专利名称：具有u形封桩的山墙顶纸盒以及形成该封桩的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及山墙顶容器的顶棱的密封，确切地说，本发明涉及在把纸盒毛坯折叠成山墙顶容器时所产生的开口的密封。
背景技术：
山墙顶纸盒的应用在本世纪已有许多年历史。由于其特有的简单性和易密封，因此用作牛奶和桔子汁之类液体食品的包装容器大受欢迎。但近年来它们被用来盛装从弹药直到泻盐等种种产品。一般用由纸板之类材料层压成的长方形纸盒毛坯折叠成山墙顶纸盒。纸盒毛坯上有许多折叠线以便于把该毛坯折叠成纸盒。
在数十年的发展中，包装机制造厂家设计出了许多方法来形成、灌装和密封山墙顶纸盒。当今，最流行的山墙顶纸盒包装机适合于接受侧边密封好的纸盒毛坯。把纸盒毛坯的相对垂直侧边密封在一起即构成一多边形(通常为长方形)管体。把该管体套到一可转动心轴轮上，该心轴轮把该管体转动到各位置，从而把从该心轴向外伸出的该管体折叠并密封成纸盒底部。
在形成盒底后，把该纸盒从该心轴送到一灌装工段而把产品灌装入该纸盒。紧接着就把该纸盒顶部折叠成山墙形并热封而完成该包装工艺。按照这些原理工作的现有包装机的一个例子可见Martensson等人的美国专利No.3,789,746。
在把容器的各顶部折叠成熟悉的山墙形时，会在顶棱中部形成一开口。该开口从容器内部通到外部。因此，为了防止产品泄漏，必须封住该开口。
过去用一在该开口处的水平或垂直伸展的封桩(stake)来封住顶棱的该开口。在密封时，用一对密封夹板夹紧该顶棱。两夹板上有用来形成该封桩的突起部。
现有封桩的形状会撕破开口处的隔层材料，从而容物可接触纸板。当容物为牛奶或桔子汁之类液体时，容物就会“渗透”顶棱的纸板层。这一“渗透”随着产品在货架上搁久会使顶棱的密封性下降，而且还会造成产品累积在顶棱中，从而消费者在打开纸盒时感到有异味。
发明概述为克服现有技术许多问题而提出了一种纸盒，它应用一封桩(stake)，该封桩在顶棱的开口的相对两边有相间距的两腿，该两腿把该开口两边的隔层材料压向该开口而密封该开口。在一实施例中，该纸盒在山墙顶容器的顶棱处使用一倒U形封桩。在该实施例中，该容器包括第一、第二、第三和第四山墙顶折片和第一、第二、第三和第四顶棱折片。这些山墙顶折片和顶棱折片上有许多刻痕线，从而可沿着这些刻痕线把这些折片折叠成具有一顶棱的山墙顶。该顶棱至少用这些顶棱折片折成，在打上封桩前，有一从容器内部伸出的开口必须予以密封。在该顶棱上形成该倒U形封桩来封住该开口。
该倒U形封桩包括由一弧形部相连的相对两腿。该相对两腿部位于该开口相对两边的纵向上，而该弧形部横越该开口而用作后援封桩。
本发明还设计了形成倒U形封桩的装置和相应方法。按照用来形成该封桩的装置的一实施例，使用了一由一板构成的密封夹板，该夹板有一平面部。该板上有一从该平面部突起的倒U形凸脊，该倒U形凸脊夹紧山墙顶纸盒的顶棱而密封比方说上述开口。
按照一种形成倒U形封桩的方法，设置其上的突起有倒U形凸脊的第一夹板，另外还设置一具有平面部的第二夹板。把山墙顶容器的位置放置成当两夹板夹紧时第一和第二夹板可夹紧顶棱。当两夹板互相夹紧时，它们夹紧顶棱而用倒U形封桩封住该开口。
通过结合下列附图的详细说明可显然看出本发明的其它目的和优点。
附图简述
图1为纸盒毛坯的平面图；图2为用图1纸盒毛坯折叠成的山墙顶纸盒的立体图；图3为山墙顶纸盒的俯视图，其中，该顶部局部合上，以便说明如何把纸盒毛坯折叠成山墙顶；图4为图3纸盒的俯视图，其中所有构成山墙顶的折片已折叠到合上位置；图5为山墙顶纸盒的侧视图，其中，用一倒U形封桩封住顶棱的开口；图6为图5纸盒的俯视图，说明该开口的密封；图7为密封好的图5山墙顶纸盒的侧视图；图8为用来形成U形封桩的一密封夹板的立体图；
图9为图8密封夹板的侧视图；图10为图8密封夹板的正视图；图11为使用图8密封夹板密封山墙顶纸盒的顶棱的立体图，其中，两夹板处于打开状态；图12为使用图8密封夹板密封山墙顶纸盒的顶棱的立体图，其中，两夹板合上而夹紧该顶棱；图13为使用图8密封夹板密封山墙顶纸盒顶棱的视角反转图，其中，两夹板在密封顶棱后打开；图14为山墙顶纸盒的立体图，其中，盒底也包括一山墙顶和底棱；并且顶棱和底棱都用倒U形封桩密封。
对优选实施例的详细说明图1示出用来折叠成山墙顶纸盒的纸盒毛坯20。该毛坯20可以是多种层压纸板结构中的任何一种。例如，该毛坯可以用制作牛奶盒的那种低密度聚乙烯/纸板/低密度聚乙烯结构的层压纸制成。在这类层压纸中，低密度聚乙烯层用作隔层而起码保护纸板不受潮。也可使用其它层压纸板结构，从而用一层或多层隔层保护纸板。
毛坯20用许多垂直折线25和水平折线30加以划分。垂直折线25从纸盒毛坯的顶部T伸展到底部B，而水平折线30大致伸展在纸盒毛坯的宽度上。这些垂直和水平折线25、30把纸盒毛坯划分成五张垂直纸材35a-e、五张山墙顶折片40a-e和五张顶棱折片45a-e。山墙顶折片40b和40d上都有一对会聚折线50。山墙顶折片40c和40e上都有一成角度的折线55。
可把图1毛坯20折叠成图2的山墙顶容器60。折叠时，垂直纸材35b-e构成容器60的各面。山墙顶折片40b-e构成山墙顶结构，而顶棱折片45b-e构成顶棱70。把山墙顶折片40b和40d折叠到一起而构成山墙顶结构65。同样把山墙顶折片40c和40e折叠到一起并覆盖在折片40b和40d上而构成山墙顶结构65。顶棱70从山墙顶结构65向上伸出。成角度折线55位于容器60的打开端75而使容器60的山墙顶折片40c-e和顶棱折片45c-45e在打开该容器时可展开。打开端75的各折片可回复到其合上位置，以便用户需要时至少是局部密封该容器。打开端75与封闭端85相对。
图3为说明如何把毛坯20折叠成山墙顶纸盒60的山墙顶结构65和顶棱70，并示出各折片相对位置的俯视图。如图所示，山墙顶折片40b和40d向里折叠到一起，从而把顶棱折片45b和45d也推到一起。但顶棱折片45b和45d不互相重叠，因此在顶棱70的打开端75和封闭端85之间的中部形成如图4所示一开口80。该开口80从容器内部通到容器外部。开口80在容器内的部分可与容器的容物接触，因此必须密封该开口80。
图5示出一加到容器60的顶棱70上的倒U形封桩90。如图所示，该倒U形封桩90包括由一弧形部100相连的相对两腿部95。两腿部95纵向伸展在开口(现已合上)80的相对两边，而弧形部100横越在开口80上部。当在顶棱70中形成两腿部95时，开口80相对两边的隔层材料被推向开口中心而有效地消除该开口并密封该开口而防止容器容物泄漏。
尽管封桩处的隔层材料会破裂，但容物无法渗透纸板。两腿部95并不覆盖在容器的可接触到容器容物的内部部位之上。因此，纸板因隔层破裂而露出的部分无法接触容器容物。此外，由于开口的相对两边因紧靠而密封，因此在倒U形封桩90的弧形部100处露出的纸板无法接触容器容物。万一在把开口两边的隔层材料推向一起时未能密封开口80，弧形部100也能起到通常的水平封桩的作用而保持该封口的整体性。
该密封的山墙顶可包括垂直封桩102以便进一步密封顶棱70。由于这些封桩并不覆盖在容器容物上，在这些封桩处一般不会发生渗透问题。图6和7还示出密封的山墙顶俯视图和侧视图。
图8-10示出一用来形成倒U形封桩90的密封夹板105，如图所示，该密封夹板105包括一块具有平面部分115的板110。从该平面部115上突起一倒U形凸脊120。该U形凸脊120包括由一弧形凸脊130相连的相对的两腿部凸脊125。在两相对腿部凸脊125之间有一弧形凹部135。弧形凹部135的半径和该倒U形凸脊120的尺寸决定于有待密封的开口的大小以及纸盒的各层纸的结构。
该密封夹板105上还有其它构件。密封夹板105上有一对用来把该夹板装到一包装机上的穿孔140。为此还设有一导槽145。若干直线凸脊150突起在平面部上而用来形成进一步密封山墙顶纸盒的顶棱70的垂直封桩102。
图11-13示出如何用密封夹板105把一倒U形封桩加到山墙顶纸盒的顶棱170上。在一包装机中，密封夹板105与一平板160并置。一个折叠好并经灌装的未密封山墙顶纸盒165放置在该密封夹板105和平板160之间而使其未密封顶棱170位于它们之间。如图12所示，相互移拢夹板105和平板160而夹住该纸盒的顶棱170，从而使倒U形凸脊120的相对两腿部125紧抵开口180的两相对纵向边。使夹板105和平板160用力夹紧顶棱170而把该封桩打印到顶棱170上。当施加该力时，两相对腿部125把开口180两边的纸材压向开口中心，从而有效地合上该开口而防止容物从中泄漏。开口在容器容物紧上方的部位在此密封过程中不会破裂，从而打印上倒U形封桩不会造成渗透现象。
图13为把密封夹板105和平板160从图12所示位置分开后的具有一密封顶棱170′的山墙顶纸盒165的视角反转图。密封后，纸盒在已密封的开口180′上方有U形封桩90，此外还有封桩102。
图14为具有顶部山墙结构190和顶棱195以及底部山墙结构200和底棱205的一山墙顶纸盒185的立体图。该顶棱中有一倒U形封桩210以及若干垂直封桩215。同样，底棱205中有一密封底棱205的开口的倒U形封桩220。虽然未专门示出，该底棱中同样可有垂直封桩、顶部和底部的U形封桩210、220可使用上述密封夹板按照上述方法形成。
与顶部山墙结构190不同，底部山墙结构200没有界定开口端的刻痕线。这是因为，虽然并非必需，该部山墙结构200和底棱205通常在灌装后压扁，以便把容器放平在一表面上。
虽然上面结合具体实施例说明了本发明，但熟悉本技术领域的人士可看出，在后附权利要求限定的本发明范围和精神内可对之作出种种改动。
权利要求
1.一种山墙顶纸盒，包括a)一山墙顶；b)一从该山墙顶伸出的棱；c)一用来密封该棱的一开口的倒U形封桩。
2.按权利要求1所述的山墙顶纸盒，其中，该倒U形封桩包括由一弧形部相连的相对两腿，该相对两腿位于该棱的该开口的相对两边的纵向上。
3.按权利要求1所述的山墙顶纸盒，其中，该山墙顶纸盒有一开口端和一封闭端，该棱伸展在该开口端和该封闭端之间，该倒U形封桩形成在该棱的该开口端与该封闭端之间的中部位置。
4.按权利要求1所述的山墙顶纸盒，进一步包括形成在该棱上的一直线形封桩。
5.一种具有用来存装一容物的内部和外部的山墙顶纸盒，该山墙顶纸盒包括a)第一、第二、第三和第四山墙顶折片；b)第一、第二、第三和第四顶棱折片；c)这些山墙顶折片和顶棱折片有许多刻痕线，从而可沿着其中的至少某些刻痕线折叠成一山墙顶，该山墙顶上伸出一顶棱，该顶棱至少由顶棱折片折成，折叠顶棱折片时形成一从纸盒内部伸出的开口；以及d)一形成在该顶棱上、以便密封该开口的倒U形封桩。
6.按权利要求5所述的山墙顶纸盒，其中，该倒U形封桩包括由一弧形部相连的相对两腿部，该相对两腿部位于该开口的相对两边。
7.按权利要求6所述的山墙顶纸盒，进一步包括a)一根或多根界定该山墙顶纸盒的开口端的刻痕线，该山墙顶纸盒有一与该开口端相对的封闭端；以及b)一形成在该顶棱上该山墙顶纸盒的该开口端与该封闭端之间中部位置的倒U形封桩。
8.按权利要求7所述的山墙顶纸盒，进一步包括a)一形成在该顶棱上该山墙顶的封闭端处的第一直线封桩；以及b)一形成在该顶棱上该山墙顶的开口端处的第二直线封桩。
9.按权利要求6所述的山墙顶纸盒，进一步包括一形成在该顶棱上的直线封桩。
10.一用来密封山墙顶纸盒的顶棱的开口的密封夹板，该密封夹板包括a)一块具有平面部的板；b)一从该板的该平面部突起的一般为倒U形的凸脊，该凸脊用来紧抵山墙顶纸盒的顶棱。
11.按权利要求10所述的密封夹板，其中，一般为倒U形的该凸脊包括由一弧形凸脊相连的相对的第一和第二腿以及伸展在第一和第二腿之间的具有预定半径的弧形凹部。
12.按权利要求10所述的密封夹板，该山墙顶纸盒有一开口端、一与该开口端相对的封闭端以及一伸展在该开口端与该封闭端之间的顶棱，从该板的一般为平面的部分突起的该倒U形凸脊用来紧抵山墙顶纸盒的顶棱上，该倒U形凸脊一般位于该开口端与该封闭端之间的中间部位。
13.按权利要求10所述的密封夹板，其中，从该板的一般为平面的部分突起的该倒U形凸脊的形状做成相对第一和第二腿纵向地紧抵该开口的相对两边。
14.一种密封山墙顶容器的顶棱中的开口的方法，该方法包括下列步骤a)提供一其上突起有一倒U形凸脊的第一夹板；b)提供一有一平面部的第二夹板；c)把该山墙顶容器放置成当第一和第二夹板互相靠拢时第一和第二夹板夹住该顶棱；d)夹紧第一和第二夹板而以倒U形封桩密封该顶棱的开口。
15.按权利要求14所述的密封山墙顶容器的顶棱的方法，其中，该山墙顶容器有一开口端、一与该开口端相对的封闭端和一伸展在该开口端与该封闭端之间的顶棱；夹紧第一和第二夹板的步骤还包括在夹紧第一和第二夹板时以顶棱上一般在该开口端与该封闭端之间中间部位处的一倒U形封桩密封该顶棱。
16.按权利要求14所述的密封山墙顶容器的顶棱的方法，其中，提供第一夹板的步骤还包括提供其上突起有一倒U形凸脊的第一夹板，而该倒U形凸脊有一对由一弧形凸脊相连的相对的腿部凸脊。
17.按权利要求16所述的密封山墙顶容器的方法，进一步包括在该对相对的腿之间设置一弧形凹部。
18.一种密封山墙顶容器的顶棱的开口的方法，该开口从该容器的内部伸出，该方法包括下列步骤a)提供其上突起有一倒U形凸脊的第一夹板，该倒U形凸脊包括相对的两腿和伸展在该相对两腿之间的一弧形部；b)提供一有一平面部的第二夹板；c)把该山墙顶容器放置成第一和第二夹板相互靠拢时夹住该顶棱；以及d)用第一和第二夹板夹紧顶棱，该倒U形凸脊的相对两腿紧抵开口的相对两边而把开口两边的纸材压向开口中心从而密封该开口。
19.按权利要求18所述的密封山墙顶容器的顶棱的方法，其中，提供第一夹板的步骤还包括在相对两腿之间设置一具有预定半径的弧形凹部。
20.一种山墙顶纸盒，包括a)一山墙结构；b)从该山墙结构伸出的一顶棱；c)位于该顶棱的开口相对两边纵向上、用来密封该开口的一对垂直封桩。
21.按权利要求20所述的山墙顶纸盒，其中，该对垂直封桩由一弧形封桩相连而构成一倒U形封桩。
22.一种密封山墙顶容器的顶棱的开口的方法，该开口从该容器内部伸出，该方法包括下列步骤a)提供其上突起有一对相对的腿部凸脊的第一夹板；b)提供一具有平面部的第二夹板；c)把该山墙顶容器放置成第一和第二夹板互相靠拢时夹住该顶棱；d)用第一和第二夹板夹紧该顶棱，该相对两腿部凸脊沿纵向夹紧该开口的相对两边而把该开口相对两边纵向上的纸材压向该开口的中心部位从而密封该开口。
23.按权利要求22所述的密封山墙顶容器的顶棱的方法，其中，提供第一夹板的步骤还包括在相对两腿之间设置一具有预定半径的弧形凹部。
24.一种山墙顶纸盒，包括a)顶部的一山墙结构；b)从该顶部山墙结构伸出的一顶棱；c)位于该顶棱的开口相对两边纵向上、用来密封该开口的第一对垂直封桩；d)底部的一山墙结构；e)从该底部山墙结构伸出的一底棱；以及f)位于该底棱的开口相对两边纵向上、用来密封底棱的该开口的第二对垂直封桩。
25.按权利要求24所述的山墙顶纸盒，其中，第一和第二对垂直封桩都由一弧形封桩相连而在所述顶棱和底棱上分别形成U形封桩。
全文摘要
一种使用一封桩(90)的山墙顶纸盒，该封桩具有位于一开口两边纵向上的相间距的两腿(95)，该开口是在一纸盒毛坯折叠成该山墙顶纸盒时形成的，该相间距的两腿把该开口两边的纸材压向该开口中心而密封该开口。该封桩可做成倒U形。此外还设计了形成该封桩的方法和装置。
文档编号B31B3/64GK1138307SQ94194609
公开日1996年12月18日 申请日期1994年12月1日 优先权日1993年12月22日
发明者肯尼思·米勒德·伊诺 申请人:泰特拉·兰沃控股和信贷公司