CN1264726C - 真空包装辅助方法及装置 - Google Patents

Abstract

真空包装的方法。材料是可熔并形成非刚性和半刚性的包装袋的热封闭锁的一部分，此方法适于含一般性材料的包装袋，更适宜于用在含有颗粒材料的包装袋中。包装袋在其可热密封材料的上部面板和下部面板之间有一内部区，所述包装袋除了被含有可熔材料的管道穿过的周边区域外被周边密封，所述可熔材料具有允许气流通过的气隙网络，管道包括一内端和一外端，内端在面板之间被插入在包装袋的内部区内而外端在包装袋的外面同包装袋外部的一个真空源相连接；通过对管道的外端施加真空来把包装袋的内部区抽成真空；把包装袋的周边未封闭的部分进行热封不取走管道以便所述网络倒坍并熔化到所述面板上，在包装袋的内部区与外部环境之间提供液密性的屏障。

Description

真空包装辅助方法及装置

技术领域

本发明涉及材料的真空包装和实现这种包装的方法。特别是本发明涉及半刚性或非刚性包装材料的能热封的真空包装。

背景技术

真空包装对于一种要求材料在定期或不定期内与环境隔离的情况是很有用的。这种隔离的需要可能是因为所包装的材料对环境条件十分敏感，或者是因为材料是准备用于必须与环境隔离的加工过程。

例如真空包装的某些有用的应用是用于食品、医药材料、制药生产、电子部件、以及许多种对空气、氧气或潮湿敏感的材料。

在某些包装应用中需要对软包装袋内时容积抽成真空，然后把袋密封以防止空气进入。这种包装袋的方便的密封方法是通过热封。一种这样的应用例如是用于家用的食品包装、在商业上有若干系统可资应用，它们能个别地从袋中抽出空气，然后提供密封以防空气侵入。例如授予Kristen公司的美国专利号RE 34,929以及4,941,310是具有代表性的。在这些系统中必须使用制造厂的包装材料，因为那种材料是特殊制成能使袋内的空气流到真空泵的入口，而袋子外面的大气压把袋的顶面和底面挤压在一起。为了提供这种流动通道，包装袋的材料经过起皱、绗缝、或设有肉眼可见的管道。塑料膜的面板必须足够坚硬来支持“真空流”通道承受外部的负载。

有一种由美国旧金山Tilia公司生产的称为Foodsaver(食品节约器)的成功的消费者用的真空包装/热密封系统。此系统所采用的袋子，其一个袋面的内表面被绗缝成一钻石图案。这种图案自行支持到这样的程度使上部和下部表面之间即使对置的两个面板被真空力带到在一起时也始终提供一个能抽空的通道。

对于没有绗缝材料的真空包装也有许多潜在的应用。真空包装的成功取决于从包装材料的光滑材料之间并穿过最后密封位置出来的抽吸空气的能力。不幸的是，光滑薄膜的面板在承受外部压力时互相压得很紧，从而有效地阻止了使所捕获的空气进一步流向真空泵的入口。

另外一种现有技术的工艺采用一种通气管来取代一在未封闭的半刚性或非刚性包装袋中的真空源，因此在包装袋中的大气的抽出能采用一接到通气管上的真空来完成。当采用通气管时，袋子的两面不致于倒坍到这种程序来阻止空气的逸出。然后采用热封来实行袋子的密封。通气管可以通过密封操作基本上瞬时从袋中抽出，但这种方法并不能实现像其他方法中那样高的真空度。通气管也被留在袋内，要在所截留的通气管与袋内的材料之间进行另一密封之后取出。某些具有代表性的通气管式的装置和方法在对Carcano公司的美国专利号5,711,136，对Koelsch公司的美国专利号5,551,213，以及对Cox公司等的美国专利号5,501,525中有所说明。

发明内容

本发明是通过实施在待抽空的半刚性或非刚性的包装袋当一个可熔材料的管道延伸进入一个未密封的包装时更加有效地抽真空，并且和通过该管道抽真空不用除去此管道进行包装袋密封。管道能封入包装袋内，并能部分地或全部地形成包装袋的密封。在密封前，管道提供一个用来从包装袋中抽出大气的通道，而且在对包装袋施加真空时包装袋不会倒坍。这特别是在包装袋内壁是光滑时可能是一个问题。管道可由那种能防止或极大地禁止发生在例如含有颗粒物质的包装袋的真空密封过程中使袋内物质漏出的材料来制成。

总的来说，本发明提供一种抽空-包装袋的方法。此方法包括提供一半刚性或非刚性的包装袋，该包装袋在其可热密封材料的上部面板和下部面板之间有一内部区，所述包装袋除了被含有可熔材料的管道穿过的周边区域外被周边密封，所述可熔材料具有允许气流通过的气隙网络，所述管道包括一内端和一外端，所述内端在所述面板之间被插入在包装袋的内部区内，而外端在包装袋的外面同包装袋外部的一个真空源相连接；

通过对管道的外端施加真空来把包装袋的内部区抽成真空；以及

把包装袋的周边未封闭的部分进行热封而不取走管道以便所述网络倒坍并且熔化到所述面板上，从而在包装袋的内部区与外部环境之间提供一液密性的屏障。

可以进行以下选用：包装袋沿着大约在其50～99％、或沿着大约75～99％的周边上具有液密性的密封，还可选用：包装袋除了由管道所重叠的周边部分密封外，还可沿着整个周边进行密封。

可溶的材料可以是机织物或无纺布、开放式泡沫、纸、或纤维板。包装袋的内部区可至少部分地充以颗粒材料，包装袋可由诸如涂层的粘胶薄膜、醋酸纤维素、涂层的聚酯、聚三氟氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、非刚性聚氯乙烯及其共聚体、聚氯乙烯-腈基橡胶混合物、聚偏氯乙烯、橡胶氢氯化物、氟化的乙烯丙烯共聚体、柔性维尼纶、或Surlyn-带衬里的多层薄膜。

在另一种特征中，本发明提供的一种真空包装辅助装置，包括由可熔材料制的具有一内端和一外端的管道。内端在一未封闭的半刚性或非刚性包装袋的内部区内延伸，而外端与一真空源相连。可熔材料可能是机织物或无纺布、开放式泡沫、纸、或纤维板。

在另一特征中，本发明提供一种抽空包装袋的方法。此方法包括包括：对半刚性或非刚性的包装袋提供一管道，其中包装袋包括一彼此周边密封的上部面板和一可热密封的下部面板，它们之间有一内部区，所述的面板可彼此周边密封，在内部区与外部环境之间形成一液密性的屏障，该液密性的屏障除了被所述管道占据的未密封的周边区域外是完整的，并其中管道包括可熔化的板，该板具有允许气流通过的气隙网络，所述板抵抗由真空导致的倒坍并且具有一内端和在包装袋外面的外端，内端插入在面板之间进入包装袋的内部区内，而外端则与包装袋外部的一个真空源相连接；

通过在管道外端上施以真空来把包装袋的内部区抽成真空；以及

对包装袋的未密封的周边区加热，使得所述板熔化并且至少在包装袋的内部区与外部环境之间形成一液密性屏障的一部分。

如在权利要求中所使用的“肉眼可见的通道”一词是指一个通过管道壁或管道物质本身的不需要气体通道的管道。有相当的气体通过管道中的空隙而抽空，这空隙比在组成管道壁的材料中可能存在的任何空隙都大。

如在权利要求中所使用的“颗粒材料”是指具有的粒子尺寸不大于5mm直径的特殊物质。特殊物质的下限尺寸能够但不一定由用作一可熔管道的材料所限制，或者受由管道所形成的肉眼可见的通道的尺寸的限制。颗粒材料能包括高度粉碎的直径很小的材料。粒子并不要求具有任何特殊的形状，但可以是球状的、近似球状的、立方形的、或不规则的形状。

如在权利要求中所使用的“热封”一词是指通过利用热来使材料同它本身或同另一材料进行粘结或焊接。这可采用或不采用粘结剂来实现，视材料的性质而定。

除非是特别限定，所有在这里所用的技术和科学术语与本发明所属技术领域的普通技术人员所一般理解的意义相同。虽然与这里所述的方法和材料相似或相等的方法和材料能用于本发明的实践或试验中，但适宜的方法和材料将在下面说明。所有在这里提到的刊物、专利申请、专利、和其他参考都整体引用作为参考。在冲突的情况下，将由本说明包括定义在内来控制。另外，材料、方法和例子仅是用于说明而并不是企图以此作为限制。

本发明的其他特点和优点可从下面的详细说明和权利要求中来了解。

附图说明

图1是设有按本发明的一个特殊实施例的一个真空包装措施的未封闭的包装袋的一个透视图；

图2也是设有按本发明一个特殊实施例一个真空包装辅助装置的未封闭的包装袋的一个透视图；和

图3是图2所示的本发明的特殊实施例的侧视图。

具体实施方式

本发明包括一种利用一个在热封前延伸在包装袋内的可熔材料的管道，并通过它从包装袋中抽出大气，然后在不取出管道的情况下来进行热封的方法来对半刚性和非刚性的包装袋进行抽空和热封。这是可能的，因为可熔材料在热封时能形成包装袋密封的一部分。包装袋中可能没有材料，或可能部分地或基本上完全充满了固体的或液体的材料。在优选的实施例中此方法是在至少部分地装有固体材料的包装袋上来实行的。在特别优先的实施例中，此方法是在至少部分地装有颗粒材料的包装袋上来实行的。

能够用作可熔管道的材料具有若干要求。它必须能形成包装袋热封的一部分。最好是当可熔材料形成包装袋密封的一部分时，它并不降低密封的性能。

可熔管道在包装袋密封之前必须能使气体从袋内部自由地流动到真空源。此要求能依靠管道的形状来达到。一个能容许气体自由流动的管道结构的例子是一种矩形棱柱形的或圆柱形的管道，它具有一在管道的长度上肉眼可见的通道。在此情况下，如果管道是准备用来抽空含有粉末材料的包装时，管道应配有一种过滤器。由可熔材料制的管道的要求仍然有效。于是具有上述的肉眼可见的通道的管道的包装袋的热封将包括此通道的闭合，例如通过管道壁在热封过程中的倒坍。

容许空气流自由流动的要求也能通过组成管道的材料性质来达到。在这样的实施例中，例如可熔管道能包括一种具有含有空气间隙的材料的网络的容许气流通过它而自由流动的材料。在此情况下管道本身的形状并不一定是一种容许自由气体流动的形状。换一句说，不一定需要一个肉眼可见的通道。自由气体流是通过在可熔材料中的间隙网络来维持的。这种管道的形状例如能够是薄板。在热封过程中，网络由在热封区内的材料的倒坍和熔化而阻断。

在密封一个半刚性或非刚性包装袋的本发明的方法中，可熔管道的材料延伸在一包装袋的内部区，管道具有内部端和外部端。内部端延伸在包装袋的内部，而外部端从包装袋中伸出。插入的程度取决于包装袋内部的相对填充。管道内部端插入得越深，则获得的真空度越好。一个包装袋至少包括两个重叠的包装袋材料的面板。面板可以是分开的两块材料板，或者是一块板自己折叠而成。面板可以是任何正规的形状，例如矩形的或圆形的，或不规则的形状。面板是基本上这样来重叠，使与外部环境的流动沟通相隔离的内部区能在热封操作完成后形成。

根据本发明的真空和热封方法包括：在最后的热封过程之前至少在包装袋面板周边的一部分中安排可熔的管道材料。管道材料提供给周边的相对数量可从一极低的周边百分比连续地变化到整个周边。

例如在本发明的一个实施例中，包装袋在施加真空和最后热封之前，基本上但并不完全由液密性的密封所封闭。这种预先形成的密封能通过热封周边或任何其他所知的在包装袋材料的两个面板之间构成一液密性密封的方法来形成，如果面板是由一块单片材料自己折叠而形成一包装袋时，则折叠边不需要密封。在包装袋内部抽空之前未被封闭的周边部分必须全部由可熔的管道材料所占据。于是可认为对于未密封的周边部分而言缺少一个管道，或对于管道而言未全部充满这部分周边，都是不合要求的，这种情况能导致泄漏和包装袋内部的无效的抽空。这种不合要求的情况还可能导致材料的损失，例如在抽空过程中颗粒材料从包装袋内部丢失。

上述的实施例如在图1中所示，包装袋1准备进行抽空，它包括上部面板2和下部面板4。这两块面板的周边基本上以液密性的密封6封闭。未封闭的周边7由一从包装袋外面延伸到的含有颗粒材料12的内部区10的管道8所占据。为了完成液密性的密封6使整个周边被人密封，并使内部区10与包装袋的外部的液体连接隔离，在周边7的未密封部分施以真空和热封如下所述。在图1中，颗粒材料画成基本上均匀分布在整个包装袋的内部，虽然颗粒材料也可能不均匀分布在整个包装袋内部，例如基本上集中在某一角或沿包装袋内部的一条周边边缘上。同样，虽然图1中所画的管道在包装袋内部仅延伸一个很短距离，但在某些实施例中管道材料可全部延伸到包装袋的内部，例如延伸到一角内或潜在地延伸在整个包装袋内部。这种变型根本不会影响这里所述的方法或材料的实施。

在另一没有事先形成的包装袋密封的实施例中，包装袋面板的周边包含着沿包装袋面板的整个周边所配置的可熔管道材料。因此在此限定的情况下，沿着包装袋周边的整个液密性的密封是同时在施加真空和热封的过程中所形成的，并且整个周边是用形成一部分密封的可熔管道材料来密封的。

图2就是表示上面所述的按本发明的一个特殊实施例。包装袋20像前面一样具有上部面板2和下部面板4(这里看不见)。管道8沾着面板的整个周边而延伸，但具有一内部边界14，因此它具有一像密封垫圈似的形状。在此特殊的实施例中具有颗粒12。

图3表示同一包装袋20的侧示图，为了清楚起见把颗粒12予以省略，在此视图中，下部面板4能够看到。

任何数量的周边，例如50％，能在施加真空/热封过程中来密封。但是未提供管道材料的任何周边必须事先封闭成一液密性的密封。

对可熔管道材料形成包装袋密封的一部分的要求可通过一种在等于或低于包装袋本身热封温度下能熔化的材料来满足。管道材料能包括一织物、开放的泡沫或像纸一样的纤维板。也能采用机织物或无纺布材料。一种适当的材料是聚乙烯、开放的泡沫。另一种适当的材料是Nalgene聚合纸，另一种适当的材料是称为接口的，它可作为一种缝制产品来使用。例如(由新泽西州的Secaucus市的HTC-管理者纺织品公司)以“Stitch Witchery”商品名称销售的。

热封是有关“加热工具焊接”的一种变形。在热封中，把待密封的材料根据需要予以重叠，然后使热量通过材料而把重叠部分熔化。

一般有两种用来热封的装置：一种是高频发生器，它利用材料的介电特性在内部产生热量，另一种是电阻元件，它通过加热辊筒、爪子或夹头从外部施加热量。重要的是对施加的热量，加热的速度和加热的面积进行控制，从而能获得可接受的强力密封而不会使材料降解。

能借加热予以密封的包装袋材料包括不同厚度的聚合物的薄膜或板材。某些材料天生的可热封而其他(例如粘胶薄膜和某些聚酯薄膜)能通过热封聚合物的涂层来使它成为可热封。其他材料在低于分解温度时不能有效地软化和不能直接焊接(例如四氟乙烯聚合物和含氯三氟乙烯聚合物)，但如果采用例如碳氟化合物油的助熔剂时，则也可以焊接。其他材料在进行热封时将会受热而降解(例如硝酸纤维素)而不能热封。适当的材料包括传统的聚乙烯袋、由Surlyn-衬里的多层薄膜制的袋、柔性维尼纶板和许多其他材料，也可采用任何可熔塑料来结合成一可用的粘结剂。

对不同选用的材料的有效热封所用的温度如表1所示：

      表1：塑料薄膜的热封温度

薄膜名称	温度℃
		涂层的粘胶薄膜	95～180
醋酸纤维素	205～260
		涂层的聚酯	255
聚(含氯三氟乙烯)	215～235
		聚乙烯	125～195
聚苯乙烯(定向的)	105～150
		聚(乙烯醇)	150～205
聚(氯乙烯)和共聚体(非刚性)	95～205
		聚(氯乙烯)和共聚体(刚性)	130～205

聚(氯乙烯)-腈基橡胶混合物	105～180
		聚(偏氯乙烯)	145
橡胶氢氯化物	110～180
		氟化的乙烯-丙烯共聚体	320～400

为了实现包装袋的真空密封，包装袋的内部必须在对包装袋面板的周边未封闭部分进行热封时予以抽空。如前所述，真空和热封的施加和包装袋内部区的隔离可只包括周边的一小部分，或整个周边，或在此两极间之间的任何变动。

真空的施加既能通过管道材料直接与一真空源相偶合，也能通过把待密封的面积(有可能是整个包装袋)放在一真空室内。前一种方法在大部分包装袋周边在抽空和最后热封之前先行密封的情况下最为实用。例如可使用一真空吸咀或其他真空源来对管道材料施加真空，并把管道材料插入包装袋内。吸咀本身能部分地延伸到包装袋内，而管道材料能有效地延伸吸咀或其他真空源的抽吸动力。

把待密封的面积放在一真空室内的方法最适用于包装袋的整个边缘或周边的大部分设有管道材料的场合。这种方法可用发给Kristen公司的美国专利号4,941,310中公开的方法来作为例子。

能根据这里所述的方法和材料来进行密封特种包装袋包括任何用热来有效地进行密封，并能方便地抽空而不会在抽空和密封过程中有损失材料危险的包装袋。特别是颗粒状的或特种材料在抽空过程中往往有从袋中移出的危险。例如一种热的或冷的包装，其中包括许多初始互相隔离的不同区，而每一区包括一种能与热或冷包装的另一区中的内容起反应或互相作用的反应剂时，便能用这里所述的方法和材料来抽空和密封。这种热包装例如在美国专利号6,116,231及5,984,953和5,035,230中有所说明。在这种热包装中含有氧化剂的区域的抽空能根据这里所述的方法和材料来实行。

其他实施例

应予理解：虽然本发明是结合具体实施例来描述的，但前面的描述仅是为了说明问题而并非是对本发明范围的限制。本发明是由所附的权利要求所限制。其他的观点、优点和改进都在以下的权利要求的范围之内。

Claims (8)

1.一种抽空一包装袋的方法包括：提供一半刚性或非刚性的包装袋，该包装袋在其可热密封材料的上部面板和下部面板之间有一内部区，所述包装袋除了被含有可熔材料的管道穿过的周边区域外被周边密封，所述可熔材料具有允许气流通过的气隙网络，所述管道包括一内端和一外端，所述内端在所述面板之间被插入在包装袋的内部区内，而外端在包装袋的外面同包装袋外部的一个真空源相连接；

通过对管道的外端施加真空来把包装袋的内部区抽成真空；以及

把包装袋的周边未封闭的部分进行热封而不取走管道以便所述网络倒坍并且熔化到所述面板上，从而在包装袋的内部区与外部环境之间提供一液密性的屏障。

2.根据权利要求1的方法，其中包装袋在围绕着大约50～99％的周边范围内具有一液密性的密封。

3.根据要求要求2的方法，其中包装袋在围绕着大约75～99％的周边范围内具有一液密性的密封。

4.根据权利要求1的方法，其中除了由管道所重叠的周边部分以外，包装袋围绕着其周边被施以密封。

5.根据权利要求1的方法，其中可溶材料是从由织造或非织造布、开放的泡沫、纸和纤维板所组成的群体中来进行选择。

6.根据权利要求1的方法，其中包装袋的内部区至少部分地充以颗粒材料。

7.根据权利要求1的方法，其中包装袋是从由涂层的粘胶薄膜、醋酸纤维素、涂层的聚酯、聚含氯三氟乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、非刚性聚氯乙烯及其共聚体、聚氯乙烯-腈基橡胶混合物、聚偏氯乙烯、橡胶氢氯化物、氟化的乙烯-丙烯共聚体、柔性维尼纶和Surlyn-衬层的多层薄膜所组成的群体中来选择。

8.一种产生抽空包装袋的方法包括：对半刚性或非刚性的包装袋提供一管道，其中包装袋包括一彼此周边密封的上部面板和一可热密封的下部面板，它们之间有一内部区，所述的面板可彼此周边密封，在内部区与外部环境之间形成一液密性的屏障，该液密性的屏障除了被所述管道占据的未密封的周边区域外是完整的，并其中管道包括可熔化的板，该板具有允许气流通过的气隙网络，所述板抵抗由真空导致的倒坍并且具有一内端和在包装袋外面的外端，内端插入在面板之间进入包装袋的内部区内，而外端则与包装袋外部的一个真空源相连接；

通过在管道外端上施以真空来把包装袋的内部区抽成真空；以及

对包装袋的未密封的周边区加热，使得所述板熔化并且至少在包装袋的内部区与外部环境之间形成一液密性屏障的一部分。

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