本发明一般涉及食品的包装，更准确地说，涉及可重新闭合的囊袋及制作、装填和封接这种囊袋的方法和设备。 在本行业中众所周知，对于某些食品，包装效率及可接受的贮藏期限可以通过在制作/装填/封接（FFS）操作中将该食品紧密地密封在包装件中的方式获得。
要通过FFS操作提供商业上可行的包装件，必须着手考虑几个问题。要考虑的问题之一是包装件必须能由顾客打开而没有太大的困难。另一个要考虑的问题是包装件的生产必须经济、并且包装件应该能够以相对高的速率制作、装填及封接。最好是包装件还是耐用的以便能承受FFS操作中的应力以及随后的运输和搬运而不发生损坏及使外观受损。
近年来，对用拉链或其它装置提供重新闭合功能的需要一直在增加。近年来一直在商业上使用的一种特殊的包装构形是一般的矩形构形，其在一个折页上有一个沿一条边缘延伸的可重新闭合地拉链，就象例如美国专利4589145号所示的那样。为了打开包装件，该包装件的材料可以沿着折叠的边缘撕开条缝以便能够接近拉链，然后将拉链打开以便能够拿到食品。与沿着包装件的短边缘之一设置拉链相比，沿着包装件的长边缘设置拉链能改善拿到包装件内部东西的便利程度。在每个包装件装有一叠切成薄片的制品或一个象一块干酪那样的较大的物品的情况下，该叠块或该块制品可以放在一个水平向的薄带板上并且该薄带板可以绕着物品被包裹起来以形成如上述引用的美国专利4589145号中所描述的包装件。
当处理由大批的象干酪屑、谷物等等之类的小碎片构成的制品时，一般最好是使该包装件部分地形成一个囊袋，该囊袋的一端，或沿一条边缘是开口的，该囊袋的方位使开口端或开口边位于部分形成的囊袋的顶部，以便通过该开口顶部或开口边将制品送入该部分形成的囊袋内。
象在美国专利第4874257号中所描述的那类垂直的FFS操作代表了解决在包装由大量的小碎块构成的食品中考虑上述问题的一种途径。在美国专利4874257号的方法中，拉链沿着形成的包装件的一个边缘垂直设置，通过重力导致制品从装填口流下装满该囊袋。
另一种途径由美国专利4945714号作了描述，其中，在制作、装填和封接囊袋时，这些囊袋沿水平方向输送，在美国专利4945714号中，囊袋是由单个薄带板在颠倒过来的方位上制成的，该薄带板在其下端有一个折页并且在该折页范围内有一个拉链。这种途径的两个潜在的问题是：可能会发生食品钻入拉链内的现象，以及如果该囊袋的顶端作多孔冲裁以便于开口，或者该顶端被冲孔以便接纳一个陈列钩，可能会导致失去密封性。
在上述之类的装配有拉链的包装件中必须着手处理的一个问题是：在拉链的端头延伸入密封区域内的情况下，由于在拉链端头处的密封区域的厚度增加了，因此，要在高的物料通过速率下提供密封性可能会遇到困难。
改进上述类型的包装件，以及改进用于这种包装件的FFS操作的要求是一直存在的，所要求的包装件及操作要在避免上述现有技术的缺点的同时着手处理上述要考虑的问题。
本发明提供一种用于装纳食品的新颖囊袋，以及一种用于在颠倒的方位制作、装填和封接该囊袋的新颖方法和设备。该方法包括：提供一个或多个薄带板材料以形成一对用于囊袋的囊壁，对囊壁材料进行定位以使壁大体上是垂直的，该薄带板材料有一水平的纵向轴线;沿着薄带板材料靠近囊壁的下边缘的位置提供由可重新闭合的紧固材料制成的可相互啮合的条带;形成垂直的侧密封缝;通过垂直地割开该薄带板材料（或多个薄带板材料）使这些囊袋部分地相互分开;在囊袋处在颠倒方位时通过它们的开口底部进行装填;和对颠倒的囊袋的底部进行封接。由可重新闭合紧固材料制成的每条条带上都有一个或多个紧固件。
根据本发明的一种方式，在装纳在囊袋内部的制品和可重新闭合的紧固件之间提供有一个紧密的可剥离的封接件。该可剥离的封接件最好是在紧固条带材料上而不是在囊壁材料上制成的一个较窄的带。这与用适合于形成可剥离封接件的材料涂覆囊袋壁的整个内表面相比，提供了一种节约材料成本的方式。可剥离的封接件在装填囊袋之前进行封接，以便在制作、装填和封接操作过程中或之后制品不会接触到该紧固件。
可剥离封接件的封接可以在将紧固条带材料封接到囊壁材料上之前或同时进行。这种封接可以由一对可往复运动的封接棒实现，该封接棒给密封区域提供预定的封接压力同时将热量传递给该密封区域。气冲技术可以采用来在制作、装填和封接操作过程中用氮气充满该囊袋。
该囊袋最好是在靠近其顶部的位置配置一排孔眼以提供易于打开接近该可重新闭合紧固材料的结构，以及在该紧固件之上和孔眼的下方提供一个接纳一个陈列钩的孔。对于处在直立位置上的完成的囊袋，可相互啮合的紧固件在该囊袋的顶部下方隔开了一段短距离。
一种制作、装填和封接处在颠倒方位的密封囊袋的方法，该方法包括：
提供用于形成一对用于囊袋的囊壁的囊壁材料;
对所述囊壁材料进行定位以使所述囊壁是大体上垂直的;
将第一和第二条固定条带材料设置在所述囊壁之间，所述两条固定条带材料上具有互补的、可以机械方式相互啮合的固定件，并且具有用于在与所述固定件共同延伸的封接区域中在所述固定件的上方形成一个水平的长条形可剥离封接件的装置;
将所述固定件相互压成相互联锁啮合状态;
在所述封接区域上加热和加压以便形成将所述两条固定条带材料粘接在一起的可剥离封接件;
将所述两条固定条带材料封接到所述囊壁上，每条固定条带材料粘接到所述一对囊壁中相应的一个囊壁上;
形成一对粘接所述囊壁的大体上垂直的封接缝，以便形成一个其宽度由所述垂直封接缝之间距离决定的袋子。
将制品分装入所述袋子中使袋子装到预定的高度;
一般在所述囊壁之间形成一条在所述预定高度之上的水平封接缝;和
将所述囊袋与所述囊壁材料分开。
一种用于用于制作、装填和封接处在颠倒方位的密封囊袋的设备，所述设备包括：
提供形成一对用于囊袋的囊壁的囊壁材料的装置;
对所述囊壁材料进行定位以便使所述囊壁大体上垂直的装置;
将第一和第二条固定条带材料设置在所述囊壁之间的装置，所述两条固定条带材料上具有互补的、可以机械方式相互啮合的固定件，并具有用于在与所述固定件共同延伸的封接区域中在所述固定件的上方形成一个水平的长条形可剥离封接件的装置;
将所述固定件压成相互联锁啮合状态的装置;
在所述封接区域上加热和加压以便形成一个将所述两条固定条带材料粘接在一起的可剥离封接件的装置;
将所述两条固定条带材料封接到所述囊壁上的装置，每条固定条带材料粘接到所述一对囊壁中相应的一个囊壁上;
形成一对粘接所述囊壁的大体上垂直的封接缝的装置，以便形成一个其宽度由所述垂直封接缝之间距离决定的袋子。
将制品向下分装入所述袋子使所述袋子装到预定高度的装置;
在所述囊壁之间形成一条在所述预定高度之上的大致水平的封接缝的装置;和
将所述囊袋与所述囊壁材料分开的装置。
一种用于包装切碎的干酪的一般是矩形的囊袋，它包括：
一对一般是矩形的囊壁，每个囊壁有一个顶边缘、一个底边缘和一对侧边缘;
所述囊壁沿着它们的底边缘和侧边缘由热封接缝粘接起来;
所述囊袋具有一对粘接到所述囊壁的上部的相对内表面上并在所述一般为矩形的囊壁的侧边缘之间的囊袋宽度上延伸的固定条带;
所述固定条带上具有互补的、以机械方式相互啮合的固定件;
所述固定件还具有一个在所述固定件下面位置在所述固定条带的长度上延伸的可剥离封接件;
所述囊袋还包括在所述固定件上方形成一个穿透所述囊袋的孔的装置，和在所述孔的上方形成一条薄弱线的装置以便于通过撕掉该囊袋的上部打开该囊袋。
本发明的进一步的内容将在下面及附图中公开。
图1是根据本发明第一实施例的囊袋的立视图;
图2是图1所示囊袋的透视图，示出为取到该囊袋内部的东西而将该囊袋的可去掉部分撕开一部分的情况;
图3是基本上沿图1中截面3-3截取的剖视图;
图4是类似于图3的剖视图，示出了处在开口构形状态下的囊袋;
图5是类似于图3的剖视图，示出了根据本发明第二实施例的囊袋;
图6是用于制作、装填和封接根据本发明的囊袋的设备的平面示意图;
图7是图6所示设备的立视图;
图8是根据本发明的一个变更实施例的设备的局部平面示意图。
本发明一般体现为一种可重新闭合的囊袋和用于制作、装填和封接该囊袋的方法和设备。
图1-4图示了本发明的第一实施例，该实施例是一个囊袋10，该囊袋有两个一般是矩形的第一和第二囊壁12，14，该两壁沿着它们的底边缘16、18和侧边缘20、22相互封接起来。横跨相应囊壁的上部延伸有闭合件24、26。
闭合件24、26各有一个大致是平面的外表面28、30，该外表面封接到其对应的相关壁上。在它们的内表面上，闭合件各有沿它们的全长水平延伸的互补联锁链廓32、34以使囊袋10具有可重新闭合性。沿着囊袋的上边缘，在闭合件24和26的上部35、37之间设有一条不可剥开的上部封接缝36。在链廓32、34和上部封接缝36之间有多个夹紧凸圆条38在相应的闭合件24和26上的链廓32，34上方沿纵向延伸。在图示实施例中，每个闭合件各有一对在其上形成的夹紧凸圆条38以便于用手啮紧和分离紧固的链廓32和34。
在链廓的下方并平行于链廓沿纵向延伸有一个可剥离的紧密封接件39。该可剥离的封接件是由相应的闭合件24和26上的聚合物条带39a、39b构成的。该封接件39的封接强度的大小应使该封接件很容易由顾客在该闭合件24和26上向外施加手动力而打开，而不易于在FFS操作，以及在随后的运输、搬运和陈列中，因与产品容量有关的正常应力而意外打开。该封接件最好对应约1.5至约6.0磅的开启力，最理想是对应约2.5至3.5磅的开启力。可剥离的封接件39实际上不但不会渗漏可能装在囊袋内的液体，而且还是不透气的。因此，将可剥离的封接件设置在链廓32和34内侧位置防止了囊袋内的东西漏入链廓处并将该链的联锁件与紧密的密封区域隔开。
形成可剥离封接件的聚合物条带39a、39b最好是本行业中众所周知的适合于此用途的聚合物，例如下列之一种或多种：带有4%-22%的醋酸乙烯酯（VA）含量的聚乙烯/乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）;聚丁烯;烯烃离子聚合物（Surlyn）;Bynel;莎纶（聚偏二氯乙烯）共聚物;乙烯-丙烯酸共聚物;或异丁烯酸共聚物。正如在例如美国专利第4782951号中所公开的那样，可剥离的紧密封接件可以在莎纶共聚物薄层和乙烯醋酸乙烯共聚物薄层之间形成，该专利的公开内容通过引用结合在此说明书中。
囊袋的囊壁12和14最好都是由合适的叠层材料制成的，该叠层材料具有在按此处所述方式封接时可使囊袋具有密封性的柔软材料的性能。举例来说，用于干酪碎片的合适薄膜可以是线性低密度聚乙烯内层与聚酯或尼龙外层一起夹着聚乙烯中间粘接层。尼龙外层对于瑞士干酪特别有用，因为在这里，包装中希望有一定程度的二氧化碳气体渗透性。闭合件24和26最好是由EVA含量低的聚乙烯制成的。闭合件可以通过例如在闭合件和囊壁中的每一个上的烯烃离子聚合物薄层连接到囊壁上。
为便于将囊袋10支撑在一个陈列钩上，在囊袋的上部设置有一个孔86。该孔穿透囊壁12和14的上部及穿透闭合件24和26，这可使孔具有相对结实和紧固的孔边以支承囊袋的重量。如图1所示，一个或多个肋条或凸圆条38可以越过该孔延伸以进一步增加囊袋在放在零售陈列架上和/或从该架上取下时在孔86处抗撕裂的能力。在可剥离的封接件39的上面设置该孔能使密封性得到保持。在紧靠闭合件24、26的上部35、37的下方形成有贯通囊壁12、14和该闭合件的薄弱线88以使该囊袋的上部能被撕掉，以便于以手动方式接近夹紧凸圆条38而将链廓32、34和可剥离的封接条带39a、39b分开。图示实施例中的薄弱线88是在相应的囊壁和闭合件上相互对着形成的穿透囊壁和闭合件的孔眼形式。将孔眼88设置在孔86上方使囊袋能由陈列钩支承而不会使孔眼线88遭受可能引起其受到意外撕裂的横向剪切应力。
图5示出了一个根据本发明第二实施例的囊袋41。图5所示囊袋一般类似于图1-4所示囊袋，类似之处在于它包括一对一般是矩形的囊壁40和42，结合有一对其上具有联锁链廓48和50的闭合件44和46。在链廓上方设置有夹紧圆凸条52，而在其下方延伸有一个可剥离的封接件54。囊壁40和42沿着它们的底边缘56、58和侧边缘相互封接起来。不过，图5所示囊袋与图1-4所示囊袋的不同之处在于：其上部封接缝64是直接在该囊袋的囊壁40和42之间而不是在闭合件之间形成的。为此，闭合件44和46在囊壁40和42的上边缘的下方与其隔开，以便沿着两壁各自的顶部留出用于上部封接缝64的周边区域。如图1-4所示实施例一样，在囊袋的上部冲切出一个穿透该上部的、用于接纳陈列钩的孔，并且在紧靠封接区域64的下方的囊壁上设置相互对着的薄弱线，例如孔眼65。
根据本发明的第三实施例（未示出），囊袋的壁可以用单独一个薄带板而不是两个独立的薄带板制成。根据此实施例的囊袋大体上类似于图5所示的囊袋，其不同之处是：囊袋材料沿其上边缘是连续的，而不是包括二个由封接件接合到一起的独立囊壁，而且，囊袋材料在闭合件44和46的上边缘附近提供了适贴配合。如其它实施例所示的那样，在毗邻囊袋顶部的位置设置有一个接纳陈列钩的孔，紧靠着该顶部下面设有孔眼线。
图6和7示出了用于制作、装填和封接根据本发明的较佳实施例的囊袋的方法和设备。如下面所述，该囊袋是在颠倒的构形下进行制作、装填和封接的。该方法将参照上面结合图1-4所描述的囊袋10，通过描述与处于颠倒构形下的囊袋10的制作、装填和封接有关的顺序步骤进行描述。
在图6和7的实施例中，用于形成囊壁的材料是由薄带板形式的合适的层叠薄膜绕成的第一和第二卷筒66和68提供的。用于形成闭合件的材料是由第一和第二闭合条带材料卷筒70和72提供的。由卷筒66和68提供的囊壁材料包括层叠的聚合物材料的薄带板90和92。闭合条带材料包括一条其上具有一个阴链廓的第一连续条带94，和一条其上具有一个阳链廓的第二条带96。
图6和7所示方法中的第一步是使互补的链廓32和34配接在一起，即将链廓相互压成联锁啮合状态。该步骤是在链组装工位74处进行的，该工位包括一个具有内表面76的滑轨75，该内表面76的构形能保持相对的链廓相互对准，并且随着闭合条带94和96通过该滑轨前行而将它们凸压成联锁啮合状态。
下一步骤是在封接工位78处在闭合件24和26之间形成可剥离的封接件39。在封接工位78处，一对水平向的、可往复运动的热封接棒79相互对着靠近，以便在闭合件下部形成可剥离封接件39的位置加压和加热。此时，闭合条带材料的前进要中断一会，以便热封接棒79贴合时让条带材料处于静止状态。
下一步骤包括将闭合条带94和96的外表面封接到它们相应连接的囊壁薄带板90和92上。这是在装配/封接工位80处完成，在该工位处采用了第二对水平热封接棒82来实现需要的封接。在囊袋在颠倒的构形下制成的同时，闭合条带沿着囊壁薄带板的下边缘设置，以便该条带横贯处于向上构形状态的完成的囊袋的顶部延伸。
然后，在制孔眼工位140处由生产线上的一个常规的带齿打孔轮形成薄弱线88。接着，由垂直的封接棒82将囊袋的侧边缘封接起来。在形成侧封接缝时，封接棒82在对应于完成的囊袋的闭合件24和26的端部的区域84处压轧闭合条带。封接棒沿着囊袋的整个垂直尺寸，或者至少从囊壁的底边16、18到可剥离的封接件54范围内，在待制作的囊袋的两边提供不可渗透的边缘封接区域。垂直的封接棒82最好包含有切割元件以便在囊壁薄带板90和92上形成垂直的切缝139，该切缝从相应的囊壁薄带板的底边缘向上延伸到预定的高度位置，在将囊袋相互部分地分离时，使沿着囊壁薄带板上边缘的囊壁材料的连接部141保持原封不动。
在闭合件之间形成可剥离的封接件39之后，侧边封接的形成即能使制品100装在每个待制作的囊袋中。颠倒的囊袋的还未封接的底部98成张开状以提供装纳制品的开口，该袋通过一个分料装填口102装到需要的高度，可剥离的封接件29使制品不会漏到链廓处。然后，颠倒的囊袋注满氮气或二氧化碳气体，闭合起来，由水平向的辅助封接棒104和106沿着其水平顶边和底边进行封接。囊袋10由垂直向的切割刀108从一个接一个前行的囊袋串上切割下来，该切割刀切断连接部141并切去囊袋侧边缘的毛边，从而完成FFS操作。
在需要冲孔86的情况下，可以在该生产线的便利位置设置冲孔设备142。在图6和7所示设备中，冲孔操作紧接着囊袋的垂直封接缝的封接后，并在装填之前进行。在本发明的其它实施例中，各步骤的顺序可以变换。例如，在图8所示实施例中，第一和第二囊壁材料薄带板110、112是由支承着绕垂直轴线转动的第一和第二卷筒114和116提供的。用于闭合件的材料则是由第一和第二闭合条带材料卷筒118和120提供的。该卷筒之一提供具有阴链廓的闭合条带材料122，而另一个卷筒则提供具有阳链廓的闭合条带材料124。
在图8所示实施例中，两条闭合条带材料122和124在两个平行的热封接工位126和128处粘接到它们对应囊壁材料薄带板110和112上。形成的囊壁和固定材料130和132的复合薄带板接着越过垂直的导向滚子134和136前进到一个封接组装工位138，在该工位处，闭合材料的链廓被相互联锁起来，并以类似于参照图6和7所示实施例所描述的方式形成可剥离的封接件。形成侧边封接缝、装填、形成顶部和底部封接缝，以及将完成的囊袋分开这些余下的步骤是按图6和7所示实施例中描述的那样进行的。
在本发明的另一个实施例中（未示出），可剥离封接件的形成是与将固定条带封接到囊壁材料薄带板上的操作结合进行的。此方法类似于图6和7所示的方法，其不同之处是封接工位78可以去掉，而装配/封接工位80修改成能加热和加压以便同时完成两个封接操作。
从前面所述显然可见，本发明提供了一种新颖的囊袋和制作、装填、和封接该囊袋的方法和设备。本发明并不局限于上述实施例或任何具体的实施例。本发明在权利要求书中得到更加具体的限定。