专利名称：用片材包裹料包裹产品的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用片材包裹料包裹产品的方法，其包括如下步骤提供一第一片和一第二片包裹材料，使第一片材形成一大体中空的形状，以便使其能够容纳产品，将产品插入第一片材的空腔中，使第一片材覆盖住产品的一相应部分，将第二片材覆盖在产品未被第一片材覆盖的部分上，使第二片材成形为一与产品的相应部分互补的形状，将第一片材与第二片材连接，以形成一围绕产品延伸的环，并从而形成一相当密闭地围绕着产品本身的包裹料，将环部分进一步成形，使其紧密围绕产品折叠。
这种方法可从例如EP-A-0 591 742中得知。这份文献说明了将一种产品，例如果仁糖或类似食品包裹在由两片通常为铝箔的片材制成的密闭配合的包裹料中的解决方案。第一片材成形为一碗形，以便围绕住产品的主要部分。另一片材放在产品的剩余部分之上，从而取得与产品本身的形状互补的形状。在两片材围绕其周边连接以得到理想的密闭度之后，将这样形成的包裹料成形，使第一片材实际上覆盖住全部产品，而将第二片材遮挡起来。
在实际应用这一方法时，申请人已经能够注意到例如如下的因素所表现的特别的重要性由于两片材紧密地围绕着产品成形，它们的相互连接的周边形成皱纹，这通常使得密封状况更为紧要；使用起来存在着与EP-A-0 591 742所描述的不同，两片材之一不是完全围绕着产品包裹，并覆盖着另一片材，尤其是在两片材尺寸基本相同，而不是一个明显大于另一个的情况下的确如此；减小构成包裹料的片材的厚度，而不因此减小其整体机械强度，尤其是减小涉及撕裂的机械强度已成为包装工业中的一种趋势，已发现这种趋势达到了增加的程度；前所未有的紧迫地要求保证包裹料密封，防止外部介质，例如潮气以及其它因素进入。
因此，本发明的目的是提供一种改进了的方法，特别是满足上面提出的要求的方法。
按照本发明，这一目的是通过具有如下的进一步的特征的方法实现的，第一片材与第二片材围绕一截头圆锥表面连接起来形成环，这样就使环部分已经在所述进一步成形的方向上弯曲。本发明的另一主题涉及用于实施上述方法的设备，其包括将第一片材和第二片材成形为基本上与产品的对应部分的形状互补的形状的成形装置，将第一片材与第二片材连接起来，以沿着所述基本为截头圆锥的表面形成围绕产品延伸的环部分的连接装置。
总而言之，本发明基于承认如下事实，即，如果将连接以封闭包裹料的两片材在一大致为圆锥或更正确地说截头圆锥形(术语“圆锥”和“截头圆锥”也包括基本上类似或等同的几何体，例如棱锥或截头棱锥)的表面上，而不是一基本上垂直于两片材结合(或联结)的方向的平面上接合，就会以一种意想不到的方式出色地满足上面所阐述的要求。
现在结合附图，仅以非限定例的方式描述本发明。
图1至6描述了按照本发明的方法的相继的步骤，图7示出了包括在图1至6中所描述的包裹操作的最终结果。
在图示实施例中，待包裹产品由一果仁糖构成，其形状可近似比拟为一球。更具体地说，在此所示出的实施例中涉及这样一类的果仁糖，其本身由置于一下圆柱或向上发散的截头圆锥部分之上的一上半球部分构成。所说的果仁糖P可近似比拟为一球形果仁糖P，其具有一种压扁的、由一平底限界的下部。
更具体说，在附图中示出的果仁糖适宜于包装在一紧密配合的片材包裹料中，而无需为了使其隔离和稳定将其插入一纸杯中。这在后面将作出更好的解释。比较EP-A-0 591 742会得到最好的理解。
至于产品P的性质，可以涉及例如一种果仁糖，其由装有加油酯面团或乳脂充填物的薄脆壳和一巧克力包衣构成，包衣为例如带有坚果的，或类似的可能加入碎椰片、碎榛片等的包衣，使得果仁糖P的外表面大致为无规则的外观。
这一因素使得在形成包裹料的过程中构成包裹料的片材围绕封闭区域出现的皱纹更加明显，本说明书的前面部分中所指出的正是这后一种外观。
然而，应该强调指出，本发明可以用于性质和形状完全不同的产品。在糖果工业的范围内可以涉及一般为平底球形的蛋白酥皮的空心或填料巧克力蛋、各种巧克力、果仁糖等。
为了围绕产品P形成紧密的包裹料，采用两片铝箔或其它片材，图中以1和2标出。
优选考虑选用铝片材，这是由于其对产品的形状易于适应，即是产品的表面是不规则的。特别优选的是，片材1和2为那种定义为“双层”的，即在准备朝向产品P的内面上涂以一层热熔材料和/或通过封合工艺(典型的为热封或超声波焊接)使它们能够连接起来的树脂。然而，取决于各种应用要求也可采用无需“双层”材料的不同解决方法，从简单的机械成形连接到提供附加材料的焊接(胶接)。
迄今为止，申请人通过采用可以是具有表面凸纹的，厚度在7至12微米之间，内面涂以一种聚乙烯、聚丙烯、聚酯之类材料的结合膜的铝箔得到了最好的结果。这种结合膜在商业上称为SURLYN。所采用的膜的厚度在对于SURLYN来说的3/4微米(相当于9-10g/m2)至对于上述聚烯烃膜来说的5-12微米的范围内。
申请人进行的试验得到了出色的结果，甚至对于最薄的膜(加铝涂层)。这是就其抗撕裂以及密封和阻止外部介质渗入的问题而言的。
在这里示出的本发明的实施例中，片材1和2的尺寸基本相同。当然，应该能够作出不同的选择，比如，例如在EP-A-0 591 742中描述过的，其中一个片材的尺寸大于在其所朝向的产品部分的平面内的展开尺寸，也大于另一片材。
为了明确这一点，在此处图示的实施例中，可以考虑通常为方形或矩形的片材1和2的每一个都覆盖住略大于产品P的一半，而露出产品的相对部分。
上面指出的产品的两半(上部半球帽和圆柱或圆锥状基部)可以被看作由一想象中的赤道平面E分开，平面E相当于产品的最大截面。然而应该理解，即使产品P具有不同的形状，例如球形或卵形，或者一袖珍小人的形状，也是这种情况。无论产品形状如何，一般都有一个限定其最大截面区域的同等赤道平面，在这方面，人们还是可以注意到，甜食产品不管其性质如何，通常是由两个在这样一种赤道平面上连接在一起的互补的部分(空心或实心的)构成。
而这赤道平面又垂直于产品P的两半结合的总的方向(在附图3中以D指示)。在下面将会更好地理解，这也是两片材结合的方向。
包裹产品P的操作的第一步为将片材1成形为大致为一杯或碗的形状。
可以利用例如这样一种工具实施这种操作，其包括具有一腔室的一模具，一冲头可以进入该腔室。这一方案的一种图解表示可以参考在本说明书中多次提到的文献EP-A-0 591 742。
而在本发明的一特别优选的实施例中，片材1是通过一大致为管状的、由一真空(低于大气压)源作用的成形工具100进行成形的，图中D表示该气压源。气压源以公知的方式作用，将片材1吸入工具100的管形腔内，将后者成形为一相应的杯子形状。这种抽吸作用排除所有的气泡，这些气泡可能在成形过程中出现，也可能在随后的由片材1和2形成包裹料的步骤中出现，特别是出现在由片材1和2联合形成的空腔中。已经发现，在这种低压或真空条件下(或者一般来说，排除空气)成形特别有利于片材1和2围绕产品P紧密包裹。
杯形片材1的嘴部相应于其形成的工具100的嘴部最好大体上为沿一理论上的圆锥面的一截头圆锥形，其轴线与工具100的中心轴线一致。该轴沿片材1和2联结的总的方向(图中方向D)定向。
正如前面所陈述的，采用具有足够多的侧面的截头棱椎面也是等同的。
圆锥角优选在45°左右，根据具体的应用要求，尤其是考虑构成片材1和2的材料可以选择得大些或小些。
再次指出，在图示实施例中，圆锥度向上发散定向，因此，成形结束后片材1具有一向上张开的开口。
下面，特别是在图示实施例中将会更清楚地看到，这样选择的原因在于，打算使片材1的边缘向上折叠，以便在完成的包裹料中盖住片材2的至少一部分。
但是可以考虑一种补充的解决方案(其被申请人的具体实验所验证)，将片材2向下折叠到覆盖着产品P的片材1上。在这种情况下，可以通过将边缘部分102成形为一向上收敛，即向下发散的圆锥形来获得片材1的嘴部所需的互补成形。或者理解为，工具100采用一种类似于工具104所采用的形状，工具104的形状将在下面予以描述。
虽然工具100的主体是由一种通常为刚性的材料，典型的为金属制成，但嘴部102却优选由一种通常较软的材料(典型的为一种惰性材料)制成，例如聚四氟乙烯。
赋予片材1大体上下凹或杯形形状是为了使其能够将产品P(在图示实施例中下部)容纳在其内，如图3所示。从该图中可以看出，产品P(用已知的方法，未示出)被引入到片材1中，成形为杯形，而后者仍然在模100内。这一选择虽然是优选的(特别是考虑到真空源D的选择)，但不应看作是基本的。片材1被仿形成形为杯状以后，可将其从工具中取出，并传送到另一为支持片材1而设置的腔室，以便插入产品P。在这之前或之后，将其插入一成形工具中，该成形工具的嘴部类似于嘴部102，从而使片材1的嘴部具有理想的圆锥形状。
已经发现，就使工艺最佳化而言，在这里参考附图所描述的解决方案是更可取的。
在这些条件下(即，在图3所示的位置)将另一片材2加到产品P上。
在提供片材2时，可以使其适应于产品P的从杯形片材1的嘴部伸出的上部。优选利用一抽吸工具104来作用于片材2，这样就确保片材2保持在理想的位置，以便通过一工具106使片材2自身成形，工具106可以由同一工具104构成，例如将片材2定位在产品P上。
在这里示出的实施例中，特别是参考图4，工具104具有一般的管状结构，假设它也连接于作用在下部工具100上的真空源D。假定片材2由工具104的低压而保持轻微地挨着以106表示的工具104的朝下的嘴部，工具104中的压力适当的低于工具100的压力。
当然，这只是各种可能的解决方案之一。例如，可以考虑将片材2沿水平方向输送到产品P上，并利用一推件将其保持在这一位置，推件装在产品P的顶部区域上方，以便必要时保持着片材2。
还有其它的解决方案，但都只涉及结构细节，其本身与实施本发明的目的并无关系。
观察图4和图5特别可以看出，通常为刚性材料，例如金属的工具104具有一嘴部，其外部形状带有一截头圆锥表面(再次提醒，这一术语也包括截头棱椎和类似几何形状)，该截头圆锥表面与工具100的嘴部102的内部截头圆锥形互补，换句话说，工具104的嘴部106这样制作，使其进入工具100的嘴部102时，两截头圆锥表面处于前部配合的状态。
在图5中可以最好地看出，片材1和2被引导到一起，使前面提到的可能涂有树脂或漆的面互相接触，该设备作为一整体将片材1和2的周边夹在一起。这样，片材1和2的周边部分就处在由第一工具100和第二工具104的嘴部102和106共同限定的截头圆锥表面上。
如上所述，工具100的嘴部102优选采用一种可轻微变形的材料(例如聚四氟乙烯)。在一种补充的方式中，(由一种硬材料，例如金属制成的)工具104的嘴部106带有一刻槽部分，例如一环形槽107(在图4中示出，虽然由于比例的原因不是清晰可见)。当工具100和104在轴向上被压在一起时，压力应使工具104的嘴部106的刻槽部分107将工具100的嘴部102变形为一例如与环形槽互补的形状。当然，夹在工具100和104的嘴部102和106之间的片材1和2也取相应的轮廓，这就是垂直剖面在图5中可见的可以称之为起皱的轮廓。
试图通过片材1和2的连在一起的周边部分的成形来改善两片材之间的密封，从而改善所形成的包裹料的气密性，克服由于下列原因所带来的问题，即，由于围绕产品P成形，片材1和2需连在一起的部分本身通常形成皱纹。
已经说过，两片材1和2的面对面的边缘部分可以以各种方式封闭，以使包裹料气密，可以采用纯粹的机械连接，使由于有刻出部分107而导致的打褶更牢固，或者采用附加材料粘结(胶接)，或者采用热封(这是目前优选的)，优选通过促使提供在片材1和2的内表面上的热熔涂层的熔化(利用直接加热或超声波振动)。
实现后者，只需使工具104为目前所采用的类型的热熔工具，例如将涂有热熔材料的铝箔(所谓双层铝)加到含有液体或糊状物，例如酸乳酪或类似产品的杯形容器的嘴部。为此，工具104带有相连的加热装置，该装置在图4和图5中以电阻108的形式示出，显然，这里只是图示，具体的细节对本领域的专家来说是非常熟悉的，无需在此说明，特别是，它们与理解本发明这一目的无关。
已经发现，对于从包裹料被作用和围绕产品P封闭的区域排除空气，工具100(已经看到，在工具104中也是如此)中为低于大气的压力(真空)，这是非常好的。这就避免了完成的包裹料在产品P的外表面与封闭的包裹料的内表面之间存有空气，空气会引起产品的变质或不希望的包好的产品的充气，这后一因素会使包裹料撕裂。
在片材1和2以所描述的方法封闭好以后，产品P被包裹在具有在图6中更清楚示出的特征的片材包裹料中。在实践中，产品P的上、下部分分别被片材2和1紧紧地覆盖住，它们的周边部分封合在一起，以形成一所谓“土星环”，即围绕产品P的伸出的一环10。
与例如在EP-A-0 591 742的解决方案中示出的效果相反，所述环或土星环10不是平面的，而是圆锥形的，圆锥角α由工具100和104的嘴部102和106的圆锥角α所限定。
环10的这一特殊成形意味着，当它为了围绕产品P折叠，以得到图7所示的最终形状而进一步成形时，片材1和2沿其连接的区域上没有明显的应力。申请人所做的实验证实，这一因素对于保证包裹料的密封并将后续操作中撕裂的危险减至最小是是很重要的。
因此，环10的特殊成形使其在最终需要成形的方向上已经预先成形，换句话说，已经使环10向其最终位置产生一所谓“诱导”。
进而，如上所述，在此所示出的实施例中，最终包裹料中的片材1在环10处靠着产品P和片材2的环部分折叠。换句话说，参考图6，环10向上折叠。
这一选择不是绝对必要的。事实上能够考虑确切的补充解决方案，例如使环10向下折叠，从而产品P的上部被片材2覆盖，产品的下边缘部分被片材1和紧密折叠在片材1上的片材2所覆盖，产品朝下的基部仅由片材1包覆。
在这种情况下，环10在图6与所示相反的方向上形成一“诱导”，因此，环10不是向上弯曲，而是向下弯曲(仍然形成一截头圆锥的形状)。
这一结果至少可以以两种方式获得，即以一种以图中示出的方式互补成形工具100和104的嘴部102和206的表面(在前面已经建议过)，因此工具104的嘴部106具有一向下张开的扩张嘴，工具100的锥形嘴部102插入其中；或者简单地保留工具100和104的几何形状与图2至图5中所示的相同，但使引入产品P的方式逆向进行，在工具100相对于图3所示的位置翻转180°，即其上盖部分朝下而不是朝上的条件下，将产品P插到工具100中。
环10的后续处理(无论其如何定向)也可以以各种不同的方式获得。环10可以只靠着产品P成形，也可以在靠着产品P成形之前将环切成图7所示的形状。如果片材1和2不是同样的颜色，从美学观点看，图7所示的解决方案特别适宜，例如片材1是绿色的，片材2为金色或银白色的。在这种情况下，片材1具有模仿一种叶子的效果，产品P仿佛包裹在一片叶子之中。可以理解，在各种情况下，例如图7所示的解决方案都可省去常用作例如图示的产品包装的打褶纸杯。
至于围绕产品折叠环部分10，可以采用各种通常已知的技术，例如使用一种类似于在欧洲专利EP-B-0 082 952中描述了的工具，在密封时，只是在工具104抬起以放开使工具100，104施加给环10以夹紧作用以后，使产品P能够从图5所示的位置穿过腔室下落。
权利要求
1.一种用片材包裹料包裹产品的方法，其包括如下步骤提供一第一片(1)和一第二片(2)包裹材料，使第一片材(1)形成一大体中空的形状，以便使其能够容纳产品(P)，将产品(P)插入第一片材(1)的空腔中，使第一片材(1)覆盖住产品(P)的一相应部分，使第二片材(2)覆盖在产品未被第一片材(1)覆盖的部分上，使第二片材成形为一与产品(P)的相应部分互补的形状，将第一片材(1)与第二片材(2)连接，以形为一围绕产品(P)延伸的环(10)，并从而形成一相当密闭地围绕着产品(P)本身的包裹料，将环部分(10)进一步成形，使其密闭围绕产品折叠，其特征在于第一片材(1)与第二片材(2)围绕一截头圆锥表面连接起来形成环(10)，这样就使环部分(10)已经在所述进一步成形的方向上弯曲。
2.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于截头圆锥的圆锥角(α)在45°左右。
3.一种如权利要求1或2所述的方法，其特征在于沿一基本方向(D)将片材(1)和(2)引导到一起，截头圆锥表面的轴线与所述方向(D)一致。
4.一种如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于在靠着产品(P)折叠环部分(10)之前先对其进行切割。
5.一种如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于通过选自如下构成的组的一种连接步骤将第一片材(1)和第二片材(2)连接以形成环(10)机械成形，附加材料封合，热封，超声波焊接。
6.一种如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于第一片材(1)和第二片材(2)的需要连在一起的面上涂有一层热熔材料。
7.一种如权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于片材(1)和片材(2)选自金属材料，优选为铝。
8.一种如权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于片材(1)与片材(2)选择不同的颜色。
9.一种如权利要求1至8中任一项所述的方法，其特种在于片材(1)在真空条件下连接于片材(2)，以避免在产品(P)和所形成的包裹料之间进入空气。
10.用于实施按照权利要求1的方法的设备，其特征在于包括将第一片材(1)和第二片材(2)成形为基本上与产品(P)的对应部分的形状互补的形状的成形装置(100，104)，将第一片材(1)与第二片材(2)连接起来，以沿着所述基本为截头圆锥的表面形成围绕产品(P)延伸的环部分(10)的连接装置。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于互补表面(102，106)为截头圆锥表面，圆锥角在45°左右。
12.如权利要求10或11所述的设备，其特征在于所述部件是成形为将第一片材(1)和第二片材(2)夹在一起的互补表面(102，106)。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于所述互补表面之一(102)由一个易变形材料制成的部件限定，另一个(106)具有表面刻槽部分(107)，当互补表面(102)将第一片材(1)和第二片材(2)夹在一起时，由于易变形表面(102)的变形，表面变形部分(107)变形并将第一片材(1)和第二片材(2)成形。
14.如权利要求13所述的设备，其特征在于由易变形材料制成的部件(102)包括一变形材料，例如聚四氟乙烯(TEFLON)的插入件。
15.如权利要求10至14中任一项所述的设备，其特征在于成形装置(100，104)具有一大致中空的结构和相连的真空发生装置(D)，真空发生装置(D)可以通过该中空结构将空气排除。
16.如权利要求10至15中任一项所述的设备，其特征在于成形装置包括两个互补的成形元件(100，104)。
17.如权利要求10至16中任一项所述的设备，其特征在于连接装置带有相连的加热装置(108)，其可以加热互补表面(102，106)之中的至少一个，以促使第一片材(1)和第二片材(2)的熔化，从而将它们连接在一起。
18.如权利要求10至17中任一项所述的设备，其特征在于成形装置(100，104)为大致管形结构。
全文摘要
一种包裹产品(P)的紧密裹封的包裹料由两片材(1，2)构成，第一片材成型为一中空形状，以包裹产品(P)的一部分。另一片材(2)覆盖在产品(P)的其余部分上，从而形成与产品(P)本身互补的形状。为了将包裹料封合，两片材(1，2)的周边在一截头圆锥表面上连接，以易于后续的成型操作，在成型操作中两片材封合处的环部分靠着产品(P)变形。
文档编号B65B11/50GK1164498SQ9710316
公开日1997年11月12日 申请日期1997年2月15日 优先权日1996年2月16日
发明者R·巴特利奥, G·佩德罗图 申请人:索雷马特克有限公司