專利名稱：形成預制袋的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及的領域是包裝機械和工藝，具體地講，用于形成醫用裝置包裝的包裝 工藝和機械。
背景技術：
袋型包裝是非常靈活的，并且適于多種醫用產品，包括醫用裝置。不形成腔室的袋 型包裝的一個實例是將兩個平坦的尺寸相近的矩形片狀材料對齊并直接彼此疊置，然后沿 著它們的四邊中的三邊進行密封。第四邊保留打開，以形成袋并提供進入所述袋的內部的 入口孔口。在例如醫用裝置的產品放置到袋內(通常被稱作填充工藝)之后可將第四邊密 封。這步操作并不通常在無菌環境下進行，但是其可以在無菌環境下進行。因此，隨后理想 的是對已經包含在袋中的產品與袋的內部一起進行滅菌，以提供無菌產品。用于給醫用產 品滅菌的各種類型的滅菌工藝在本領域中是已知的，包括氣體滅菌法、高壓蒸汽滅菌法、氣 體等離子體滅菌法、輻射和其它常規工藝。當利用例如環氧乙烷的氣體滅菌工藝時，平坦的 矩形片材之一可包括例如TYVEK 片材的氣體可滲透的屏障。滅菌氣體可滲透所述氣體 可滲透的屏障以對密封的袋內的產品進行滅菌。一旦完成滅菌工藝，可進行第五密封以將 產品與密封袋的氣體可滲透部分隔離。在此操作之后，袋的含有氣體可滲透屏障的部分被 去除。當利用氣體不可滲透的兩個片材時，在潔凈室中利用環氧乙烷滅菌之后再沿著第四 邊密封所述包裝。成型工藝被如下限定在用于形成袋的所述一片或兩片材料中創造腔室以容納將 被包裝的產品。形成的腔室在袋型包裝中尤其有用，這是因為它們允許更大的產品被容納 或填充在給定尺寸的袋內，而不會形成褶皺。在一個或兩個片材上形成褶皺是典型的非成 型式袋封裝。如果一個或兩個片材具有形成在它們中用于容納目標產品的口袋，則可消除 這些褶皺。與這種褶皺(包括通道和未密封的部分或區域)相關的缺點可以導致滅菌不徹 底和阻礙濕氣和氧氣。平坦袋通常由在密封和切削設備上卷動貨物而制成。袋可由兩卷層合箔材料(例 如，成卷的可熱密封的包裝材料)制成。這些材料可以是箔層合材料、膜、可熱密封的紙張 或熱壓粘合塑料。雖然冷壓成型對于箔層合來說是典型的，但是可在膜上執行熱成型。成 型工藝通常在傳統的成型/填充/密封設備上執行。這些類型的系統可容易地制造許多平 坦的袋或包層，這些袋或包層可隨后運輸到后續操作以填充和最終密封，如上所述。如前所 述，通常期望在袋的一側或兩側形成腔室。這通過如下步驟完成在一個(或兩個)片材中 形成腔室；將產品置入腔室內；然后將所述兩個片材放置和密封在一起。在于兩個片材中 都形成腔室的情況下，在它們被密封之前必須小心，以保證片材的準確配準和對齊。這種類 型的工藝可以自動化為連續工藝，其中包裝形成、填充產品和密封均以連續方式執行。這種 類型的系統對于大多數非無菌的產品來說極為奏效，但是對于需要無菌地填充和密封到袋 中的無菌產品來說，所述系統并不奏效。無菌包裝工藝和設備在本領域內是公知的。通常在無菌環境中執行將產品無菌地填充和密封到袋內。創造其規模足夠大以容納如上所述的形成、填充和密封系統的這種環 境是困難且昂貴的。用于無菌包裝的一種方法是在非無菌環境下制作袋，將它們疊堆，將它 們滅菌，然后將它們轉移到無菌環境下進行填充和密封操作。這種工藝對非成型的袋極其 湊效。但是，成型的袋存在一些其它的風險。當疊堆時，成型的袋占據更多的空間，因此在 每個疊堆中可容納更少的袋。即使輕輕地疊堆，袋也通常容易在滅菌工藝和隨后運輸到無 菌環境的過程中損壞。損壞可包括褶皺形成和空穴形成。當希望將標簽貼到外包裝表面上 時，褶皺或無支撐表面的存在引起額外的風險。因此，需要用于制造適于應用在無菌環境中的具有成型的腔室的袋的新型的包裝 工藝和機械。
發明內容
因此，公開了一種用于制造具有腔室的袋的新型設備。該設備具有機架。底部或 下顎板構件可滑動地安裝到所述機架上。所述底部板構件具有頂部側和底部側。頂部沖模 板構件可滑動地安裝到所述機架上。所述頂部板構件具有頂部側和底部側。第一和第二致 動器安裝到機架上，以使所述底部板構件和所述頂部板構件朝著彼此運動。沖模構件從頂 部板構件的底部延伸。可選地，沖模構件從底部板構件的頂部側延伸。沖模構件具有腔室。 所述設備還包括具有第一端和第二端的舌狀板構件。所述舌狀構件的第二端固定地安裝到 所述機架上位于所述頂部板構件和所述底部板構件之間，使得所述舌狀構件在所述頂部板 和所述底部板之間延伸。所述舌狀構件具有流體通道，所述流體通道具有穿過所述頂部側 的第一開口和第二開口。所述第一和第二開口與所述流體通道連通。可選地，所述舌狀構 件具有位于底部側上的開口。本發明的另一方面是一種利用上述設備制造具有腔室的袋的方法。在該方法中， 提供了一種袋。所述袋具有對齊的兩個片材，并且所述兩個片材沿著三邊密封，使得所述袋 具有未密封的一側和通向內部的開口。提供了一種本發明的設備。該設備具有機架。底部 或顎板構件可滑動地安裝到所述機架上。所述底部板構件具有頂部側和底部側。頂部沖模 板構件可滑動地安裝到所述機架上。所述頂部板構件具有頂部側和底部側。第一和第二致 動器安裝到機架上，以使所述底部板構件和所述頂部板構件朝著彼此運動。沖模構件從頂 部板構件的底部延伸。沖模構件具有腔室。所述設備還包括具有第一端和第二端的舌狀板 構件。所述舌狀構件的第二端固定地安裝到所述機架上位于所述頂部板和所述底部板之 間，使得所述舌狀構件在所述頂部板構件和所述底部板構件之間延伸。所述舌狀構件具有 流體通道，所述流體通道具有穿過所述頂部側的第一開口和第二開口。所述第一和第二開 口與所述流體通道連通。所述袋套到所述舌狀構件上，使得所述舌狀構件的一部分容納在 所述袋的內部中。所述頂部板構件和所述底部板構件朝著彼此運動，使得所述沖模接觸所 述袋的頂部使其抵靠著所述舌狀構件的頂表面，并使所述底部板構件接觸所述袋的底部使 其抵靠著所述舌狀構件的底表面。加壓流體運動進入所述舌狀構件的流體通道并通過第二 開口流出，從而使得所述袋的頂部片材的一部分被迫進入所述沖模的所述腔室，從而在所 述頂部片材中形成腔室。所述頂部板構件和所述底部板構件從所述舌狀構件移動遠離，并 且具有成型腔室的袋被從所述舌狀構件上取下。本發明的這些方面和其他方面以及優點將通過下列具體實施方式
和附圖變得更為顯而易見。
圖1是本發明的袋在被加工以形成腔室之前的透視圖；圖加是用于制造預制袋的本發明的機械的透視圖，顯示了所述機械的前部；圖2b是圖加的機械的透視圖，顯示了所述機械的背部；圖3a和圖北是圖1的機械的透視圖，顯示了在袋中形成腔室之前未成型袋正被 插入舌狀構件上；圖如和圖4b是圖1的機械的透視圖，顯示了板構件在舌狀構件周圍關閉以及用 于腔室形成步驟的袋；圖如和圖恥是圖1的機械的透視圖，顯示了在腔室形成步驟之后板構件打開，并 且顯示了在從舌狀構件和機械上取下之前在袋中形成的腔室；圖6是用于本發明的機械和工藝的舌狀構件的透視圖；圖7是本發明的機械的下顎板構件的透視圖；圖8是本發明的機械的腔室板構件的透視圖；圖9是圖1的袋在利用本發明的機械和工藝進行加工之后以在其中形成腔室的透 視圖；圖10是圖9的袋在其被醫用裝置填充并滅菌之后的透視圖。
具體實施例方式本發明的實施所用的袋由平坦的片狀材料制成，在本領域內公知，所述平坦的片 狀材料用于形成用于給醫用產品(具體地說，醫用裝置)滅菌的袋包裝。通常，每個片材 由常規的箔或箔層合物制成，所述箔層合物由例如鋁箔、聚合物片材、涂層等(例如聚酯/ 箔/聚乙烯熱密封涂層)材料制成。可選地，第一片材由前述箔層合物制成，第二片材由 常規的氣體可滲透的聚合物材料(例如TYVEK棉紗聚四氟乙烷、熱密封涂層醫用等級紙張 等)制成。可選地，第二片材可由金屬箔層合物制成并可具有排氣口，所述排氣口上粘貼有 一塊氣體可滲透的聚合物片材。此外，第二片材可選地為常規聚合物型氣體可滲透片材， 例如聚乙烯、聚酯、鹵化膜(例如Aclar和PVC)等。片狀材料按照常規方式通過周邊密封 粘合在一起，所述常規方式包括熱密封、超聲波焊接、射頻、微波、膠粘等。利用袋的包裝和 包裝無菌醫用裝置的方法在以下以引用方式并入的美國專利中公開，所述美國專利有US 5，868，244、US 5，732，529、US 5，623，810 和 US4, 482，053。在圖1中顯示了用于本發明的工藝的實施的平坦袋10。袋10被顯示為具有頂部 箔片30和底部箔片40。袋10被顯示為利用常規密封工藝(例如熱密封或等同工藝)將其 三邊進行密封以形成密封件50。密封件50具有側部側52和底部側M。袋10具有敞開的 頂部側15，頂部側15具有通向內腔室22的入口孔口 20。袋10被顯示為具有可選的排氣 口 12。參照圖9，袋10被顯示為在利用本發明的設備和工藝加工之后，從而在底部片材30 中形成腔室60。圖10中顯示了本發明的滅菌包裝10在填充了醫用裝置70和進行后續密 封(以及常規的氣體滅菌)之后的狀態。包裝10被顯示為頂部側15被頂部密封件56密 封，其中包含可選的排氣口 12的部分被按照常規方法(例如，剪切)去除。如果袋10不具有排氣口，則其可被醫用裝置填充，用常規氣體工藝滅菌，然后無菌地密封。可選地，可使用 其它類型的滅菌工藝，包括常規等離子體、輻射和高壓蒸汽滅菌工藝，在輻射和高壓蒸汽滅 菌工藝的情況下，具有腔室的本發明的袋在滅菌工藝之前可氣密地密封。在圖2-8中顯示了本發明的新型包裝成型機械100。機械100被顯示為具有底部 基座構件110。導向柱120從基座構件100的頂部112向上延伸，所述導向柱具有底部122 和頂部124。在柱120的頂部IM上安裝有頂部板構件140。板構件110和140可按照常 規方式安裝到柱120的底部122和124，所述常規方式例如螺釘頭帽螺釘(screw head cap screw)、螺母、焊接、配合等。下圓柱體致動器160被顯示為安裝到基座構件110的頂部112 上。圓柱體致動器160被顯示為具有圓柱體162和包含端部166的致動器桿164。下顎板 或底部板構件170通過導向柱開口 175可滑動地安裝到導向柱120。板構件170具有底部 177和頂部178。延伸構件180從板構件170的一側延伸出來。致動器桿164的端部164 連接至板構件170的底部側177。上腔室板構件190被顯示為通過導向柱開口 195可滑動 地安裝到導向柱120。板構件190具有頂部側198和底部側197。致動器圓柱體220安裝 到頂部板構件140的底部144。致動器圓柱體220具有圓柱體222和包含端部226的致動 器桿224。致動器圓柱體220的端部2 安裝到腔室板構件190的頂部198。沖模構件200 從腔室板構件190的底部側197向下延伸。沖模構件200被顯示為具有凸出的相對的側部 202和204。側部202和204在底部205上方延伸，并包圍由側部202和204以及底部205 形成的腔室207。安裝塔230從底部板110的頂部112向上延伸。塔230具有頂部232和 底部234。成型舌狀構件240被顯示為具有頂部242和底部M4以及端部246和對8。供 氣歧管構件249從成型舌狀構件240的端部246延伸出來。歧管構件249具有與構件240 中包含的氣體通道252連通的連接件250。排放口 255穿過頂部242延伸，并與通道252流 體連通。排放口 242與沖模構件200的腔室207對齊。舌狀構件240的端部246固定地安 裝到塔構件230的頂部232，使得構件240按照懸臂方式在板構件170的頂部178和頂部板 構件190的底部197之間延伸，并位于延伸構件180上方。本發明的機械100按照以下方式操作以利用本發明的工藝在袋中形成腔室。如圖 2-8所示，操作員面對機械100的與布置有安裝塔230的一側相對的一側，并且面對成型舌 狀構件240的自由端M8。在起始位置，致動器圓柱體160和220分別將板170和190向下 和向上移動，以在成型舌狀構件240周圍形成開口。然后，操作員拿起袋10并將頂部側15 和入口孔口 20套在舌狀構件240的自立式端部248上移動，然后將袋10滑入區域242直 到袋10的端部15與舌狀構件MO的自由端248接合或鄰近，并且舌狀構件MO的一部分 被容納在袋10的內腔室22中。然后，操作員致動圓柱體160和220以使得板170和190 分別向上和向下移動，使得板170的頂部側178與袋10的底部片材40接觸，從而壓迫底部 片材使其抵靠舌狀構件240的底部，并且沖模構件200與袋10的頂部片材30的一部分接 觸，從而壓迫頂部片材的一部分使其抵靠舌狀構件240的頂部。然后，操作員致動連接到歧 管M8的例如空氣的加壓流體源，從而致使空氣流動通過構件M8中的通道252并通過第 二開口 255排出，從而將在沖模構件200的側壁202和204之間接合的頂部片材30的一部 分推動和成型到沖模構件200的腔室207中，從而在袋10的片材30中形成具有基本類似 于腔室207的形狀的腔室60。然后，操作員致動圓柱體160和220以使它們的運動反向，從 而拉動板170和190彼此背離，使得在舌狀構件240周圍形成開口。然后，操作員從舌狀構件240上取下具有腔室60的袋10，并繼續重復操作以在未成型的袋10中形成腔室。
雖然本發明已通過其詳細實施例得到了顯示和描述，但本領域技術人員會理解， 可對本發明作出形式上和細節上的各種變化而不背離受權利要求書保護的本發明的精神 和范圍。
權利要求
1.一種用于在三邊密封的袋中形成腔室的設備，其包括 機架；底部顎板構件，其可滑動地安裝到所述機架上，所述底部板具有頂部側和底部側； 頂部沖模板構件，其可滑動地安裝到所述機架上，所述頂部板具有頂部側和底部側； 第一和第二致動器，所述第一和第二致動器用于使所述底部板和所述頂部沖模板朝著 彼此運動；沖模，其從所述頂部沖模板構件的底部延伸，所述沖模具有腔室； 舌狀板構件，其具有第一端和第二端，所述第二端固定地安裝到所述機架上位于所述 頂部沖模板構件和所述底部顎板構件之間，所述舌狀構件具有流體通道，所述流體通道具 有穿過所述頂部側的第一開口和第二開口，所述第一開口和第二開口與所述流體通道連ο
2.根據權利要求1所述的設備，其中所述機架包括基座板，從所述基座板向上延伸的 至少兩個支撐構件，以及安裝到所述支撐構件的頂部板，其中所述底部板構件和所述頂部 沖模板構件可滑動地安裝到所述支撐構件。
3.根據權利要求1所述的設備，其中所述第一開口適于連接到加壓流體源。
4.根據權利要求1所述的設備，其中所述致動器包括氣缸。
5.根據權利要求1所述的設備，其中所述致動器包括液壓缸。
6.根據權利要求1所述的設備，其中所述致動器包括通過電機驅動的傳動螺桿。
7.根據權利要求1所述的設備，其中所述頂部沖模板構件和所述底部顎板構件具有形 成在它們中的開口，以可滑動地容納所述支撐構件。
8.根據權利要求1所述的設備，其中所述底部顎板構件還包括沖模構件，所述沖模構 件具有從所述底部顎板構件的頂部延伸的腔室，并且所述舌狀構件包括額外的第三開口， 所述第三開口延伸穿過所述舌狀構件的底部，并與所述流體通道連通。
9.一種用于在三邊密封的袋中形成腔室的方法，其包括A.提供包括由兩個片材對齊并沿著三邊密封的袋，使得所述袋具有未密封的一側和通 向內腔室的開口；B.提供設備，所述設備包括 機架；底部顎板構件，其可滑動地安裝到所述機架上，所述底部板構件具有頂部側和底部側；頂部沖模板構件，其可滑動地安裝到所述機架上，所述頂部板具有頂部側和底部側； 第一和第二致動器，所述第一和第二致動器用于使所述底部顎板構件和所述頂部沖模 板構件朝著彼此運動；沖模，其從所述頂部沖模板構件的底部延伸，所述沖模具有腔室；以及 舌狀板構件，其具有第一端和第二端，所述第二端固定地安裝到所述機架上位于所述 頂部板構件和所述底部板構件之間，所述舌狀構件具有流體通道，所述流體通道具有穿過 所述頂部側的第一開口和第二開口，所述第一開口和第二開口與所述流體通道連通；C.將所述袋套到所述舌狀構件上，使得所述舌狀構件的一部分容在所述袋的內部中；D.使所述頂部板構件和所述底部板構件朝著彼此運動，使得所述沖模接觸所述袋的頂部使其抵靠著所述舌狀構件的頂表面，并使所述底部板構件接觸所述袋的底部使其抵靠著 所述舌狀構件的底表面；E.使得加壓流體運動進入所述舌狀構件的流體通道并通過所述開口流出，從而使得所 述袋的頂部片材的一部分被迫進入所述沖模的所述腔室，從而在所述袋的所述頂部片材中 形成腔室；F.將所述頂部板構件和所述底部板構件從所述舌狀構件移動遠離；以及G.從所述舌狀構件上取下具有成型腔室的袋。
全文摘要
本發明公開了用于在袋中形成腔室的設備和方法。包裝(10)用于包裝無菌醫用產品。所述設備具有機架和位于上腔室板構件(190)和下顎板構件(170)之間的舌狀構件(240)。袋被置于所述舌狀板構件上，以在所述袋的至少一側中形成腔室。
文檔編號B29C49/00GK102137753SQ200980134909
公開日2011年7月27日 申請日期2009年6月23日 優先權日2008年6月30日
發明者C·迪, D·羅尼, M·波爾, R·塞爾溫 申請人:伊西康公司