构造成在包装材料片材上注塑开启装置的模塑设备的制作方法

本发明涉及一种构造成在适于包装可倾倒产品，优选地可倾倒食品的包装材料片材上注塑开启装置的模塑设备。

背景技术：

众所周知，许多可倾倒食品，例如果汁、uht(超高温处理过的)奶、酒、番茄酱等，以无菌包装材料制成的包装出售。

典型的示例是用于可倾倒食品的平行六面体形状的包装，称为利乐砖无菌(tetrabrikaseptic；注册商标)，其通过折叠和密封层压的包装材料片材制成。

特别地，包装材料具有多层结构，所述多层结构基本上包括用于刚度和强度的可以由纤维材料(例如纸)或矿物填充的聚丙烯材料制成的基层；以及覆盖基层的两侧的由热封塑性材料(例如聚乙烯薄膜)制成的许多层压层。

在用于长期储存产品(例如uht奶或果汁)的无菌包装的情况下，包装材料还包括气体阻隔材料层，例如铝箔或乙烯-乙烯醇(evoh)薄膜，其叠加在一热封塑性材料层上，并且又被另一热封塑性材料层覆盖。所述另一塑性材料层形成最终接触可倾倒食品的包装内表面。

这种包装通常在全自动包装机上生产，其中由包装材料片材形成连续管。

此外，在包装机中通过施加化学灭菌剂对包装材料片材灭菌，然后在灭菌完成后除去所述化学灭菌剂。

随后，将包装材料片材保持在封闭的无菌环境中并且折叠并纵向密封以形成管。

为了完成成形操作，借助于管道将管用可倾倒食品从上方填充并且形成、密封并随后沿着等间隔的横截面切割。

由此获得枕形包，所述枕形包具有纵向密封带、顶部横向密封带和底部横向密封带，然后机械折叠所述枕形包以形成相应的大致平行六面体形状的成品包装。

为了打开上述包装，已经提出了各种解决方案，包含由塑性材料制成的开启装置；根据一种普遍的技术，通过注塑将所述开启装置直接施加在所谓的预层压孔上，即仅穿过基层形成在包装材料中的孔，并且所述孔借助于层压工艺由其它层压层(包含气体阻隔材料层)覆盖。

特别地，借助于模塑设备将熔融的塑性材料注射到预层压孔形成的片材覆盖部分上，所述预层压孔穿过所述基层形成且片材覆盖部分由这种层压层制成。

根据一种替代解决方案，这种片材覆盖部分可以由附接在包装材料上的贴片限定，以封闭孔，在这种情况下，所述孔是穿过包装材料的整个厚度而形成的。

通常，将熔融的塑性材料注射到片材覆盖部分的第一侧(即，片材覆盖部分的最终面向包装的内部环境的一侧)上，以便覆盖这种预层压孔直至其环形周边部分。

以这种方式，获得直接附接到片材覆盖部分的第一侧的塑性材料糖果形部分(confettiportion)。

此外，糖果形部分与片材覆盖部分一起限定了包装的用户可撕开部分，其适于被用户撕开以打开包装。

根据已知技术，在模塑期间，塑性材料被推动以在预定的刺穿区域刺穿片材覆盖部分(由注射压力和用于形成开启装置的模塑设备的几何形状所导致)以便穿过片材覆盖部分并形式：

-拉动构件(pull-member)，其从片材覆盖部分的第二侧突出并且适于由用户拉动，以便引起用户可撕开部分的撕开并且使包装打开；

以及

-倾倒口，其也从片材覆盖部分的第二侧突出并且构造成当包装在用户的作用下被倒空时引导可倾倒产品从所述包装离开。

拉动构件是已知的，其具有基本上细长的形状，例如长圆形或椭圆形。

通常，上述拉动构件、倾倒口和糖果形部分借助于上述模塑装置一体地形成为一个单独的注塑件。

为此目的，已知的模塑设备包括第一模塑单元和第二模塑单元，所述第一模塑单元和第二模塑单元在使用中布置在包装材料片材的相对侧上并且能够沿着基本上正交于包装材料的第一方向相对于彼此在以下构造之间移动：

-打开构造，其中第一模塑单元和第二模塑单元沿着第一方向彼此

间隔开，从而允许包装材料片材在它们之间进给；以及

-闭合构造，其中第一模塑单元和第二模塑单元与包装材料片材接触配合，以便界定适于用熔融的塑性材料填充的第一模腔。

特别地，第一模腔适于容纳片材覆盖部分并且适于用熔融的塑性材料填充以形成糖果形部分并且将熔融的塑性材料注塑在片材覆盖部分的第一侧上。

此外，根据已知的构造，第一模塑单元包括一对半模，它们相对于第一方向对称地彼此面对，并且能够沿着基本上平行于包装材料的第二方向在以下位置之间移动：

-打开位置，其中半模沿着第二方向彼此间隔开；以及

-闭合位置，其中半模接触配合，以便限定也适于用熔融的塑性材料填充的多个另外的模腔。

特别地，两个半模在处于闭合位置时界定：适于形成开启装置的拉动构件的至少第二模腔，以及适于形成开启装置的倾倒口的第三模腔。

通常，一旦完成模塑操作，第一模塑单元和第二模塑单元从闭合构造移动到打开构造，并且两个半模从闭合位置移动到打开位置。

详细地，上述移动在脱模过程中发生，即一旦完成将塑性材料注入腔中并且已经将塑性材料冷却到足以使第一模塑单元、第二模塑单元和两个半模可以与塑性材料分开，并且可以从模塑设备中取出开启装置，就发生上述移动。

特别地，第一模塑单元、第二模塑单元和两个半模必须移动远离塑性材料(与其拆离和分开)而不损害塑性材料的完整性和所需的最终形状。

尽管提供了一种用于在包装材料片材上注塑开启装置的功能上有效的方法，但是已知的模塑设备仍然有待进一步改进，特别是为了进一步改善脱模操作并且使脱模时间最小化。

技术实现要素：

因此，本发明的一个目的是提供一种模塑设备，其设计成以简单且低成本的方式满足上述需要。

该目的通过如下文条款1所述的模塑设备实现。

具体而言，本发明的一些方面可以阐述如下：

1.一种构造成在包装材料片材(2)上注塑开启装置(3)的模塑设备(1)，所述开启装置(3)被注塑在所述包装材料片材(2)的模塑区域(8)上，以及所述包装材料片材(2)适于包装可倾倒产品；所述模塑设备(1)包括第一模塑单元(11)和第二模塑单元(12)，所述第一模塑单元(11)和所述第二模塑单元(12)在使用中被布置在所述包装材料片材(2)的相对侧上并且构造成与所述包装材料片材(2)接触配合，以便在所述包装材料片材(2)上在所述模塑区域(8)处注塑所述开启装置(3)的壁部分(13)；

所述第一模塑单元(11)依次包括能够在以下位置之间移动的第一模塑元件(17)和第二模塑元件(18)：

-闭合位置，其中所述第一模塑元件(17)和所述第二模塑元件(18)接触配合，以便界定适于用熔融材料填充以形成所述开启装置(3)的拉动构件(15)的模腔(19)的至少一部分，所述拉动构件(15)设计成在使用中被拉动以撕开所述壁部分(13)；以及

-打开位置，其中所述第一模塑元件(17)和所述第二模塑元件(18)彼此间隔开；

所述模腔(19)至少通过由所述第一模塑元件(17)限定的第一表面(20)和由所述第二模塑元件(18)限定的第二表面(21)界定；

其特征在于，所述模塑设备(1)还包括第三模塑单元(23)，其构造成与所述第一模塑元件(17)和所述第二模塑元件(18)配合，以便与所述第一模塑元件(17)和所述第二模塑元件(18)一起界定所述模腔(19)；

所述第三模塑单元(23)限定第三表面(24)，所述第三表面(24)在所述第一模塑元件(17)和所述第二模塑元件(18)处于所述闭合位置时面向所述第一表面(20)和所述第二表面(21)，由此与所述第一表面(20)和所述第二表面(21)一起界定所述模腔(19)；

所述第三表面(24)成形为在所述第一模塑元件(17)和所述第二模塑元件(18)处于所述闭合位置时与所述第一表面(20)和所述第二表面(21)等距。

2.如条款1所述的模塑设备，其中所述第三模塑单元(23)构造成在以下位置之间移动：

-第一位置，其中所述第三模塑单元(23)与所述第一模塑元件(17)和所述第二模塑元件(18)配合，以便与所述第一模塑元件(17)和所述第二模塑元件(18)一起界定所述模腔(19)；以及

-第二位置，其中所述第三模塑单元(23)与所述第一模塑元件(17)和所述第二模塑元件(18)间隔开。

3.如条款2所述的模塑设备，其中所述第三模塑单元(23)构造成沿着基本上正交于所述包装材料片材(2)的第一方向(a)在所述第一位置和所述第二位置之间移动。

4.如条款3所述的模塑设备，其中所述第一模塑元件(17)和所述第二模塑元件(18)相对于基本平行于所述包装材料片材(2)并且基本上正交于所述第一方向(a)的第二方向(b)布置在所述第一模塑单元(11)的相对侧上，并且能够沿着所述第二方向(b)在所述闭合位置和所述打开位置之间移动；

并且其中所述第一表面(20)和所述第二表面(21)相对于所述第二方向(b)倾斜相应的倾斜角(c，d)。

5.如条款4所述的模塑设备，其中所述第一表面(20)和所述第二表面(21)相对于所述第二方向(b)倾斜相应的相等和相反的倾斜角(c，d)。

6.如条款4或5所述的模塑设备，其中所述第一表面(20)和所述第二表面(21)相对于所述方向(b)倾斜大于1°的相应的倾斜角(c，d)。

7.如条款6所述的模塑设备，其中所述第一表面(20)和所述第二表面(21)相对于所述第二方向(b)倾斜大于2°的相应的倾斜角(c，d)。

8.如条款7所述的模塑设备，其中所述第一表面(20)和所述第二表面(21)相对于所述第二方向(b)倾斜范围在2°和15°之间的相应的倾斜角(c，d)。

9.如条款8所述的模塑设备，其中所述第一表面(20)和所述第二表面(21)相对于所述第二方向(b)倾斜范围在2°和10°之间的相应的倾斜角(c，d)。

10.如条款4至9中任一项所述的模塑设备，其中所述第三模塑单元(23)在使用中被布置成相对于所述第二方向(b)在所述第一模塑元件(17)和所述第二模塑元件(18)之间。

11.如前述条款中任一项所述的模塑设备，其中所述第三表面(24)包括在使用中平行于所述第一表面(20)的第一部分(25)，以及在使用中平行于所述第二表面(21)的第二部分(26)。

12.如前述条款中任一项所述的模塑设备，其中所述模腔(19)具有恒定的厚度。

13.如前述条款中任一项所述的模塑设备，其中所述模腔(19)具有基本上v形的横截面。

14.如前述条款中任一项所述的模塑设备，其中所述第一模塑单元(11)和所述第二模塑单元(12)能够相对于彼此在以下构造之间移动：

-闭合构造，其中所述第一模塑单元(11)和所述第二模塑单元(12)与所述包装材料片材(2)接触配合，以便界定至少一个另外的模腔(14)，所述另外的模腔(14)容纳所述模塑区域(8)并且适于用熔融材料填充，以形成所述开启装置(3)的所述壁部分(13)；以及

-打开构造，其中所述第一模塑单元(11)和所述第二模塑单元(12)彼此间隔开。

15.如前述条款中任一项所述的模塑设备，其中所述包装材料片材(2)至少包括第一层(4)和第二层(5)；所述模塑区域(8)通过由片材覆盖部分(10)覆盖的至少一个通孔(9)限定；

所述通孔(9)仅穿过所述第一层(4)形成并且被所述第二层(5)的所述片材覆盖部分(10)覆盖。

附图说明

将参考附图以示例的方式描述本发明的非限制性实施方案，其中：

图1是根据本发明的且构造成在包装材料片材上注塑开启装置的模塑设备的立体剖视图，其中为清楚起见移除了一些部件；

图2和3是图1的模塑设备在两种不同操作条件下的较大比例的侧剖视图；

图4以较大的比例示出了图2的模塑设备的细节，其中为清楚起见移除了一些部件；

图5是图1的模塑设备的另一侧的另一侧剖视图，其中为清楚起见移除了一些部件；以及

图6是图1的包装材料片材的示意性剖视图。

具体实施方式

参考图1，标记1总体上表示模塑设备，该模塑设备构造成在适于包装可倾倒产品的包装材料片材2上注塑由塑性材料制成的开启装置3。

特别地，片材2构造成被形成、密封和折叠，以便获得适于容纳可倾倒食品(例如奶、水、果汁等)的相应包装(未示出)。

特别参考图6，片材2包括用于提供刚度和强度的可以由纤维材料(例如纸)或矿物填充的聚丙烯材料制成的基层4；以及覆盖层布置5。

详细地，覆盖层布置5包括第一覆盖层5a和第二覆盖层5b，它们均由热封塑性材料(例如聚乙烯薄膜)制成，并且覆盖基层4的两侧。

在用于长期储存产品的无菌包装的情况下，覆盖层布置5还包括由气体阻隔材料(例如铝箔或乙烯-乙烯醇(evoh)薄膜)制成的阻隔层6，其叠覆在第二覆盖层5b上，并且又被覆盖层布置5的第三覆盖层5c覆盖，所述第三覆盖层5c由与第一覆盖层5a和第二覆盖层5b相同的热封塑性材料制成。

特别地，第三覆盖层5c形成最终包含可倾倒食品的包装的内表面。

换言之，第一覆盖层5a、第二覆盖层5b、阻隔层6和第三覆盖层5c限定通过层压工艺施加到基层4的层压层。

片材2还包括模塑区域8，随后注塑一个相应的开启装置3到所述模塑区域8上。

根据所示的该非限制性优选实施方案，模塑区域8由可移除部分限定，例如所谓的预层压孔9，即仅穿过片材2的基层4形成并由覆盖层布置5(即由第一覆盖层5a、第二覆盖层5b、阻隔层6和第三覆盖层5c)覆盖的通孔。

特别地，预层压孔9包括开启装置3的片材覆盖部分10，所述片材覆盖部分10由上述层压层制成并且封闭形成在基层4中的通孔。

优选地，片材覆盖部分10是覆盖层布置5的整体部件。

在未示出的替代实施方案中，片材覆盖部分10可以仅由第一覆盖层5a、第二覆盖层5b、阻隔层6和第三覆盖层5c中的一个或多个制成。例如，片材覆盖部分10可以只由阻隔层6制成。

在未示出的另一替代实施方案中，模塑区域8可以由通孔限定，在这种情况下，所述通孔是穿过片材2的整个厚度而形成的，并且由限定片材覆盖部分10的贴片覆盖。

在未示出的又一替代实施方案中，模塑区域8可以由通孔限定，在这种情况下，所述通孔是穿过片材2的整个厚度形成的；在这种情况下，形成开启装置3的熔融的塑性材料直接覆盖通孔。

在所示的该非限制性优选实施例中，片材覆盖部分10具有基本上细长的形状(图5)。

如图1至图5所示，模塑设备1包括第一模塑单元11和第二模塑单元12，所述第一模塑单元11和第二模塑单元12在使用时布置在片材2的相对侧上并且构造成与片材2接触配合，以便在片材覆盖部分10的第一侧10a上注塑开启装置3的壁部分13。优选地，第一侧10a是片材覆盖部分10的最终面向包含可倾倒食品的包装的内部环境的一侧。

特别地，壁部分13与片材覆盖部分10一起限定包装的用户可撕掉部分，该用户可撕掉部分构造成由用户撕开，以打开包装。

如图2和3所示，第一模塑单元11和第二模塑单元12能够沿着基本上正交于片材2的第一方向a相对于彼此在以下构造之间移动：

-闭合构造，其中第一模塑单元11和第二模塑单元12与片材2接触配合，以便界定容纳模塑区域8(即容纳片材覆盖部分10)的第一模腔14，所述第一模腔14适于用熔融的塑性材料填充(图2)；以及

-打开构造，其中第一模塑单元11和第二模塑单元12沿着方向a彼此间隔开，已经完成模塑操作，从而允许进给另一模塑区域8，即另一片材覆盖部分10(图3)。

详细地，第一模腔14适于用熔融的塑性材料填充，以形成开启装置3的壁部分13。

以这种方式，在片材覆盖部分10的第一侧10a上注塑壁部分13。

如图1、图2、图4和图5中可见，在模塑期间，即当第一模塑单元11和第二模塑单元12处于闭合构造时，注入的塑性材料被推动以在预定的刺穿区域处刺穿片材覆盖部分10(由注射压力和第一模腔14的几何形状导致)，以便形成：

-拉动构件，优选拉片15，其从片材覆盖部分10的与第一侧10a相对的第二侧10b突出，并且设计成由用户拉动，以便引起壁部分13的撕开，从而引起用户可撕开部分的撕开；以及

-倾倒口16，其也从第二侧10b突出并且构造成一旦包装在用户的作用下打开和排空就引导可倾倒产品从所述包装中排出。

更具体地，片材覆盖部分10首先被刺穿，然后通过熔融的塑性材料重新密封。此外，拉片15和倾倒口16从壁部分13一体地突出，因此一体地形成为一个单独件。

如图5中可见，拉片15具有细长形状，并且包括从壁部分13横向突出的弯曲部分，以及在片材覆盖部分10上方从弯曲部分延伸的直部分。

为了形成拉片15和倾倒口16，第一模塑单元11包括一对半模，特别是第一半模17和第二半模18，它们布置在第一模塑单元11的相对侧上，优选地相对于基本上平行于片材2并且基本上正交于方向a的第二方向b彼此面对。

此外，第一半模17和第二半模18能够沿着方向b在以下位置之间移动：

-闭合位置，其中第一半模17和第二半模18接触配合，以便界定适于用熔融的塑性材料填充以形成拉片15的第二模腔19的一部分(图2)；以及

-打开位置，其中第一半模17和第二半模18沿着方向b彼此间隔开(图3)。

详细地，第二模腔19由第一半模17和第二半模18在上方界定。

更详细地，第二模腔19由第一半模17限定的第一表面20和由第二半模18限定的第二表面21在上方界定(图4)。

此外，第一半模17和第二半模18在处于闭合位置时界定适于用熔融的塑性材料填充以形成倾倒口16的第三模腔22(图5中可见)。

有利地，模塑设备1还包括第三模塑单元23，其在使用中布置成相对于方向b在第一半模17和第二半模18之间，并且构造成沿着方向a在以下位置之间移动：

-第一位置，其中第三模塑单元23与第一半模17和第二半模18配合，以便与第一半模17和第二半模18一起界定第二模腔19(图2)；以及

-第二位置，其中第三模塑单元23与第一半模17和第二半模18间隔开(图3)。

特别地，第三模塑单元23包括直立延伸部分27，其从第三模塑单元23沿着方向a并且朝向片材2一体地延伸，并且在使用中相对于方向b位于第一半模17和第二半模18之间。

详细地，直立延伸部分27限定第三表面24，当第一半模17和第二半模18处于闭合位置时，所述第三表面24面向第一表面20和第二表面21两者，从而与第一表面20和第二表面21一起界定第二模腔19(图1、图2和图4)。

更详细地，当第一半模17和第二半模18处于闭合位置并且第三模塑单元23处于第一位置时，第三表面24面向第一表面20和第二表面21，从而在下方界定第二模腔19。此时，第二模腔19被完全限定并准备用熔融的塑性材料填充以形成拉片15，特别是形成拉片15的直部分。

更具体地，拉片15的直部分形成在第二模腔19的直分支19a中，而拉片15的弯曲部分形成在第二模腔19的弯曲分支19b中。

特别地，如图5中可见，弯曲分支19b与直分支19a流体连接。

根据所示的该非限制性优选实施方案的操作技术，第一模塑单元11和第二模塑单元12从闭合构造到打开构造的相对移动、第一半模17和第二半模18从闭合位置到打开位置的移动以及第三模塑单元23从第一位置到第二位置的移动在脱模期间发生，即一旦完成将塑性材料注入第一模腔15、第二模腔19和第三模腔22，并且塑性材料已经冷却到足以从模塑设备1中移除，就发生上述移动。

特别地，第一半模17、第二半模18和第三模塑单元23必须移动远离形成拉片15的模塑塑性材料(与其拆离和分开)，而不损害模塑塑性材料的完整性和所需的最终形状。

为此目的，如图4中可见，第一表面20和第二表面21相对于方向b倾斜相应的倾斜角c和d。

特别地，倾斜角c和d限定相应的所谓的“拔模角”，其在第一半模17和第二半模18在脱模期间从闭合位置移动到打开位置时，提供第一表面20和第二表面21在形成拉片15的直部分的塑性材料上的最小拖拽(minimumdrag)。

换言之，第一表面20和第二表面21越倾斜，即倾斜角c和d的宽度越大，在第一半模17和第二半模18朝向打开位置移动时第一表面20和第二表面21在使用中在拉片15的直部分的上表面上施加的拖拽越小。

以这种方式，限制了在脱模期间对塑性材料的磨损或移除。

此外，第三表面24成形为当第一半模17和第二半模18处于闭合位置时，与第一表面20和第二表面21等距。因此，第二模腔19的厚度是恒定的。

特别地，第三表面24包括在使用中平行于第一表面20的第一部分25，以及在使用中平行于第二表面21的第二部分26。

更具体地，第一部分25相对于方向b的倾斜角与第一表面20的倾斜角c相同。类似地，第二部分26相对于方向b的倾斜角与第二表面21的倾斜角d相同。

以这种方式，模塑的拉片15的所得厚度是恒定的，并且可以根据当第三模塑单元23在第一位置中移动时直立延伸部分27(即第三表面24)与第一表面20和第二表面21的接近程度来调节。

在所示的该特定示例中，倾斜角c和d是相等的并且相对于方向b是相对的。

因此，第一表面20和第二表面21在第一半模17和第二半模18处于闭合位置时限定倒v形轮廓。

类似地，第三表面24具有倒v形轮廓。

鉴于上述情况，第二模腔19并且因此拉片15都具有相对于方向a对称的大致v形的横截面，特别是倒v形的横截面。

详细地，倾斜角c和d的相应宽度在1°和15°之间，更详细地在2°和10°之间。

根据未示出的替代实施方案，第一表面20和第二表面21可以具有不同的倾斜角。

下面描述模塑设备1的操作，从以下状态开始：第一半模17和第二半模18处于闭合位置，第三模塑单元23处于第一位置，并且第一模塑单元11和第二模塑单元12处于闭合构造。

在这种状态下，第一模腔14、第二模腔19和第三模腔22被限定并准备好接收熔融的塑性材料。

一旦注射完成并且形成开启装置3的塑性材料已经充分冷却，第一模塑单元11就开始沿着方向a朝着打开构造移动，从而与保持静止的第二模塑单元12拆离。

同时，第一半模17和第二半模18开始沿着方向b彼此分开并朝向打开位置移动，从而移动远离拉片15。

同时，第三模塑单元23从第一位置移动到第二位置。

此时，开启装置3完全形成并且注塑在片材2的片材覆盖部分10上。

一旦操作完成，在第一模塑单元11和第二模塑单元12之间就进给另一片材2，并且循环重复该操作。

根据前面的描述，根据本发明的模塑设备1的优点将是清楚的。

特别地，第三模塑单元23的存在和第三表面24的形状允许获得第二模腔19的(减小的)恒定厚度，并且因此获得拉片15的直部分的(减小的)恒定厚度，同时保持足够高的倾斜角c和d。

更具体地，由于模塑设备1的上述构造，倾斜角c和d至少等于未配备第三模塑单元23的模塑设备的倾斜角。

因此，这些特征允许避免拉片15的高厚度部分，从而使形成拉片15的熔融的塑性材料的冷却时间最小化，并且降低了总成本。

同时，倾斜角c和d允许执行安全的脱模操作，从而限制了对塑性材料的任何磨损或移除。

因此，改善了整个注塑操作的有效性，同时保持了脱模操作的有效性。

显然，可以对如本文所述的模塑设备1进行改变，但是所述改变不脱离所附权利要求中限定的保护范围。

特别地，第二模腔19可具有基本上矩形的横截面。

在该最后构造中，第一表面20和第二表面21以及第三表面24将相对于方向b具有零倾斜度(倾斜角c和d的大小将为0°)。

因此，第一半模17和第二半模18将必须沿着方向a在闭合位置和打开位置之间移动，以便避免对拉片15的任何拖拽，并因此避免对塑性材料的任何磨损或移除。