定位焊接翅片密封件的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年3月1日提交的美国临时专利申请号62/637,269的权益，该专利申请的公开内容据此以引用方式并入本文。

本公开整体涉及容器以及用于生产此类容器的系统和方法，并且更具体地涉及具有定位焊接翅片密封件的容器以及用于生产此类容器的系统和方法。

背景技术：

一些容器设有翅片密封件，其中内表面被密封在一起以形成翅片，然后翅片被折叠。翅片密封件通常用于生产炸薯片袋或糖果棒包裹物的枕袋。翅片密封件为此类应用提供有利的密封和处理特性。然而，本发明人已发现，当前翅片密封件不足以用于其它应用，诸如当施加高内部压力、密封腐蚀性材料、和/或将面板模制到容器上时。

技术实现要素：

上述需要在很大程度上由本文所述的系统和方法满足。在一个方面，公开了一种用于生产具有膜的容器的方法。方法包括将膜的第一边缘的第一外部部分折叠在膜的第一边缘的第二外部部分上，以及定位焊接第一外部部分和第二外部部分。方法还包括将第二边缘的第二内部部分定位在第一边缘的第一内部部分上方，以及密封第一内部部分和第二内部部分以形成定位焊接翅片密封件。

另一方面涉及一种容器。容器可包括膜、接合第一边缘的第一外部部分和第一边缘的第二外部部分的定位焊接、和接合膜的第一边缘的第一内部部分和膜的第二边缘的第二内部部分的翅片密封件。

又一方面涉及一种容器。容器可包括具有内层、中心层和外层的膜，其中内层和外层中的每者由聚合物构成，并且中心层由金属构成。容器可包括接合膜的第一边缘的第一外部部分和第一边缘的第二外部部分的定位焊接。容器还可包括翅片密封件，翅片密封件接合第一边缘的内部部分和膜的第二边缘的内部部分，其中定位焊接基本上延伸翅片密封件的整个长度。容器甚至还可包括一体成型到膜的第一端部部分的外层的面板。面板可具有与第一端部部分的外层基本上相同的组成，使得外层和面板形成基本上一致组成的一体结构，在一体结构的结合区域处不具有不同的层。容器可包括位于膜的第二端部部分上的角撑密封件。粘合剂或环氧树脂可储存在膜内。

附图说明

为了易于理解本公开，在附图中以举例的方式示出了本公开的各个方面。

图1示出了包括定位焊接翅片密封件的示例性容器。

图2a至图2d示出了形成图1的定位焊接翅片密封件的示例性方法。

图3a至图3b示出了图1的示例性容器的示例性模制面板。

图4示出了被配置为形成图1和图2a至图2d的定位焊接的示例性定位焊接系统。

图5a至图5e示出了用图4的定位焊接系统来形成图1和图2a至图2d的定位焊接的示例性方法。

图6示出了被配置为形成图1和图2c至图2d的翅片密封件的示例性翅片密封系统。

图7示出了被配置为形成图1和图3a至图3b的的模制面板的示例性面板模制系统。

图8示出了形成图1的容器的示例性方法。

图9示出了根据本发明各方面的另一示例性容器的视图。

相同的参考标号是指附图和具体实施方式中相同的部件。

具体实施方式

本文描述了用定位焊接翅片密封件密封容器的系统和方法。本发明的定位焊接翅片密封件适用于由层合膜构成的容器，如美国专利申请公开号2017/0072426和美国专利号9,579,686中所公开的，这些专利的全文各自明确地以引用方式并入。定位焊接翅片密封件增加了接头的强度，从而防止在容器的加工和/或储存期间的破损。例如，本发明的定位焊接翅片密封件防止翅片密封件在如美国公开号2017/0072426中所公开的模制过程期间破损，这通常是由层合物层的分离引起的。此外，在密封膜的未模制端部时，定位焊接翅片密封件重新定位翅片密封件并提高密封质量。此外，在填充容器期间，定位焊接翅片密封件改善了内部压力动力学。在当前的翅片密封件中，内部压力可以展开翅片密封件并通过将密封表面推开而在翅片密封件处形成压力集中，从而有可能打破密封件。然而，定位焊接翅片密封件通过确保向膜的内表面施加内部压力而增加翅片密封件的完整性。因此，内部压力将通过在相同的径向方向上推动密封表面来增加密封件的强度。定位焊接翅片密封件还可防止储存在容器中的材料在密封表面之间流动，这可能减少翅片密封件的寿命，这在储存腐蚀性材料时特别成问题。

图1示出了具有柔性膜110的容器100，该柔性膜具有沿着其长度的定位焊接翅片密封件112。如进一步所示，容器100可包括模制到膜110的第一端部部分114的面板140和位于膜110的第二端部部分116上的密封件(例如，角撑密封件)160。容器100可包含由膜110、面板140和角撑密封件160包封的粘合剂或环氧树脂。

膜110可由均质膜或具有或不具有添加剂的多个层的复合层合物构成。膜110可包括聚合物(例如，聚丙烯、聚乙烯、尼龙)和/或金属(例如，铝)。例如，膜110可包括具有聚丙烯的内层和外层以及铝箔的中心层的复合层合物。在一个优选的实施方案中，膜110的外层可包括与形成面板140的树脂相同或基本上相同的组成。如本文所用，术语“基本上相同的”组成是指具有类似化学性质的树脂，它们在熔融时可混合，从而在面板140和膜110的外层之间产生强效粘结。例如，膜110的外层和树脂均可为聚丙烯组合物，它们混合以形成不具有任何不同层的一体结构。

定位焊接翅片密封件112可整合到模制面板140中并且沿着角撑密封件160平放。定位焊接翅片密封件112可被构造成平放，这使得膜对于其它操作(例如，模制和/或焊接)更可控，防止在填充时分层，和/或使压力均匀化。

图2a至图2d示出了形成膜110的定位焊接翅片密封件112的方法。如图2a所示，膜110的第一边缘118可被折叠。例如，第一边缘118的第一外部部分122可折叠在第一边缘118的第二外部部分124上，使得第一外部部分122和第二外部部分124可并置。然后可施加定位焊接126，以固定第一外部部分122和第二外部部分124，如图所示。定位焊接翅片密封件134可在膜110基本上平坦和/或可为较大膜片材的一部分时形成，如图4所示。膜110可安装或包裹在芯轴302上，如图2c所示。在一些实施方案中，可在安装或包裹之前从较大膜片材切割膜110。

例如，第一边缘118可定位在芯轴302上，并且第二边缘120可定位在第一边缘118上，使得第一边缘118的第一内部部分130可与第二边缘120的第二内部部分132相对。然后可通过翅片密封件134将第一边缘118固定到第二边缘120，以形成膜110的管，如图2d所示。例如，第一内部部分130可焊接到第二内部部分132，以形成定位焊接翅片密封件112。定位焊接翅片密封件112可将第二边缘120与由第一边缘118的折叠定位焊接形成的两个层固定在一起。第一边缘118可为膜110的矩形片材的短边缘或长边缘，如下文所进一步讨论的。在一些实施方案中，附加地或另选地，膜110可在形成膜110的管(例如，当在安装或包裹之前未被切割时)之后被切割。

图3a至图3b示出了图1的容器100的面板140。如图所示，面板140可包括或可不包括从第一面延伸的鼻形件142和从第二面延伸的凸缘146。鼻形件142可包括排放开口144。容器100还可包括顶盖(未示出)，该顶盖可用对应的螺纹可释放地附接到鼻形件142，以可释放地密封排放开口144。面板140可通过在膜110周围注塑成型形成。形成面板140的树脂可以熔融状态注入并熔化膜110的外表面。树脂可与膜的外表面具有相同或基本上相同的组成，并且膜110的外表面和凸缘146可在界面处混合。面板140和膜110的外层然后可固化，以形成在界面处不具有不同的层的基本上一致组成的一体结构。面板140可被模制到膜110的圆周，包括定位焊接翅片密封件112。由于第一边缘118和第二边缘120有可能分离，没有定位焊接126的情况下定位焊接翅片密封件112可能难以模制。第一边缘118和第二边缘120也可在模制之后分离，从而有可能导致面板140失效。

图4示出了被配置为在膜110上形成定位焊接126的定位焊接系统200，并且图5a至图5e示出了用定位焊接系统200来形成定位焊接126的过程。如图4和图5a所示，膜110可作为基本上平坦的片材沿着支撑件202(诸如支撑台)被馈送到垫座构件204下方的定位焊接系统200中，直到第一边缘118与折叠构件206的下凸轮表面208邻接。在一些实施方案中，膜110的片材的短边缘可被馈送到定位焊接系统200中，以在短边缘上形成定位焊接126，如图4所示。然而，在其它实施方案中，长边缘可被馈送到定位焊接系统200中，以在长边缘上形成定位焊接126，如下面以连续幅材卷设计进一步讨论的。在任一种配置中，压紧固定装置(未示出)可包括硅树脂条，该硅树脂条将膜110压紧并且允许垫座构件204移动。因此，垫座构件204可以是定位成非常靠近膜110的自由浮动折叠引导件。然后可通过致动可为气动式或液压式的垫座缸(未示出)将垫座构件204降低到膜110上。

如图5b所示，垫座构件204可以沿着膜110和支撑件202前进，直到垫座构件204的唇缘210的端部与折痕线212对齐。垫座构件204可抵靠膜110降低并且将膜110抵靠支撑件202压紧。定位焊接系统200然后可通过支撑件202的孔(未示出)吹送空气，以使膜110的第一边缘118竖直偏转。

如图5c所示，折叠构件206可通过致动可为气动式或液压式的折叠缸(未示出)朝向折痕线212前进。折叠构件206的前进可使下凸轮表面208将膜110的一部分夹置在下凸轮表面208和唇缘210之间，其中膜110的第一边缘118沿着折痕线212基本上竖直地延伸。在下凸轮表面208接触并支撑偏转的第一边缘118之后，可以停止空气。折叠构件206的上凸轮表面214然后可相对于下凸轮表面208在唇缘210上进一步前进，以将第一边缘118折叠在垫座构件204的唇缘210上。上凸轮表面214可通过致动相同的或单独的(气动式或液压式)缸来推进，就像下凸轮表面208一样。一旦膜110被折叠，第一边缘118的第一外部部分122和第二外部部分124可并置。

如图5d所示，焊接构件216可朝向折叠的第一边缘118降低。可使用低空气电子器件降低焊接构件216，并且可使用一阵空气来打破滞后。低空气调节器可将焊接构件216牢固地保持在与膜110间隔开的适当位置，而垫座构件204和折叠构件206可从折痕线212回缩来为焊接构件216让路。垫座构件204和折叠构件206可各自通过从相应气动缸移除空气以及一个或多个延伸弹簧的回缩而回缩。定位焊接系统200可在使焊接构件216与膜110接触之前启动焊接构件216的密封循环。然后可进一步降低焊接构件216，以接触第一边缘118并向折叠的第一边缘118施加热和压力以产生定位焊接126。焊接构件216可基本上沿着膜110的整个长度延伸，以基本上沿着膜110的第一边缘118的整个长度形成定位焊接126。

如图5e所示，定位焊接系统200然后可将垫座构件204和焊接构件216从膜110和支撑件202升高。可在定位焊接系统200处从片材切割膜110，并且可从定位焊接系统200移除膜110。例如，切割固定装置(未示出)可定位在支撑件202的端部处，该端部被配置为当膜110的片材被压紧在支撑件202上时切割膜110的片材。然后可准备定位焊接系统200，以由相同的片材或单独的片材加工附加的膜。定位焊接系统200还可包括防止膜110粘着的不粘片材218(例如，特氟隆涂覆的)。容易理解的是，定位焊接系统200的尺寸和部件可根据定位焊接126的尺寸而变化。例如，对于当膜110的片材的长边缘被馈送到定位焊接系统200中以在长边缘上形成定位焊接126的实施方案，定位焊接系统200的部件的尺寸可以更大。

图6示出了被配置为在膜110上形成翅片密封件134的翅片密封系统300。如图所示，翅片密封系统300可包括芯轴302和脉冲焊机304。在定位焊接和从片材切割膜110之后，可将膜110包裹或安装在芯轴302上。当安装在芯轴302上时，第二边缘120可与第一边缘118重叠，如图2c至图2d所示。第二边缘120的第二内部部分132可覆盖与定位焊接126一起暴露的第一边缘118的第一内部部分130，如图2c至图2d进一步所示。然后可将芯轴302定位或固定在脉冲焊机304下面。脉冲焊机304可例如通过致动器306降低到第一边缘118和第二边缘120上，该致动器可为气动式或液压式。致动器306可向第一边缘118和第二边缘120施加压力，以将内部部分130、132压在一起。脉冲焊机304还可施加热以将内部部分130、132与翅片密封件134焊接在一起，从而形成定位焊接翅片密封件112和/或形成膜110的管。

在一些实施方案(未示出)中，定位焊接翅片密封件可由连续幅材卷设计形成。例如，定位焊接126可沿着膜110的片材的长边缘形成(例如，延伸膜110的片材的整个长度)，而不是如图4所示在短边缘上形成定位焊接126。因此，定位焊接126可延伸膜110的片材的长度(长边缘)。在切割膜110的片材之前，膜110片材的相对的长边缘可包裹在芯轴302周围，使得未粘住的长边缘可覆盖粘住的长边缘，如图2c类似地所示。脉冲焊机304然后可形成翅片密封件134，以形成定位焊接翅片密封件112，如图2d和图6类似地所描绘的。然后可在定位焊接翅片密封件112形成之后将膜110的管切割成一定尺寸。在膜110的长边缘上形成定位焊接126并在形成定位焊接翅片密封件112之后切割膜110的管可提高制造速度。在形成定位焊接翅片密封件112之后，膜110的管的长度的尺寸也可被设定成被切割成两个或更多个容器100，这可减少浪费并且有利于大量生产。在将膜110的管切割成一定尺寸之后，然后可将面板140模制在膜110的第一端部上(如图7所示)，并且可将角撑密封件160形成在膜110的第二端部上(如图1所示)。

图7示出了包括被配置为形成模制面板140的模具402的面板模制系统400。膜110可安装在芯轴上，并且膜110和芯轴可插入模具402的腔体404中。腔体404可包括具有大致圆柱形形状的第一部分406、具有大致锥形形状的第二部分408和具有大致圆柱形形状的第三部分410。芯轴可插入腔体404中，使得膜110可延伸到模具402的第一部分、第二部分和第三部分406-410中的至少一个部分中。第一部分406可接合膜110的外表面并向该外表面施加压力。如进一步所示，第一部分406可包括凸纹412，该凸纹具有增大的宽度，例如大于剩余的第一部分406的宽度。凸纹412可被配置为接收定位焊接翅片密封件112并向该定位焊接翅片密封件施加压力，从而防止树脂沿膜110迅速下降，从而导致膜110破损。凸纹412还可防止在定位焊接翅片密封件112处施加过大的压力，从而产生压力集中和/或容器100的内部突起。腔体404还可包括在模具402的近侧端部处的鼻形件部分414，该鼻形件部分被配置为形成容器100的鼻形件142。

模具402可包括在喷嘴平面(未示出)的顶端处的浇口和延伸到腔体404中的排气通道416，该浇口被配置为将熔融树脂引入腔体404中。树脂可与膜的外表面具有相同或基本上相同的组成。熔融树脂可使膜110的外表面熔化并在界面处与熔融树脂混合。面板140和膜110的外层然后可固化，以形成在界面处不具有不同的层的基本上一致组成的一体结构。面板140可被模制到膜110的圆周，包括定位焊接翅片密封件112。定位焊接翅片密封件112可防止在模制期间和之后膜的第一边缘118和第二边缘120的分离和/或膜110的分层。取决于膜110和面板140的期望形状，第一部分、第二部分和第三部分406-410可为任何横截面。

图8示出了生产容器100的方法500。步骤510可以包括将膜110的第一端部部分114的第一外部部分122折叠在第一端部部分114的第二外部部分124上，如图2a至图2b所示。步骤512可包括定位焊接第一外部部分122和第二外部部分124，如图2b所示。步骤510、512可在定位焊接系统200处执行，如图5a至图5e所示。然后可在定位焊接之后从片材切割膜110。

步骤514可包括将膜110安装或包裹到芯轴302上，并且将第二边缘120的第二内部部分132覆盖在第一边缘118的第一内部部分130上，如图2c至图2d所示。步骤516可包括密封第一内部部分130和第二内部部分，如图2d所示。例如，步骤514、516可在具有脉冲焊机304的翅片密封系统300处执行，如图6所示。膜110可从翅片密封系统300逐个装载到墓碑芯轴上，并且可按照四个一组递送到一个或多个机器人芯轴。然后可将机器人芯轴以成组的八个套管递送到模具402中的可塌缩芯以用于模制。

步骤518可包括将膜110的套管插入模具402中。步骤520可包括将熔融树脂材料注入模具中，以使熔融树脂与膜110的第一端部部分114(包括定位焊接翅片密封件112)的外表面混合并且形成一体面板140。步骤518、520可用模具402来执行，如图7所示。可从模具402移除芯轴和膜110。然后可从芯轴移除膜110。

步骤522可包括用角撑密封件160密封膜110的第二端部部分116。角撑密封件160可受益于定位焊接翅片密封件112，该定位焊接翅片密封件提供待焊接的膜110的平坦结构。定位焊接翅片密封件112的三层结构将不会干扰焊接表面。相比之下，取决于翅片是如何站立的还是如何铺放的，并且可防止全部密封在一起，非定位焊接翅片密封将导致密封的不同结果。然后可用环氧树脂或粘合剂填充容器。

图9示出另一示例性容器600的面板606。示例性容器600可包括两个柔性袋602、604(本文称作“香肠包袋”)。尽管示例性容器600包括两个柔性香肠包袋602、604，但是本发明不限于两个柔性香肠包袋602、604，并且可替代地包括仅一个香肠包袋，或期望的分配过程所需的任何合适数量的香肠包袋。柔性香肠包袋602、604中的任何一个或两个可由膜110形成，如上所述。

面板606可具有颈部608和顶盖区段610。顶盖区段610可包括第一开口612和第二开口614，它们可接收并联接到两个柔性香肠包袋602、604。顶盖区段610还可包括第一肩部616和第二肩部618。第一肩部616和第二肩部618可分别邻近第一开口612和第二开口614定位。颈部608可包括螺纹部分620、出口622和/或通道624。通道624可以从出口622延伸穿过螺纹部分620到第一开口612和第二开口614，使得通道624与顶盖区段610流体连通。容器600还可包括穿孔器626，该穿孔器可在颈部608的通道624内滑动以刺穿两个香肠包袋602、604。

容器600还可包括喷嘴628，该喷嘴可具有可与面板606的颈部608的螺纹部分620接合的螺纹部分630。面板606的颈部608可包括分隔件632，该分隔件可从出口622延伸穿过通道624到顶盖区段610的第一肩部616和第二肩部618。穿孔器626可包括第一台阶634和第二台阶636，它们可分别与第一肩部616和第二肩部618接合，以限制穿孔器626在通道624内的滑动。喷嘴628可接合穿孔器626，以使穿孔器626在颈部608的通道624内滑动以刺穿两个柔性香肠包袋602、604，并且因此允许设置在其中的材料流过通道624并流出出口622以用于通过喷嘴628进行分配。喷嘴628可使穿孔器626的第一台阶634和第二台阶636与第一肩部616和第二肩部418相应地接合，以终止穿孔器626在通道624内的滑动。

面板606可被模制到膜110的圆周(例如，形成柔性香肠包袋602、604的膜)，包括定位焊接翅片密封件112。由于第一边缘118和第二边缘120有可能分离，没有定位焊接126的情况下定位焊接翅片密封件112可能难以模制。第一边缘118和第二边缘120也可在模制之后分离，从而有可能导致面板140失效。

结合上述方法的软件模块中的一个或多个可整合到计算机系统或非暂态计算机可读介质中。另外，虽然本文已描述了例示性实施方案，但范围包括具有基于本公开的等效元件、修改、省略、(例如，跨各种实施方案的方面的)组合、改编或更改的任何和所有实施方案。此外，所公开方法的步骤可以任何方式(包括通过重新排序步骤或插入或删除步骤)修改。