本發(fā)明是關(guān)于雙接縫容器;接封雙接縫容器的方法以及無菌地將某種產(chǎn)品包裝進(jìn)一個(gè)容器的方法。
在本技術(shù)中,一個(gè)雙接縫容器具有一個(gè)外殼,它由一個(gè)頂蓋接封,該頂蓋通過一個(gè)由一種本方法成形的圓周形雙接縫卡扣在該外殼上。接封一個(gè)雙接縫的方法是指將一個(gè)具有一圓周部分的蓋子卡扣在一個(gè)容器外殼上的方法,該圓周部分包括一個(gè)豎直的卡壁,該卡壁與一個(gè)接縫板相匯合,該接縫板包括一個(gè)末端頂蓋卷邊,容器外殼具有一個(gè)側(cè)壁,該側(cè)壁在一個(gè)圓周部分處結(jié)束,該部分包括一個(gè)與一個(gè)接縫折邊相匯合側(cè)壁端部部分,上述方法包括下述步驟:
(1)一個(gè)放置步驟,它包括將頂蓋放在容體外殼的上面,其中接縫板與接縫折邊呈覆蓋接觸,從而限定了兩者之間的初始接觸面,以及
(2)一個(gè)接縫步驟,它包括同時(shí)向頂蓋和容器外殼施加一個(gè)軸向壓力,并且繞接縫板施加總橫向接縫力以便在兩個(gè)連續(xù)的接縫工序中使接縫板和接縫折邊變形,由此,在第一道工序中頂蓋卷邊向內(nèi)向上翻卷,而折邊向下翻轉(zhuǎn),從而上述圓周部分便形成內(nèi)鎖關(guān)系,在第二道工序中,圓周部分被擠壓在一起從而構(gòu)成了一個(gè)圓周形雙接縫。
為方便起見,將上述的定義用在容器外殼的頂部封閉一個(gè)開口端的例子來說明將是可以理解的。然而,如眾所周知的,在很多情況下容器的外殼可以如此定向以致將要封閉的開口端不是垂直朝上的,這種情況是完全可能的。諸如“朝上”或“朝下”等術(shù)語是根據(jù)參照的方向?qū)⑹浅匣虺碌鹊榷∮玫?,如果容器外殼的開口端恰恰是在頂部的話,但是并不意味著開口端必須在頂部。
在一個(gè)金屬罐頭和一個(gè)金屬蓋(罐頭的端面)之間形成一個(gè)雙接縫的常規(guī)辦法需要在接縫的過程中施加一個(gè)較大的軸向力,以便在接縫中形成一個(gè)滿意的外殼箍長度。這種方法使得在目前不能利用雙接縫來接封那些裝有脆弱物體經(jīng)不起這種壓力的容器,例如那些靠熱成形的塑料容器或某些層制塑料容器,或那些極?。ò茨壳暗臉?biāo)準(zhǔn))的金屬容器。這一點(diǎn)使得在很多種目前被提出或發(fā)展了的包裝容器上以在其他方面那些較常規(guī)容器而言更具有顯著優(yōu)點(diǎn)的容器上使用一種雙接縫成為不實(shí)際的事情。
本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供一種雙接縫的方法,它能夠形成一個(gè)其長度令人滿意的外殼箍,而在接縫過程中大大降低了施加的軸向荷載。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是要提供一種適用于容器外殼的生產(chǎn)方法,該容器外殼或是部分或全部由塑料組成的層制材料,或是由極薄金屬,或是由熱成形層制或非層制塑料構(gòu)成,從而在上述每一種情況下能夠利用雙接縫的方法將一個(gè)金屬或塑料蓋子(層制的或是其他形式)接封在容器外殼上。
一個(gè)問題(常規(guī)金屬罐頭一般不會發(fā)生這種問題)是容器外殼在雙接縫內(nèi)可能有被皺紋的尖銳邊緣穿透的危險(xiǎn),這種皺紋的尖銳邊緣可能是在第一道工序過程中在頂蓋的卷邊上形成的,但在第二道工序中被再次壓平。然而,當(dāng)外殼材料使側(cè)壁變得很軟或很容易彎曲的情況下,由此產(chǎn)生的反作用力的下降往往減小皺紋被壓平的能力;因此,如果頂蓋是用一種比外殼更堅(jiān)硬或更堅(jiān)固的材料制成,則皺紋可能會穿透側(cè)壁。
由此,本發(fā)明的另一個(gè)目的是首先減少這種皺紋形成的趨勢。
至今,在將雙接縫用于無菌包裝的方面還存在一些問題。無菌包裝的定義是這樣的:首先將消過毒的產(chǎn)品填入經(jīng)過消毒的容器,然后在無微生物的條件下利用經(jīng)過消毒的蓋子將容器密封起來。
如果所需要的最終容器形式是一種用雙接縫端面封閉的容器,那么完全可能對容器和蓋子進(jìn)行消毒,例如,用過熱蒸氣或熱空氣或過氧化氫蒸氣進(jìn)行消毒。在無微生物條件下將經(jīng)過消毒的產(chǎn)品填入經(jīng)過消毒的容器也是可能的,例如,在充滿蒸氣或經(jīng)過的消毒的空氣的工作箱內(nèi)將產(chǎn)品填入容器。在相同的無微生物工作箱內(nèi)將經(jīng)過消毒的蓋子放置在容器上也同樣是可能的。然而,在這一點(diǎn)上,容器并未密封。只有當(dāng)端面被雙接縫于容器上的情況下才算是完成了密封。
用于雙接縫的接縫機(jī)是眾所周知的,但這種接縫機(jī)很難用于一個(gè)可以進(jìn)行消毒的工作箱,該工作箱也可以是保持無微生物狀態(tài)的。關(guān)于這一點(diǎn),以前人們企圖將接縫機(jī)的關(guān)鍵區(qū)域包圍起來,并且利用蒸氣或熱空氣使該區(qū)域保持高溫。這種作法會使接縫機(jī)產(chǎn)生具體的機(jī)械上的問題,例如,由于機(jī)器部件的熱膨脹或潤滑系統(tǒng)的破壞而產(chǎn)生的問題。如果成品容器的一個(gè)或兩個(gè)部件是由一種在這種高溫下會變軟或溶化的材料制成(例如一種塑料材料),那么高溫環(huán)境同樣也產(chǎn)生了問題。
因此,有人建議利用一種在容器和蓋子之間的臨時(shí)密封(或“初級密封”)而容器和蓋子仍處于消毒填充區(qū)域的方法來克服這些問題,利用這種方法,將封閉的容器從消毒區(qū)域中取出并且隨后在一臺常規(guī)的接縫機(jī)上在非消毒的環(huán)境條件下進(jìn)行雙接縫。這樣的一種初級密封是可以產(chǎn)生的,例如,如果將一個(gè)具有適當(dāng)輪廓線的端面放在已填充的容器的折邊上,而端面由于消毒工序還在發(fā)熱,并且如果施加壓力以使邊線部分封接在容器的折邊上。然而,只有在雙接縫過程中初級密封不會被破壞的情況下這種技術(shù)解決方案才有效。
在常規(guī)的雙接縫工序過程中,這樣的一種密封會由于容器外殼的接縫折邊和頂蓋的接縫板之間在雙接縫的過程中產(chǎn)生的相對運(yùn)動(dòng)而遭破壞;因此損害了容器的無毒狀態(tài)。
當(dāng)該封口被破壞時(shí),由于在容器端部空間中壓力的下降,微生物往往會被吸入到容器的端部空間內(nèi)。另外,頂蓋的下表面(不在初級密封的范圍內(nèi))在容器從消毒狀態(tài)下取出的時(shí)候?qū)⒆兂煞窍緺顟B(tài)。在常規(guī)雙接縫的過程中,該表面的一部分被壓向端部空間,并且可能會污染容器的內(nèi)表面。
因此,本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種雙接縫的方法,其中在接縫步驟前進(jìn)行的初級密封在接縫步驟中不會被破壞;提供一種雙接縫的方法,其中頂蓋的卷邊部分(不在這樣一種封口的范圍內(nèi))不會被拉向容器的端部空間;并且提供一種雙接縫的方法,其中接縫機(jī)可以作為一個(gè)消毒包裝系統(tǒng)的一部分在一種未消毒環(huán)境下使用。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面,在一種用以接封一個(gè)雙接縫容器(如上面定義的)的方法中:
(1)在接縫步驟開始之前,頂蓋卡壁的翼緣應(yīng)處于這樣一種狀態(tài):當(dāng)在放置步驟中將頂蓋放置在容器外殼上的時(shí)候,卡壁不與圍繞它的容器側(cè)壁相接觸;并且
(2)在第一道接縫工序中,側(cè)壁的端部部分不與卡壁相接觸,在第二道接縫工序中,側(cè)壁的端部部分的圓周尺寸減小,從而迫使該部分靠在卡壁上,在整個(gè)接縫過程中,接縫板同折邊之間在其接觸點(diǎn)不會產(chǎn)生絲毫的相對運(yùn)動(dòng)。
在接縫步驟開始之前,頂蓋卷邊和接縫折邊的尺寸最好這樣安排:介于接縫板和折邊之間的初始接觸點(diǎn)至少要部分地位于頂蓋卷邊內(nèi),放置步驟包括將頂蓋搭扣在接縫折邊上。
根據(jù)本發(fā)明的方法,作用的軸向壓力可以大大小于足以保持頂蓋和外殼軸向相互接合所需要的壓力。
頂蓋的卷邊最好在第一次接縫過程中進(jìn)行翻卷以便壓靠在側(cè)壁的端部部分上。這樣,不僅使得頂蓋的卷邊有了橫向的支撐從而減小或根除了上面提到的起皺問題,而且也有助于使側(cè)壁的端部部分向內(nèi)變形從而有助于或者甚至引起其圓周尺寸的減小,這種情況在上述兩道接縫工序中發(fā)生從而在容器外殼上形成一個(gè)頸口。
該外殼可以是塑料的或是金屬的或是包括至少一層塑料材料層的一種層制結(jié)構(gòu)。同樣,頂蓋可以是塑料的或是金屬的或是包括至少一層塑料材料層的一種層制結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本方法的一些實(shí)施例以及根據(jù)推薦實(shí)施例,當(dāng)該方法作為一個(gè)消毒包裝工序的一部分時(shí),放置步驟是要實(shí)現(xiàn)在容器外殼和頂蓋之間的初始接觸面上形成一個(gè)封口,由于在接縫板和折邊之間根本不會產(chǎn)生相對移動(dòng),所以該封口在整個(gè)接縫過程中被保留下來。可以將一層封接材料夾在接縫板和接縫折邊之間以便產(chǎn)生一個(gè)上述的封口。關(guān)于這一點(diǎn),根據(jù)推薦的處理辦法,容器外殼或頂蓋或兩者中的一個(gè)在放置步驟中應(yīng)處于這樣一種溫度從而使封接材料層變軟,這樣接縫折邊被封入在里面。最好的辦法是,在放置步驟中該封接材料層將接縫折邊粘接在接縫板上。作為一種選擇,接縫板和接縫折邊中的至少一個(gè),其厚度的至少一部分(包括限定初始接觸面的相應(yīng)表面)是由塑料材料制成,在放置步驟中對初始接觸面進(jìn)行局部加熱,從而使塑料材料變軟并且將接縫板與折邊封接在一起。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面,還提供了一種將某種產(chǎn)品在無菌狀態(tài)下包裝進(jìn)一個(gè)容器的方法,該容器具有一個(gè)預(yù)先經(jīng)過消毒的外殼和一個(gè)預(yù)先經(jīng)過消毒的蓋子,該方法包括如下步驟:將產(chǎn)品放入容器的外殼內(nèi)并且將頂蓋封接在容器上,所有這些都是在完全的消毒狀態(tài)下進(jìn)行的,其中該方法包括根據(jù)上述本發(fā)明的第一個(gè)方面將容器進(jìn)行接封的方法,其中放置步驟是要實(shí)現(xiàn)在容器外殼和頂蓋之間的初始接觸面上形成一個(gè)封口,由于在接縫板和折邊之間根據(jù)不會產(chǎn)生相對移動(dòng),所以該封口在整個(gè)接縫過程中被保留下來,放置步驟是在容器外殼和頂蓋仍處于上述狀態(tài)下完成的,這樣在頂蓋和外殼之間至少產(chǎn)生了一個(gè)臨時(shí)的密封接口,填滿產(chǎn)品的容器隨后從上述狀態(tài)中取出,在上述步驟完成之后,接縫步驟在未消毒狀態(tài)下完成以形成一個(gè)永久性雙接縫。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面,還提供了一個(gè)雙接縫容器(如上文所定義的),其中,頂蓋是根據(jù)本發(fā)明的一種方法卡扣在容器外殼上的。
至少在容器外殼是金屬的情況下,其側(cè)壁最好具有又適于容器的包裝應(yīng)用又能夠經(jīng)得起在接縫過程中所施加的較輕軸向荷載所必需的最小厚度。如果容器外殼是一種多層(即層制)結(jié)構(gòu),該材料層可以是塑料或金屬或兩者混用。如果容器外殼是塑料的,則可以采用典型的熱成形工藝。
總的講,頂蓋可以是任何材料,只要這種材料可以以雙接縫的形式卡扣在容器的外殼上,例如,可以用金屬(具有或不具有一個(gè)適當(dāng)?shù)拿芊獍寤蛎芊馄?可以是金屬-塑料層制材料;或是塑料(可以采用單層或多層結(jié)構(gòu))。頂蓋可以采用一種所謂“易開”型,即在容器的頂蓋上具有一個(gè)整體的或附帶的開罐裝置。
封閉的容器可以裝有牛奶,奶制品或其他食品或飲料,或是某種不是用于人或動(dòng)物消費(fèi)的產(chǎn)品。該產(chǎn)品可以是液體的,固體的或兩者兼有。
現(xiàn)在參照本技術(shù)的附圖,僅僅通過舉例的辦法對本發(fā)明予以描述,其中:
圖1是一張剖面示意圖,說明在一個(gè)三部件金屬罐頭密封時(shí)一種常規(guī)的雙接縫工藝過程;
圖2是關(guān)于一種典型的容器的一張側(cè)視圖,這種容器包括一個(gè)整體外殼,由一個(gè)蓋子靠雙接縫的方法將其外殼密封;
圖3至圖6是大大放大的局部剖視圖,說明在一個(gè)金屬罐頭上進(jìn)行常規(guī)的雙接縫過程中的四個(gè)步驟;
圖7說明了在常規(guī)的雙接縫過程中可能發(fā)生的起皺現(xiàn)象;
圖8至圖11分別與圖3-圖6相類似,但是它說明根據(jù)本發(fā)明的一種方法在一個(gè)雙接縫的成形過程中的相同的四個(gè)步驟;
圖12說明在本發(fā)明的范圍內(nèi)的一種改進(jìn);
圖13是一張示意圖,代表一個(gè)正面包裝線,這種包裝線是根據(jù)本發(fā)明的一種方法進(jìn)行。
在圖1中所示的罐頭2包括一個(gè)圓筒形的外殼和一個(gè)頂蓋或罐頭端面4。該外殼包括一個(gè)外殼筒6和罐頭底面8,該底面靠一個(gè)圓周形雙接縫10卡扣在外殼筒上。將罐頭頂蓋4卡扣在罐頭外殼上的工作由一臺常規(guī)的接縫機(jī)來完成,該機(jī)器包括如下形式的工具:一個(gè)提升基座12,一個(gè)卡盤14,一個(gè)第一工作接縫輥16和一個(gè)第二工作接縫輥18。從圖3中可以十分清楚地看到,罐頭頂蓋包括一個(gè)圓周部分20,該部分包括一個(gè)卡壁22,該卡壁豎直圍繞頂蓋的中心盤部分24,頂蓋還包括一個(gè)接縫板26。該接縫板26具有一個(gè)頂部部分28,卡壁22同該部分在一個(gè)圓弧部分30上相匯合,接縫板26還具有一個(gè)末端頂蓋卷邊32。外殼筒6構(gòu)成了一個(gè)側(cè)壁,該側(cè)壁在一個(gè)圓周部分34處結(jié)束,該部分包括一個(gè)側(cè)壁的圓筒形端部部分36,在一個(gè)圓弧部分38處該端部部分36同一個(gè)向外彎曲的接縫折邊40相匯合。
在圖3至圖6中所示的常規(guī)的接縫過程包括如下步驟:
(1)放置步驟:
其中罐頭體(體內(nèi)填滿了某種產(chǎn)品,未圖示)放置在提升基座12上,頂蓋4位于罐頭體的上面,其接縫板的頂部部分26與接縫折邊40呈覆蓋接觸,從而限定了兩者之間的一個(gè)初始接觸面(該面用42表示)。
(2)接縫步驟:
卡壁22的直徑應(yīng)在側(cè)壁端部部分36內(nèi)呈密配合(如圖3所示),而頂蓋卷邊的末端邊緣44的直徑要遠(yuǎn)大于接縫折邊邊緣46的直徑。接縫輥16和18分別制作成具有圓周形接縫槽48和50。
接縫步驟包括一個(gè)第一工序和一個(gè)第二工序,上述工序分別由接縫輥16和18完成。在整個(gè)接縫過程中,罐頭2靠卡盤14和提升基座12的作用依其心軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn),并且由該卡盤和提升基座的罐頭施加一個(gè)較高的軸向壓力P(如圖1所示)。該壓力不僅足以將頂蓋牢牢地靠在罐頭體上,而且還為接縫過程本身提供了一個(gè)具有一個(gè)軸向向分力的力;這一點(diǎn)在下面將予以說明。接縫輥不斷地施加一個(gè)繞接縫板26的總橫向接縫力(在本例中應(yīng)指徑向)。以便使接縫板26和折邊40同時(shí)相互變形。
圖3和圖4分別說明了第一工序的開始和完成,其中卷邊32朝著罐頭的軸線徑向地向內(nèi)移動(dòng)。在接縫輥16的作用下頂蓋卷邊32向內(nèi)向上翻卷,其橫截面形狀如圖4所示。與因同時(shí),折邊40向下翻卷,并且借助于軸向壓力P進(jìn)行延伸(圖1),以便折邊40位于卷邊32內(nèi)。這樣,頂蓋和罐頭側(cè)壁的周圍部分20和34便形成內(nèi)鎖關(guān)系,在第一道工序中,在接縫板26和折邊40之間會存在相對滑動(dòng)。這一點(diǎn)由圖3中的標(biāo)明為B和B1的接觸來說明,在第一道工序完成之后,該接觸點(diǎn)分離(如圖4所示),這樣,初始接觸面42(以及在偶然情況下在放置步驟中于接觸面上可能建立的任何初級密封)被破壞。具體參考本文前面進(jìn)行過的討論,即假如是應(yīng)用在無菌包裝的情況,有關(guān)這種常規(guī)雙接縫工序的缺點(diǎn)便可以通過比較圖1和圖4看出,頂蓋的下表面33(不在接觸面42的范圍內(nèi))如果在未消毒狀態(tài)下進(jìn)行接縫的情況將是未消毒的,并且,頂蓋的圓周部分20的變形通常會出現(xiàn)這種情況,即表面33的一部分會被向回拉向容器的頂部空間57。由于在第一道工序完成之后(圖4)在接觸面42上沒有封口-既便在接縫開始之前確實(shí)存在一個(gè)封口,但由于表面33的回拉也會有產(chǎn)生一個(gè)引起容器內(nèi)污染的未消毒表面的危險(xiǎn)。
人們還將注意到,在第一道工序結(jié)束時(shí),接縫板已經(jīng)變形以便與接縫槽48的外形相一致,而軸向壓力P加深了卡壁22。由于圓筒壁端部部分36是向上延伸的,與其相鄰的圓弧部分38被減小。在該工序中,兩個(gè)接觸點(diǎn)A和A1(圖3)形成軸向分離。最后還應(yīng)該指出的是,由于圓筒壁端部部分36和卡壁是相互緊密地接合在一起,因此通過第一道工序頂蓋卷邊32和圓筒壁端部部分36呈徑向分離。
在第一道工序完成之后,接縫輥16被撤出而將接縫輥18嵌入(如圖5所示),這說明第二步工序的開始。圖6說明了第二道工序的完成,其中接縫輥18朝罐頭的軸線運(yùn)動(dòng)同時(shí)還要保持軸向壓力P,從而進(jìn)一步延長了折邊40并且將圓周形部分20和34一同擠壓成為圖6所示的圓周雙接縫52的最終形式。現(xiàn)在,接縫52包括一個(gè)外殼箍54,它與一個(gè)頂蓋箍56呈密封聯(lián)結(jié),后者具有一個(gè)同輥槽50相一致的外部輪廓。
在點(diǎn)A和A1以及點(diǎn)B和B1之間的分離在第二道工序過程中會進(jìn)一步加大。外殼箍54的最后或徑向內(nèi)部部分的軸線長度LB在確定雙接縫的完整性方面是一個(gè)重要的因素。正如從上文可以認(rèn)識到的,該長度LB與軸向壓力P的大小有直接關(guān)系。實(shí)際上正是由于這一原因,不得不采用很大的壓力。
根據(jù)上述的常規(guī)工藝中,在第一道接縫工序進(jìn)行過程中(圖3和圖4),頂蓋邊緣44和卷邊32是沒有支撐的,由于它的直徑在不斷減小,所以往往會形成皺紋,典型的情況如圖7中的64所示。在第二道接縫工序中,當(dāng)構(gòu)成最終雙接縫的5層材料壓在一起時(shí),這些皺紋通常會被壓平。
圖2表示了一個(gè)側(cè)面的容器外殼58,該外殼可以是金屬的或是一種適當(dāng)?shù)乃芰喜牧?。一個(gè)罐頭底蓋或頂蓋60是以雙接縫62的方式卡扣在容器外殼58的開口端上。如果外殼58和底蓋60都是金屬的,則接縫62可以以上述的常規(guī)方式成形。
現(xiàn)在參照圖8至11,這些圖說明一種用于接封一個(gè)雙接縫容器的方法,該容器具有一個(gè)用塑料材料制成的外殼70。具有一個(gè)圓筒形側(cè)壁72,它有一個(gè)圓周形部分134(該部分大體上與圖3中罐頭外殼部分34相同),其特征在于一個(gè)端部部分136,圓弧部分138和接縫折邊140。該容器具有一個(gè)頂蓋74,在本例中,該頂蓋可以采取與圖1和圖6中的頂蓋4實(shí)際上相同的橫截面形狀;該頂蓋具有一個(gè)中心板124和一個(gè)圓周形部分120,它包括一個(gè)卡壁122和一個(gè)接縫板126,該接縫板包括一個(gè)上部部分128和一個(gè)頂蓋卷邊132,接縫板由一個(gè)圓弧部分130與卡壁122相連接。
在第一道和第二道工序中,接縫輥116和118以及各自相應(yīng)的接縫槽148和150總體上與接縫輥16和18是相同的,不同之處是每個(gè)接縫輥槽下部分78具有較低的軸向高度以避免在每一道接縫工序完成時(shí)會影響罐頭的側(cè)壁(從圖9和圖11中可以理解到這一點(diǎn))。
在給定一個(gè)外殼側(cè)壁尺寸的情況下,圖8中的頂蓋的尺寸要小于頂蓋4的尺寸(如果使用圖3至圖6中所示的常規(guī)工藝則使用這種頂蓋)。這樣,卡壁122的圓周尺寸具有如下特征,當(dāng)把頂蓋放置在容器外殼上(如圖8所示)的時(shí)候,卡壁不與圍繞它的外殼側(cè)壁72相接觸。頂蓋74不是靠卡壁和外殼側(cè)壁之間的相互影響放置在外殼上,而是靠與外殼折邊140的套疊放置在外殼上,這里也包括了頂蓋的邊緣146,折邊140在一個(gè)初始接觸面142上與接縫板126的底側(cè)相依靠,該接觸面不是像圖3所示的那樣沿上部部分(圖3中的28)的中部在兩板之間形成,而是在頂蓋卷邊132的根部形成。在接縫板126和折邊140上的接觸面142上的兩個(gè)接觸點(diǎn)在圖8中分別以G和G1表示。
與常規(guī)的方法相類似,圖8至11所示的方法包括一個(gè)放置步驟和之后的接縫步驟,放置步驟包括將頂蓋74定位在已填充的容器外殼70內(nèi),該容器外殼放置在提升基座上,然后,將卡盤(114)裝在卡壁122內(nèi)以便靠壓在中心板124上。該接縫步驟也包括2個(gè)連續(xù)的接縫工序,卡盤和提升基座提供了軸向壓力,容器的各部件不斷依其共軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn),接縫輥116和118朝容器的軸線運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)它們各自的第一和第二道工序。
然而,由于頂蓋74的尺寸減小,折邊140的直徑稍大于頂蓋卷邊的邊緣144的直徑,這樣,折邊的邊緣144剛好處于卷邊132內(nèi)。由于這一原因,在放置步驟中頂蓋是搭鎖在或用彈簧壓在容器外殼上的,這一點(diǎn)可以通過折壁140的自然彈性變形來做到。
在第一接縫工序的開始和結(jié)束時(shí)各部件的相對位置分別如圖8和圖9所示,而圖10和圖11說明第二道工序的開始和結(jié)束時(shí)的情形。在第一道工序和第二道工序進(jìn)行的過程中,卷邊132的外邊緣144被向下向內(nèi)壓從而靠壓在外殼側(cè)壁的端部部分136上,這樣便使得該部分向內(nèi)變形從而最終形成了如圖11中標(biāo)明為76的頸口。
由于容器外殼端部部分136的直徑的減小,可以在不借助于施加的軸向壓力的情況下產(chǎn)生一個(gè)長外殼箍154。因此,從數(shù)值上軸向壓力P(圖1)不需要比足以保持頂蓋和外殼在軸向上的相互結(jié)合所需要的壓力大很多。這樣,便可以制造出理想成形的接縫(包括外殼箍154和頂蓋箍156),而不會發(fā)生由于連續(xù)的底座壓力而造成外殼被壓扁的危險(xiǎn)。
這里再次參照圖7和與其有關(guān)的上文。當(dāng)容器外殼是用一種比金屬要軟的材料制成的時(shí)候(例如,在本例中的塑料),或者在需要的情況下用一種十分薄的金屬制成的時(shí)候,而此時(shí)頂蓋是用金屬制成的,那么會出現(xiàn)這樣一種趨勢,即:在第二道接縫工序過程中,皺紋64會切穿外殼側(cè)壁材料,這樣便在圖6中靠近頂蓋箍56的邊緣處的L點(diǎn)上穿透外殼側(cè)壁。并且引起了泄漏的危險(xiǎn)。利用圖8至11所示的方法,可以減小或避免這種不能接受的結(jié)果,這是由于在第一道工序中(在該階段往往形成皺紋)卷邊132是支撐在外殼側(cè)壁上的(在圖9中用M點(diǎn)表示)。這種支撐在整個(gè)第二道工序中繼續(xù)下去。
我們將會注意到,在整個(gè)第一道工序過程中(圖9)側(cè)壁的端部部分136始終不與卡壁122進(jìn)行接觸,而是在第二道工序中由于頸口76的完成將其靠壓在卡壁上。
另一個(gè)十分重要的效果是在整個(gè)接縫過程中始終保持了初始接觸面142,在接縫板126和折邊140之間實(shí)際上不存在相對移動(dòng),這樣,圖8中的接觸點(diǎn)G和G1在完成的雙接縫(在圖11中用152表示)中保持接觸。該效果可用于無菌包裝系統(tǒng),如圖13所示的系統(tǒng)。
參照圖13,這是一條關(guān)于向塑料材料容器外殼或容器罐80中填充某種食品或飲料82的無菌包裝線,它包括一個(gè)處于消毒狀態(tài)下外罩84,其方式是已知的。一個(gè)任何適當(dāng)類型的傳送帶86貫穿整個(gè)外罩84,用以傳輸容器罐。在外罩內(nèi)有一個(gè)消毒臺88,一個(gè)填料臺90和一個(gè)裝蓋臺92。每一個(gè)容器罐在消毒臺88上以常規(guī)的方法利用過氧化氫進(jìn)行消毒,之后在填料臺90上填入產(chǎn)品82,其方法也是常規(guī)的。在裝蓋臺92上,金屬蓋94通過一個(gè)已知類型的下降渦形道喂料裝置進(jìn)行輸送,金屬蓋通過一個(gè)熱空氣爐96,在該熱空氣爐中對金屬蓋進(jìn)行消毒和加熱。
然后,利用一個(gè)位于爐96下面的適當(dāng)?shù)姆胖醚b置(未圖示)將熱金屬蓋放在已填料的容罐80上,這樣便構(gòu)成了一個(gè)雙接縫方法的放置步驟,并且包括在每個(gè)金屬蓋和與其相聯(lián)結(jié)的容器罐之間的接觸表面142(圖8)上形成一個(gè)初級密封。這時(shí),容器罐被傳輸?shù)较就庹值耐饷?,送到一個(gè)常規(guī)的雙接縫機(jī)98上,該接縫機(jī)處于未消毒狀態(tài),按縫步驟由接縫機(jī)98完成,其方式已經(jīng)參照圖8至11予以了描述,從而形成了一個(gè)永久性接縫。
在裝蓋臺92上利用將頂蓋放置在容器罐上所形成的密封口至少可以保存到雙接縫的完成,這是由于在接觸面中各部件之間沒有相對運(yùn)動(dòng)并且接觸表面始終處于受壓狀態(tài)。在圖8中表示為102的頂蓋卷邊未被拉入初級密封區(qū)內(nèi)并且介于卡壁122和側(cè)壁端部部分136之間的消毒自由空間槽104不斷消除形成容器的消毒內(nèi)面而不會損破初級密封。
為了達(dá)到密封,在封接折邊140和封接板126之間的接觸面上應(yīng)具有附著力。容器罐可以是某種塑料材料,這樣在與熱頂蓋接觸時(shí)引起了接觸面142上的局部加熱,從而使折邊140的表面變軟并且使其附著在頂蓋上。然而,在頂蓋的接縫板126的下側(cè),最好具有一個(gè)密封墊或一層適當(dāng)?shù)膲|板或封接材料100(如圖12所示)。該密封墊在加熱爐96內(nèi)進(jìn)行軟化以便形成一個(gè)與折邊140牢固相接的密封口。利用一種適當(dāng)?shù)脑诮?jīng)濟(jì)上可行的密封墊料料,便可以獲得一種牢固的粘合,例如,在裝蓋臺上將一個(gè)金屬蓋壓在一個(gè)聚丙烯容器罐上。
容器外殼和頂蓋可以是任何材料以致使上述的雙接縫方法可以順利完成,從而產(chǎn)生的接縫具有容器所要達(dá)到任何目的所要求的完整性。非限制性例子包括:一個(gè)鋼或鉛罐頭外殼同一個(gè)上述的鋼或鉛罐頭頂蓋(這種頂蓋可以是自開型的或是“易開”型的);一個(gè)塑料材料容器外殼(如聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯或聚氯乙烯)同一個(gè)上述的鋼或鉛罐頭端面;一個(gè)上述的金屬或塑料容器外殼同一個(gè)用若干材料制成的頂蓋;以及一個(gè)用若干種材料制成的外殼,它具有一個(gè)由若干種材料或上述的金屬或塑料制成的頂蓋。一個(gè)由若干種材料制成的外殼或頂蓋可以是(例如)層制結(jié)構(gòu),或是包括若干不同材料的組件(例如,一個(gè)罐頭端面具有一個(gè)金屬板部分和塑料開口裝置)。這種層制結(jié)構(gòu)典型地包括1層或多層塑料材料,它可以具有或不具有一個(gè)薄金屬層。
一個(gè)塑料或?qū)又仆鈿せ驅(qū)⒁蒙鲜龇椒ㄟM(jìn)行接縫的頂蓋可以用熱變形或任何其他適合的方法完成。上述的接縫方法也同樣適用于具有極薄側(cè)壁的金屬罐頭外殼。