第一方向上的系列，其中孔包括被槽分離的多個抓手或翼片元件，孔具有中心；其中抓手元件的最裡面的邊緣或尖端位於相對於中心的第一圓周上，並且槽的底部位於相對於中心的第二圓周上，第二圓周等於或大於容器的圓周；其中隨著槽被向下且向外推動，抓手的邊緣可操作地與容器的卷邊接合；槽可操作為允許膜在放置時彈性地變形並且能夠使膜採取三維結構。雖然本發明需要至少三個抓手或翼片，但是已發現，由於從凹槽通過抓手的力允許鄰近槽的膜向上運動，由此在鄰近的容器之間產生波浪效應或波狀表面，所以在產品的包裝方面四個抓手的(翼片的)孔是有利的。膜所採取的三維結構在效應上與車輛的硬殼式結構是類似的；因為與容器接觸的波狀形狀的託架的強度大於其它柔性材料在被推動為與容器接觸之前的強度。
申請人已確定，在翼片或抓手碰到容器的卷邊的下面諸如飲料罐的凹槽時，材料以向下的方向偏轉。因為接觸是不連續的，這使得在材料中產生作用於翼片或抓手並且促使它們保持與容器接觸的三維波浪。在片的角落(例如在四包裝的情況下)，相對地定位孔中的切口(cut out)，因為不存在向下的力，僅僅由抓手作用於凹槽的效應施加的側向力，材料被驅使進入頂端，在其離罐最遠的點處貢獻波浪效應。波浪效應和頂端的這種組合還阻止抓手從凹槽的下面離開並確保容器被牢固地保持。
有孔的材料可被確定尺寸以適合圍繞傳統的具有圓柱形狀壁的罐諸如傳統的烤豆罐(例如，307X512US CMI)。有孔的膜可被確定尺寸以適合圍繞向內頸縮的罐，如目前通常在飲料產業中生產的(2011)，在歐洲其為以下類型之一(全部尺寸為近似值)330ml，66mm 0 / 115mm 高度；440ml, 66mm 0 / 150mm 高度；500ml ( 16 流體盤司LS) 6.5 丨.1i m 0 / 17 O m m 高度。
引進專業飲料諸如所謂的能量飲品的另一種250ml罐的大小也是略微頸縮的並且是約52mi'n O / 135mra高度。
由於在不同時期時待單元化的容器的這些尺寸差異，本發明的機器可裝備有調節裝置，用於改變應用輥相對於不同容器的包裝運行之間的被輸送和累積的容器的相對定位。
有孔的膜還可被確定尺寸以適合圍繞脊頸縮的瓶，其中圍繞瓶的頸部的卷邊可以以類似的方式作用於罐的凹槽或卷邊。
孔可類似大體正方形狀的(四邊弓形的)孔，其中翼片包括略微向外延伸的弧。對於通常用於飲料的容器，其它多弓形的孔是可以的，然而，翼片的數目小於十。
用於本發明的包括塑料膜的運載物託架可包括整體連接的帶段，該帶段在縱向列和橫向排中界定罐接納孔。可存在單一的縱向列。帶段包括大體縱向的外段，且每個外段在外列中部分地限定罐接納孔。在應用中，運載物託架或膜可設置為卷，用於以卷的形式用在應用該產品的方法中，合宜地以通常但不唯一地是6路線寬的多路線形式。片材料被供應到卷上並且以近似連續的動作供給到應用機器中，此時其在機器內再分成需要的包裝大小，例如4包裝、6包裝等。
將膜滾動到容器的頂部的方法利用輥的向下壓力，隨著容器在其下面經過，以通過膜和容器的相互作用柔和地彈性地成形材料以便實現上述的抓緊作用和片材料的三維轉變。因此，輥在將膜推動到將要單元化的累積的容器上時還具有如下作用，通過推動將要採用的特定構型來促進膜的性能。
具體地，作為作用在材料上的不同力的直接結果，塑料膜在應用到多個容器之後界定三維形狀，由此增加所得到的產品的固有強度。作為所應用的膜的強度增加(以三維的形式)的直接結果，可實現膜材料的等級(grade)和厚度的降低:因為需要更少的原材料，所以成本可降低。進一步地，由於機器不需要施加極大的力來實現材料與容器接合，包裝工廠的技術要求可以降低，再次降低了成本。藉助本發明可實現總的顯著的能量節約。
還有另外的優勢是，因為機器不是巨大的並且可以在不使用大的機械爪/手(如目前在工業中使用的-其阻礙了鄰近定位的機械爪/手的功能)的情況下應用，若干包裝流可以以並排構型簡單地放置-甚至能夠製造12-孔列。
因此，本發明利用了有孔塑料膜材料的物理性能，由此，令人驚奇地，容器諸如飲料罐可由如下厚度的片來保持，該厚度相對於迄今所廣泛應用的放置在容器的邊沿之上的片的厚度被大大減少，由此，沿著孔的內部圓周界定的多個內部邊緣鄰接邊沿的下面，在自由狀態下內部圓周小於罐的圓周，由於在邊沿之下圍繞所述邊沿的不連續的圓周接觸，片材料由此以對容器和膜組合提供穩定性和強度的三維形式進行符合。特別地，三維形式提供了遠大於利用標準膜可實現的強度的強度。作為其增加的強度的直接結果，選擇的材料可針對價格和可用性而不是針對品質本身來選擇。
以上優勢和其它優勢能夠實現本發明的目的。
附圖簡沭
現在將通過實施例的方式參照顯示現有技術的運載物託架和本發明的實施方案的附圖來描述本發明的一些優選的實施方案，在附圖中:
圖1a-圖1c顯示了已知的運載物託架的第一實例；
圖2a、圖2b顯示了已知的運載物託架的第二實例；
圖3a-圖3c顯示了已知的運載物託架的第三實例；
圖4顯示了包括材料的帶的容器運載物；
圖5顯示了另一個現有技術的容器保持裝置；
圖6a、圖6b顯示了卡片和塑料層壓製品容器保持裝置；
圖7a-圖7e顯示了當前普遍使用的運載物託架的實例；
圖8a_圖8c顯示了膜以及其在使用中的第一實施方案；
圖9顯示了第二實施方案；
圖10顯示了第三實施方案；
圖11顯示了本發明的又一個實施方案，而圖1la顯示了其變化形式，並且圖1lb-1ld顯示了在使用中的圖1la的變化形式；
圖12、12a_12f詳述應用工藝的各方面中的步驟；
圖13a和圖13b以平面圖和側視圖顯示了包裝設備；
圖14顯示了根據本發明的另一方面的應用滾筒的側視圖；以及，
圖15-圖20顯示了利用本發明的另一個實例單元化的罐。
優選實施方案的詳細描述
現在將僅僅通過實施例的方式描述發明人當前所認為的用於實施本發明的最佳方式。在以下描述中，闡述了許多具體細節以提供對本發明的完全理解。本發明可以利用細節的變化形式來實施對於本領域技術人員來說將是明顯的。
用於單元化容器的運載物託架
現在將參照圖8a-圖8c所示的第一實施方案來描述本發明。圖8a和圖8b顯示了由具有六個容器孔的塑料膜託架保持的五個啤酒罐的布置的第一透視圖和第二透視圖。
在圖Sc中以平面圖顯示了塑料膜。每個孔80a為大體正方形，可操作地布置為通過其接納容器的圓形的圓柱形部分，其中四個抓手或翼片81、82、83和84從具有連接鄰近抓手或翼片的網元件的缺口或槽延伸。槽處於略微大於容器的半徑的半徑，膜被設計成圍繞容器的該半徑來保持。抓手或翼片的尖端，即，將鄰接罐的邊沿或凹槽的部分，合宜地略微向內彎曲。實際上，為了最緊密地圍繞容器配合，弧形相應於具有與容器的半徑相應的半徑的圓周的弧形，其定位為直接鄰近容器的邊沿或凹槽，形狀考慮如下的事實:鑑於所利用的塑料膜的彈性，膜將採取波狀的形狀。值得注意的是，雖然利用了膜的彈性性能，但是並沒有接近材料的彈性極限。
在使用中，運載物託架設有用於將許多容器保持在一起的許多孔，託架包括薄塑料膜材料，該薄塑料膜材料具有在至少第一方向上布置的許多孔。孔包括由槽分開的多個翼片或抓手元件，孔具有中心。抓手元件的尖端位於相對於中心的第一圓周上，而槽的底部(槽的離中心最遠的那部分)位於相對於中心的第二圓周上，第二圓周等於或大於容器的圓周。在使用中，抓手的尖端與容器的卷邊接合，而作為直接結果，由於槽是相同膜的一部分，因此槽被向下和向外推動。在這樣做時，槽推動膜以在放置時彈性地變形，並且能夠使膜採取三維結構。雖然翼片或抓手的數目可從三個向上變化，但是已發現，由於從凹槽通過抓手的力允許鄰近槽的膜向上運動，由此產生波浪效應，因此在產品的包裝方面四個帶有抓手的孔(或者可操作以實現相同的效果的多個抓手等效物)是有利的。膜採取的三維結構在許多方面中類似於車輛製造中的結構類型，即，結構是硬殼式結構，其中成品膜的整體強度大於固有柔性材料的整體強度。
具體參照圖8c，膜80設有孔81，孔由抓手82_85界定。現在將要討論一個孔81 ；相對面對的抓手的中心之間的距離大約是孔將圍繞其封閉的容器部分的直徑的90 %，而相對的槽之間的距離對應於所述直徑的110%。如進一步參照圖8a和圖Sb可以看到的，抓手82-85鄰接罐的凹槽或邊沿的下部部分，並且膜緊密地遵循容器的向內頸縮部分。不是利用材料的彈性來使容器被保持，根據本發明的膜當如本文所描述的通過滾動應用時採取三維幾何結構形式，該三維幾何結構形式使膜的形狀能夠由此提供相對剛性的布置。實際上，不是利用優選厚度在400-500 μ m的範圍中的高品質的新的塑料膜，根據所應用的容器，目的在於通過使用更薄的材料而使用儘可能小的重量，本發明可利用厚度約350 μ m或者甚至更小例如約100 μ m或更小的回收塑料膜。要實現的是，雖然用於六包裝的單一有孔膜的重量大約是兩克，但是，在全球，幾千噸的塑料被用於利用膜的容器的製造中。塑料的量減少25%或更多將使任何裝罐工廠的操作成本顯著降低。另外，本領域(例如EP1038791)已知的是，由於客戶的看法，使橫向網的任何彎曲降到最低；認為光滑的橫向網是從美學角度上更加令人愉悅的。
如將被理解的，現有的用於連接容器的系統更加緊密地接近塑料材料的彈性變形極限。實際上，在US-A-4，250，682中所示的裝置中，顯示了接合運載物帶並將運載物帶與以緊密關係運動至其的多個物品組裝起來的機器。US-4，250，682中的裝置具有帶有運載物拉伸構件的旋轉滾筒，運載物拉伸構件用於將運載物帶接合、拉伸和定位在其之下運動的物品的頂部之上，使得運載物材料保持在物品的凹槽之下。類似地，在另一個教導(EP0456357)中陳述了運載物帶接合組件被用於使用於與物品組裝的接合的運載物帶彈性地變形。
因為回收材料更可能具有雜質和其它缺點，這些可損害向彈性極限拉伸的材料的強度，工業在之前不能接受這樣的材料，增加了包裝工業中的財政負擔。本發明不僅提供了使用比現有解決方案少的原材料並且更加符合「環境友好」的解決方案，而且實際上用於本發明的原材料可包括回收材料或至少具有顯著的回收材料含量。
包裝(單元化)方法根據本發明的有孔膜的應用的程序可合宜地通過許多方法來構成。將參照圖Sc來描述當前優選的方法，為了方便起見，該方法被假設為從右側接納罐(未顯示)；將孔的抓手84的內部邊緣向罐的下面凹槽(上部邊沿)推動；然後將孔的鄰近側的抓手81、83輕輕地移置在罐的相應的邊沿部分之上，直到孔的與孔的第一接合邊相對的內部邊緣鄰近邊沿，於是持續的壓力能夠使最後的孔的抓手82的內部邊緣與邊沿的下面接合，從而能夠使有孔膜簡單、安全且牢固地與其接合。將理解，因為不需要相當大的力來使孔能夠布置在容器之上，那麼機器不需要如此巨大，並且三個或更多個容器可容易地由根據本發明的膜保持；先前的系統不能在諸如快速運動生產線的工藝中可靠地利用多於兩個容器。
雖然第一實例是正方形孔，但是將理解的是，可設置包括大體等邊的三角形構型的大體三個抓手的孔，並且將提供具有保持安全性的最低限度抓手設計。將理解，可配置根據本發明來操作的許多多邊形形式，雖然規則的四邊的孔可能是更加易於普遍接受的。可保持其它圓柱形形狀的容器；可能適合的是，每孔具有五、六或更多個抓手或翼片。發現對於大的家庭容器來說，十個是合宜的數目。
現在參照圖9，顯示了具有六個並排的孔的膜90的一部分，孔91具有第二規則的四邊形形狀。當容器由膜保持時，另外的孔或狹縫92與圓形孔93 —起被確定大小並定位以幫助維持硬殼式膜形狀。圓形開口 93可由不同的形狀形成並且可由合宜地緊密間隔在一起的許多較小的孔來代替。在這種膜中，孔的形狀和位置是使得抓手之間的槽與彎曲側面的角相對應，相對的槽之間的距離大約是容器在邊沿處的直徑的110%。
圖10顯示了膜100的另一個部分，其具有大體正方形孔101，孔101具有由小槽106-109分開的抓手102-105。槽相對於圖9和圖11的槽顯著地運動，但是根據在膜中不引入撕裂的要求可具有其它形狀。此外，相對的槽之間的距離是容器在邊沿處的直徑的大約110%。圖11顯示了又一個實施方案，其中大體正方形孔的每個側面包括不同的圓弧截面111-114 ;槽可被認為是存在於鄰近圓弧115-118的中心處。圖1la顯示了弓形四邊形設計的變化形式，其中基本上正方形的孔與具有向內面對的弓形翼片的翼片元件共同起作用。圖1lb-1ld顯示了在使用中圖1la的變化形式。
本發明的顯著的優點在於僅需要材料的機械性能足夠強來保持罐，並且不經受現有技術中遇到的標準應用工藝的苛刻和高拉伸。這不僅在製造工藝中具有顯著的優點(降低的操作力導致應用機器的較小的摩損且因此進一步降低了操作成本)，並且還能夠利用待應用的較便宜的塑料。事實上，可應用回收塑料諸如低級消費後廢物(例如，低密度聚乙烯-LDPE)，其也滿足市場要求的常年需求，因為基礎消耗材料是較便宜的。如以上所討論的，鑑於材料不需要拉伸至特別的極限，基礎產品的厚度也可降低，即，厚度可以是300μπι(或更小):雜質存在與否的問題是不重要的。在無應力條件下對於先前的系統來說這種託架的優選的厚度在從約16密爾(400 μ m)至約17.5密爾(445 μ m)的範圍內。本發明允許利用可以以遠遠比規定的高品質材料更有利的價格購買得到的原材料。
優選的應用方法在應用方法中利用簡單的輥，如在下文中詳細公開的；簡單的機器可被用於製造工業中；作為與向其彈性極限或超過其彈性極限拉伸塑料的系統相比的直接的結果，由於沒有應用極大的拉伸力，可使槓桿臂和/或液壓操作降到最低，並且機器的強度不必是極大的。較簡單且較便宜的機器的使用還將使系統能夠由較小的製造企業來操作，且因此拓寬了市場。圖12a-圖12f顯示了未拉伸的孔的邊緣疊加在容器122的卷邊126之上。圖12a顯示了與如何利用根據本發明的有孔塑料片的託架來保持許多容器相關的第一應用步驟。孔的內部翼片邊緣121緊靠容器的卷邊126的下面邊緣。圖12b顯示了關於有孔的塑料片託架100，應用輥將如何相對於以垂直於輥軸線的方向在下面經過的容器旋轉。輥未被顯示，但是顯示託架具有弓形輪廓，並且關於以下機器將要更加詳細地討論。
當輥繼續移動時，參照圖12c和圖12d，孔的側邊緣123和125彈性地偏離以環繞容器卷邊126的邊。將理解，這個圖是卷邊126的平面的部分橫截面以及罐122的部分側面透視圖。從應用輥的中心作用的應用力AF是相當柔和的，不存在拉伸塑料片材料超出其彈性極限的力。圖12e和圖12f顯示了應用工藝的相應的平面圖和側視圖，如所示的，邊緣127由容器的邊沿126接納，應用輥被顯示為容器經過輥的軸線之下。
如以上所討論的，鑑於組裝容器所需的力減小，系統電源要求將會降低，並且能量消耗將會降低。例如，通過使系統以6-12排寬度將膜應用到容器，然後包裝站可變得更緊湊，並且簡化分配，因為較大寬度的形式避免了在準備好託盤包裝工藝的應用之後轉移包裝的需求。具有較寬的操作寬度的還另外的優點在於可降低機器的整體速度。與2-排包裝系統相比，操作速度是這種2-排包裝系統的速度的三分之一至六分之一。這將具有使用期、可靠性(故障時間是費錢的)以及輸送機、發動機和支撐設備的成本的共存的優點。同樣地，材料的需求將會降低，還允許使用較低級的材料。
包括單元化機器的包裝工廠
參照圖13a和圖13b，顯示了用於運輸軟飲料罐139或類似的形式的容器的其它標準輸送機系統130的平面圖和側視圖。具體地，參照圖13b，罐139沿著輸送機供給到累積位置134(在由箭頭138指示的方向上前進)。在累積位置中，在準備由從片供應系統133接納片110的輥132進行的有孔保持片的應用時，容器極為接近地靠向彼此。在標記為136的單元之間控制的切割裝置能夠產生合適的包裝尺寸。參照圖13b，片供應心軸135可以與另外的心軸(未顯示)共同操作以提供片至輥132的連續供應。正如已知的，可進行分開的片的無縫連接以提供系統的有效的連續的操作，或系統的至少幾乎連續的操作。
圖14顯不了應用滾筒和生產線輸送機布置的相應的側視圖和詳細視圖。圖16-圖20顯示了利用根據本發明的運載物託架的另一個實例單元化的罐。
當使容器單元化時推動運載物託架的應用滾筒可具有多個支柱突出部，這些支柱突出部被配置成與運載物託架片相互作用以利於適當地下降運載物託架上的壓力並且幫助圍繞容器的上部部件彈性地形成運載物託架的三維結構。
將理解，由於容器可以以6+寬線(wide line)布置，那麼可利用已知的技術不同地包裝不同的線，向生產線工藝中增加可變性。另外，利用合適的開槽可以橫跨其它產品(商標)，由此對於其它機器/系統的權衡需求是不需要的。運載物託架例如通過衝切由單片彈性聚合材料諸如低密度聚乙烯形成。已知的運載物託架由高品質塑料片諸如低密度聚乙烯形成。
權利要求
1.一種用於通過使用輥(132)將容器單元化膜應用到容器的機器，所述容器單元化膜包括具有用於將多個容器保持在一起的多個孔(80a)的塑料片材料(80)，所述孔在至少第一方向上延伸，其中所述孔具有中心，並且其中界定所述孔的邊緣具有包括面對所述中心的多個翼片(81-84)的幾何結構，所述翼片由被槽(85-88)分開的最裡面的邊緣界定，所述槽在離所述中心的最大值點處界定根部；其中所述最裡面的邊緣和所述根部分別位於相對於所述中心的第一圓周和第二圓周上，所述第二圓周等於或大於容器的卷邊圓周；所述孔的構型使得在圍繞容器放置時，隨著所述槽被向下且向外推動並且所述有孔的片材料(80)彈性地形成三維結構，所述翼片的所述最裡面的邊緣與這樣的容器的所述卷邊接合，其中所述機器包括用於運輸容器的輸送機系統(130);所述輸送機系統可操作為將所述容器供給到累積位置(134)並且可操作為將所述容器向應用站輸送，所述應用站包括用於將所述有孔的片應用到所述容器的所述輥(132)，在使用中所述輥從供應系統(133)接納有孔的片材料並且將所述有孔的片材料推動到所述容器上使得每個容器被接納在孔中，由此所述片材料形成所述三維結構。
2.根據權利要求1所述的機器，其中所述輸送機和所述輥被定位並且可操作為使得當所述輸送機移動所述容器時，所述容器的邊沿被帶至有孔塑料的託架(圖12a、圖12b)，並且所述孔的內部翼片邊緣(121)緊靠所述容器的卷邊(126)的下面邊緣，並且當所述輥繼續移動時(圖12c、圖12d)，所述孔的側邊緣(123、125)彈性地偏離以環繞所述容器卷邊(126)的邊，直到所述孔的與所述孔的第一接合邊相對的內部邊緣鄰近所述邊沿並導致所述孔的所述內部翼片邊緣的內部邊緣與所述邊沿的下面接合(圖12e、圖12f)，由此在所述罐上固定所述有孔的膜。
3.根據權利要求1或2所述的機器，其中在帶至所述應用站之前，所述輸送機將所述容器移動到累積位置(134)。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的機器，其中具有切割裝置，所述切割裝置可操作為能夠產生合適的包裝尺寸。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的機器，其中設置多個共同操作的片供應心軸(135)，藉以提供片至所述輥(132)的連續供應，以實現分離的片的無縫連接以提供所述系統的有效的連續操作。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的機器，其中所述運載物膜由包括以下的組製成:聚乙烯、聚乙烯衍生物 以及具有類似機械性能的塑料材料。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的機器，其中所述運載物膜是厚度小於約350μ m的塑料膜。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的機器，其中所述運載物膜孔被確定尺寸以適合圍繞具有圓柱形壁的罐。
9.根據權利要求1至7中任一項所述的機器，其中所述運載物膜孔被確定尺寸以適合圍繞減縮的凹槽或頸縮的罐。
10.根據權利要求1至7中任一項所述的機器，其中所述運載物膜孔被確定尺寸以適合圍繞瓶的頸部周圍的卷邊。
11.根據權利要求1至10中任一項所述的機器，其中所述託架包括一定長度的單排有孔的膜。
12.根據權利要求1至10中任一項所述的機器，其中所述託架包括一定長度的多排有孔的膜。
13.一種利用根據權利要求1至12中任一項所述的機器使容器例如罐單元化的方法，包括以下步驟: 接納罐； 朝向所述罐的下面凹槽邊緣推動孔的翼片(84)的內部邊緣； 將所述孔的鄰近側的翼片(81、83)輕輕地移置在所述罐的相應的邊沿部分之上，直到所述孔的與所述孔的第一接合邊相對的所述內部邊緣鄰近所述邊沿；以及， 使最後的翼片(82)的內部邊緣與所述邊沿的下面接合，藉以將所述有孔的膜與所述罐固定。
14.根據權利要求13所述的方法，其中通過使用所述機器的應用輥(132)來實現翼片的內部邊緣的推動以及鄰近側的翼片的移置，所述輥與所述容器上部邊緣(卷邊、凹槽或邊沿)配合以將所述運載物託架片膜的孔的內部邊緣部分定位並帶至所述上部邊緣並且漸進地將所述邊緣部分移動在所述容器上部邊緣之下，直到整個內部孔邊緣定位在所述容器上部邊緣之下。
15.用於將容器單元化膜應用到容器的裝置，其實質上如上文中參照附圖中的圖13a、圖13b和圖14所 描述的，並且如圖13a、圖13b和圖14所示的。
全文摘要
一種用於容器的容器包裝系統將有孔的塑料膜運載物託架應用到基本上相同的容器諸如具有環形凹槽、圓柱形側壁以及在凹槽和側壁之間的截頭錐形壁的飲料罐。運載物託架具有成形的孔以作為多包裝單元固定地保持飲品罐、食品罐、瓶和類似的容器。將運載物託架滾動到適當並排的容器上，從待多包裝的相應的容器的上部邊緣之上到之下逐漸地接合翼片式的孔邊緣部分，並且採取波形3D構型來單元化容器。滾動方法與先前的拉伸應用方法有差別並且能夠利用更便宜且更薄的運載物託架。
文檔編號B65B17/02GK103221309SQ201180056297
公開日2013年7月24日 申請日期2011年11月23日 優先權日2010年11月23日
發明者史蒂芬·保羅·貝茨 申請人:英國珀裡森有限公司