本發(fā)明涉及一種模制設(shè)備。本發(fā)明還涉及一種用于在包裝材料坯料上制造開口裝置的方法。

背景技術(shù)：

用于液體食品的一次性使用類型的包裝容器通常由基于紙板或厚紙的包裝材料制成。這種容器例如被用于液體食品(例如，牛奶、果汁等)、被市售和銷售用于長期環(huán)境儲(chǔ)存的無菌包裝。這種包裝容器中的包裝材料通常是層合材料，該層合材料包括：紙或紙板主體層、液密熱塑性塑料外層、氣體阻擋層(最常見的是鋁箔)、以及最后由包括可熱密封粘合性聚合物和/或可熱密封聚烯烴的一個(gè)或若干個(gè)部分層組成的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)層。

這種包裝容器通常在全自動(dòng)包裝機(jī)上生產(chǎn)。在一個(gè)實(shí)例中，連續(xù)管由卷材進(jìn)給的包裝材料形成；在包裝機(jī)器中對(duì)包裝材料卷材進(jìn)行滅菌，并且在隨后的步驟中將滅菌的包裝材料卷材保持在封閉的無菌環(huán)境中。該卷材被縱向折疊和密封以形成垂直管。該管填充有滅菌或無菌加工的食品，并且被密封并且隨后沿著相等間隔的橫截面切割以形成枕形包，然后機(jī)械地折疊枕形包以形成相應(yīng)的成品包裝容器，例如，基本上平行六面體形狀的包裝容器。

通常，包裝容器具有開口裝置以便于消費(fèi)者打開，許多不同類型的開口裝置包括拉片或模制開口裝置，例如在WO03/09519925和WO/2009/000927中所討論的。

然而，后一類型的包裝是高容量(就每單位時(shí)間單位的包裝而言)和低成本包裝(由于包裝材料的性質(zhì))，并且這種開口裝置可能妨礙生產(chǎn)速度并對(duì)包裝成本不利。

由于這個(gè)原因，需要一種具有關(guān)于使用的材料量和生產(chǎn)每個(gè)開口裝置所需的時(shí)間的高效率的開口裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了本發(fā)明的目的，術(shù)語“包裝材料坯料”或“坯料”應(yīng)包括在包裝材料卷材中的單個(gè)片材或坯料。這種包裝材料卷材可以包括在連續(xù)卷材中彼此依次布置的一個(gè)或多個(gè)“包裝材料坯料”，在不同加工階段中的這些坯料中的一些，即在這種卷材中的一個(gè)坯料上可以包括開口裝置，而在卷材上的其他胚料可能仍未加工。術(shù)語包裝材料是指包裝材料坯料或包裝材料的連續(xù)卷材。

為了本發(fā)明的目的，術(shù)語容器、包裝和包裝容器是指相同的結(jié)構(gòu)。此外，術(shù)語材料、材料層合結(jié)構(gòu)或包裝材料是指包裝材料坯料。術(shù)語“纖維素材料”可以包括一層或多層紙、紙板或任何其它基于纖維素纖維的材料。

為了本發(fā)明的目的，術(shù)語“側(cè)向方向”和橫向方向是指平行于布置在半模之間的包裝材料的表面的方向。因此，兩個(gè)方向都是跨越平行于包裝材料的表面的平面。更具體地，術(shù)語“橫向方向”是指基本上平行于包裝材料的移動(dòng)方向的方向。術(shù)語“豎直方向”是指垂直于所述平面的方向。

本發(fā)明提出了一種用于在包裝材料上制造開口裝置的模制設(shè)備，使得能夠有效且靈活地制造這種裝置。所述模制設(shè)備包括彼此相對(duì)布置的能移動(dòng)的兩個(gè)半模。在所述設(shè)備的操作中，所述第一半模面向布置在所述半模之間的所述包裝材料的第一側(cè)。所述第一半模包括凹部和能移位的蓋元件(cover element)，能移位的蓋元件部分地覆蓋所述凹部，從而在所述第一半模內(nèi)形成具有開口的腔。在這方面，術(shù)語腔是指在半模中具有開口的中空結(jié)構(gòu)，其中開口的面積小于腔內(nèi)的平行面積。與此相反，凹部更類似于凹槽，并且通常不包括底切等。所述第二半模包括凹部，并且被布置成使所述凹部至少部分地面向所述第一半模的所述表面上的所述開口。

所述第一半模中的所述腔允許在包裝材料上模制開口裝置，所述開口裝置包括一部分，例如位移到包裝材料的表面的開口拉片。因此，當(dāng)打開所述裝置時(shí)，拉片可以容易地被消費(fèi)者抓住。能移動(dòng)的所述蓋元件用作蓋子以從所述包裝材料表面移走熔體。所述第二半模中的所述凹部使所述熔體能夠粘附到所述包裝材料的所述表面上，從而在所述開口裝置和所述包裝材料之間形成緊密連接。

由于所述半模可以容易地被替換，所以用于開口裝置的不同形狀是可能的，使得在形狀和功能的選擇上具有靈活性。

所述熔體可以從一側(cè)注入到所述半模中，因此由于注射壓力而滲透所述包裝材料，從而分別填充所述凹部和所述腔。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述第二半模包括用于將熔融材料注射到所述凹部中的注射器。

為了實(shí)現(xiàn)面向所述包裝材料的光滑表面，所述蓋元件的表面與第一半模的面向第一半模中的凹部的外側(cè)的包裝材料的表面可形成平坦表面。這種平坦表面有利于防止當(dāng)所述半模閉合并且在所述包裝材料上施加壓力時(shí)包裝材料中的變形。

如前所述，所述第一半模包括腔，所述腔可以由放置在所述第一半模中的凹部上的可移動(dòng)蓋元件形成。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述蓋元件在側(cè)向方向上從近端朝向遠(yuǎn)端延伸。所述蓋元件因此不完全覆蓋所述凹部，而是留下空的區(qū)域，從而形成進(jìn)入現(xiàn)在形成的腔的所述開口。

因此，所述蓋的所述遠(yuǎn)端與所述開口相鄰，所述開口稍后形成所述開口裝置的一部分。取決于所述開口裝置的需要和要求，所述遠(yuǎn)端可以包括不同的形狀。例如，所述蓋元件可以包括弧形形狀、半圓形、拋物線形狀、直線形狀等。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述蓋元件和所述第一半模在垂直于所述第一半模的表面的豎直方向上能彼此相對(duì)移動(dòng)。這允許將所述蓋與所述半模分開，從而打開所述腔以釋放所述凹部。另外地或替代地，所述第一半模能在垂直于所述包裝材料的所述第一側(cè)的方向上移動(dòng)，從而將所述蓋元件與所述腔分開以重新形成所述凹部。

在另一實(shí)施方式中，所述第二半模能在豎直方向上移動(dòng)，即在垂直于所述包裝材料的所述第二側(cè)的方向上移動(dòng)。因此，在所述設(shè)備的所述操作期間，一個(gè)或多個(gè)半?？梢詮乃霭b材料的所述表面移位。

為了最終釋放制造或模制的開口，所述包裝材料和所述蓋元件能在基本上平行于所述包裝材料的方向上彼此相對(duì)移動(dòng)。由此，可以從所述模制設(shè)備移除制造的所述開口。在一個(gè)實(shí)施方式中，可能合適的是，實(shí)現(xiàn)這種遠(yuǎn)離安裝元件的移動(dòng)，所述安裝元件將所述蓋元件能移動(dòng)地安裝到所述第一半模。

本發(fā)明的另一方面涉及一種用于制造開口裝置的方法。這種方法可以包括提供具有多層材料結(jié)構(gòu)的包裝材料坯料的步驟，所述多層材料結(jié)構(gòu)具有纖維素材料層、一個(gè)或多個(gè)塑料層合材料層、和穿透區(qū)域。所述包裝材料布置在兩個(gè)半模之間。

所述半模中的一個(gè)包括腔，所述腔在所述包裝材料坯料的第一側(cè)上具有開口，其中所述開口的區(qū)域面向所述包裝材料坯料的第一側(cè)。所述開口小于所述腔到所述第一側(cè)上的投影面積。

第二半模包括在包裝材料坯料的與所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)上的模具凹部，其中所述開口與第二半模凹部在所述穿透區(qū)域中部分重疊。當(dāng)形成和填充所述包裝材料形成的包裝時(shí)，所述包裝材料的所述第二側(cè)是稍后與液體食品接觸的一側(cè)。因此，所述第一側(cè)形成稍后形成的包裝的外側(cè)。

在隨后的步驟中，將塑料熔體注入到所述腔和所述凹部中的至少一個(gè)中，其中由于在所述腔或所述凹部中形成的壓力，所述熔體穿透穿透區(qū)域并且還至少填充所述凹部和所述腔，從而形成開口裝置。通過這樣做，使用注射的所述塑料熔體形成所述開口裝置的在所述腔中的抓握部分。在所述熔體冷卻下來之后，打開所述第一半模的所述腔以釋放所述抓握部分，并且通過使所述第一半模和所述包裝材料坯料彼此相對(duì)移動(dòng)而將所述抓握部分從所述腔移除。

可以通過在垂直于包裝材料坯料的方向上使所述第二半模和所述包裝材料坯料彼此相對(duì)移動(dòng)來執(zhí)行所述腔的打開。另外地或替換地，通過在垂直于所述包裝材料和覆蓋部分的方向上相對(duì)于所述包裝材料坯料和所述覆蓋部分移動(dòng)凹陷部分，所述第一半?？梢员环蛛x成所述覆蓋部分和所述凹陷部分。

在另一方面，所述覆蓋部分在基本上平行于所述第一側(cè)的方向上相對(duì)于所述抓握部分移動(dòng)，以便在所述抓握部分和所述第一側(cè)之間抽出(withdraw)所述覆蓋部分。

附圖說明

在下文中，將使用附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式具有形成的腔的模制設(shè)備的第一剖視圖；

圖2示出了根據(jù)實(shí)施方式的具有填充的腔的第一剖視圖；

圖3示出了圖1的實(shí)施方式的第二剖視圖，其中所述腔被填充；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的具有分離的半模的實(shí)施方式的第二剖視圖；

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的具有分離的半模和移位的包裝材料的實(shí)施方式的第二剖視圖；

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的開口裝置的剖視圖；

在下面的實(shí)施方式中相同或相似的特征具有相同的附圖標(biāo)記。在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可以以不同的方式組合實(shí)施方式的各種特征。

具體實(shí)施方式

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明用于制造開口裝置的模制設(shè)備。

模制設(shè)備包括下部或第一半模6A和上部或第二半模6。例如由不銹鋼、鋁或其它合適材料制成的第二半模6包括可移動(dòng)加熱錐或類似裝置70以將熔融塑料或熱熔體通過通道73和噴嘴72壓入凹部43a。凹部43布置在第二半模6的面向包裝材料坯料1的下側(cè)中。其類似于開口裝置的第二部分的結(jié)構(gòu)。

第一半模6A與第二半模相對(duì)，并且包裝材料坯料1布置在兩個(gè)半模之間。包裝材料1的面向第一半模6A的第一側(cè)是包裝材料的外表面，即其上具有裝飾和印刷的一側(cè)。包裝材料的面向第二半模6的第二側(cè)對(duì)應(yīng)于稍后形成的包裝的內(nèi)側(cè)，并且稍后與食品接觸。

半模6A包括兩個(gè)主要部分，具有面向包裝材料坯料1的平坦表面60A的模具部分6B和可移動(dòng)蓋61。蓋61可平行于豎直方向VD移位。蓋布置在模具部分6B的凹部中，以形成用于開口裝置的抓握元件的腔42a。換句話說，蓋61部分地覆蓋模具部分的凹部，以形成腔42a。蓋61的表面610與模具部分6B的表面60A共面。結(jié)果，形成了平坦表面，其上布置有包裝材料。

蓋61從凹部的一端幾乎延伸到另一端，留下小的開口空間41a。蓋61的與所述開口41a相鄰的遠(yuǎn)端是圓形的，并且包括與開口裝置的形狀相對(duì)應(yīng)的弧形形狀。盡管示出了弧形形狀，但是蓋元件6的遠(yuǎn)端可以根據(jù)需要和要求具有不同的形狀。

所述開口空間41a類似于開口的第一部分(參見圖6)，而腔42a用于模制抓握部分。如圖所示，腔42a在其側(cè)向尺寸上顯著大于開口區(qū)域41a?？梢哉f腔42a的平面尺寸或面積在包裝材料上的投影大于基本上對(duì)應(yīng)于包裝材料坯料的區(qū)域3的開口41a的相應(yīng)面積。因此，空間42a被稱為腔，與第二半模6中被稱為凹部的空間43a相反。

在圖1中，包裝材料坯料1沿著橫向方向TD移動(dòng)并且布置在覆蓋第二半模的凹部43a和第一半模6A的開口41a的兩個(gè)半模之間。兩個(gè)半模和包裝材料坯料1彼此相對(duì)地布置，使得開口41a面向由包裝材料坯料1的穿透區(qū)域3分開的凹部43。

在半模被放置在包裝材料坯料上之后，熔融的塑料材料71被注入到凹部43a中。這在圖2中示出。更具體地，錐70略微縮回，并且熔融塑料通過通道73和噴嘴72以高壓被壓入凹部43a中。凹槽43a填充有形成開口裝置的一部分43的熔融塑料。由于高壓，塑料穿透區(qū)域3中的包裝材料坯料并且還填充腔42a。包裝材料的一部分遵循凹部的形狀并且與熔融塑料鄰接。區(qū)域42a中的熔體對(duì)應(yīng)于開口裝置的抓握部分。在該過程中，包裝材料完全不移動(dòng)，并且兩個(gè)半模都被壓在包裝材料上。

圖3示出了圍繞軸線X-X旋轉(zhuǎn)90度的模制設(shè)備的實(shí)施方式。熔體通過噴嘴72注入凹部并穿過材料。蓋61沿橫向方向延伸并且耦合到安裝元件62。所述安裝元件在豎直方向上能相對(duì)于半模部分6B移動(dòng)。

圖4示出了在已經(jīng)執(zhí)行熔化操作并且熔體被冷卻之后的模制設(shè)備的另一布置。第一半模6在豎直方向上移動(dòng)以將該半模與包裝材料1分離。凹部43a與模具開口裝置部分43分離。錐70封閉通道73，以防止熔融塑料流過噴嘴72。半模6和包裝材料1之間的位移或距離大于部分43的高度。同樣，第一半模6A被分成蓋61和半模部分6B。蓋61保持與包裝材料1的表面610接觸。半模部分6B移位，釋放凹部42A。更具體地，部分6B沿著豎直方向VD向下移動(dòng)。由此，模制的抓握部分42與凹部42a分離。蓋61為包裝材料提供穩(wěn)定性，以防止材料1的不期望的彎曲。

圖5示出了移除模制開口裝置的最后步驟。為此，包裝材料沿橫向方向TD遠(yuǎn)離安裝元件62移動(dòng)。通過這樣做，蓋61從抓握部分和包裝材料坯料之間的空間抽出，從而形成移位的抓握部分。一旦新模制的開口裝置已經(jīng)離開模制設(shè)備和兩個(gè)半模之間的空間，半模部分6B就可以再次向上移動(dòng)以用蓋元件61覆蓋凹部42A，同樣第二半模6向下移位。將新的包裝材料坯料1進(jìn)給到設(shè)備中。

圖6示出了由前述設(shè)備制造的開口裝置的剖視圖。

開口裝置在穿透區(qū)域3中被模制到包裝材料上。穿透區(qū)域3比包裝材料坯料1的周圍區(qū)域包括更小的厚度。例如，纖維素層已經(jīng)被移除并且僅一個(gè)或多個(gè)塑料層和鋁層保留在穿透區(qū)域3中。穿透區(qū)域3大于開口裝置穿透區(qū)域3的材料橋接件40。因此，包裝材料以這樣的方式布置在模制設(shè)備中，使得區(qū)域3面向開口41a。

在一些其它替代方案中，由模制設(shè)備的半模施加的壓力足夠大以直接穿透包裝材料，而不需要弱化的穿透區(qū)域3。在這種替代實(shí)施方式中，包裝材料坯料1在穿透區(qū)域3中被穿透，撕開材料并向上彎曲包裝材料坯料的一部分1A。被彎曲的材料在其表面上附接到第一部分41。

材料橋接件40將第一部分41與第二部分43鄰接并連接。第二部分43不僅完全覆蓋穿透區(qū)域3，而且延伸到包裝材料的下側(cè)上的周圍區(qū)域上。其剛性地附接到包裝材料，從而便于消費(fèi)者打開區(qū)域2，以便當(dāng)消費(fèi)者拉動(dòng)抓握部分42時(shí)防止第二部分的塑料材料被撕裂。

第一部分41以其近端41b附接到材料橋接件40，并且其遠(yuǎn)端41a附接到抓握部分42。更具體地，第一部分41從其近端朝向消費(fèi)者區(qū)域2以及其遠(yuǎn)端彎曲。當(dāng)開口裝置例如通過注射成型被制成一體時(shí)，可以說第一部分41在一側(cè)合并入材料橋接件40中，并且在另一側(cè)并入抓握部分42中。抓握部分42從坯料1的表面移位距離D(未示出)。所述距離可以在小于一毫米至高達(dá)幾毫米的范圍內(nèi)。例如，其可以在1.5mm至3.5mm的范圍內(nèi)，特別是2.5mm。這取決于在包裝材料坯料1的表面上方的第一部分的突起。

在該實(shí)施方式中，第一部分包括圓形形狀，使得遠(yuǎn)端41a的表面基本上垂直于坯料1的表面。圓形形狀可以使得焦點(diǎn)或中心點(diǎn)F位于在抓握部分和坯料1的表面之間的空間61中。盡管這里示出圓形形狀，但是可以使用其他形狀，如弧形、拋物線形狀等。

圖7示出了用于制造根據(jù)本發(fā)明的開口裝置的各種方法步驟。在步驟S1中，包裝材料在兩個(gè)半模之間移動(dòng)。包裝材料坯料包括具有纖維素材料層、一或多個(gè)塑料層合材料層和穿透區(qū)域的多層材料結(jié)構(gòu)。在步驟S2中，第一半模包括在包裝材料坯料的第一側(cè)上具有開口的腔。所述腔通過相對(duì)于凹陷部分移動(dòng)覆蓋部分以部分地覆蓋凹陷部分中的凹部而形成。覆蓋部分布置成使得其與凹部6A的面向包裝材料坯料的表面形成共面表面。開口的面向包裝材料坯料的面積小于腔在坯料上的投影面積。

根據(jù)步驟S3，具有模具凹部的第二半模然后布置在包裝材料坯料的另一側(cè)上，由此開口區(qū)域與第二半模具凹部的凹部在所述穿透區(qū)域中部分地重疊。

在步驟S4中將塑料模制品注入到凹部或腔中，例如將其在高壓下注入凹部中，從而穿透重疊區(qū)域中的材料。熔融的塑料或注入材料填充腔和凹部，并且隨后至少部分地硬化以形成開口裝置。

在步驟S5中，打開腔以釋放抓握部分，并且移除抓握部分?？梢苑謩e以如步驟S3和S2這樣相反的順序?qū)崿F(xiàn)打開。例如，凹陷部分可以遠(yuǎn)離包裝材料坯料向下移動(dòng)，同時(shí)蓋保持面向包裝材料胚料。為了移除抓握部分，包裝材料坯料可以在縱向方向上移動(dòng)。

附圖標(biāo)記表

1 包裝材料坯料

3 穿透區(qū)域

4 開口裝置

40 材料橋接件

41 第一部分

41a 遠(yuǎn)端

41b 近端

42 抓握部分

42a 腔

43 第二部分

43a 凹部

6 第二半模

6A 第一半模

6B 第一半模部分

60A 表面

61 蓋

610 表面

70 錐

71 熔融塑料

72 噴嘴

73 通道

F 焦點(diǎn)中心

D 距離

TD 橫向方向

LD 縱向方向

VD 豎直方向