用于包装食品的直立袋 【技术领域】
本发明涉及一种用于包装食品的直立袋。
背景技术
如所知道的那样，许多食品尤其是可倒出的食品如果汁、UHT(超高温处理的)牛奶、酒、番茄酱等均在由无菌包装材料制成的包装中出售。
包装材料具有多层结构，其包括一层纤维材料如纸层，在纸层的两面均覆盖有热封塑料如聚乙烯的层，在用于长期存放产品如UHT牛奶的无菌包装中，包装材料还包括阻氧材料层，其例如由层叠在热封塑料层上的铝膜形成，该铝膜又被另一热封塑料层所覆盖，后者最终形成了与食品接触的包装的内表面。
这种包装的一个典型例子是用于液态或可倒出的食品如TetraBrik Aseptic(注册商标)的平行六面体形包装，该包装由包装材料的连续管形成，所述管以下述方式得到：弯曲并纵向地密封包装材料卷；在包装机上通过施加化学杀菌剂如过氧化氢溶液来对包装材料卷进行消毒，这种杀菌剂在消毒后例如通过加热蒸发而从包装材料的表面上除去；以及将这种消毒后的包装材料卷保持在封闭地无菌环境下，对其进行折叠和纵向密封以形成垂直管。
在管中填充无菌的或经消毒处理的食品，并对管进行密封且在等距隔开的剖面处切开以形成枕状包装体(pillow pack)，然后对其端部进行机械式折叠以形成最终包装，该最终包装相对较刚硬并具有确定的几何形状。更具体地说，在最终包装中，管的纵向封口沿包装的侧壁垂直地延伸，而形成了枕状包装体的端部的横向封口被折叠并密封在包装的底部和顶壁上。
常用六面体形包装的一种变型可通过下述方法得到：折叠枕状包装体以使横向封口沿着包装的相对侧壁且纵向封口处于底壁上，这样顶壁就不受约束；在专利US-A-4312450中显示了这种变型的一个例子，其在需使用打开装置时特别方便。
采用包装材料的连续管的包装技术的一项主要优点在于，可以实现很高的生产速度。
包装产品的另一方式是使用所谓的直立袋，即由包装材料卷制成并具有“波纹状”底壁和沿三个侧面密封在一起的两个表面的柔性袋。
直立袋通常由具有形成了底壁和两个表面的W结构的单件材料制成，或者由密封在一起的两件或三件不同的包装材料制成。
直立袋已被用于很多种产品中，与其它包装技术相比其具有一些优点：直立袋非常方便携带，这是因为它们没有带硬的或刚性的部分或角部的固定形状，每单位产品重量只要求少量的包装材料，美观且具有良好的搁放能力。
然而，直立袋的生产要求专门的成形和充填机，这些机器的成本高且速度较慢，因此整个包装成本较高。
发明公开
本发明的一个目的是提供一种新型的直立袋，其能够从包装材料的连续管中制出，只需对例如用于生产六面体形包装的现有的连续式成形-充填机作出很少的改动。
这一目的通过一种由包装材料卷制成的直立袋来实现，该直立袋包括底壁、前壁和后壁，其特征在于，该直立袋还包括顶壁，该顶壁与所述底壁、前壁和后壁一起形成了折叠成管状形式的包装材料单件体，并且具有两个通过第一封口相连的相对边，所述前壁和所述后壁通过第二封口连接在一起，该第二封口沿所述前壁和所述后壁的各自侧边并相对于所述第一封口横向地延伸，所述底壁和顶壁折叠在所述前、后壁之间，并具有对折和密封在所述前壁和所述后壁的所述各自侧边之间的各自侧边。
本发明还涉及一种制造直立袋的方法，包括步骤：
弯曲和纵向地密封包装材料卷以形成连续管，
沿垂直轴线传送所述管，
用待包装的食品填充所述管，以便在所述管内保持预定量的产品，
预成形所述管以生产出前侧面、后侧面以及两个与所述前、后侧面相连的纵向下凹的V形侧面，和
通过设有密封件的夹爪对来横向地热封所述管，并且循环地夹持所述管以便将所述V形侧面对折并热封在所述前、后侧面之间，从而形成了单个的袋，该袋由管的一部分构成，并具有由所述管的一部分纵向封口形成的第一封口以及由所述管的横向封口构成的一对第二封口。
因此，根据本发明，该直立袋可通过与目前用于制造平行六面体包装类似的技术来生产，只需对现有的连续式成形-充填机作出很少的改动。因此，可以得到较高的生产率，并且与已知的直立袋相比其整体包装成本很低。
附图的简要说明
下面将参考附图并通过示例来介绍本发明的优选的非限制性实施例，在附图中：
图1是根据本发明的一个实施例的直立袋的透视图；
图2是图1所示袋的正视图；
图3，4和5是分别沿图2中的线III-III，IV-IV和V-V的剖视图；
图6是沿图4中的线VI-VI的剖视图；
图7是显示了用于生产根据本发明的直立袋的成形和充填装置的示意图；
图8和9是沿线VIII-VIII和IX-IX的剖视图；
图10示意性显示了根据本发明的制造直立袋的方法的步骤；和
图11示意性显示了用于生产矩形直立袋的图10所示方法的一种变型。
实施发明的最佳方式
参考图1-4和图6，标号1整体地表示直立袋，尤其是用于包装液态食品2如饮料的直立袋。
袋1由单件层压包装材料3(见图5的放大详图)制成，该层压包装材料3至少包括第一纸层3a、第二阻氧层3b(如铝箔或涂有矿物的聚合物，例如涂有SiOX的PET、PA或EVOH)、位于第一层和第二层之间的中间热熔粘结层3c，以及形成了与食品接触的包装内表面的内部热封层3d。
袋1包括由包装材料3卷的单件体形成的底壁4、顶壁5、前壁6和后壁7，该包装材料3以管状形式被折叠和热封；例如，构成材料片的相对边的顶壁5和后壁7上的各相邻边通过第一封口9密封在一起。前壁6和后壁7具有梯形的形状，其长底边邻近底壁4，而短底边邻近顶壁5，前壁6和后壁7通过沿壁6，7各自的侧边11延伸的各封口10而热封在一起(图3)。底壁4和顶壁5以波纹状方式向内折叠，并具有在前壁6和后壁7各自的侧边11之间对折的各自侧边12(图5)，并且各边12的半边12a，12b朝向且热封在各自的边11上。
边12的各半边12a，12b具有预层压的孔13，即在层压包装材料3之前只制于纸层3a上的孔。这样，当制作封口10且在壁6，7的边11之间对折边12时，半边12a，12b通过经由孔13暴露出的热熔中间层3c的粘结而“点焊”在一起。结果，前壁6和后壁7的侧边11在其整个长度上保持相互连接，如图1所示。
下面将参考图7-10来介绍生产所述直立袋1的方法。
以已知的方式通过弯曲并纵向地密封包装材料卷来形成连续的圆柱形管15。标号16表示管15的连续的纵向封口16，其最终将形成成品袋1的封口9，这将在下文中说明。管15沿垂直方向A轴向地传送，并由已知的充填设备17对其连续地填充，以便在管内形成预定体积的液体，该充填设备17在图7中部分地示意性示出。
在填充设备17的下游，通过包括有多个成形辊19，20的预成形设备18按照设于包装材料3上的折痕模式(未示出)来预成形管15，从而使其从圆形截面(图8)变为大致多边形的截面(图9)，该截面具有两个细长的平行的平坦侧面21，22，它们最终将构成成品袋1的前壁6和后壁7，还具有两个下凹的V形侧面23，24，它们最终将构成成品袋1的底壁4和顶壁5。纵向封口16沿着形成于平坦侧面21，22中的一个侧面22和V形侧面23，24中的一个侧面24之间的边缘。
在预成形设备18的下游，通过两对本质上已知的夹爪25来横向地热封管15，该夹爪25被驱动以便沿方向A往复运动并交替地夹紧管15；例如从专利EP-A-1101700中所知的那样，两对夹爪25与包装材料的管15交替且循环地相互作用，并且在打开位置(未示出)和闭合位置(图7)之间运动，在闭合位置中，夹爪25将包装材料的管15夹紧在各自的密封件26，27之间，密封件26，27平行于管15的平坦侧面21，22，并相对于管15横向地延伸。
更具体地说，如果要生产例如如图1所示的梯形袋，那么夹爪对25的密封件26，27在垂直平面内沿相反的方向倾斜，从而形成了如图10示意性示出的倾斜的横向封口10。
当预成形管15夹紧于密封件26，27之间时，V形侧面23，24在平坦侧面21，22之间被纵向地对折和密封；这样就形成了通过封口10相连的连续的交错定向的袋1。袋1最终由包括于各夹爪对中的一个夹爪25内的切割装置(未示出)或者由位于下游夹爪25中的切刀在沿封口10延伸的切割线30处分离，以便得到单个的成品袋1。
图11显示了适于生产矩形袋1’即具有平行边11的另一种变化的方法。除了夹爪对25的密封件26，27是水平的且相互平行外，所有的上述介绍均适用于这种情况。作为结果，管15的横向封口10是平行的。
最后，应当注意的是，在不脱离由权利要求限定的本发明范围的前提下，可以对所述直立袋进行修改。特别是，可以为外部热封层提供包装材料，使得当制造封口10并对折边12时，边12能够密封在一起并保证袋的形状稳定性，而无须设置预层压的孔13。