专利名称：泡制包装袋及其制造技术
本发明涉及用以制造包装袋的方法和装置，包装袋有可流动的物料，具体地但并非无例外地说，包装袋装有茶叶或咖啡一类可泡制的物料，包装袋备有用以在泡制后加压而从中挤出液体的装置。本发明还涉及具有这种装置的包装袋。
目前存在着很多关于如袋装茶叶一类泡制包装袋的建议，这种包装袋具有用以从中挤出液体的用具，具体地说，包装袋具有带袋签的拉线或袋线，可拉紧袋线而使袋收缩。
这种结构的有效性可以说主要取决于对袋线相对于袋装材料的布置。一般来说，最好将袋线拉回袋的一或几端并保持这一状态，从而使袋收缩，但是，与此同时必须不致影响使泡制物料在袋内的整体密封。其中很重要的因素是用以挤出液体的作用力应使袋线上所受拉力能使包装袋受有相当大的力。同时，还不应使袋线产生任何影响泡制过程的偏移。
作为本发明一个方面，本发明提供了一种制作含有可流动物料的包装袋的方法，各包装袋具有用以使其收缩的袋线，方法包括以下步骤形成各线环并将线环端头接在连续的袋签上，将包装袋封皮材料的卷料的一面贴放在线环的中部，同时使卷料与袋签相隔开并可脱开地将卷料连接在贴放于其上的线环部分上，使带有线环其余部分的袋签送到卷料的反面并与之接合，对叠卷料使之形成扁平管体，使所述线环中间部分位于卷料对置两壁之间，使所述袋签和所述线环的其余端部位于管形卷料的外表面上。
在所述方法的变型方案中，不用对叠的包装袋封皮材料的卷料而用两个单独的卷料，将所述两卷料接合起来而使线环中间部分夹在其间。将所述线环如上所述与一卷料接合，再由另一卷料覆盖。
在这两种情况下，此方法都可以连续方式操作而将线环放在相应包装袋的内外壁上的位置中，与此同时作重使布置在内壁上的袋线作所需精度的布置，因为袋线是先和卷料放在一起再与包装封皮材料接合的。尽管接合只是暂时性的，却可使袋线的位置在以后的包装袋各制作阶段中不受影响。
作为本发明的另一方面，用以制作带有袋签而使其与收缩包装袋的袋线连接的包装袋时所用的装置具有用以汇合袋签和袋线的传送机构、使袋线形成线环和使线环端头与连续袋签连接而形成袋签袋线组件的机构；用以组合袋签袋线组件和封皮材料的卷料的机构，所述组合机构用以将线环中间部分贴放在卷料一面上，将其可脱开地连接在此面上，并使袋签和与之相接的线环部分与卷料的一侧边沿搭接，这里设有用以将袋签和与之相连的袋线部分放到卷料的背面并将它们连接于其上的机构；用以使卷料形成管状的机构，使所述线环中间部分位于其内部及使袋签及与其相连的线环端部位于其外边；用以在所述管状卷料内配送定卷物料的机构；用以在卷料对置面之间进行热封而封闭充填物料并用以分离带有与各包装袋相连的线环和袋签的单个包装袋的机构。
与本发明的方法相同，对所述装置可进行改型，使两个分开的卷料接合而将线环中间部分置于卷料的中间，将线环端部和袋签留在包装袋外表面上。
对袋线的布置可进行控制，这就可减少包装袋破裂的危险。就象在各种不同的现有包装袋中，在使袋线穿过材料上的孔或穿过包装边沿上对置壁体之间空隙的情况下，在这些孔隙中所产生的应力会使包装撕裂、装料漏失的危险加大。在使袋子内部与袋线彼此隔开时可以减少这种危险如US 3415656所述，但对所述袋装泡制品却很难进行经济的制作。
因此，本发明方法不论是管状卷料还是两个叠合的卷料都还可包括封接包装材料对置壁体的步骤，用以沿其长度形成一系列装有泡制物料的内部空间，使所述线环中间部分在所述对置壁体之间围绕或部分地围绕所述内部空间位于与之封隔开的另一空间内，所述另一空间延伸到卷料的一个侧沿处，其余的袋线部分从这里延伸到卷料或两卷料的外边。
本发明装置同样地还具有封接机构，分别用以封接管状卷料或两叠合卷料的对置壁体而形成装有泡制物料的单个的空间和所述另外的装有袋线中间部分的空间，还具有分割机构，用以分割带有线环和与之相连袋签的各包装袋。
作为本发明另一方面，对一种优选形式的包装袋可用以上提出的方法进行制作，其中，包装袋具有内装可流动物料的内部空间和与所述内部空间封隔开、装有袋线中间部分的外沿空间，所述中间部分围绕包装周边的大部分延伸到第一侧沿上彼此隔开的部位，其余长度的袋线从所述袋线中间部分延伸出去而在所述部位从所述边沿空间伸出，所述其余长度的袋线贴靠在包装的外表面上而固定到在包装外面作可松开接合的袋签用具上。
作为示例，现对本发明例子参考附图作更具体的说明。在附图中
图1为本发明包装袋制作装置的安装筒体的简图；图2示出在图1所示筒体上前8个编号2位处袋签、袋线、卷料组件的形成；图3为本装置简体的本剖面图，在此筒体上将袋签、袋线和包装袋卷料组合在一起；图4为筒体的部分斜向视图，其中，为简明起见某些部分被略去；图5为其中一个装在筒体上用以形成线环的改型梭子斜向视图，图6为筒体其中一个线环成形机构的斜向视图；图7示出在卷料脱离筒体后的成形装料过程；图8具体示出在按以上各图所述过程中完成的单腔泡制包装装；图9、10分别示出在类似过程中制出的双腔包装袋配料和封装情况。
图1示出本装置的筒体12，在此筒体上在其反时针方向转动时使用以形成包装袋半成品的袋线D、袋签T和可热封的卷料W汇集在一起，图2简略示出体12上在一组编号工位1-9中前8个工位中袋线、袋签和卷料的组合步骤，如图1所示。
将袋签T在工位1上以连续的带条S形式送到袋签切割机13上。将单个的袋签从带条上分割下来而置于筒体12上沿周边隔开的位置上，对此本文不再给以说明而可见之于PCT/GB94/02227(WO95/10462)。图2示出从袋签带条S上分割下来的袋签T，袋签先以平直不折叠的形式置于筒体的抽吸座14(图3、4)上，从抽吸座中通过位于袋签对折中心线20上的孔18伸出一对分开设置的锁子16。
如WO95/10462所述，从卷轴(未示出)上拉出的袋线D通过导向体15引入筒体并铺放在平直的袋签上销子16的一侧(图2中的工位2)。这时钩子22与两销之间的袋线啮合并在工位2和3之间将其拉出而形成延长的环L，使其越过另两对线销24、26延伸。在拉出袋线完毕后，袋签到达预热器17的下面而使涂敷在其外露表面上的热封涂料软化。固定的犁形体17a这时使袋签绕其对折线20折叠。压辊19在工位4确保折叠的袋签在线环端头上牢固地封贴。两对销子24、26在工位4和5之间如箭头A、B所示横向移位而使线环成形为一端大体上呈长方形，如工位5所示。
这时，在工位6上将包装袋卷料W送到固定的预热器20上并送到筒体上，而与线环相叠合，从而使线环远离袋签的端部处于或接近卷料中心线。在将卷料放到袋线上时通过受热辊27使其定位焊接。此时将连续排列到袋签之间的袋线部分用旋转切刀28切断而将其除去，仅留下接在相应袋签上的线环L。
在工位6、7之间使各袋签及其线环的外露部分受拉越过卷料，在工位8通过受热辊29使袋签轻粘在卷料上。在工位9使带有袋签和袋线的卷料离开筒体，通过另一受热辊30使各袋签更牢固地粘在卷料上，这时由于带着袋签跨越卷料的机构已经从袋签上撤去，就比较容易地接近袋签了。
对在其上面进行这些操作的筒体12及其某些相关的机构在图3-6中将作更详细的描述。筒体通过轴承34在中央固定心轴32上作转动安装。在转动的筒体的一端作环形布置的袋签安放座14安装在沿其周边间隔布置的凹槽14a内并对各座通过管道38、38a进行抽吸，这些管道从各座通向可与一抽气源(未示出)管道42连接的分配通道40、40a。在袋签座上方设有固定的犁形体44(图1)，用以在筒体12转动而经过犁形体时在适当的工位上就地折叠袋签，如上所述。
与袋签座相关联的钩22由相应梭子52支承，梭子装在筒体上与袋签座14相对的一端，但，为清晰起见，图4仅示出其中一个梭子及其导向体54。如图4所示，与各座14相对置，一个轴向取向的导向体54固定在筒体上的键槽54a内，相应钩梭52的轨条56可滑动地安装在导向体内。固定在轨条56上的侧置延伸体58包括固定在相对的端部凸耳62、64之间的轴60。支架66在轴60上作滑动安装而可平行于轨条56移动。支架66还受销68的导向，该销伸入延伸体58上的狭槽70内。
钩22固定在块体72上，块体通过转动销74安装在支架的前凸耳64上。支臂26通过销78可在支架上转动。支臂前端越过块体72延伸并支承一对位于钩22相对两侧的吸杯80。
在轴60上，在支架66的凸耳84和固定在轴上的凸缘86之间装有压缩螺旋弹簧(未示出)，从而将支架向前推到使吸杯80超出钩22的位置上。此机构示于图5，但处在支架66已移到后端位置的状态下，压缩着轴60上的弹簧并使吸杯退到钩的后方。
所示支臂76位于其非工作状态而通过绕枢轴78作用的偏置弹簧(未示出)向外最大程度地偏转，从而保持吸杯升高在钩的上方。所示钩也位于其常态下平行于筒体轴线延伸的位置上，此时钩体已通过牵引簧(未示出)向外最大程度地偏转，此弹簧位于柱88和90之间，所述柱分别固定在延伸体66的前端和块体72上。
梭子52在导向体54中的移动是由一凸轮机构控制的，此机构包括固定在筒体心轴32上的闭环环形凸轮槽102。固定在各梭子轨条56上的支架104具有枢销106，枢销与在连杆110一端上的长孔108啮合，连杆的另一端112保持在槽102内。当筒体转动时，连杆端部沿凸轮槽102滑行，凸轮槽的形状使连杆110摆动并使梭子52横跨筒体往复运动，往来于袋签座以便拉出线环，如图2中工位2所示。键槽54a之间的狭槽114容纳了连杆110在上述运动中的摆动。
成对的销子24、26及其相关操作机构设置在各袋签座14及其梭子52之间，在图3、4中为了清晰起见仅示出其中一个操作机构，图中相应各对销子被绘制在不同位置，这是为了更好地示出这一机构。图2清楚地表明，销子是作协调一致地转动的。图6更详细地示出销子及其操作机构。
各机构包括固定在筒体外周面上的单元构架122。各对销子24、26通过装在构架122外表面上的相应圆盘124、126径向外伸。各圆盘面对构架上圆周凸肩128(图4)定位并通过螺钉130固定在径向指向的轴132上。各轴的轴线相对筒体径向延伸并可绕此轴线带着其圆盘转动。
销子24、26延伸穿过圆孔，可滑动地保持在圆盘上并固定在与套筒136啮合的环134上，套筒在轴上作滑动安装。销子在弹簧作用下从圆盘中伸出，但可反抗弹簧力被压下。销子还可随套筒136在图6具体示出的外伸位置和退回到大体上与圆盘齐平的位置之间作径向移动。
当筒体在心轴32上转动时，轴132转动而套筒136通过凸轮机构作往复运动，此凸轮机构具有靠模仿形的导轨，导轨围绕固定在心轴上的内圆筒138(图3)延伸。
对两个中每个圆盘设有两个导轨140、142。各导轨140提供了用于与轴132上曲臂146连接的随动件144的路径。当随动件144沿筒体轴向移动时，轴132偏转而使其盘124或126摆动，从而使相应一对销24或26向着和离开它们与筒体轴向对齐的位置作约90°的摆动。各对中另一导轨142与装在直角杠杆150上的随动件148啮合，直角杠杆支承在固定于单元构架122上的枢轴152上。杠杆的另一端保持在与套筒136连接的轴环154上，从而使由导轨142的轴向轮廓所产生的随动件运动造成套筒136及其销子24或26沿筒体的径向滑动。
在本装置的操作中，钩22的第一个作用是将袋线拉出而形成在各袋签座14上的线环如上所述。为此，包括凸轮槽102的机构使各梭子52伸出而将钩22置于其袋签座的销子14之间。但在梭子到达其充分伸出的位置之前，支臂76即靠在固定的支座156(图2)上，当钩子到达袋签座上方时该支座将支臂和吸杯保持在后面。因此，就保持支臂76和吸杯不挡住袋签座，与此同时在将袋线跨放在袋签座上时就将其放到钩上。
这时，通过其凸轮机构使梭子52后退，这就将被钩22钩住的袋线拉成跨在筒体上的线环。在通过以下将详述的成对销子24、26使线环成形后，钩子到达图3所示位置。这时，钩子由靠近筒体的固定的脱开器158压下(图3)，该解扣器碰撞柱90，使块体72向下转动。然后处于张拉下的线环如以下所述就可从钩上滑脱。
在拉出袋线时，来自管道42的吸力也已作用在靠近袋签座的真空管162上(图6)，袋线就在此管上方经过。通过对线环微作张拉的吸力使任何过长的袋线都能受吸进入管内。因此，使线环从其在图2工位3上充分拉长的位置上受拉回靠在销子24、26上。
在梭子52横跨筒体返回而拉出线环时，圆盘124、126上的销子24、26还处于图2工位4上作直线排列的状态下，同时还通过套筒136保持在径向缩回状态以便留出使梭子通过的空间。一旦钩子通过销子返回，销子立即升起，并在凸轮导轨142的控制下转动而形成图2工位5所示线环。
此时，相关袋签座到达筒体转动路程中的工位6，这里，包装袋卷料W施加于筒体上而处于线环的上面但轴向与袋签相隔一定距离。在受热辊29(图1)稍作定位焊而使线环在卷料上定位时，销子24、26略微退回，但在完成这一步骤之前它们仍继续控制着线环的形状。
柱90在运行中离开其固定的支座158而使钩子在滑脱线环后立即回到其原有位置，梭子这时设定成再横跨筒体前移，使钩子避开线环和卷料，直到将吸杯80带到对折袋签的上方。靠近筒体的固定支座166(图2)于是接触辊子76a，使支臂76绕轴78向下摆动而使吸杯80在吸力施加于吸杯上时暂时靠在对折的袋签上。在支座166松开支臂76而使其摆离袋签座时维持吸力，使吸杯从其定位销16上吸起袋签。现在，梭子横跨筒体返回，吸杯吸着袋签并从吸管162中拉出袋线。另一位于这一运动末端的固定的支座168(图2)转动支臂76而将袋签侧向越过线环放在卷料上。在袋签由吸杯吸持的同时，通过受热垫块170(图6)初次将袋签轻微地定位焊在卷料上。上面装有袋签和线环的卷料这时到达脱离筒体的工位上。
以后用以制成成品泡制袋的工序包括袋的成形和装料工序，如图7所示。将装有袋签和袋线的卷料经由辊180(图1)引导到大体上成三角形的成形板182的宽端。通过一对预封辊184和(或)较大的封袋辊186使卷料从板182向下传送，预封辊夹住卷料的相对两边并将其搭焊、封装辊则用以形成限定了袋内密封腔C的密封和用以在对叠卷料由装入线环的U形沟道P。在紧靠辊186的上方，配料嘴(未示出)伸入对叠卷料内以便送入定量的泡制品，这些泡制品用辊186封装在腔C内。再往下游，一个切刀(未示出)切割出单个的袋。
如图8所示，由封袋辊186形成的密封包括大体上成长方形的用以限定腔C的环体S1、沟道P的内沿和一对对置的侧面密封S2，此密封最终形成围绕腔体的沟道P，可以看出，此沟道与腔体是封隔开的。
对图1-6的装置所制卷料、袋签和袋线组件的充料和对充料的封装以形成泡制袋，可用各种其他一般已知的方法来完成。
在使用中对留在外面的袋签和袋线可容易地将其松开，因为其只是在卷料上稍作定位焊接。这样，可将袋签沿薄弱线W撕开而成两个部分，两个部分就各接在袋线的一端上。如果将两端反向拉开，由于袋线在沟道P内可自由滑动，就使茶叶袋收缩，并将经泡制的留在袋中的液体挤出。
图9、10示出另一种与图1-6所述制取袋签、袋线、卷料组件方法不同的加工过程，用以制取双腔泡制袋。第二卷料W′从配料轮I中接取成对的定量产品，并在此卷料上覆以带有袋签-线环组件的卷料W。将此两卷料在适当部位用受热辊R密封在一起而使各线环是可动的但仍包含在围绕每对中一个腔体三边的沟道内。再对组合的卷料用成形器F(图10)进行对叠，用装在对置环形带B上的加热元件将腔体密封在一起，并分离成单个的袋(未示出)。
权利要求
1．一种装有可流动物料的包装袋，包括用可热封的材料形成的封皮和用以使包装袋收缩的拉线或袋线，所述封皮封闭了一个内装可流动物料的内部空间和内装袋线中间部分而使其围绕封皮大部分周边延伸的外部边沿空间，袋线的其余长度从所述袋线中间部分端部延续并从所述边沿空间中伸出，袋线的所述长度被保持贴靠在封皮的外部表面上，并固定在可脱开地连接于封皮外部的袋签装置上。
2．按权利要求1所述的包装袋，其中所述外部边沿空间和袋线中间部分围绕封皮周边延伸到一侧边沿部分，所述外部边沿空间在封皮的所述侧边沿部分终止，而从此它围绕封皮的其余周边大体上作U形延伸。
3．按权利要求2所述的包装袋，其中从所述边沿空间伸出的袋线其余部分从所述一个侧边沿部分起绕封皮的一对置侧边沿部分而延伸。
4．一种制作包装袋的方法，该包装袋装有可流动物料并设有接在袋签上用以使包装袋收缩的袋线，方法包括以下步骤ⅰ)形成线环并将各线环端头连接到相应袋签上；ⅱ)将包装袋封皮材料的卷料的一个表面贴放在线环的中间部分上同时使卷料与袋签保持隔开，可脱开地将卷料连接于贴放在其上的线环部分上，ⅲ)将带有线环其余部分的袋签送到卷料的反面上并与其接合，ⅳ)对叠卷料，使其形成扁形管体，使所述线环中间部分位于其对置两壁之间，并使所述袋签和所述线环的其余端部位于管形卷料的外边。
5．按权利要求4所述方法，其中定量的可流动物料装在所述对置的壁之间，每份物料连同其中一个所述线环中间部分置于其间，使壁密封在一起而将所述物料和线环部分保持在它们之间，切断卷料而形成单个的包装袋，每个包装袋具有一份可流动物料、一袋签和线环组件。
6．一种制作包装袋的方法，包装袋装有可流动的物料，并具有用以使包装袋收缩的袋线，方法具有以下步骤ⅰ)在袋线中形成线环并将各线环的端头连接到相应袋签上；ⅱ)将包装袋封皮材料的卷料的一面贴放在线环中间部分上同时使卷料与袋签隔开，并暂时将卷料连接于贴放于其上的线环部分上，ⅲ)将带有线环其余部分的袋签送到卷料的反面并暂时将它们连接于其上，ⅳ)将所述一卷料贴放在带有多份可流动物料的包装袋材料第二卷料上以便将所述物料封装在对置的壁之间，因而使所述线环位于两卷料之间，并使所述袋签留在一卷料的外表面上，ⅴ)将两卷料的所述对置的壁接合在一起而使多份可流动物料保持在所述密封腔内，并使所述线环保持在两卷料之间。
7．按权利要求5或6所述方法，其中将所述对置的壁密封在一起而形成用于所述线环中间部分的沟道，所述中间部分与所述腔体隔开。
8．按权利要求7所述方法，其中各线环中间部分至少围绕各所述腔体的大部分周边。
9．按权利要求4-8中任一要求所述方法，其中对各线环中间部分在将其拉出后进行最终的成形并在所述成形中使其保持在张拉状态下。
10．用以制作包装袋的装置，包装袋带有接在袋线或拉线上的袋签装置，所述装置包括传送机构，在此机构上将袋签和袋线汇合在一起，用以形成线环和将线环端头接到连续袋签上而形成袋签袋线组件的机构；组合机构，用以将袋签袋线组件与封皮材料的卷料组合在一起；其特征是组合机构被设置成使线环中间部分贴放在卷料一面上并将其可脱开地连接在此面上，所述组合机构还被设置成使袋签和线环的连接部分远离搭接在卷料一侧边沿上的所述中间部分，装置还包括将袋签及与其相连的袋线部分放到卷料的背面上并将它们连接于其上的机构；用以使卷料形成管状而使所述线环中间部分位于其内部及使袋签及与其相连的线环端部位于外边的机构，用以将物料定量送到所述管形卷料内的机构，用以在卷料对置面之间进行热封而封闭充填物料并用以分离带有与各包装袋相连的线环和袋签的单个包装袋的机构。
11．用以制作包装袋的装置，包装袋带有接在袋线或拉线上的袋签装置，所述装置包括传送机构，在此机构上将袋签和袋线汇合在一起，用以形成线环和将线环端头接到连续袋签上而形成袋签袋线组件的机构，组合机构，用以将袋签袋线组件与封皮材料的卷料组合在一起。其特征是组合机构被设置成使线环的环形端贴放在卷料的一面上并使其暂时连接在上面，所述组合机构还设置成使袋签和线环的连接部分远离搭接在卷料一侧边沿上的环形端部，装置还包括用以将袋签及与其相连的袋线部分放到卷料的背面上并将它们连接于其上的机构，用以将包装袋物料定量送到第二卷料上的机构，用以将两卷料带到一起而使袋线环形端位于它们之间，从而封闭定量充填物料的机构，用以将两卷料固定在一起而将物料密封在内部空间内的机构，用以分离封装有物料的包装袋的机构，各包装袋具有线环和与之相关的袋签。
12．按权利要求10或11所述装置，包括形成沟道的机构，该沟道与充填的物料分隔开并用于所述袋线环形端部。
13．按权利要求10-12中任一要求所述装置，包括转动的筒体，筒体具有用以在沿周边隔开的位置上形成线环的机构、在筒体上用以与所述位置对准的袋签座，对各所述位置装有在筒体上作往复运动的构件，包括所述形成线环的机构和用以将袋签带到卷料上的机构。
14．按权利要求10-13中任一要求所述装置，包括可在筒体上移位用以使由袋线形成的线环成形的机构。
15．按权利要求13和14所述装置，其中所述线环成形机构位于各所述形成线环的机构往复路程的中间。
16．按权利要求14或15所述装置，其中所述成形机构包括可摆动的啮合机构用以加宽线环形状。
17．按权利要求10-15中任一要求所述装置，包括用以在线环成形中在线环上加上拉力的抽吸机构。
全文摘要
本发明说明了一种用以制作拉线式包装袋的方法和装置。包装袋的制作如下:形成在其端头带有袋签(T)的线环(L)和将包装袋卷料(W)放在背离袋签的线环部分上。在将成形的线环暂时固定在卷料一面上之后将袋签和线环的其余部分放在卷料的另一面上并在其上作可松开的接合。在以后的加工中,使固定的线环部分留在包装袋的内部,使袋签留在外边。此方法使线环的定位比较准确,从而使制成的包装袋具有留在周边沟道(P)内的线环,线环与包装袋的装料封隔开而可活动以便在拉动线环端部时使包装袋收缩。
文档编号B65D77/00GK1228746SQ97197632
公开日1999年9月15日 申请日期1997年7月3日 优先权日1996年7月11日
发明者T·W·拜莱, M·J·卡希尔, J·古德温 申请人:尤尼利弗公司