用于形成包裝和填充系統(tǒng)的設(shè)備的制造方法
【專利說(shuō)明】用于形成包裝和填充系統(tǒng)的設(shè)備
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)人寶潔公司于2013年2月26日提交的國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2013/027774、題為“用于形成包裝和填充系統(tǒng)的設(shè)備”的PCT發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。該P(yáng)CT發(fā)明專利申請(qǐng)于2014年8月26日進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段，其中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01380011016.6。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本文描述了一種用于形成、填充以及密封用于消費(fèi)產(chǎn)品的單位劑量包裝的方法和設(shè)備。也公開了一種具有填充控制系統(tǒng)的填充系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]單位劑量的液體產(chǎn)品諸如洗發(fā)劑和毛發(fā)調(diào)理劑通常被置于被稱為小袋的相對(duì)薄而平的包裝中。此類小袋通常具有水蒸氣阻隔性能以防止隨時(shí)間推移水分從包裝中的產(chǎn)品流失。這種類型的小袋一般利用豎式形成、填充以及密封(VFFS)方法進(jìn)行制造。
[0004]對(duì)于豎式形成、填充以及密封，當(dāng)前的方法存在間歇的和連續(xù)的兩種。豎式形成、填充以及密封(VFFS)方法通常利用一組填充噴嘴，它們被插進(jìn)用來(lái)形成包裝的兩層材料之間。在填充每個(gè)包裝之后噴嘴必須打開和關(guān)掉。對(duì)于間歇運(yùn)動(dòng)方法，填充發(fā)生在薄膜或包裝材料處于運(yùn)動(dòng)中時(shí)，并且薄膜在密封方法期間停止。即使對(duì)于其中在移動(dòng)的幅材上執(zhí)行所有操作的連續(xù)方法，速率變得受填充方法的限制。需要在極短的分配循環(huán)時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確地分配所需液體量的能力。
[0005]也存在用于水平形成、填充以及密封的方法。水平形成、填充以及密封方法的例子描述于授予Smith等人的PCT公開WO 2004/033301 Al ;美國(guó)專利申請(qǐng)公布US2005/0183394 Al ;和授予Lauretis等人的EP I 375 351 BI中。此類方法中的一些可涉及熱成形包裝材料的一部分。
[0006]然而，對(duì)于改善包裝形成方法和填充系統(tǒng)的研宄一直持續(xù)。具體地，存在著對(duì)于用于生產(chǎn)小袋特別是包括不能被熱成形的產(chǎn)生蒸汽阻隔層的薄膜而不破壞蒸汽阻隔層的更快方法的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本文描述了一種用于形成、填充以及密封用于消費(fèi)產(chǎn)品的單位劑量包裝的方法和設(shè)備。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括用于制備包裝的方法，包括下列步驟:
[0009]a)放置具有初始未撓曲構(gòu)型的第一幅材材料鄰近其中具有腔體的元件；
[0010]b)使第一幅材材料的一部分暫時(shí)向下?lián)锨M(jìn)所述腔體中以形成所述第一幅材材料的撓曲部分，其中所述第一幅材材料的所述撓曲部分基本上沒有塑性變形；
[0011 ] c)將產(chǎn)品沉積在第一幅材材料上；
[0012]d)將第二幅材材料放置在第一幅材材料和產(chǎn)品上；以及
[0013]e)沿著一個(gè)或多個(gè)密封線將其中具有撓曲部分的第一幅材材料至少部分地閉合并密封到所述第二幅材材料；
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，所述裝置包括用于接收第一幅材材料的供應(yīng)和其中具有腔體的元件的第一進(jìn)給區(qū)。其中具有腔體的元件位于第一進(jìn)給區(qū)的下游。第一幅材材料的一部分可被暫時(shí)地?fù)锨M(jìn)腔體中。所述腔體包括基部和一對(duì)側(cè)壁。在該實(shí)施例中，其中具有腔體的元件包括具有表面的移動(dòng)帶，并且所述帶在縱向上移動(dòng)，其中所述帶的表面形成腔體的基部，并且所述元件還包括形成腔體的側(cè)壁的縱向側(cè)邊部分。所述設(shè)備還可包括分配裝置，所述分配裝置用于將產(chǎn)品施用到第一幅材材料的覆在腔體上面的該部分上。分配裝置位于其中具有腔體的元件上方的分配區(qū)中。所述設(shè)備還可包括用于接收第二幅材材料的供應(yīng)的第二進(jìn)給區(qū)。第二進(jìn)給區(qū)可位于分配裝置的下游，其中可設(shè)置第二幅材材料覆在其上具有產(chǎn)品的第一幅材材料上。所述設(shè)備還可包括位于第二進(jìn)給區(qū)下游用于密封第一幅材材料和第二幅材材料連同兩者間的產(chǎn)品的密封裝置。
[0015]也公開了一種具有填充控制系統(tǒng)的填充系統(tǒng)。所述填充系統(tǒng)和填充控制系統(tǒng)可被用于本文所述的方法以及用于其它分配方法中，并且可包括適合它們自身的發(fā)明。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是小袋的一個(gè)實(shí)施例的示意性前視圖。
[0017]圖2是豎式形成、填充以及密封方法的示意透視圖。
[0018]圖3是用于形成包裝的一種方法和設(shè)備的示意透視圖。
[0019]圖4是用于形成包裝的具有兩個(gè)并列線路與用于每個(gè)線路的填充噴嘴的設(shè)備的一部分的示意性剖視圖。
[0020]圖5是用于將下部幅材材料機(jī)械地?fù)锨M(jìn)腔體中的設(shè)備的一部分的示意性剖視圖。
[0021]圖6是圖5所不設(shè)備的一部分的不意性俯視圖。
[0022]圖7是用于將下部幅材材料撓曲進(jìn)腔體中的設(shè)備的一部分的示意性剖視圖。
[0023]圖8是用于將下部幅材材料拉伸進(jìn)腔體中的設(shè)備的一部分的一個(gè)另選的實(shí)施例的示意性透視圖，其中所述腔體的底部由移動(dòng)帶形成。
[0024]圖9是具有其上沉積了多劑產(chǎn)品的下部幅材材料的變形的示意性透視圖。
[0025]圖10是用于將下幅材材料拉伸進(jìn)圖8所示腔體中的設(shè)備的一部分的一個(gè)另選的實(shí)施例的示意性透視圖，其中所述腔體被形成為離散的凹坑。
[0026]圖11是包括底板和頂板兩者的成形設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施例的示意性剖視圖，每個(gè)板包括移動(dòng)帶，適用于兩個(gè)線路寬的設(shè)備。
[0027]圖12是圖11所示成形設(shè)備的一種變型的示意性剖視圖，其中僅示出了頂板。
[0028]圖13是適用于填充系統(tǒng)的噴嘴的剖面圖。
[0029]圖14是具有圓形孔口和截流機(jī)構(gòu)的喂■嘴端的不意性透視圖。
[0030]圖15是具有狹槽形孔口和截流機(jī)構(gòu)的噴嘴端的示意性透視圖。
[0031]圖16是用于填充容器的填充系統(tǒng)的示意性透視圖。
[0032]圖16A是一種填充控制系統(tǒng)的示意圖。
[0033]圖16B是一種另選的填充控制系統(tǒng)的示意圖。
[0034]圖17是示出未變形的上部和下部幅材材料的示意性剖視圖。
[0035]圖18是其中使上部和下部幅材材料在橫向上變形的一個(gè)實(shí)施例的示意性剖視圖。
[0036]圖19是其中頂部和底部幅材成形部分與密封機(jī)構(gòu)相組合的HFFS方法和設(shè)備的一個(gè)完整實(shí)施例的示意性側(cè)視圖。
[0037]圖20是用于形成橫向封口的設(shè)備的一部分的一個(gè)實(shí)施例的示意性側(cè)視圖。
[0038]圖21是填充噴嘴的另一個(gè)實(shí)施例的示意性側(cè)視圖。
[0039]圖22是圖21所示填充噴嘴的局部剖視圖。
[0040]圖23是用于圖21和22所示噴嘴的噴嘴部件的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。
[0041]圖24是用于圖21和22所示填充噴嘴的塞子的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]本文描述了一種用于形成、填充以及密封用于消費(fèi)產(chǎn)品的單位劑量包裝的方法和設(shè)備。也公開了一種具有填充控制系統(tǒng)的填充系統(tǒng)。盡管結(jié)合用于形成、填充以及密封單位劑量包裝的方法描述了填充系統(tǒng)，該填充系統(tǒng)和填充控制系統(tǒng)可被用于其它分配方法中。
[0043]單位劑量包裝可為任何合適的構(gòu)型。包裝的內(nèi)容物可呈任何合適的形式，包括但不限于固體、液體、糊劑和粉末。在本文中術(shù)語(yǔ)“流體”可用來(lái)包括液體和糊劑二者。
[0044]在某些實(shí)施例中，單位劑量包裝包括充滿產(chǎn)品的小袋，產(chǎn)品可包括個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品或居家護(hù)理產(chǎn)品，包括但不限于:洗發(fā)劑、毛發(fā)調(diào)理劑、毛發(fā)著色劑(染料和/或顯色劑)、衣物洗滌劑、織物軟化劑、盤碟洗滌劑和牙膏。小袋可包含其它類型的產(chǎn)品，包括但不限于食品諸如番茄醬、芥末、蛋黃醬和橙汁。此類小袋通常相對(duì)薄而平，并且在一些情況下，具有水蒸氣阻隔性能以防止隨著時(shí)間推移水分從包裝中的產(chǎn)品流失，或者水分從包裝外部侵入到產(chǎn)品中。
[0045]圖1示出現(xiàn)有技術(shù)小袋形式的小袋10的一個(gè)非限制性例子。小袋10具有前部12、后部14、周邊16、兩側(cè)18、頂部20和底部22。小袋10還具有圍繞周邊的封口 24。小袋可呈任何合適的構(gòu)型，包括但不限于所示的矩形形狀。小袋可具有任何合適的尺寸。在一個(gè)實(shí)施例中，小袋為48mmX 70mm，并且圍繞全部四側(cè)具有5mm寬的密封區(qū)。在小袋內(nèi)側(cè)的口袋26的尺寸(寬度W和長(zhǎng)度L)是38mmX60mmo
[0046]所述包裝諸如小袋10可由任何合適的材料制成。合適的包裝材料包括薄膜和機(jī)織物或非織造材料(在小袋包含固體產(chǎn)品的情況下)，或者前述任何材料的層合物。如果需要，包裝材料可包括呈層或涂層形式的液體和/或蒸汽阻隔層。包裝材料可由非水可溶性材料或者對(duì)于一些情況由水可溶性材料構(gòu)成。小袋(或其它類型的包裝)的各個(gè)部分可均由相同的材料制成。在其它實(shí)施例中，包裝的不同部分可由不同的材料制成。在一個(gè)實(shí)施例中，小袋10由兩片相同的薄膜制成，它們形成小袋的前部12和后部14。薄膜可為任何合適類型的薄膜，包括單層薄膜和層合體。
[0047]用于小袋的包裝材料的彈性模量可處在大于或等于約1，000N/m(諸如對(duì)于低密度聚乙烯非織造織物)最高至約90，ΟΟΟΝ/m(對(duì)于薄膜和包括薄膜的層合體)的范圍內(nèi)。包裝材料的彈性模量可落在比以上范圍內(nèi)更窄的任何范圍內(nèi)。例如，在薄膜和包括薄膜的層合體的一些實(shí)施例中，彈性模量可在約45，000至約85，ΟΟΟΝ/m的范圍內(nèi)。
[0048]在一個(gè)實(shí)施例中，包裝材料是包括下列三層的層合體:9微米厚聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜；18微米厚真空金屬化的雙軸取向的聚丙烯(VMBOPP)水蒸氣阻隔層薄膜；和30-50微米厚聚乙烯(PE)薄膜。PET和PE層通過(guò)粘合劑被附著到VM BOPP薄膜。在該薄膜中，PET層將包括小袋的外表面，并且聚乙烯層將在小袋的里面上包括密封層。該薄膜的水蒸氣阻隔性能是重要的以防止在它被消費(fèi)者使用之前水分隨時(shí)間推移從小袋里面的產(chǎn)品流失。所述薄膜具有小于或等于約0.4克/m2/天的目標(biāo)水蒸氣傳輸速率。這種層合膜的平均縱向模量為約63，ΟΟΟΝ/m,以及平均橫向模量為約75，000N/m。
[0049]圖2示出用于制備小袋的豎式形成、填充以及密封(VFFS)方法和設(shè)備30。如圖2所示，用于形成小袋的兩個(gè)幅材材料32和34被帶入設(shè)