CN102459015A - 很轻量的一次性包装件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及软袋状一次性包装件(1)，该包装件(1)由厚度小于100微米的热塑性薄膜制成，所述包装件(1)包括包装件体部，其特征在于，所述包装件体部包括至少两个壁，所述壁中的其中一个包括用于向所述包装件(1)灌装可流动产品(3)的灌装区(2)，所述壁设置成彼此相邻，以便在灌装之后所述壁能通过围绕所述灌装区(2)设置的密封(24)密封在一起，从而将所述包装件(1)密封地封闭。

Description

很轻量的一次性包装件
技术领域
本发明涉及一次性包装件。更具体地说，本发明涉及具有很轻重量的一次性包装件。
背景技术
为了包装像可食用液体-例如矿泉水或其它饮料-之类的可流动产品，使用由塑料制成的瓶子是已知的，将瓶子灌装好并然后封盖。这些瓶子尽管现在使用较少量塑料材料生产，但仍然较重，且由于使用的较大量包装材料而具有重要的生态印迹。
对于像糖浆、果酱或即饮饮料之类的某些可流动产品的包装，已研制出代用品，所述产品使用具有由多层材料-通常是聚乙烯和铝多层材料-制成的袋状体部的包装件，所述体部密封到塑料元件上，该塑料元件构成将被盖或等效物封闭的颈部。这些复合材料包装件具有较轻重量。它们也具有非常重要的生态印迹，因为它们对袋使用多层材料以及对颈部和盖使用不同的分开部分。
所有上述包装解决方案还需要封闭步骤，该封闭步骤与灌装步骤完全分开，并因此在制造速率方面不理想。
而且，上述包装解决方案需要用于灌装和封闭的不同的分开的步骤，并因此在不使用特殊的额外的高成本设备来保证基本上无菌灌装和封闭操作的情况下，它们与被污染的-例如多尘的-环境不相容。
因此，需要一种通过用连续方法——可能在一个步骤内——允许相当大的产品体积快速灌装并封闭到包装件中并且不需要额外的分开的封闭***来提供极好的制造速率的包装解决方案。
发明内容
这个问题通过本发明的软袋状一次性包装件解决，该包装件由厚度小于100微米的热塑性薄膜制成，所述包装件包括包装件体部，其特征在于，所述包装件体部包括至少两个壁，所述壁中的其中一个包括用于向所述包装件灌装可流动产品的灌装区，所述灌装区任选地是灌装开口，所述壁设置成彼此相邻，以便在灌装之后所述壁能通过围绕所述开口设置的密封密封在一起，从而将所述包装件密封地封闭。
在这种包装件的情况下，在灌装步骤之后，可以容易且快速地封闭所述开口的灌装区或所述灌装开口，这允许高制造速率。而且，包装件是一件式的，其所有壁-甚至当它封闭时-也足够薄，以便保证使用很少包装材料，因此根据本发明的包装件的生态印迹很少。
有利地，所述薄膜具有小于80微米、优选小于50微米的厚度。
另外在本发明中十分理想的是，所述热塑性薄膜由可生物降解的或含氧可生物降解的材料制成，从而所述包装件当放置在有利的可生物降解条件下时在少于700天、优选少于200天、更优选少于90天的时间内完全破坏。
优选地，所述热塑性薄膜由从下面的列表中选择的材料制成：聚羟基脂肪酸酯(PHA)、玉米基生物塑料聚合物、淀粉基树脂、聚乳酸基树脂、***基树脂、纤维素基树脂或其组合，所述聚羟基脂肪酸酯(PHA)例如是聚-3-羟基丁酸酯(P3HB)、聚-4-羟基丁酸酯(P4HB)、聚羟基戊酸酯(PHV)、聚羟基己酸酯(PHH)、聚羟基辛酸酯(PHO)及它们的共聚物。
根据本发明的包装件一旦灌装并封闭好就可以例如由消费者通过切割、冲孔、撕裂、刺穿或其组合打开。
优选地，包装件的灌装开口是从包装件体部的壁冲出的孔。
还优选地，灌装开口的内径基本上与用于灌装的灌装针的外径一致，所述内径在1和15mm之间，优选在3和10mm之间。包装件开口的内径基本上与灌装针的直径一致的这一事实通过包装件的壁软而很薄并因此具有弹性这一事实实现，当所述针***包装件中以灌装并然后从包装件中取出时，包装件的弹性防止灌装针堵塞在所述开口中。而且，在灌装之前、灌装期间或灌装之后，即使这些操作在被污染的(例如多尘的)环境中实施，它也保证几乎没有粉尘、烟雾或其它类似种类的不希望的颗粒进入包装件。
在本发明的非常优选的实施例中，包装件是作为连续的卷制造和储存的预制薄膜袋，以便所述卷中的两个相邻的袋通过预切接缝以可分离的方式连接。
有利地，本发明的包装件在其体部内部包括若干分开的腔室，以便当所述包装件灌装并封闭好时，它的基部包括基本上平的表面。
在任何情况下，根据本发明的包装件尤其用于-由于它提供灌装和封闭的清洁条件-灌装可流动产品，该可流动产品从下面的列表中选择：气体、粉末、颗粒物、凝胶、膏状物、液体或其组合，并优选是可食用产品。
本发明还涉及用于将可流动材料包装在前述权利要求中的任一项所述的包装件中的包装方法，其特征在于，所述包装方法顺次包括以下步骤：
(i)将所述包装件***并保持在灌装机构中，所述灌装机构包括至少一对相邻的辊子，所述辊子具有相配合的槽，所述相配合的槽设置成对准，以便限定灌装通道，所述包装件被保持成使得所述包装件的灌装区设置在所述通道内，
(ii)将至少一个灌装针穿过所述通道和灌装区***所述包装件中，
(iii)用所述可流动产品灌装所述包装件，
(iv)从所述包装件和通道中取出针，致动所述辊子以便将灌装好的包装件移向密封机构，
(v)致动所述密封机构以围绕所述灌装区形成不漏流体的密封，以便通过在所述密封的区域中将所述包装件体部的两个壁熔化以密封所述包装件。
另外，为了工业效率起见，非常优选的是所述包装件是作为连续的卷制造和储存的预制薄膜袋，以便在所述卷中的两个相邻的袋通过预切接缝以可分离的方式连接。
在这种情况下，一旦包装件灌装和密封好，就可以沿着预切接缝通过手动或自动操作容易地使所述包装件从袋卷的其余部分分离。
有利地，所述灌装机构可以包括用于控制灌装到所述包装件中的饮料的灌装体积的称重机构或容积式灌装***或流量计和/或中间储罐。
附图说明
在下面参考附图描述的目前优选实施例的说明中，描述了本发明的附加特征和优点，其中：
图1是根据本发明的包装件卷的示意性前视图；
图2A和2B分别是示出集成的袋制造线的侧视图和前视图；
图3和4是示出根据本发明的包装件的灌装和封闭的局部切去的示意性透视图；
图5是包含用于本发明的包装件的包装单元、灌装单元和密封单元的可更换筒的局部切去的示意性透视图；
图6和7是与图5类似的示意性侧视图；
图8是示出如何灌装袋的示意性前视图；
图9是示出用于本发明的袋的灌装单元的示意性透视图；
图10是与图9类似的侧视图，其中灌装针还未***袋灌装开口中；
图11是与图9类似的侧视图，其中灌装针***袋灌装开口中且正将饮料包装在其中；
图12是示出灌装和密封好并准备与袋卷的其余部分分离的袋的示意性前视图；
图13是与图12类似的视图，示出袋构造的可供选择的实施例；
图14是与图13类似的视图，其中一个袋被打开成其分配构造；
图15是示出袋构造的又一可能实施例的示意性前视图，其中每个袋都设置有预切携带柄；
图16是与图15类似的视图，其中袋与袋卷的其余部分分离且预切柄被拆下来以便可使用；
图17是与图16类似的侧视图，示出使用者可以如何使用柄来携带袋。
具体实施方式
本发明用于例如与家用饮水器中所包含的灌装和封闭***一起使用。所谓家用，是指本发明也可以在办公室中使用。优选地，所述饮水器的总体积小于1m3，优选小于0.5m3，甚至更优选小于0.2m3，因此所述饮水器可以安装在像厨房或办公室之类的小空间中。因此，根据本发明的包装件可以具有不同的尺寸，但适用于小体积(小于1升内容物)，且适于在具有减小尺寸的灌装和封闭***中进行灌装和封闭。
如图1中所示，本发明涉及由厚度为约70微米的热塑性薄膜制成的一件式软袋状一次性包装件1，该包装件1包括包装件体部和灌装区2。在下面参考附图描述的实施例中，灌装区是灌装开口2。然而，灌装区可以一直保持封闭，直到包装件例如通过可以刺穿灌装区的区域中的包装件壁的灌装针进行灌装，然后通过实施密封可以再次将所述灌装区封闭，如下面详细描述的。
根据本发明，包装件体部包括至少两个壁，所述壁中的其中一个包括用于向所述包装件1灌装可流动产品3的灌装开口2，所述壁设置成彼此相邻，以便在灌装之后所述壁可以通过围绕所述开口2设置的密封4密封在一起，从而将包装件1密封地封闭。
所使用的热塑性薄膜是可生物降解材料，因此根据欧洲标准EN13432，当放置在有利的可生物降解条件下时所述包装件的至少90％在小于90天的时间内破坏。
所谓有利的可生物降解条件，是指在环境中存在4个必要元素以允许产生生物降解：足够高的温度、微生物的存在、足够高的氧浓度、足够高的湿度。
优选地，所述可生物降解的热塑性薄膜由在以下列表中选择的材料制成：聚羟基脂肪酸酯(PHA)、玉米基生物塑料聚合物、淀粉基树脂、聚乳酸基树脂、***基树脂、纤维素基树脂或其组合，所述聚羟基脂肪酸酯(PHA)例如是聚-3-羟基丁酸酯(P3HB)、聚-4-羟基丁酸酯(P4HB)、聚羟基戊酸酯(PHV)、聚羟基己酸酯(PHH)、聚羟基辛酸酯(PHO)及它们的共聚物。
根据本发明的包装件1一旦灌装并封闭好，就可以例如由消费者通过切割、冲孔、撕裂、刺穿或其组合打开。
优选地，包装件1的灌装开口2是在制造包装件时从包装件的壁冲出的孔，如下面更详细描述的。
如图8至11中所示，灌装开口2的内径基本上与用于灌装的灌装针5的外径一致。在图中所示的示例中，灌装开口2的内径为7mm。
根据本发明的包装件制成预制袋1的卷的一部分，如例如在图1至7中所示的。根据本发明的包装件特别适合于在连续的灌装和密封***中进行灌装和封闭，如下所述。
如上所述的袋1用图2A和2B中所示的连续方法制成袋卷，其中图2B是图2A的90°侧视图，以便示出在成形操作期间如何折叠薄膜。
袋卷由在纵向上卷起并密封成管的热塑性薄膜形成。两对相互间隔开设置的辊子6将薄膜折叠，并且通过沿着袋卷以规则的间距冲孔切出灌装开口2。然后，另一对辊子7将薄膜管相对于所述管的纵向轴线成90°折叠，两对密封钳8在袋的上末端9和下末端10处将袋密封，如图2A和2B中所示。如可以从图2B中看到的，上密封9具有允许该上密封非常靠近袋开口2定位的特殊形状。在密封钳8形成密封以封闭袋的上边缘和下边缘的同时，它们分别在袋1的上密封9和下密封10的上方和下方形成横向预切接缝线11，如例如在图8、12或13中所示。预切接缝线11通过集成在密封钳8中的切割工具(图中末示出)制成。
从图2、3和4中可以看到，袋卷1用于安装到灌装和封闭(也称为“密封”)***中，因此袋的自由端穿过灌装机构和密封机构，所述灌装机构和密封机构分别保证将水灌装到每个袋1中和然后密封所述灌装好的袋1。
灌装机构包括从水源输送水的管12。该管12连接到灌装泵(图中未示出)上，所述灌装泵联接到电子管理***(图中未示出)上，所述电子管理***使袋卷的运动与灌装泵和密封机构同步。
管12连接到灌装针14上，该灌装针14可相对于正在灌装的袋1前后运动，如可以在图6至11中详细看到的。针14通过活塞状***15移动，该***15可以在图6中看到。
从图5至11中可以看到，袋1正在灌装并由灌装机构的一对辊子16保持。如图9中具体示出地，每个辊子16都设置有橡胶表面17，该橡胶表面17具有抓紧袋1的表面的作用，因此在灌装操作期间袋不会滑离。辊子16包括相配合的槽13，该相配合的槽13限定灌装针14可以移动穿过以灌装包装件1的通道，如可以在图9、10和11中看到的。
如图2、8、9和12至16中所示，袋1包括圆的开口2，在灌装操作开始之前，灌装***的灌装针5可以穿过所述开口2。一旦袋灌装好，就将针5从袋中取出，并通过密封机构密封袋。
在灌装操作期间保持袋1的两个辊子16都包括槽，所述槽设置成彼此面对面，以便所述两个相配合的槽限定直径大于或等于灌装针5的直径的通道，因此在灌装操作期间所述针可以在辊子16之间来回移动。
图8示出设置在灌装机构和密封机构中的袋卷。一个袋1a已经灌装好并正在密封，并且在袋卷上方的袋1b正在灌装。如图4、5、6和7中所示，密封机构包括一对密封钳18，密封钳可通过致动机构(图中未示出)例如气动活塞或电动机来回往复运动，类似于本领域技术人员公知的密封钳。
一旦袋1灌装有矿泉水，就将袋卷展开，以便灌装好的袋的上边缘9设置在密封钳18之间。然后停止展开运动并使密封钳18如图5中箭头所示朝向彼此移动以便密封袋1的开口，然后使密封钳18向后移动以便释放灌装并密封好的袋。然后再次开始展开操作，从而灌装并密封好的袋可以被引向切割机构19(在图6和7中示出)以便与袋卷分离，并落到分配抽屉20中(如图7中所示)。切割机构19可以是通过电动机来回移动的切割刀片。
如上面已经描述的和如图5、6和7中所示的，袋卷、灌装机构和密封机构以及切割机构可以封装在壳体(或也称之为“筒”)21中。壳体21的前部可以设置有用于消费者观察灌装、密封和切割操作的窗口22，如图7中所示。壳体21包括后门23，以便在必要时进入所述壳体的内部并更换袋卷。
在每个袋1中，预制的焊缝长度是最终焊缝长度的至少70％，换句话说，当袋仍然处于袋卷中时，没有焊缝的区域小于完全封闭包装件所必须的焊缝长度的30％。
在本发明的领域中用于包装水的每个包装件的形状优选形成为：使得在一个横断面中构成包装件体部的材料延伸到灌装开口的边界之外。这保证了包装件的分配开口以某种方式受包装件的边界保护，并因此更具机械抵抗力。
有利地，包装件1形成为优选装饰/印刷的预制包装件。在需要在包装件上装饰或印刷的情况下，用于制造所述袋1的薄膜优选是在形成袋卷之前预先印刷好的，如下所述。
图12示出用如上所述方法得到的袋卷1。可以看出，袋卷中两个连续的袋1通过可拆开或可撕裂的预切线11连接，该预切线11沿着袋卷的宽度横向设置。
图12至15示出袋卷中的两个连续的袋1。在图12至15中，下面的袋已经灌装好，并且其开口2被密封。已准备好沿着预切线11与袋卷的其余部分分离。
从图12显然可看出，袋1的接缝在灌装步骤之前预先存在：只有袋开口2还未密封，直至灌装步骤完成。在灌装步骤之后，该开口2也通过封闭密封24密封，所述封闭密封24形成为圆形的，以便适合于所述开口的形状。灌装好的袋1因此被完全密封地封闭。应该注意，灌装和密封步骤是在无菌条件下进行的。每个袋的形状大体上都是平行四边形的，例如方形的，如图12中所示。
从图13和14中可以看到可供选择的袋设计。在该可供选择的实施例中，每个袋1的形状大体上是方形或矩形的。每个袋1都由如上所述的管状薄膜形成，袋1的上边缘和下边缘在横向上密封以便封闭袋。此外，在该实施例中，形成L形密封25，该L形密封与袋的一侧大体上平行并相邻。该L形密封25不是跨过其整个表面密封，如可以在图13中看到的，而是其中心区26不密封且包括预切线27，所述预切线27设置成：使得袋1的位于L形密封25和相邻侧壁之间的部分可以被分离，以便形成可分离口28，如图14中所示。如图14中所示，所述可分离口的自由端(一旦与袋1的其余部分分离)可以在分配之前被消费者切开。分配口28形成分配袋内容物的方便方式，而不需要袋1具有复杂的形状。
在图15、16和17中，还示出将在本发明的设备中使用的袋的另一个可能的实施例。
从图15中可以看出，袋卷中的每个袋1都总体上如上所述，即，由管状薄膜制成，该管状薄膜横向密封以形成袋。在该具体实施例中，袋1包括大致U形的附加密封30，该密封30在其表面上包括预切部(图中未示出)。该密封30环绕袋开口2并在袋1灌装好后形成。密封30实际上如此成形和设置：使得开口2完全封装在U形密封30和袋的上密封9之间。这样，当形成密封30时，袋完全封闭，如可以在图15中看到的。
当袋的被U形密封30围绕的部分分离时，袋仍然保持封闭，同时形成开口31，如图16中所示，从而消费者可以***手以便握住和携带袋，如图17中所示。
在本发明的一个可能的实施例中，预制袋是用比上述材料厚的材料制成的预制袋，该预制袋作为卷轴、袋垛或作为一组单个袋提供。在灌装站内部，预制袋至少局部加热到允许材料变形的温度。灌装产品的步骤在0.5至20巴、优选1至10巴的液体压力下进行，以便使所述至少局部加热的预制袋变形到它的最终形状和体积。
在该实施例的情况下，对于所有卷轴、袋垛或单个预制袋组，预制袋较小并因此更容易运输和储存。
应该理解，对本文所述的目前优选实施例进行各种改变和修改对于本领域技术人员来说都是显而易见的。这些改变和修改可以在不脱离本发明的精神和范围及不减少其伴随优点的情况下进行。因此这些改变和修改将被所附权利要求覆盖。

Claims (16)

1.一种软袋状一次性包装件(1)，所述包装件(1)由厚度小于100微米的热塑性薄膜制成，所述包装件(1)包括包装件体部，其特征在于，所述包装件体部包括至少两个壁，所述壁中的其中一个包括用于向所述包装件(1)灌装可流动产品(3)的灌装区(2)，所述壁设置成彼此相邻，以便在灌装之后所述壁能通过围绕所述灌装区(2)设置的密封(24)密封在一起，从而将所述包装件(1)密封地封闭。
2.根据权利要求1所述的包装件(1)，其特征在于，所述灌装区是灌装开口(2)。
3.根据权利要求1或2所述的包装件(1)，其特征在于，所述薄膜具有小于80微米、优选小于50微米的厚度。
4.根据权利要求1至3所述的包装件(1)，其特征在于，所述热塑性薄膜由可生物降解的或含氧可生物降解的材料制成，从而所述包装件在少于700天、优选少于200天、更优选少于90天的时间内完全破坏。
5.根据权利要求4所述的包装件(1)，其特征在于，所述热塑性薄膜由从下面的列表中选择的材料制成：聚羟基脂肪酸酯(PHA)、玉米基生物塑料聚合物、淀粉基树脂、聚乳酸基树脂、***基树脂、纤维素基树脂或其组合，所述聚羟基脂肪酸酯(PHA)例如是聚-3-羟基丁酸酯(P3HB)、聚-4-羟基丁酸酯(P4HB)、聚羟基戊酸酯(PHV)、聚羟基己酸酯(PHH)、聚羟基辛酸酯(PHO)及它们的共聚物。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的包装件(1)，其特征在于，所述包装件(1)当灌装并封闭好时能通过切割、冲孔、撕裂、刺穿或其组合打开。
7.根据权利要求2至6中的任一项所述的包装件(1)，其特征在于，所述灌装开口(2)是从所述包装件体部的壁冲出的孔。
8.根据权利要求2至7中的任一项所述的包装件(1)，其特征在于，所述开口(2)的直径在1和15mm之间、优选在3和10mm之间。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的包装件(1)，其特征在于，所述包装件(1)是作为连续的卷制造和储存的预制薄膜袋，以便在所述卷中的两个相邻的袋通过预切接缝(11)以可分离的方式连接。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的包装件(1)，所述包装件(1)在其体部内部包括若干分开的腔室，以便当所述包装件灌装并封闭好时，它的基部包括基本上平的表面。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的包装件(1)，其特征在于，所述可流动产品(3)从下面的列表中选择：气体、粉末、颗粒物、凝胶、膏状物、液体或其组合，并优选是可食用产品。
12.一种包装方法，用于将可流动产品(3)包装在前述权利要求中的任一项所述的包装件(1)中，其特征在于，所述包装方法顺次包括以下步骤：
(i)将所述包装件(1)***并保持在灌装机构中，所述灌装机构包括至少一对相邻的辊子(16)，所述辊子(16)具有相配合的槽(13)，所述相配合的槽(13)设置成对准，以便限定灌装通道，所述包装件(1)被保持成使得所述包装件(1)的灌装区(2)设置在所述通道内，
(ii)将至少一个灌装针(5)穿过所述通道和灌装区(2)***所述包装件(1)中，
(iii)用所述可流动产品(3)灌装所述包装件(1)，
(iv)从所述包装件(1)和通道中取出针(5)，致动所述辊子(16)以便将灌装好的包装件移向密封机构，
(v)致动所述密封机构(18)以围绕所述灌装区(2)形成不漏流体的密封(24，30)，以便通过在所述密封(24，30)的区域中将所述包装件体部的两个壁熔化以密封所述包装件(1)。
13.根据权利要求11所述的包装方法，其特征在于，所述包装件(1)是作为连续的卷制造和储存的预制薄膜袋，以便在所述卷中的两个相邻的袋通过预切接缝(11)以可分离的方式连接。
14.根据权利要求11或12所述的包装方法，其特征在于，所述灌装机构包括用于控制灌装到所述包装件中的灌装体积的称重机构。
15.根据权利要求11或12所述的包装方法，其特征在于，所述灌装机构包括用于控制灌装到所述包装件中的饮料的灌装体积的容积式灌装***。
16.根据权利要求11或12所述的包装方法，其特征在于，所述灌装机构包括用于控制灌装到所述包装件中的饮料的灌装体积的流量计和/或中间储罐。
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