具有拉链密封的垂直直立袋的制作方法

专利名称：具有拉链密封的垂直直立袋的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用改良的垂直成型，填充，和密封包装机械构建的具有垂直的角支撑和一个完整的拉链密封的垂直直立袋，以及制造这种袋的方法，其提供了一种适于小吃类食品的零售业的单片结构的直立袋。本发明可以使用现有的薄膜转换器和包装技术以很少的成本增加和很少的改动就可以生产一种具有完整的拉链密封的直立包装。
3.相关技术描述垂直成型，填充，和密封包装机械通常用于小吃食品工业用来成型，填充和密封盛放片类或其它相似形式产品的袋。这种包装机械从薄板轧辊上得到包装膜片，并在产品传送筒周围将所述膜片成型为垂直管。这种垂直管是沿着其长度垂直密封来形成一种后部的密封。这种机械应用一对热密封钳或者贴条对的管形成水平横向密封。这种横向密封作为下一个袋的顶部密封及前面已经填充和成型的袋的底部密封。将要被包装的食品，例如薯片，落入产品传送筒和成型管中并且盛放在底部横向密封上面的管中。包装填充完成后，将膜管向下推送，拉出另一个包装长度。在产品上方进行横向密封，这样就在膜管内密封了产品并形成了产品的包装。所述的横向密封下面的包装通过水平横切密封区域从剩余的膜管中分离。
在该过程中使用的包装膜是典型的通过膜转换器形成的复合聚合材料产品。例如，

图1中示出的一种用于包装薯片和类似产品的现有技术中的复合膜，所述的复合膜的横切面示意图示出每一个独立存在的层。图1显示了内部或者产品侧面，层16是典型的金属化的定向聚丙烯(“OPP”)或者金属化的聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)。层16接下来是碾压层14，典型地是聚乙烯挤出的，以及印色或图画层12。印色层12是典型地用来表达一个通过透明的外层10可以看见的图画层的，其中层10具有代表性的是OPP或PET。
图1中所示的现有技术的膜组合物非常适合用于垂直成型和填充的食品包装机械。通常是用薄层的铝来进行金属化的内层16提供了很好的阻隔作用。OPP或PET在外层10和内层16中的应用进一步使得在形成包装的横向密封或后面密封中可以将膜的任意表面与任何其它表面进行热密封。可替换的是，可以用于外层12的材料不能自密封，例如纸层或非密封聚合层，因此只有内层16可以用作密封层。
使用如图1所示的膜组合物形成的典型的后面密封如图2a和2b所示。图2a是在膜状管上形成后面密封的“重叠密封”实施例的示意图，其可以在外层和内层膜密封到一起时使用。图2b显示了膜状管上形成后面密封的“翅片密封”的实施例，其可以在当外层不适合作密封层时使用。
参考图2a，如箭头所示的区域中内金属层26的一部分与外层20的一部分紧密配合形成了重叠密封。该区域中的密封是通过向该区域中的膜施加热和压力来实现的。如图2a中所示的这种重叠密封设计保证了盛放在这种成型包装袋中的产品由于金属化的内层26而免受印色层的影响。
如图2b中示出的翅片密封同样保证了盛放在这种成型包装袋中的产品由于金属化的内层26而免受墨水层的影响。此外，外层20不接触任何产品。然而，在图2b所示的实施例中，内层26是折起的并且在箭头所示的区域是同自己密封起来的。此外，这种密封是通过对所述区域的膜施加热和压力来实现的。
使用垂直的成型，填充，和密封包装机械无论是采用重叠密封还是采用翅片密封的形式来构建标准的包装袋，其最终结果都是如图3a所示的具有水平定向的上下横向密封条31，33的包装袋。这种包装袋是指现有技术中的“垂直柔韧性包装袋”或“枕型袋”，并且通常用来包装小吃类食品例如薯片，玉米饼片，以及其它各种各样的片状的挤出的产品。图2a和2b所提到的后面密封是沿着袋的垂直方向进行的并且比较典型的是在如图3所示的包装袋的中央，这里在图3a中未示出。由于由横向密封条33形成的如图3a中所示的包装袋是以狭窄的，单一的边为基础的，因此这种现有技术中的包装袋当其以一边直立的时候就不是非常稳定。这种不足已经在现有的包装工业中通过开发了水平直立袋进行了改进，例如图4a，4b和4c中所示的实施例。通过参考所述附图可见，这种水平直立袋具有相对较宽的和平坦的具有两个相接边的基底47。这使得包装袋可以基底47放置时处于直立状态。但是，这种直立袋的生产不是使用标准的直立成型，填充，和密封机械，而是反过来，使用一种昂贵的和相对较慢的3-片结构的袋成型，填充，和密封机械。
参考图4b和4c，现有技术中的水平直立袋是通过将三个单独的薄膜片结合在一起来构建的，分别为，前片41，后片43，以及一个基片45。将前片41和后片43围绕其各自的边密封起来，优选利用热密封。然后，首先沿着基片45的外边将其与前面41和后片43的底部的外边固定起来，最优选的如图4c所示。同样的，优选利用热密封将基片45与前片41和后片43紧密配合在一起。这种用三个片成型的水平直立的包装袋与采用标准的成型，填充，和密封成型的垂直柔韧性包装袋相比显然需要更高的成本。
使用这种水平直立袋的进一步不足在于水平直立袋包装机械的初始成本的支出，与垂直柔韧性包装袋相比在包装过程中需要增加气体充入体积，增加改变袋的大小时的停机时间，减慢了袋的成型速度，并且降低了袋的尺寸范围。例如，一台由美国的Klick Lock Woodman of Georgia公司生产的北极星型的垂直成型，填充，和密封机械，其生产效率是每分钟60-100袋，每台机器售价大约$75,000.00。而一台典型的由密歇根州的Roberts Packaging of Battle Creek公司生产的水平直立袋生产机械，其袋生产能力为每分钟40-60袋，代表性的售价为$500,000.00。标准的垂直成型，填充，和密封包装的膜的成本接近每袋$.04，相比较而言水平直立袋成本大致需要其两倍多。水平直立袋还需要超过两倍的氧气或氮气充入量。对水平直立袋的尺寸进行改变还需要多消耗两个小时，而代表性的，垂直成型和填充机械可以几分钟内完成对袋尺寸的改变。而且，水平直立袋机械生产的典型袋尺寸从4oz.到10oz.，而垂直成型和填充机械可以生产的典型袋尺寸范围从1oz.到24oz。
但是，相对垂直成型，填充和密封机械而言，水平直立袋机械的一个目前的优势是相对简单的添加一个在袋顶部加入拉链密封条的步骤来实现对袋的再次封口。垂直成型，填充，和密封机械特别需要实质性的改进和/或使用预安装在平定向的膜上的拉链密封条密封用于密封水平横向密封的密封贴边。
现有技术中另外一种可替换的用于生产可直立袋的方法是构建一个如图3b所示的平底的袋。这种袋的构建方法类似于上面现有技术所述的枕头袋。但是，为了在袋的每个边上形成垂直的角撑板37，垂直成型，填充，和密封机械必须进行实质性的改变，即在密封架的相对边上添加两个活动装置，其向内和向外移动以接触包装膜管，从而形成折缝并最终形成图3b中所示的角撑板37。特别是，当管筒被向下推送形成下一个袋时，两个三角成型设备向包装膜管水平地移动，直到由于接触这些移动的三角成型设备，在横向密封的上部的包装膜管上又形成两个垂直的的折缝。当两个三角成型设备如此接触包装管筒的时候，下部横向密封33形成了。由外层30所形成的包装是不能密封的，例如纸。这导致了当形成横向密封31，33时，沿着包装的每个直立边的V-型角撑板37的形成。当三角成型设备继续与包装材料管接触时，产品经过成型管落入到用底部横向密封33对其一端进行密封的包装膜管中。三角成型设备随后从所接触的包装膜管移开，并且膜被向下推送以形成下一个包装。该过程如此重复以至于形成上面包装的底部横向密封33和下面包装的上部横向密封31。这种横向密封然后被切断，从而从机械上释放出如图3b所示的成型的填充的带有独特的直立角撑板37的包装袋。
上述所描述的现有技术方法由于V-型垂直角撑板37的原因形成了具有相对较宽底部的包装。因此，其通常是指现有的具有平坦底部的袋子。这种平底袋与前述的水平直立袋相比优势在于它是在带有主要改动的垂直成型，填充，和密封机械上形成的。但是，现有技术中制造平底袋的方法还存在很多显著的缺陷。例如，改动垂直成型，填充，和密封机械使其包括移动的三角-成型装置的成本支出为大约每台机械$30,000.00。将垂直成型，填充，和密封机械从标准的枕型袋外形改变到直立袋外形的改变时间较长，大约需要接近1.25个工时。全部移动部件增加需要在每个包装袋成型周期中三角-成型设备移进和移出所述位置，也增加了垂直成型，填充，和密封机械的复杂性，不可避免地产生了维修问题。重要的是，用移动三角-成型设备进行改良的垂直成型，填充，和密封机械运行起来显著地比没有这种设备的垂直成型，填充和密封机械慢，因为这些移动部件形成了垂直的角撑板。例如，生产6英寸乘9英寸的袋，使用三角-成型移动设备改动过的垂直成型，填充，和密封机械其最大运行速率是在每分钟15-20个袋的范围。标准的没有这种改动的垂直成型，填充，和密封机械其生产相似尺寸的枕型袋的速率是大约每分钟40个袋。
因此，需要存在一种方法通过使用直立成型，填充，和密封机械技术和简单的片状包装膜来形成一种外形和功能与现有技术中的水平直立袋或平底袋相似的直立袋。进而，还需要一种方法将拉链密封应用到这种使用直立成型，填充，和密封机械技术的成型直立袋中。这些方法与水平直立袋相比应该可以降低每个袋的膜成本，便于改变尺寸，以及很少的资本费用，以及保持典型的垂直成型，填充，和密封机械在生产枕头袋产品时的产率。这类方法应该可以理想地生产具有拉链密封的垂直直立袋或者平底袋，以及不需要向标准垂直成型，填充，和密封机械中加入复杂的或者移动的部件就可以利用通常的材料形成标准的垂直柔韧性包装袋。
发明概述本发明涉及一种使用垂直成型，填充和密封机械生产带有拉链密封机构的袋或包装，其中袋或包装由单片材料构成。垂直成型，填充，和密封机械可以是被特定的构建用来生产这种包装或者使用快速更换模块进行些微改动的标准的垂直成型，填充，和密封机械，所述的快速更换模块包含一个在靠近成型/填充管位置形成的带有纵向凹槽的线上张力插入装置以及一对位于成型/填充管下面的成型板以及至少一个安装在机械框架上的不动的打褶装置。打褶装置位于一对成型板之间，因此当包装形成的时候沿着其长度方向产生一个垂直的折缝相反地，拉链密封机构的长度应该与插入的包装的垂直的折缝形成的边相对的边纵向长度相当。拉链密封机构主要包括两个互锁和相对的元件，其中每一个元件包括侧面部分和从侧面部分伸出的突起部分，所述的侧面部分与另一个元件上互补的侧面部分相互互锁。
拉链密封机构优选来自于供卷筒，其将拉链密封机构配送入垂直成型、填充和密封机械的成型/填充管内部或附近形成的纵向槽道内。拉链密封机构的长度沿着连接带的方向可以包括一个连续的拉链密封机构长度或者几个分开的拉链密封机构长度片段。
当材料形成筒形时拉链密封机构的长度与包装材料相符。在纵向加热密封装置对管状成型材料形成垂直的后部密封之前，一个可替换的热密封机构可使每一个构成拉链密封机构的互锁元件至少一部分的突起部分贴在管状成型材料的内表面上。
位于成型/填充管底部的张力插入装置将包装膜撑起使拉链密封机构被推到包装的内部，因此在膜和拉链密封机构的互锁侧面之间产生了一个顶部空间。顶部空间的产生改进了接下来应用于包装的横向密封带的密封质量。
当使用本发明制造垂直直立袋时，包装的图形从其标准状态转动了90°。当这种袋子用于展示时，在这种成型的包装上的横向密封是垂直定向的。因此，当拉链密封机构位于最后所得到的包装顶端的内部时，垂直的折缝位于最后所得到的包装的底部。
公开的方法和形成的包装是对现有技术中水平直立袋或包装的充分改进的结果。使用现有的垂直成型，填充，和密封机械实施该方法只需要非常少的改动。这里不涉及移动部件或钳架的实质性的改动。垂直成型，填充，和密封机械可以利用一个简单的模块改变轻易地改回到枕型袋构型的生产。同样用作枕型袋的原料的金属化或光亮的薄层也可以应用到本发明中从而节省每个袋的成本。
本发明还包括带有成型板和快速更换模块的张力插入装置，当生产垂直直立袋时，张力插入装置位于与褶缝成型板对面的成型管一边上。该模块可以轻易地安装到成型管的底部，因此生产可以简单并快速的恢复到标准枕型袋的生产。
本发明上述的其它的特点和优势通过下面给出的具体实施例将更为清楚。
附图的简要说明相信本发明的新颖性特征已列于附带的权利要求中。但是，本发明自身以及优选的实施例，本发明的进一步目的和优势，将通过参考下面关于实施例的详细说明并当其与附图一起阅读时而得到更好的理解，其中图1是现有技术中包装膜的横截面示意图；图2a是说明现有技术中重叠密封形成的包装膜管的横截面示意图；图2b是说明现有技术中翅片密封形成的包装膜管的横截面示意图；图3a是现有技术中垂直柔韧性包装袋的透视图；图3b是现有技术中平底袋的透视图；图4a，4b和4c是现有技术中水平直立袋的立体透视图；图5a是利用本发明的方法在垂直直立袋实施例中成型的包装膜管的横截面示意图；图5b是利用本发明的方法在平底袋实施例中成型的包装膜管的横截面示意图；图5c是利用本发明的方法在具有拉链密封的垂直直立袋的实施例中成型的包装膜管的横截面示意图；图5d是图5c中采用本发明的方法在具有拉链密封的垂直直立袋的实施例中成型的包装膜管的横截面示意图的顶部的放大图；
图6a是与垂直成型，填充，和密封机械中的成型管和密封钳有关的本发明垂直直立袋实施例中打褶装置，成型板，和张力杆的分体透视图；图6b是与垂直成型，填充，和密封机械中的成型管和密封钳有关的本发明平底袋实施例中打褶装置和成型板的分体透视图；图6c是与垂直成型，填充，和密封机械中的成型管和密封钳有关的本发明具有拉链密封的垂直直立袋的实施例中打褶装置，成型板，和拉链插入装置的分体透视图；图7a和7b是本发明垂直直立袋的透视图；图7c和7d是本发明具有拉链密封的垂直直立袋的透视图；图8是本发明打褶装置的一个实施例的透视图；图9a是本发明中位于成型管下面的快速更换模块的一个实施例的分体透视图；图9b是安装在成型管底部的快速更换模块的一个实施例的剖视图，所述剖面是沿着图9a中直线9b-9b的方向；和图9c是本发明快速更换模块的一个实施例的分体侧视图；图10是在本发明中的成型，填充，和密封包装机械中使用的包括拉链密封机构的互锁拉链部件的一个实施例的横截面图；图11是根据本发明的具有拉链密封的适于生产直立袋的成型，填充，和密封包装机械的简单透视图；图12a是拉链热密封条的第一实施例的简单剖视图，所述的剖面是沿着图11中直线12-12的方向；图12b是拉链热密封条的第二实施例的简单剖视图，所述的剖面是沿着图11中直线12-12的方向；图13a是本发明中位于成型管下面的拉链插入快速更换模块的一个实施例的分体透视图；图13b是本发明中安装在成型管底部的拉链密封插入快速更换模块的一个实施例的剖视图，其中所述剖面是沿着图13a中直线13b-13b的方向；图13c是如图13a中所示的本发明拉链密封插入快速更换模块实施例中转换张力装置的反向透视图；和图13d是转换张力装置的简单剖视图，所述的剖面是沿着图13c中直线13d-13d的方向。
当在附图的不同图形中使用时，相同的数字代表相同的或相似的零件。此外，当名词“顶部”，“底部”，“第一”，“第二”，“上面”，“下面”，“高度”，“宽度”，“长度”，“末端”，“侧面”，“水平”，“垂直”，以及相似的名词在这里使用时，应该理解为这些名词只是参照附图中所示的结构而言以及它们的使用仅仅是为了帮助描述发明。
所有的附图都仅仅是为了便于解释本发明的基本教义；在本发明的以下教义被阅读和理解之后，对附图所示的零件在数量，位置，关联和尺寸上进行扩展以形成优选的实施例是可以被理解的或者是在本领域技术人员的知识范围内的。进而，在本发明的以下教义被阅读和理解之后，与特定的力，重量，强度，和类似的要求相适应的确切尺寸和尺寸比例也同样在本领域技术人员的知识范围内。
本发明的详细描述A垂直直立袋图5a和6a示出本发明方法在用于生产垂直直立袋时所使用的基本部件。除非另外指出否则所有的附图中的相同的附图标记用来表征同一个相应部件。图5a是本发明方法所形成的包装材料(膜)管的横截面示意图。图5a中给出了紧接图6a中的成型管101下面的包装膜管的横截面。该包装膜管包括外层116和内层110，并可以包括本技术领域中用于生产标准垂直柔韧性包装袋的代表性材料，例如图1中所讨论的。图5a中的管是通过密封具有垂直背部密封的膜片来形成的，正如前面在讨论现有技术中垂直成型和填充机械方法中所描述的那样。
图6a显示了成型管101，其在很多方面属于典型的使用在现有技术的垂直成型，填充，和密封机械中的成型管。成型管101可以是圆筒，具有矩形截面，或者任意的外形，但是优选为如图所示的圆筒。图5a中所示的膜首先绕着图6a中的成型管101进行成型。该成型管101以分体显示但是其通常是整个安装到垂直成型，填充，和密封机械上。图6a中还示出一对现有技术中的密封钳108，同样是以分体显示的。在图6a中没有显示出的是密封钳架，密封钳108安装在该密封钳架上而位于成型管101之下。
如前面所述，现有技术中生产垂直柔韧性包装袋包括直接将连续的包装膜包围在成型管101上。背部密封是在单层膜上形成的，从而可以包围着成型管101形成一个膜管。密封钳108在所形成的包装膜管上闭合，从而形成了底部横向密封。产品随后通过成型管101落入包装膜管中。然后该管由于与转动带(未示出)之间的摩擦作用而被向下拽，并且密封钳108用来在管内产品的上方形成下一个横向密封。随后密封被水平地切断，由此在下面已经填充好的袋的顶部形成一个顶部横向密封，在上面的包装膜管上形成一个底部横向密封。如上面所述的现有技术操作中包装膜的定向是垂直于膜的纵向传送方向的，从而更利于机械的操作者在膜通过成型管101时对其进行观察。当这种成型袋被放在零售展示托架上，而且是如图3a中所示的以其底部横向密封33进行摆放时，这种定向使消费者可以看到在已经成型的现有技术袋上的图形39。如下面将要进一步描述的，本申请人发明中的包装膜上图形的方向是将已有技术的方向转了90°，使得当膜穿过图6a所示的成型管101被拉动时，从垂直成型和填充机械的操作者的角度来看该图形进行了侧转。换句话说，包装膜上的图形是垂直于膜的行进方向而定向的。
本发明在现有技术的垂直成型，填充，和密封机械中加入了三个基本部件。两个成型板104和一个张力杆102用来从管内使包装膜管保持张力，如图5a中箭头所示。如图6a中所示，成型板104和张力杆102可以直接安装到成型管101上或者，也可以安装到垂直成型，填充，和密封机械的任意支承结构上，只要这种成型板104和张力杆102固定在包装材料管内部，在成型管101底部之下，并且在热密封钳108之上。
通过位于所述成型板104之间的固定的或不动的打褶装置106在膜的外侧施加压力，且与成型板104所提供的张力方向相反，所述打褶装置106在这里也可被称为打褶杆106。打褶杆106优选安装到垂直成型，填充，和密封机械的密封架上并且可以沿着所有三个轴(内/外，上/下，和前/后)的方向进行调整。可选择的，打褶杆106可以安装到垂直成型，填充，和密封机械的框架上或者膜管外任意其它可以实现其功能的位置。在所有三个轴向上可以进行调节使得打褶杆106可以被轻易地拆除从而实现将这种垂直成型/填充机械转变回标准操作模式，并且，在如图6b中所示的实施例中，通过压力螺丝162来实现此转变，所述压力螺丝162在拧紧时可以将打褶杆106锁定就位。打褶杆106是可以调节的，但是不同于现有技术，它在操作过程中是不动的或是固定的。因此，本发明是对现有技术的充分改进，因为在袋生产过程中打褶装置中没有移动的部件。当提到打褶杆106为“不动的”或者“固定的”的时候，申请人就是试图说明这种改进。由于这种不动的打褶杆的特征，袋生产速率可以与典型的枕型袋生产速率相当。
当向前移动入位时(即，向着成型板104的方向)，打褶杆106在两个成型板104之间的包装膜管上提供了褶缝或折痕。该折缝在密封钳108形成横向密封前形成。因此，一旦形成了横向密封，该折缝就成为了包装一侧的整体特征。垂直成型和填充机械此后基本按照现有技术中所描述的方式进行操作，使用密封钳108形成一个下部横向密封，产品通过成型管101而进入到密封的包装膜管中(其目前在一侧具有折缝)，然后形成上部横向密封，从而完成包装。但是在现有技术包装和本申请人的包装之间存在的主要不同是，利用所述的固定的装置在其一侧形成了折缝(其随后成为了包装袋的底部)，和本发明所使用的包装膜上的图案被定向，使得当成型的包装以带有折缝的端部立起的时候，图案容易被消费者看到。
图7a和7b中显示了本发明的成型包装的一个实施例，其显示了具有如前所述被定向的图像179的包装膜116的外层。从图7a和7b中可以看出，本发明的垂直直立袋的结构与图3a中所述的现有技术中的垂直柔韧性包装袋相比，有些技术特征是相同的。但是，本发明垂直直立袋一旦以其底部站立时其横向密封131，133是垂直的，如图7b中所示。如图7a所示，折缝176是由图5a和6a中所述的打褶杆106和成型板104形成的。
返回到图6a，可结合到本发明中的另一个可选择的特征是在成型管101的内部使用分流板160。这种分流板160，如在实施例中所描述的，包括一个垂直地焊接到成型管101内部的平板，其从成型管101的底部开始向上延伸一定的距离(例如，至少2或3英寸)，然后，在这里将其密封到成型管101的内侧。
在优选的实施例中分流板160实现两个功能。首先，分流板160使落入到成型管101中的产品远离包装膜上将要形成折缝的区域。第二，分流板160，可以用作气体或氮气充入的通道。在这种情况下，分流板160在成型管101底部靠上的某些位置将分流板160的顶部与成型管101进行密封。在这种密封的下面(未示出)可以在成型管101内钻一个孔从而在外部气体源(例如，氮气或者氧气)和在分流板160和成型管101的内部所形成的腔体之间提供气体流通。如图6a中所示分流板160是一个平板，但是应该可以理解其可以是任意不同的形状，例如，具有一个曲面，只要它可以实现转移产品使其远离膜管上形成折缝的区域这样的作用。
通过使用分流板160作为气体充入的通道，本发明可以无需在成型管101内放置单独的气管，所述单独的气管在现有技术中一般用于完成相同的功能。由分流板160和成型管101的内表面形成的相对较大体积的通道的额外的好处是，与现有技术中的气管相比，其可以在低得多的气体速率下向填充的并且部分成型的袋中充入相对较大体积的气体。这使得使用本实施例填充包装时，其可以容纳轻质量的产品，而这种产品在现有技术的充气管中很可能被吹回到成型管中。
图8介绍了打褶杆106的一个优选实施例。该实施例中打褶杆106包括连接在支承体182上的头部180。在支承体182和头部180内钻有一个气体通道184，如图8中的虚线所示。该气体通道184提供了气体的流通，即从外部气体源(未示出)经过支承体182，头部180，最后从三个孔186排出。气体通道184允许对加压气体(一般是空气)进行计量喷射，其有助于保持图5a中所示的折痕在整个成型和密封操作中都是拉紧的，而不需要在袋的成型过程中将打褶杆来回移动。应该注意的是在整个操作过程中(袋的生产)，打褶杆106是一直不动的。还应该注意的是头部180一定不能超过由打褶杆106和成型板104形成的折缝的全长。进而，应该可以理解当密封钳108在膜管上闭合时，膜管的横向尺寸发生了改变。所有这些事实都使在从孔186中喷出的加压气体的使用过程中得以补偿。加压气体保持了在整个成型和密封操作过程的不同阶段中形成的褶皱上的压力的稳定。气体喷射可以是连续的，但优选的是，在完成横向密封而将膜向下拉动以制作下一个包装袋时，计量启动空气的喷射。
头部180可以包括任意非粘性材料但是优选是含氟聚合物，例如Teflon。在一个可选择的实施例中，打褶杆106可以包括一个头部180涂覆了含氟聚合物的一体化的金属片。当包装膜被推动到成型管之下时，头部180的弯曲接触区域允许其连续形成如图5a中所示的折痕，而不会将包装膜撕裂。虽然示出了三个孔186，但头部180可以包括从一开始的任意数量的孔。
当如图6a中所示的密封钳108形成横向密封时，为了进一步弥补膜管宽度的改变，应该注意到张力杆102沿着张力杆102的长度从所述膜管的中心向外弯曲，而成型板104通过水平铰链165铰接。如果张力杆102是以其它方式设计的(如，严格垂直的)则就会在接近横向密封的膜管区域出现过度的松弛。当下部横向密封形成时，包括水平铰链165的成型板104可以稍稍向内折叠(即，朝着相互对着的方向)。否则，包装膜管在该步骤中会被成型板104的顶端撕裂。
本发明提供了更经济的方法来生产直立袋及其制造方法，其与现有技术中的水平直立袋相比具有很多优点。
下表1给出了这些优点的例子

如上面所提到的并且将在下面进一步进行描述，连续的提供拉链模式在本申请人的发明中是可行的，其利用现有的垂直成型，填充，和密封机械技术是不能实现的。这是因为用于本发明的包装膜上的膜图案的定向的原因。因为这种图案从现有技术转动了90°，随着包装膜形成管并随后进行包装，拉链密封可以在成型管上以垂直线连续形成。这对于现有技术是不可能的，因为拉链密封的连续垂直带的这种定向将使得，一旦包装形成并站立进行展示时，这种密封处于垂直定向。
本发明进一步提供了对于现有技术中生产平底袋方法的改进。因为本申请人的发明的这种打褶装置在袋成型过程中是固定的，本发明就无需推动膜管以形成角撑板的移动部件。取消这种移动部件可以提高袋的生产效率，显著降低转变成枕型袋生产模式所需要的转换时间，并且显著的减少了维修问题。
B.平底袋图5b和图6b示出本发明方法在用于生产平底袋时所使用的基本部件。图5b是本发明方法形成的包装材料(膜)管的横截面示意图。图5b中给出了紧接图6b中的成型管101(如图5b中虚线所示)下面的包装膜管的横截面。该包装膜管包括外层116和内层110，并可以包括本技术领域中用于生产标准垂直柔韧性包装袋的代表性材料，例如图1中所讨论的。然而，从下面讨论的一些原因可以了解清楚，本发明这种袋的优选实施例包括一个外层116，其本身是不可密封的，例如纸。图5b中的管是通过密封具有垂直背部密封的膜片来形成的，正如前面在讨论现有技术中垂直成型和填充机械方法中所描述的那样。
图6b显示了成型管101，其在很多方面属于典型的使用在现有技术垂直成型，填充，和密封机械中的成型管。成型管101可以是圆筒，具有矩形截面，或者任意的外形，但是优选为如图所示的圆筒。图5b中所示的膜首先绕着图6b中所示的成型管101进行成型。该成型管101以分体显示但是其通常是整个安装到垂直成型，填充和密封机械上的。图6b中还示出了一对现有技术中的密封钳108，同样是以分体显示的。图6b中没有显示出的密封钳架，密封钳108安装在该密封钳架上而位于到成型管101之下。
如前面所述，现有技术中生产垂直柔韧性包装袋包括直接将连续的包装膜包围在成型管101上。背部密封是在单层膜上形成的，从而可以包围着成型管101形成一个膜管。密封钳108在所形成的包装膜管上闭合，从而形成了一个底部横向密封。产品随后通过成型管101落入包装膜管中。然后该管由于与转动带(未示出)之间的摩擦作用而被向下拽，并且密封钳108用来在管内产品的上方形成下一个横向密封。随后密封被水平地切断，由此在下面已经填充好的袋的顶部形成一个顶部横向密封，在上面的包装膜管形成一个底部横向密封。如上面所述的现有技术操作中包装膜的定向是与垂直于膜的纵向传送方向的，从而更利于机械的操作者在膜通过成型管101时对其进行观察。当这种成型袋被放在零售展示架上，而且是如图3a中所示的以其底部横向密封33进行摆放时，这种定向使消费者可以看到在已经成型的现有技术袋上的图形39。
本发明在现有技术的垂直成型，填充，和密封机械中加入了两个基本部件。两个成对的不动的或固定的成型板104，105用来从管内使包装膜管保持张力，如图5b中箭头所示。如图6b中所示出的，成型板104，105可以直接安装到成型管101上，或者，也可选择的安装到垂直成型，填充，和密封机械的任意支承结构上，只要这种成型板104，105固定在包装材料管内部，在成型管101底部之下，并且在热密封钳108之上。
通过位于所述成型板104，105之间的不动的或固定的打褶机构106，107在膜的外侧施加张力，且在与成型板104，105所提供的张力方向相反，所述打褶机构在这里可被称为指打褶杆106，107。打褶杆106，107优选安装到垂直成型，填充，和密封机械的密封架上并且可以沿着三个轴(内/外，上/下，和前/后)的方向进行调整。可选择的，打褶杆106，107可以安装到垂直成型，填充，和密封机械的框架上或者在膜管外任意其它可以实现其功能的位置。在所有三个轴向上可以进行的调整使得打褶杆106，107可以被轻易地拆除从而实现将这种垂直成型和填充机械转变回标准操作，并且，在如图6b中所示的实施例中，通过张力螺丝162来实现此转变，所述张力螺丝162在拧紧时可以将打褶杆106，107锁定就位。打褶杆106，107是可以调节的，但是不同于现有技术，它们在操作过程中可以是固定的或者是不动的。因此，本发明是对现有技术的充分改进，因为在袋生产过程中打褶机构中没有移动的部件。当提到打褶杆106，107为“不动的”或“固定的”的时候，申请人就是试图说明这种改进。由于这种不动的打褶杆的特征，袋生产速率可以与典型的枕型袋生产速率相当，改型成本非常低(例如每台机械3千到4千美元)，并且不需要附加的维护费。
当向前移动入位时(即，向着成型板104，105的方向)，打褶杆106，107在两个成型板104，105之间的包装膜管上提供了折缝或折痕。该折缝在由密封钳108形成横向密封前形成。因此，一旦形成了横向密封，该折缝就成为了包装两侧的整体特征，指角支撑。如图3b中所示，角支撑37在每个水平横向密封31，33上都形成了“V”形，因为用于形成袋的包装膜的外层包括一种不能自我密封的材料，例如纸。在一个可选择的实施例中，膜的外层30包括一种能够自我密封的材料，因此图3b中给出了封闭的“V”形角支撑末端。
在横向密封形成后，垂直成型和填充机械此后基本按照现有技术中所描述的方式进行操作，使用密封钳108形成一个下部横向密封，产品通过成型管101而进入到密封的包装膜管中(其目前在两个相对的边上具有垂直的折缝)，然后形成上述上部横向密封，从而完成包装。但是在现有技术包装和本申请人的包装之间存在的主要不同是，在本发明包装中角支撑是利用所述的固定机构在包装的每个边上形成的。
图3b中显示了本发明的成型包装的一个实施例，其显示了具有如前所述被定向的图案38的包装膜的外层30。从图3b中可以看出，本发明平底袋的结构与图3a中所示的现有技术的垂直柔韧性包装袋相比有些技术特征是相同的。图3b显示了角支撑37是由在图5b和6b中进行了讨论的打褶杆106，107和成型板104，105形成。
返回到图6b，可结合到本发明中的另一个可选择的特征是在成型管101的内部使用一个或两个分流板160。这种分流板160，如在实施例中所描述的，包括一个垂直地焊接到成型管101内部的平板，其从成型管101的底部开始向上延伸一定的距离(例如，至少两或三英寸)，然后，在这里将其密封到成型管101的内侧。
在优选的实施例中分流板160实现两个功能。首先，分流板160使落入成型管101的产品远离包装膜管上将要形成折缝的区域。其次，如果成型管101被适当地密封，分流板160可以用作气体或氮气充入的通道。在这种情况下，至少一个，但是优选两个分流板160在成型管101底部靠上的某些位置将分流板160的顶部与成型管101进行密封。在该密封(未示出)的下面，可以在成型管101内钻出一个或多个孔从而在外部气体源(例如，氮气或氧气)和在分流板160和成型管101的内部形成的腔体之间提供气体流通。如图6b中所示分流板160为一个平板，但是应该可以理解其可以是任意不同的形状，例如，具有一个曲面，只要它们可以实现转移产品使其远离膜管上形成的折痕的区域这样的作用。
通过使用一个或多个分流板160作为气体充入的通道，本发明可以无需在成型管101内放置单独的气管，所述单独的气管在现有技术中一般用于完成相同的功能。由分流板160和成型管101的内表面形成的相对较大体积的通道的额外的好处是，与现有技术中的气体管相比，其可以在低得多的气体速率下向填充的并且部分成型的袋中充入相对较大体积的气体。这使得在实施本发明填充包装时，其可以容纳较轻重量的产品，而这种产品在使用现有技术的充气管时可能被吹回到成型管中。
图8给出了打褶杆106的一个优选实施例。该实施例中打褶杆106包括连接在支承体182的头部180。在支承体182和头部180内钻有一个气体通道184，该气体通道184在图8中以虚线示出。此气体通道184提供了气体的流通，即从外部气体源(未示出)，通过支承体182，头部180，最后从三个孔186中排出。气体通道184可以允许加压气体(一般是空气)进行计量喷射，该加压气体的计量喷射有助于保持图5b中所示的折痕在整个成型和密封过程中都是拉紧的状态，而不需要在袋成型过程中来回移动打褶杆。应该注意到的是在操作过程中(制造包装袋成)期间，打褶杆106一直是不动的。还应该注意的是头部180一定不能超过由打褶杆106和成型板104形成的折缝的全长。进而，应该可以理解当密封钳108在膜管上闭合时，膜管的横向尺寸发生了改变。所有这些事实使在由从孔186喷出的加压气体的使用过程中来补偿。加压气体保持了在整个的成型和密封操作中的不同阶段形成的褶皱上张力的稳定。空气喷射可以是连续的，但优选的是，在完成横向密封而将膜向下拉动以制作下一个包装时，计量启动空气的喷射。
头部180可以包括任何非粘性材料，但是优选含氟聚合物，例如特氟纶(Teflon)。在一个可选择的实施例中，打褶杆106可以包括一个一体化的金属片，该金属片的头部180用含氟聚合物涂覆。当包装膜被推动到成型管之下时，头部180的弯曲接触区域允许其连续形成如图5b中所示的折痕，而不会将包装膜撕裂。虽然示出了三个孔186，但头部180可以包括从一开始的任意数量的孔。
在由图6b所示的密封钳夹108形成横向密封时，为了进一步弥补该膜管的宽度的改变，应该注意到成型板104，105是通过一个水平铰链165来铰接的。当下部横向密封形成时，成型板104，105包括水平铰链165，该水平铰链165可以使成型板稍稍向内折叠(即，朝着相互对着的方向)。否则，包装膜管会在该步骤中会被成型板104，105的顶端撕裂。
本发明提供了更为经济的方法来生产平底袋及其制造方法，其与现有技术中的水平直立袋相比具有很多的优点。
下面的表2中列举了优点的例子。

进而，利用本申请人的发明进行了修改的成型，填充，和密封机械的运行速率是不能包括在现有技术的生产平底袋的修改中的，因为那种修改型中在整个操作过程中使用了三角成型设备并且其是来回移动的。实际上，本申请人发明的袋生产速率是现有技术中生产同类袋方法的速率的两倍。
另外，本申请人的发明中取消了打褶机构上的相关移动部件，这就大大地减少了将垂直成型，填充，和密封机械转变成生产平底袋的时所需要的成本，同时也因此减少了维护成本。例如，生产时利用现有技术中的设备来将垂直成型，填充，和密封机械改变成用来生产平底袋的结构，每台需要大约$30,000.00的价格。本申请人的发明将垂直成型，填充，和密封机械改进时仅仅需要现有技术中成本的一小部分，大约是其的1/10。
C.拉链密封插入机构本发明的另一个实施例进一步包括用于生产在其内部具有拉链密封结构的直立袋的设备和方法。图5c和6c示出本发明方法在用于生产在其内部具有拉链密封的直立袋时使用的基本部件。除非另外说明，在所有的附图中相同的附图标记用来表示相同的相应部件。图5c是本发明方法形成的包装材料(膜)管的横截面示意图。图5c中给出了紧接图6c中成型管101下面的包装膜管横截面。包装膜管包括外层116和内层110，并且可以包括例如图1中所讨论的本领域中用于生产标准垂直柔韧性包装袋的代表性材料。图5c中的管是通过密封具有垂直背部密封的膜片来形成的，正如前面在讨论现有技术中垂直成型和填充机械方法中所描述的那样。
图6c显示了成型管101，其在很多方面属于典型的使用在现有技术垂直成型，填充，和密封机械中的成型管。成型管101可以是圆筒，具有矩形截面，或者是任意的外形。成型管101包括沿着一边形成的槽道188用来接受拉链密封机构220的长度。拉链密密封机构220通常是由供卷筒218提供的，其将拉链密封机构220输送到在垂直成型，填充，和密封机械的成型管101内或附近形成的纵向的槽道188中。
拉链密封机构220的长度沿着连接带的方向可以包括一个连续的拉链密封机构220长度或者几个分开的拉链密封机构220长度片段。如图10中所示，拉链密封机构220包括两个相对的并互相互索的拉链元件或部分222，226。拉链部分222，226的任意一个包括突起部分和一个互索侧面部分。例如，第一拉链元件222包括一个突起部分223和一个凸形的互锁侧面部分224；而第二拉链元件226包括一个突起部分227和一个凹形的互锁侧面部分228。
图5c中所示的包装膜首先绕着图6c中所示的成型管101进行成型。但是，在密封具有垂直背部密封的膜片之前，至少一部分的拉链密封机构220已经被密封到了包装膜的表面，其接下来将包括管的内表面110。这种成型管101是以分体的方式显示的但是通常是整体安装到垂直成型，填充，和密封机械上的。图6c中还显示了一对现有技术中的密封钳108同样是分体显示的。图6c中没有给出上面装有密封钳108的密封钳架，密封钳108安装在该密封钳架上而位于成型管101之下。
如前面所描述的，现有技术中生产垂直柔韧性包装袋的操作包括直接将连续的包装膜包围在成型管101上。背部密封在单层膜上形成的，从而可以产生包围着成型管101形成一个膜管。密封钳108在所形成的包装膜管上闭合，从而形成了底部横向密封。产品随后通过成型管101落入到包装膜管中。然后该管随后由于与转动带(未示出)之间的摩擦作用而被向下拽，并且密封钳108用来在管内产品的上方形成下一个横向密封。随后密封被水平地切断，由此在下面已经填充好的袋的顶部形成一个顶部横向密封，在上面的包装膜管上形成一个底部横向密封。如上面所述的现有技术操作中包装膜的定向是垂直于膜的纵向传送方向的，从而更利于机械的操作者在膜通过成型管101时对其进行观察。当这种成型袋被放在零售展示托架上，而且是如图3a中所示的以其底部横向密封33进行摆放时，这种定向使消费者可以看到在已经成型的现有技术袋上的图形39。如本发明先前实施例中所描述的，本申请人发明中的包装膜上图形的定向与现有技术中的定向相比转动了90°，这样当膜通过图6c所示的成型管101时从垂直成型，填充，和密封机械的操作者的角度来看这种图形就出现在了侧面。
本发明向现有技术的垂直成型，填充，和密封机械中加入了几个基本部件。两个成型板104和一个张力插入机构202用来从管内使包装膜管保持张力，如图5c中箭头所示。如图6c中所示，成型板104和张力插入机构202可以直接安装到成型管101上或，可选择的，安装到垂直成型，填充，和密封机械的任意支承机构上，只要成型板104和张力插入机构202固定在包装材料管内部，在成型管101底部之下，并在热密封钳108之上。
通过位于所述成型板104之间的固定的或不动的打褶装置106在膜的外侧施加压力，且与成型板104所提供的张力方向相反，所述打褶装置106在这里也可被称为打褶杆106。打褶杆106优选安装到垂直成型，填充，和密封机械的密封架上并且沿着所有三个轴(内/外，上/下，和前/后)的方向进行调整。可选择的，打褶杆106可以安装到垂直成型，填充，和密封机械的框架上或者膜管外任意其它可以实现其功能的位置。在所有三个轴向上可以进行调节使得打褶杆106可以被轻易地拆除从而实现将垂直成型和填充机械改回到标准操作模式，并且，在如图6c中所示的实施例，通过张力螺丝162锁定该打褶杆106，当张力螺丝162拧紧时，可以将打褶杆106锁定就位。由于打褶杆106是可以调节的，但是与现有技术不同，它在操作过程中它是固定的或不动的。因此，本发明是对现有技术的充分改进，因为在袋生产过程中打褶机构上没有移动部件。当提到打褶杆106，107为“不动的”或“固定的”的时候，申请人就是试图说明这种改进。由于这种不动的打褶杆的特征，袋生产速率可以与典型的枕型袋生产速率相当。
当该打褶杆106向前移动入位时(即，向着成型板104的方向)，打褶杆106在两个成型板104之间的包装膜管上形成了褶缝或折痕。这种褶缝是在由密封钳108形成横向密封之前形成的。因此，一旦形成了横向密封，该褶缝就成了包装一侧的整体特征。
本发明还包括沿着成型管101一侧形成的槽道188并且于从供卷筒218传送的拉链密封机构220的长度相配合。如下面将要解释的，槽道188可以是在成型管191侧壁上成型或加工的或者也可以在两个加热密封板之间的纵向的缝隙连接到成型管191的侧壁上形成。不考虑选择的实施例，该槽道188实现两个主要的功能。首先，槽道188有效地控制了拉链密封机构220的位置是沿着管内层110。第二，当突起部分223，227被热密封到成型管的内层110时，槽道188防止拉链密封机构220的互锁侧面部分224，228锁到一起。
因此，按照本发明，拉链密封机构220的长度与成型管101的上部相顺行，这样两个互锁的拉链部分222，226沿着成型管101的一侧形成的槽道188向下而相互咬合到一起。拉链密封机构220的相应突起部分223，227沿着成型管101的外表面是张开的从而不能覆盖另一个。按照传统的方式包装膜首先包围到成型管101的周围成形。但是，在利用垂直背部密封对膜片进行密封前，拉链密封机构220的每一个突起部份223，227的至少一部分被密封到了包装膜的表面，其随后组成了管的内表面110。因此，当成型管是按照传统方式向下推进成型管101时，密封在成型管内部的密封拉链机构220的长度也同样增长了。
参考图5c，5d，和6c，在成型管101的底部，槽道188穿过张力插入机构202，因此当张力施加到先前形成的管时，拉链密封机构220的相关突起部分223，237从成型管101的表面突出出来并且沿着张力插入机构202的两个突出板192a，192b弯曲因此撑起了密封在成型管内层110上两个相关的突起223，227之间的包装膜。这种撑起作用在膜和拉链密封机构220的互锁侧面部分224，228之间形成了一个顶部空间201。这种顶部空间201的形成改善了随后应用到包装上的横向密封的密封质量。
本发明的垂直成型，填充，和密封机械因此基本上按照先前描述的现有技术进行操作，利用密封钳108形成较低的横向密封，产品经过成型管101进入到密封的包装膜中(其目前一侧具有折缝另一侧有拉链密封)，及形成上部横向密封，从而完成了包装。
但是，现有技术包装和本申请包装的该实施例的主要区别，是使用所述的固定机构折缝在一侧形成(其随后成为了形成的包装的底部)，使用所述的槽道188和固定的张力插入机构202使一定长度拉链密封机构220密封到另一侧的内层110上(其随后成为了形成的包装的上部)，并且本发明所使用的包装膜上的图形是这样进行定向的，即当形成的包装以其底部摆放时通常折缝的底面在下而拉链密封的底面在上，这种图形可以被消费者看到。
图7c和7d中给出了本发明形成包装的实施例，其显示了具有如前所述被定向的图形179的包装膜的外层116。从图7c和7d中可以看出，本发明垂直直立袋的结构与现有技术中的如图3a中所示的垂直柔韧性包装袋具有一些相同的特征。但是，本发明垂直直立袋的横向密封131，133是垂直定向的，并且一旦该袋以其一侧进行摆放，如图7d中所示，垂直背部密封251是水平定向的。图7c中给出了由打褶杆106和成型板104形成的折缝176以及位于并密封于包装内侧的拉链密封机构220，如相应的先前在图5c和6c中所描述的。
如前面所提到的，通过在本申请人的发明加入拉链密封机构220使其增加了功能，这些是使用现有的垂直成型，填充，和密封机械技术所不能实现的。部分的原因是因为，本发明所使用的包装膜的膜图形的定向。因为图形是从现有技术转动了90°被定向的，当包装膜形成管状时，拉链密封机构220可以沿着靠近包装膜的成型管纵向操作。这对于现有技术是不可能的，因为一旦这种包装形成并摆放进行展示，这种拉链密封的垂直长度的定向可以将这种密封放在垂直的定向上。
返回到图6c，可结合到本发明中的另一个可选择的特征是在成型管101的内部使用分流板160。这种分流板160，如在实施例中所描述的，包括一个垂直地焊接到成型管101内部的平板，其从成型管101的底部开始向上延伸一定的距离(例如，至少2或3英寸)，然后，在这里将其密封到成型管101的内侧。
在优选的实施例中分流板160包括两个功能。首先，分流板160使落入成型管101的产品远离包装膜管上将要形成折缝的区域。其次，分流板160，可以用作气体或氮气充入的通道。在这种情况下，分流板160在成型管101底部靠上的某些位置将分流板160的顶部与成型管101进行密封。在这种密封的下面(未示出)可以在成型管101内钻一个孔从而在外部气体源(例如，氮气或者氧气)和在分流板160和成型管101的内部所形成的腔体之间提供气体流通。如图6a中所示分流板160是一个平板，但是应该可以理解其可以是任意不同的形状，例如，具有一个曲面，只要它可以实现转移产品使其远离膜管上形成折缝的区域这样的作用。
通过使用分流板160作为气体充入通道，本发明可以无需在成型管101内放置单独的气管，所述单独的气管在现有技术中一般用于完成相同的功能。由分流板160和成型管101内侧形成用来提供较大体积的通道的额外的好处是，与现有技术的气体管相比在低得多的气体速率下可以向填充的并部分成型的包装袋中充入相对较大体积的气体。这使得本发明实施例中的这种包装可以容纳重量较轻的产品，而这种产品在使用现有技术的充气管时很可能会被吹回到成型管中。
图8给出了打褶杆106的优选实施例。打褶杆106的这个实施例包括连接到支撑体182上的头部180。在支撑体182和头部180内钻的孔是气体通道184，如图8中的虚线所示。该气体通道184提供了气体的流通，从外部气体源(未示出)通过支撑体182，头部180，从三个孔186中排出。气体通道184可以实现加压气体(一般是空气)进行计量喷射，该加压气体的计量喷射有助于保持图5c中所示的折痕在整个成型和密封过程中是拉紧的，而不需要在袋的生产中来回移动打褶杆。应该注意到在操作过程中(袋的生产)，打褶杆106一直是不动的。还应该注意的是头部180一定不能超过由打褶杆106和成型板104形成的折缝的全长。进而，应该可以理解当密封钳108在膜管上闭合时，膜管的横向尺寸发生了改变。所有这些事实都使在从孔186中喷出的加压气体的使用过程中得以补偿。加压气体保持了在整个成型和密封操作过程的不同阶段中形成的褶皱上的压力的稳定。气体喷射可以是连续的，但优选的是，在完成横向密封而将膜向下拉动以制作下一个包装袋时，计量启动空气的喷射。
头部180可以包括任意的非粘性材料，但是优选是含氟聚合物，例如特氟纶(Teflon)。在一个可选择的实施例中，打褶杆106可以包括一个头部180涂覆了含氟聚合物的一体化的金属片。当包装膜被推动到成型管之下时，头部180的弯曲接触区域允许其连续形成如图5c中所示的折痕，而不会将包装膜撕裂。虽然示出了三个孔186，但头部180可以包括从一开始的任意数量的孔。
当由图6c中的密封钳108形成横向密封的时候，为了进一步弥补膜管宽度的改变，应该注意到张力插入机构202的两个突出板192a，192b，其从所述膜管的中心沿着张力插入机构202的长度方向向外突出，并且成型板104可以是通过水平铰链165铰接的。如果张力插入机构202设计成其他形式的(如，严格垂直的)，就会在横向密封周围的膜管区域处产生过度的松弛。成型板104可以包括水平铰链165，从而当较低的横向密封形成时使成型板可以稍稍向内弯曲(即，朝着相互对着的方向)。否则，包装膜管在该步骤中会被成型板104的顶端撕裂。
如前面描述的实施例所强调的，本发明是对现有技术中平底袋生产方法的一种改进。既然本申请人的发明的打褶机构在袋成型过程中是不动的，因此本发明就取消了用移动部件推动到膜管处来形成角支撑的需求。取消移动部件可以增加袋的生产速率，显著的降低变成枕型袋生产的转化时间，并且显著的降低了维护成本。
D.快速更换模块无论使用本发明的垂直直立袋实施例还是平底袋实施例，都结合本发明的另一个实施例，快速更换模块，其可以安装到成型管的底部从而快速地将垂直成型，填充，和密封机械从枕型袋的生产转变成本发明所需要的直立袋的生产。这种快速更换模块的一个实施例，当涉及特定的垂直直立袋时，如图9a，9b和9c所示。图9a是悬挂在成型管91底部下面的快速更换模块94的分体透视图，其进行了部分切割的显示，从而可以看到其内部特征。图9b是所述快速更换模块94的相同实施例的剖视图，显示快速更换模块94连接到成型管91的底部。图9b的剖视图是沿着图9a中的9b-9b方向进行显示的。图9c是所述的相同的快速更换模块实施例的分体侧视图。
参考图9a，9b和9c，可以看出示出的实施例中所示的快速更换模块94包括一对成型板104和一个张力杆92，其必须实现如前面所述的与垂直直立袋相关的相似部件的相同功能。模块94安装到成型管91的底部，将在下面进行描述。图9a和9b所显示的成型管91是以矩形给出的。因此，模块94同样也是矩形的。但是，应该可以理解，成型管91的形状以及相应的模块94的形状可以是任意形状的，例如为圆形，椭圆形，正方形，或其它的形状。
模块94，如实施例所给出的，连接到成型管91的底部，该连接首先将一个或多个与成型管为一体的突起96插入到与模块94为一体的相对应的孔93中。随后模块94通过将与分流板161为一体的突起95插入与舌状分流器163为一体的突起导向件97中而被固定。图9b中更清楚地显示，舌状分流器163绕着一个穿过项圈166的插销168旋转。当舌状分流器163以图9b中箭头所示的方向进行转动时，突起导向件97被提升超过突起95。突起导向件97通过弹簧170以图9b中箭头所示转动的相反方向偏置。通过一个或多个安装在成型管91内部的相对壁上的舌164来保持突起96附近成型管91内部区域的张力。因此，一旦模块94恰当的安装到成型管91底部上，突起96保持其在各自的孔93内的位置。同样，分流器板突起95保持其在突起导向件97中的位置。
如前面介绍的本发明的先前的实施例，给出的模块实施例也包括一个分流器161。该分流器用来与舌状分流器163一起使用使得产品远离垂直角支撑区域。该分流器161除了使得产品远离由成型板104形成的角支撑外，同样还可以用作如上面先前所描述的气体充入通道。
同样与先前的实施例相同，成型板104通过绕铰链105转动可以朝向各自相对转动。这种铰链105包括一个螺钉167，侧翼169可以绕着螺钉167转动。侧翼169紧接着连接到成型板104上。这种排列使成型板104可以绕着螺钉167转动，并且当由横向密封钳(未示出)在成型板下面形成横向密封的时候避免撕裂包装膜。
当图9a，9b和9c给出的实施例用于生产垂直直立袋时，应该可以理解模块94的第二实施例可以用于生产平底袋，该模块94具有成型板104，分流器161，舌状分流器163，以及与张力杆92一起示出所有在模块94的侧面可以被复制的其他的附加部件。换句话说，模块的平底袋实施例通过画在图9b的垂直中心线轻易的理解。这种垂直线右侧的所有组件随后都以镜像的方式复制到垂直线的左侧，因此用另外一对成型板104和舌状分流器163，等等替换了张力杆92部件。
本发明快速更换模块的另一个实施例包括可以安装到成型管底部的模块，从而可以快速地将垂直成型，填充，和密封机械从枕型袋或直立袋的生产转变成里面带有拉链密封的直立袋包装的生产。
适合于接受这种快速更换模块的垂直成型，填充，和密封机械的实施例，当其特定的涉及垂直直立袋时，如图11所给出的。图11中所示的成型管191具有矩形的外形。因此，模块194同样也是矩形的。但是，应该可以理解，成型管191的形状以及相应的模块194的形状可以是任意的形状，例如圆形，椭圆形，正方形，或其它的形状。这种成型管191可以包括沿着一侧形成的槽道188用来接受来自于供给筒218的拉链密封机构220的长度。如前面图10中所示的，拉链密封机构220的长度包括两个互锁的拉链元件222，226。每个拉链元件222，226包括突起部分和互锁侧面部分。例如，第一拉链元件222包括突起部分223和凸形的互锁侧面部分224，而第二拉链元件226包括突起部分227和凹形的互锁侧面部分228。
按照本发明，将一定长度的拉链密封机构220与一个具有沿着一边形成的槽道188的成型管191的顶部相顺行，这样拉链密封机构220的两个互锁侧面224，228顺着槽道188向下而互相咬合到一起。相关的拉链密封机构220的突起部分223，227沿着成型管191的外表面张开，通过滚动机构190，从而不会相互覆盖。
在一个实施例中，槽道188包括一个形成于成型管191外表面上的深槽。因此，如图12a中所显示的，在横截面图中的槽道188位于成型管191的内部。图12b中所显示的一个可选择的实施例中，槽道188A位于成型管191的外部。槽道188A包括位于两个加热密封板246，248之间的缝隙，加热密封板246，248水平延伸直到成型管191一侧的外表面。
包装膜120(图11中的虚线所示)首先以传统的方式包围在成型管191上成型。但是，在使用背部热密封杆250密封带有垂直背部密封251的包装膜120片之前，至少拉链密封机构220的每一个突起部分223，227中的一部分被密封到了包装膜120的表面。因此，该突起部分223，227被密封到随后由垂直背部密封251形成的管的内层110上。如图12a和12b中所示的，拉链热密封杆240优选包括多个单独的加热表面(例如，242，244)来对拉链密封机构220的每一个突起部分223，227中的特定部分进行一个很窄的热密封。
如图11中所示，拉链热密封杆240位于背部热密封杆250的上部并且相对其位置转动了大约90°。该管被推进机构向下拉(例如，与转动带260，262的摩擦力)。因此，当按照传统的方式成型的管向下推进成型管191时，密封到成型管内部的拉链机构220的长度也同样增长了。
按照本发明的一个实施例，拉链热密封杆240和背部热密封杆250彼此之间进行互换连续的利用该推进方式。也就是说，推进方式推动一个特定长度的管状材料包装膜120并停止，因此，拉链热密封杆240和背部热密封杆250交替地与包装膜120接触来分别对拉链密封机构220和垂直背部密封251进行密封。但是，如图11中最好的表示方式，由于拉链热密封杆240和背部热密封杆250的构型，在给予垂直背部密封251之前至少使拉链密封机构220的一部分始终接触到包装膜120。
成型管191是分体给出的但是通常可以整体的连接到垂直成型，填充，和密封机械上。图11中还显示了一对现有技术中的密封钳108同样是分体给出的。图11中没有显示出上面专有密封钳108的密封钳架，可以安装到成型管191下面。
在成型管191的底部，安装了一个快速更换模块194用来快速地将垂直成型，填充，和密包装包机构从枕型袋或直立袋产品转变成生产具有拉链密封的直立包装。如下面将要更详细地解释的，如前面所描述的快速更换模块194包括两个成型板204和一个张力插入机构202用来生产具有拉链密封的直立包装。
另外，与前面的实施例相同，模块194还包括成型板204其可以绕着铰链205向各自相对的方向旋转。铰链205包括螺钉267，侧翼269可以绕着螺钉267转动。该侧翼269反过来连接到成型板204上。当横向密封利用图11中所示的横向密封钳108在成型板下形成时，这种设计使得成型板204可以绕着螺钉267转动避免撕裂包装膜。
现在参考图11，13c和13d，模块194还包括张力插入机构202，该机构含有两个位于模块槽道189对面的突出板192a，192b。当模块194安装到成型管191下面时，模块槽道189也连接了并且与成型管191上的槽道188共线。按照本发明，当成型的管接近成型板204和张力插入机构202时，施加的张力使拉链密封机构220的相关突起部分223，227从成型管191的表面突出出来并且向张力插入机构202的两个突起盘192a，192b的周围弯曲，从而撑起了相关的突起部分223，227的两个部分之间的包装膜120，其随后密封形成了成型管的内层110。如图5d中所单独示出的，这种撑起产生了在膜120和拉链密封机构220的互锁侧面部分224，228之间的顶部空间201。这种顶部空间201的产生改进了接下来应用到包装上的横向密封的密封质量。
这个快速更换模块194的实施例，特别的涉及如图13a，13b，13c和13d所给出的具有拉链密封的垂直直立袋。图13a是拉链密封插入快速更换模块194的分体透视图，该模块194悬挂在成型管191的底下，所显示的是部分切开的从而可以看到其内部特征。图13b是所述快速更换模块194的相同实施例中的剖视图，所述快速更换模块194与成型管191底部连接。图13b的剖视图是沿着图13a中的直线13b-13b的方向给出的。图13c是与快速更换模块194连接在一起的张力插入机构202的分体侧视图。图13d的剖视图是沿着图13c中直线13d-13d的方向给出的。
参考图11，13a，13b，和13c，可以看出给出的实施例显示了快速更换模块194，其包括一对成型板204和一个张力插入机构202，其必须与先前描述的与垂直直立袋有关的相似部件具有相同的功能。模块194连接到成型管191底部，如下面将要描述的。
该实施例所显示的模块194，连接到成型管191的底部，该连接首先通过将成型管整体上的一个或多个突起196插入到模块194整体上的相对应的孔193中。模块194随后通过设置另一个突起195而被保护起来，将分流板261整体上的另一个突起195放置到与舌状分流器263一体的突起导向件197中。从图13b中可以更清楚的看出，这个舌状分流器263绕着深入到颈圈266的螺栓268转动。当舌状分流器263按照图13b中箭头所示的方向进行转动的时候，突起导向件197沿着突起195滑动。突起导向件197通过弹簧270偏离了如图13b中的箭头所示转动的相反方向。由一个或多个安装在成型管191内部对应面上的舌264保持突起196附近成型管191内部表面的张力。因此，一旦模块194适当地安装到了成型管191的底部上，突起196保持它们的各自的孔193的位置。同样的，分流器突起195保持它们的突起导向件197的位置。
如上面本发明前面的实施例中所描述的，给出的模块实施例还包括分流器261。分流器与舌状分流器263一起来保持产品远离垂直角支撑区域。这种分流器261除了实现如前面所描述的保持产品远离由成型板204形成的角支撑的功能外，同样可以用作气体充入通道。
如图11所示，具有本发明的快速更换模块194的垂直成型，填充，和密封机械，随后进行基本上如现有技术中先前所描述的操作，使用密封钳108形成较低的横向密封，产品通过成型管191落入密封的包装膜管中(其目前在一侧具有折缝和在另一侧具有拉链密封)，以及形成上部的横向密封，因此完成包装。
但是，本申请包装的实施例和现有技术中的包装的主要区别，是使用所述的固定机构于一侧形成折缝(其随后成为了成形的包装的底部)，一定长度拉链密封机构220使用所述的槽道188和固定的张力插入机构202密封到另一侧的内层110上(其随后成为了成型的包装的顶部)，并且本发明所使用的包装膜上的图形是如此定向的，即当这种成型的包装以其具有折缝的底面摆放的时候，图形应该可以被消费者看到。
这里所描述的快速更换模块，结合将打褶杆106移动离开包装膜的功能一起使用，如相关的图6a，6b，6c和11所描述的，以及张力螺丝162的使用，使得可以将垂直成型，填充，和密封机械从标准的枕型袋构型转变成垂直直立袋构型(或者平底袋构型)，或者一种用来生产具有拉链密封的直立袋构型，以及利用几个简单的步骤在几分钟内改变回来。因此，所描述的发明不需要加入任何在袋生产过程中移动的部件。因此，本发明是对现有技术的一个改进，为垂直成型，填充，和密封包装机构提供了简单的，有效的，可以实施的改进，其使得操作者可以通过简单的改变和很少的间接维护成本生产标准的枕型袋，垂直直立袋，平底袋，或者具有拉链的直立袋。
当本发明通过参考优选的实施例已经进行了特定的说明和描述的时候，本领域技术人员应该理解在不偏离本发明的精神和范围内，可以在形式和细节方面进行大量的改动并且可以进行其它的改变和修改。
权利要求
1.一种用于生产具有拉链密封的柔韧性的可重新封口直立袋的垂直成型，填充，和密封机械，包括a)一个成型管，在其成形部分上部有一个入口并在所述的成形部分下部有一个出口；b)一个用来向所述成型，填充，和密封机械配送拉链密封机构的设备，所述的拉链密封机构具有第一和第二相对的互锁部件，其中所述的第一部件和第二部件每一个都包括一个侧面部分以及从所述侧面部分上伸出的突起部分，所述的侧面部分用来与所述的相对部件上的互补的侧面部分互锁；c)一个在所述成型管表面上形成的通道，所述通道沿着所述成型管的纵轴从入口部分到出口部分延伸，其中所述通道被适当地设计，以容纳所述拉链密封机构的互锁的侧面部分；d)一个滚筒装置用于使第一和第二突起部分彼此分开，使其靠近所述成型管的外表面；e)一个第一加热密封装置用于在成形部分之前将每个突起部分的一部分密封到邻近的热塑膜表面；f)一个成形装置用来将所述的热塑膜片绕着所述的成型管形成管状；g)一个第二加热密封装置用来在所述管形热塑膜上形成背部密封从而产生膜管；h)一个装置用于在所述膜管上形成折缝；i)一个装置用于在对所述管进行横向密封前在所述管的内表面和所述拉链密封机构的所述互锁侧面部分之间形成一定空间；和j)一对加热密封钳用于在所述膜管上形成横向密封，其中所述密封钳包括从所述管上切断所述包装的切断装置。
2.根据权利要求1所述的垂直成型，填充，和密封机械，其中所述的折缝插入装置包括可调整的、不动的打褶杆，所述的打褶杆位于第一对成型板之间。
3.根据权利要求1所述的垂直成型，填充，和密封机械，其中的空间形成装置包括第二对成型板，所述第二对成型板位于所述的成型管表面上形成的所述的通道的相对两侧，其中所述第二对成型板中的每一个包括一个第一边和第二边，所述第一边平行于所述成型管的纵轴，所述第二边从所述成型管纵轴上突出。
4.一种具有成型管的改进的垂直成型，填充，和密封机械，所述改进包括一个快速更换模块可拆卸地连接到所述成型管并向下伸出，所述模块包括一个通道位于第一对成型板之间，其中所述通道平行于成型管的纵轴，其中所述的成型板中的每一个都包括一个第一边和一个第二边，所述第一边平行于所述成型管的纵轴，所述第二边从所述成型管纵轴上突出；和一个可调整的，不动的打褶杆，可以位于第二对成型板之间。
5.根据权利要求4所述的改进的垂直成型，填充，和密封机械，其中所述第一和第二对成型板位于所述的成型管的相对侧。
6.根据权利要求4所述的改进的垂直成型，填充，和密封机械，还包括一个用于向包装膜吹送加压气体的装置，所述包装膜在围绕着所述的成型管和模块的管内形成，其中所述气体是在所述第二对成型板之间的若干位置处吹到所述包装膜管的外部，其中所述吹气装置包括与加压气体源相连通的所述打褶杆上的气体端口。
7.根据权利要求4所述的改进的垂直成型，填充，和密封机械，其中所述的打褶杆包括一种含氟聚合物。
8.根据权利要求4所述的改进的垂直成型，填充，和密封机械，其中所述第二对成型板包括铰链，其中所述的铰链使得所述的第二对成型板可以绕着铰链朝向各自相对转动，从而弥补了横向密封形成过程中包装管的收缩。
9.根据权利要求4所述的改进的垂直成型，填充，和密封机械，其中，通过将与所述的成型管为一体的突起插入到与所述的快速更换模块为一体的相应的孔中，可以将所述快速更换模块安装到所述的成型管上。
10.一种在垂直成型，填充，和密封机械上生产柔韧性可重新封口垂直袋的方法，包括以下步骤a)向所述成型，填充，和密封机械配送具有第一和第二侧边的连续的包装膜；b)向所述的成型，填充，和密封机械配送拉链密封机构，其中所述密封装置包括相对并且互锁的第一元件和第二元件，所述第一元件具有第一侧面部分和从所述的第一侧面部分伸出的第一突起部分，所述第二元件具有第二侧面部分以及从所述的第二侧面部分伸出的第二突起部分，所述的第二侧面部分与所述第一侧面部分是对应的和相互锁紧的；c)将所述包装膜绕所述成型，填充，和密封机械的成型管形成管筒，当所述包装膜向下推进经过所述的成型管时，使所述的两个侧边相互邻近地合在一起；d)纵向输送所述的拉链密封机构到所述包装膜和成型管之间的空间，并且平行于所述的成型管的方向；e)在对所述管筒纵向密封之前，使所述突起部分的一部分附着到所述包装膜；f)通过将所述两个邻近的侧边相互密封在一起来形成所述包装膜上的纵向密封，从而产生一个包括有所述拉链密封机构的管；g)在横向密封所述管之前，在所述包装膜管上形成一个垂直的折缝；h)在横向密封所述管之前，在所述管的内表面和所述拉链密封机构的所述互锁侧面部分之间形成一个空间；i)在所述管上形成第一横向密封，其中所述第一横向密封包括所述垂直折缝的一部分和所述拉链密封机构的一部分，所述第一横向密封将所述管的所有层和所述折缝密封在一起，并且将所述管的所有层和所述的拉链密封机构密封在一起；j)使产品落入到通过步骤a)至i)产生的部分成型的包装袋中；k)在所述管上形成第二横向密封，其中所述第二横向密封包括所述的垂直折缝的一部分和所述的拉链密封机构的一部分，所述第二横向密封将所述管的所有层和所述的折缝密封在一起，并且将所述管的所有层和所述的拉链密封机构密封在一起；和l)从所述管的第二横向密封处切断所述包装。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述包装膜上具有与所述膜的行进方向垂直定向的文字。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括以下步骤m)所述的包装以所述的折缝为底站立时所述文字是垂直定向的。
13.根据权利要求10所述的方法，其中步骤g)的折缝是由至少一个位于一对成型板之间的可调整的，不动的打褶杆形成的。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述的打褶杆包括一种含氟聚合物。
15.根据权利要求10所述的方法，其中步骤h)的空间是通过沿着与所述的成型管平行的方向引导所述的拉链密封机构的互锁侧面部分而形成的，同时将所述的拉链密封机构的突起部分从所述的成型管上伸出。
16.一种如权利要求10所述方法形成的垂直直立袋。
17.一种在成型，填充，和密封机械上利用一片具有两个侧边的膜生产柔韧性可重新封口容器的方法，包括以下步骤a)配发带有第一和第二对应互锁元件的拉链密封机构，其中所述第一和第二元件每一个都包括侧面部分和从所述侧面部分伸出的突起部分，所述的侧面部分用来与相对应部分上的互补侧面部分相互锁紧在一起；b)沿着所述的成型，填充，和密封机械的成型管表面上形成的纵向通道纵向输送所述的拉链密封机构的所述侧面部分；c)将所述突起部分张开，使其可以靠近所述的成型管表面；d)向所述的成型管连续输送所述膜；e)绕成型管表面和所述拉链密封机构纵向卷绕所述膜；f)将每个所述突起部分的一部分密封到前面所述的膜的邻近表面；g)紧接着步骤f)，将热塑膜形成管，所述管具有纵向位于其上的所述突起部分和纵向位于其上的接缝，所述突起部分被密封到所述管的内表面，所述接缝包括所述的互相覆盖的侧边；h)通过密封纵向背部密封的两个侧边来将所述膜形成管状；i)在横向密封所述管之前，在包装膜管上形成一个垂直折缝；j)在横向密封所述管之前，在每个所述突起部分的所述部分和位于其间的所述管的内表面之间形成空间，每个所述突起部分的所述部分被密封到所述膜的所述邻近表面；k)在所述管上形成第一横向密封，其中所述第一横向密封包括所述垂直折缝的一部分和所述拉链密封机构的一部分，所述第一横向密封将所述管的所有层和所述折缝密封到一起，并且将所述管的所有层和所述拉链密封机构密封到一起；l)产品落入到通过步骤a)到j)产生的部分成型的包装中；m)在所述管上形成第二横向密封，其中所述第二横向密封包括所述垂直折缝的一部分和所述拉链密封机构的一部分，所述第二横向密封将所述管的所有层和所述折缝密封在一起，并且将所述管的所有层和所述拉链密封机构密封在一起；n)在所述第二横向密封处切断所述管，因此形成了一个在内部边缘上具有拉链密封机构的柔韧性直立包装。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述的热塑膜具有与所述膜的行进方向垂直定向的文字。
19.根据权利要求17所述的方法，其中步骤i)的折缝是由至少一个位于一对成型板之间的可调整的，不动的打褶杆形成的。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述打褶杆包括一种含氟聚合物。
21.根据权利要求17所述的方法，其中步骤j)中的空间是通过沿着与所述的成型管平行的方向引导所述的拉链密封机构的互锁侧面部分而形成的，同时将所述的拉链密封机构的突起部分从所述的成型管上伸出。
22.一种如权利要求17所述方法形成的垂直直立袋。
全文摘要
本发明涉及一种在其中具有拉链密封机构的垂直直立袋，或者柔韧性包装袋，以及利用快速更换模块改变现有的垂直成型和填充包装机械以进行生产相同所述袋的方法。本发明包括在管上形成横向密封之前，在单片包装膜上通过在包装膜管第一侧面插入拉链密封机构，并沿着管产生垂直的折缝来生产垂直直立袋。在沿着形成管的纵向接缝将包装膜片密封前，将拉链密封机构连接到包装膜上，还包括一个可以容易地安装到成型管底部上的快速更换模块。同样，对现有技术中的垂直成型，填充，和密封机械通过固定的或不动的改动形成的折缝，还包括一种可以容易地安装到成型管底部上的快速更换模块。
文档编号B65B9/20GK1874932SQ200480032098
公开日2006年12月6日 申请日期2004年9月21日 优先权日2003年10月28日
发明者安东尼·罗伯特·科泽尔, 加内特·威廉·科尔, 史蒂文·肯尼斯·塔克 申请人:福瑞托-雷北美有限公司