專利名稱：用于熱密封包裝材料以生產(chǎn)能夠灌裝在包裝材料管內(nèi)的食品的密封包裝的密封元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于熱密封包裝材料以生產(chǎn)能夠灌裝在包裝材料管內(nèi)的食品的密封包裝的密封元件。
背景技術(shù)：
許多食品，例如果汁、巴氏殺菌的或UHT (超高溫處理)的牛奶、酒、番茄醬等都是在由殺菌包裝材料制成的包裝中銷售的。這種類型的包裝的典型示例是稱為Tetra Brik Aseptic (注冊商標(biāo))的液體或能灌裝食品用的平行六面體形包裝，其通過折疊并密封疊層條包裝材料制成。所述包裝材料具有多層結(jié)構(gòu)，主要包括用于提供硬度和強(qiáng)度的基層，其可由纖維材料(例如紙)層或者填充有礦物的聚丙烯材料層限定；以及覆蓋基層兩側(cè)的多個熱密封塑性材料層，例如聚乙烯膜。在用于長期儲存的產(chǎn)品(例如UHT奶)的無菌包裝的情況下，包裝材料還包括阻氣和阻光材料層，例如鋁箔或乙烯/乙烯乙基醇(EVOH)膜，其疊置在熱密封塑性材料層上，并繼而被形成最終接觸食品的包裝內(nèi)表面的另一熱密封塑性材料層覆蓋。公知這種包裝在全自動包裝單元上生產(chǎn)，在該全自動包裝單元上由幅帶供應(yīng)包裝材料形成連續(xù)的管；例如通過應(yīng)用化學(xué)殺菌劑(例如雙氧水溶液)在包裝單元中對包裝材料幅帶進(jìn)行殺菌，隨后例如通過加熱和蒸發(fā)將殺菌劑從包裝材料表面去除。將殺菌后的幅帶保持在密閉無菌環(huán)境中，并被縱向折疊成圓柱體且密封從而形成管。管被沿著與其軸線平行的第一豎直方向進(jìn)給，連續(xù)地填充殺菌或消毒處理過的食品，并且由兩對鉗口在等距間隔的剖面處進(jìn)行熱密封，來形成枕狀包裝，每個包裝均具有頂部和底部橫向密封帶，即沿著與第一方向正交的第二方向延伸的帶。夾持在每對鉗口之間的管部分由其中一個鉗口(稱為密封鉗口)所攜帶的加熱部件熱密封，并且加熱部件局部地熔融夾持在鉗口之間的兩個熱密封塑性材料層。例如，阻擋材料層包括導(dǎo)電材料(例如鋁)片的包裝材料通常由所謂的感應(yīng)熱密封工藝來熱密封，其中當(dāng)管由兩個鉗口夾持時，產(chǎn)生損耗電流并且局部地加熱鋁片，從而局部地熔融熱密封塑性材料。具體地講，在感應(yīng)熱密封中，加熱部件主要包括由高頻電流發(fā)生器供電的感應(yīng)器， 并且感應(yīng)器繼而主要包括由導(dǎo)電材料制成且平行于第二方向延伸的一個或更多個感應(yīng)器棒，并且所述感應(yīng)器棒與管材料相互作用，以感應(yīng)其中的損耗電流并且將其加熱到需要的密封溫度。加熱部件被裝配到由密封鉗口攜帶的密封元件。另一個鉗口(稱為相對鉗口)包括裝配有由彈性體材料制成的壓墊的相對密封元件，并且壓墊與感應(yīng)器棒配合以沿著相對橫向密封帶熱密封所述管。
并且，相對鉗口以滑動方式容納切削元件。具體地講，切削元件可以沿著與第一和第二方向正交的第三方向朝向以及遠(yuǎn)離密封鉗口的密封元件滑動。更精確地講，切削元件通常保持在相對密封元件內(nèi)的縮回靜止位置，并且移動到從相對鉗口向前突出的向前切削位置，并接合密封元件的盲槽，且沿著所形成包裝的頂部密封帶的中心線切削。這樣將所形成的包裝從管分離。在本行業(yè)中需要避免殘留物在密封元件的凹槽內(nèi)蓄積。事實上，切削元件當(dāng)被容納在凹槽內(nèi)時會在這些殘留物上施加力，從而導(dǎo)致密封鉗口的密封元件變形。結(jié)果，密封鉗口的密封元件的壽命可能會顯著下降，并且會有損壞切削元件和/或密封元件的一些風(fēng)險，特別是在密封元件是金屬的情況下。殘留物通?？砂ú糠职b材料，尤其是混合有聚乙烯的紙。特別是，當(dāng)在包裝的熱密封之前將多個開啟裝置預(yù)應(yīng)用到包裝材料的管時，尤其感覺到前述的需要，并且在每個包裝的熱密封期間，相對開啟裝置容納在設(shè)置于密封鉗口的密封元件中的凹部內(nèi)。實際上，在包裝單元的開始周期期間，當(dāng)熱密封管的剖面時，包裝材料可能處于相對于鉗口的不正確位置。在這種情況下，開啟裝置不是容納在密封元件的凹槽內(nèi)，而是可以沿著切削元件的軌跡至少局部地保持在縮回靜止位置和向前切削位置之間。這樣，開啟裝置的一些塑料殘留物可能被切削元件切削掉并且蓄積到凹槽中。結(jié)果，即使當(dāng)包裝材料已經(jīng)相對于鉗口自動地設(shè)置在正確位置時，凹槽內(nèi)塑料殘留物的存在也可能產(chǎn)生密封鉗口的密封元件和/或切削元件的變形和/或損壞的風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于熱密封包裝材料以生產(chǎn)能夠灌裝在包裝材料管內(nèi)的食品的密封包裝的密封元件，其設(shè)計成以簡單且低成本的方式滿足上述需求。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種如權(quán)利要求1所述的用于熱密封包裝材料以生產(chǎn)能夠灌裝在包裝材料管內(nèi)的食品的密封包裝的密封元件。


將參考附圖通過示例描述本發(fā)明的優(yōu)選的非限制性實施例，其中
圖1表示用于由沿著豎直成形路徑進(jìn)給的包裝材料管生產(chǎn)可灌裝食品的無菌密封包裝的包裝單元的側(cè)視圖，其中為了清楚去除了一些部件；
圖2和圖3表示根據(jù)本發(fā)明的并且裝配到圖1的單元的各個密封鉗口的密封元件的彼此相對的各個側(cè)面的不同視角的立體圖，其中為了清楚去除了一些部件；
圖4為圖2和圖3的密封元件的俯視圖，其中為了清楚去除了一些部件；以及圖5為沿著圖4的線V-V的剖面。
具體實施例方式圖1中的數(shù)字1作為整體指示用于由片狀包裝材料管2生產(chǎn)食品的密封包裝3(圖 1)的包裝單元。
單元1優(yōu)選地生產(chǎn)可灌裝食品的密封包裝3，例如巴氏殺菌的或UHT的牛奶、果汁、酒等。單元1還可以生產(chǎn)這樣的食品的密封包裝3，該食品當(dāng)生產(chǎn)包裝3時能夠灌裝到管2中并且在將包裝3密封后凝固。這種食品的一個示例是部分奶酪，當(dāng)生產(chǎn)包裝3時融化并且在將包裝3密封后凝固。包裝材料具有多層結(jié)構(gòu)(未示出)并且包括在兩側(cè)覆蓋有各熱密封塑性材料層(例如聚乙烯)的纖維材料層，通常為紙。在長期保存產(chǎn)品(例如UHT牛奶)的無菌包裝的情況下，包裝材料還包括阻氣和阻光材料層，例如鋁箔或者乙烯/乙烯乙基醇(EVOH)膜，其疊置在熱密封塑性材料層上，并且繼而由形成最終接觸食品的包裝3內(nèi)表面的另一個熱密封塑
性材料層覆蓋。包裝材料還設(shè)置有多個等距間隔的開啟裝置11 (圖1)，用于允許可灌裝食品從所形成的包裝3罐裝。管2以已知方式通過縱向折疊和密封熱密封片材的幅帶(未示出)來形成，由填充管(未示出)填充用于包裝的殺菌或消毒處理過的食品，并且以未示出的已知方式沿著圖1 中的軸線A指示的豎直路徑進(jìn)給。單元1包括兩個成形組件4，其沿著各自的軌道(未示出)豎直移動，并且周期性且連續(xù)地與管2相互作用，以將其夾持在等距間隔的剖面處，并且在管2上執(zhí)行感應(yīng)熱密封和切削操作。每個成形組件4主要包括沿著各自軌道延伸的滑塊(未示出)、以及兩個鉗口 5、6 (僅為了清楚理解本發(fā)明所需而示出)，這兩個鉗口繞著各自的水平軸線鉸接到所述滑塊并且能夠在閉合位置與完全打開位置之間移動。在所示的示例中，每個成形組件4的鉗口 5、6具有各自的臂7、8。鉗口 5、6平行于與方向A (圖1)垂直的方向B延伸，并且設(shè)置在管2的相對側(cè)上。每個成形組件4還包括鉸接到各鉗口 5、6并且能夠在開啟位置(參照頂部成形組件4在圖1中示出)和閉合位置(參照底部成形組件4在圖1中示出)之間移動的兩個面對成形殼體9、10，它們由彈性部件推入到開啟位置，并且它們在閉合位置相匹配以在之間形成限定要形成的包裝3的形狀和體積的空間。每個成形組件4的鉗口 5、6還分別包括感應(yīng)密封元件15和相對密封元件16，以在夾持在相對的鉗口 5、6之間的包裝材料管2的每個剖面上，沿著剖面的中心線分別執(zhí)行感應(yīng)熱密封操作和切削操作。參考圖2至圖5，每個密封元件15包括
-由常規(guī)緊固部件連接到相對的成形組件4的鉗口 5的臂7的支撐體19 ； -兩對感應(yīng)元件20、21 (在圖5中示出)，容納在支撐體19中的各個面底座中；以及 -由磁通集中材料制成并且裝配在支撐體19內(nèi)部的兩個插件31 (在圖5中示出)。替代性地，支撐體19可與相對的成形組件4的鉗口 5的臂7 —體地形成。并且，插件31和感應(yīng)元件20、21通過兩對注射塑料元件90、91裝配到支撐體19。尤其參考圖5，感應(yīng)元件20、21由沿著方向B延伸并且平行于方向B成對地設(shè)置在中間平面R的相對側(cè)上的各個導(dǎo)電棒限定。當(dāng)各鉗口 5、6處于閉合位置時，每個平面R與方向A正交。
更具體地講，感應(yīng)元件20關(guān)于平面R對稱并且插設(shè)在感應(yīng)元件21之間，感應(yīng)元件 21也對稱地設(shè)置在平面R的相對側(cè)上。感應(yīng)元件20、21借助各個優(yōu)選為矩形的作用表面25、26與包裝材料管2相互作用，作用表面沿著方向B是細(xì)長的，在與平面R垂直的同一平面中延伸，并且具有沿著方向 D的寬度和沿著方向B的長度。相同的作用表面25顯然沿著方向D插設(shè)在作用表面沈之間，作用表面26也是相同的并且具有與作用表面25相同的長度。更精確地講，當(dāng)鉗口 5、6處于閉合位置時，方向D與方向B正交并且與方向A重合。如圖5所示，沿著方向B細(xì)長的各個突出部觀從作用表面25朝向包裝材料管2 突出。突出部觀可以是連續(xù)的或者分段的，基本上沿著各個作用表面25的整個長度延伸， 并且當(dāng)熱密封時用于增大管2上的夾持壓力。支撐體19關(guān)于平面R對稱地延伸并且主要包括
-位于與平面R平行的各個平面中的兩個外部側(cè)向平行壁53、54 ； -連接到鉗口 6并且垂直于壁53在壁53之間延伸的外壁55 ； -與壁55相對并且為容納感應(yīng)元件20、21和插件31的腔52劃界的外壁56。尤其是，感應(yīng)元件20、21在作用表面25 J6的相對側(cè)上與壁56配合。進(jìn)一步地講， 壁56與插件31配合。每個壁5354具有相對的凹部57 (圖2、圖3和圖5)，其適于由預(yù)應(yīng)用在包裝材料上的各個開啟裝置11接合。在示出的實施例中，凹部57是半圓形的。尤其是，在密封元件15相對于方向A的一側(cè)的基礎(chǔ)上以及在單元1的正常操作中，其中一個凹部57由相應(yīng)的開啟裝置11來接合。更具體地講，凹部57相對于彼此偏置。每個密封元件15包括凹槽60 (圖1、圖4和圖5)并且每個相對密封元件16包括切削元件62 (圖1)。更精確地講，凹槽60平行于方向B并且關(guān)于平面R對稱地延伸。進(jìn)一步地講，凹槽60由壁56限定并且在方向A的一側(cè)上由開口 61劃界。切削構(gòu)件62是扁平的，以滑動方式容納在相對的成形組件4的相對密封元件16 上的前座內(nèi)部，能夠沿著平面R移動，并且由裝入鉗口 5中的液壓缸以未示出的已知方式致動。切削構(gòu)件62通常由已知的彈性部件(未示出)保持在縮回靜止位置，完全容納在相對密封元件16內(nèi)部，并且通過相對的液壓缸移動到從鉗口 5向前突出的向前切削位置，接合相對的鉗口 6的密封元件15中的凹槽60，并且沿著管2的相對剖面的中心線切削。優(yōu)選地，切削構(gòu)件62包括與致動液壓缸的輸出構(gòu)件一體的板狀基部；以及沿著方向A厚度比基部小的刀具，以確保高的切削壓力并避免損壞包裝材料。密封元件15還包括兩個壓墊65 (圖1)，該壓墊由耐熱彈性體材料制成(優(yōu)選地為丁腈橡膠)，并容納在形成于相對的成形組件4的鉗口 5中的相同形狀的各個前腔中，且對稱地設(shè)置在平面R的相對側(cè)上。每個相對密封元件16的壓墊65與相對的密封元件15的感應(yīng)元件20、21的作用表面25 J6配合，以夾持和熱密封在平面R的相對側(cè)上的管2。有利地，每個密封元件15包括在凹槽60與相對的壁5354之間延伸的一對狹槽 70 (圖 5)。
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更詳細(xì)地講，每個狹槽70在相對的凹槽60的與開口 61相對的端部80與相對的凹部57之間延伸。并且狹槽70朝向開口 61逐漸變細(xì)。每個狹槽70包括與凹槽60直接連通的部分71和設(shè)置在部分71與相對的凹部57 之間的部分72。在圖5所示的示例中，每個狹槽70的部分71具有沿著方向B的長度和沿著方向 D的寬度，當(dāng)鉗口 5、6處于閉合位置時，方向D與方向B正交并且與方向A重合。每個狹槽70的部分72具有沿著方向B的長度和沿著相對于方向D傾斜的方向E 的寬度。沿著各個方向D、E測量的部分71、72的厚度是恒定的。并且，沿著方向E測量的每個部分72的厚度比沿著方向D測量的相對的部分71 的厚度大，并且比沿著方向D測量的相對的凹槽60的最大寬度小。部分72在與部分71相對的一側(cè)上還包括端部開口 75，該端部開口 75由凹部57 限定并且位于與平面R平行的平面中。更精確地講，開口 75是矩形的，兩個長邊76與方向B平行并且兩個短邊77與方向B正交。在實際使用中，填充有可灌裝食品并設(shè)置有開啟裝置11的管2被沿著方向A進(jìn)給，并且相位相差半周期工作的成形組件4在相應(yīng)的軌道上下移動。更具體地講，當(dāng)成形組件4上下移動時，鉗口 5、6在熱密封管2的剖面的閉合位置 (圖1)與從管2脫離的開啟位置之間移動。當(dāng)成形組件4工作時，殼體9、10執(zhí)行它們的工作周期。更精確地講，殼體9、10在開啟位置(參考頂部成形組件4在圖1中示出)與閉合位置(參考底部成形組件4在圖1中示出)之間移動。一旦鉗口 5、6處于閉合位置并且半殼體9、10圍繞管2閉合，那么設(shè)置在密封元件 15的感應(yīng)元件20、21與相對密封元件16的墊65之間的包裝材料被熱密封，來形成相對的包裝3的橫向密封帶。在單元1的正常操作中，包裝材料沿著方向A的運(yùn)動優(yōu)選地是與鉗口 5、6在相應(yīng)的閉合位置和開啟位置之間的運(yùn)動完全同步的。因此，一旦每個成形組件4的鉗口 5、6處于閉合位置并且半殼體9、10圍繞管2閉合，那么相對的開啟裝置11就設(shè)置成其軸線與方向A平行并且容納在鉗口 5的密封元件15 的相應(yīng)凹部57內(nèi)。在管2的剖面的熱密封期間，切削元件62保持在相對的相對密封元件16的底座內(nèi)的縮回靜止位置。一旦每個密封元件15已經(jīng)密封了管2的剖面，并且形成了相對的包裝3的橫向密封帶，那么切削元件62就向向前切削位置移動。結(jié)果，切削元件62沿著管2的相對的剖面的中心線切削，從而使所形成的包裝3 從管2分離。切削元件62當(dāng)?shù)竭_(dá)向前切削位置時，接合相對的凹槽60。在單元1的開始周期中，當(dāng)熱密封管的剖面時，包裝材料可能相對于鉗口 5、6處于不正確的位置。
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換句話說，當(dāng)每個密封元件15熱密封管2的相對的剖面時，對應(yīng)的開啟裝置11可以容納在凹部57外部。相反，開啟裝置11可以保持沿著切削元件62的軌跡。在這種情況下，切削元件62切掉開啟裝置11的塑性材料的一些殘留物。當(dāng)切削元件62接合凹槽60接合時，這些塑性殘留物通過狹槽70被推到支撐體19 外部。尤其是，前述的塑性殘留物蓄積在能夠容易去除的凹部57的外表面上。因此，在管2的剖面的熱密封期間，當(dāng)包裝材料第二次與鉗口 5、6的運(yùn)動完全同步并且開啟裝置11相繼地容納在相對的凹部57內(nèi)時，凹槽60基本上沒有塑性殘留物。可能殘留在凹槽60內(nèi)的包裝材料的任何其他可能的殘留物(例如混合有聚乙烯的紙)通過一個或兩個狹槽70被推到支撐體19外部，并且蓄積在能夠容易去除的一個或兩個凹部57的外表面上。從前述的描述中將清楚根據(jù)本發(fā)明的密封元件15的優(yōu)點。尤其是，由于狹槽70的存在，使得可能會殘留在凹槽60內(nèi)的例如混合有聚乙烯的紙的殘留物容易由切削元件62推向密封元件15的外壁53，在那里能夠容易地去除這些殘留物。因而，切削元件62可以自由地在凹槽60內(nèi)滑動，而不會使密封元件15變形。結(jié)果，大大地降低了損壞密封元件15和/或切削元件62的風(fēng)險，并且相對于在本說明書的前言部分中描述的方案提高了密封元件15的使用壽命。在管2裝配有預(yù)應(yīng)用開啟裝置11的情況下，狹槽70的存在是尤其有利的。實際上在這種情況下，當(dāng)熱密封管2的剖面時，包裝材料可能相對于鉗口 5、6處于不正確的位置。因而，開啟裝置11不是被容納在相對的密封元件15的凹部57內(nèi)，而是可以沿著切削元件62的軌跡保持在縮回靜止和向前切削位置之間，并且一些塑性材料殘留物可以由切削元件62切掉。由于狹槽70的存在，使得這些塑性殘留物不是殘留在凹槽60內(nèi)，而是容易地由切削元件62推向密封元件15的外壁53，在那里能夠容易地去除這些殘留物。結(jié)果，即使當(dāng)包裝材料已經(jīng)相對于鉗口 5、6第二次自動地設(shè)置在正確位置并且開啟裝置11容納在相對的凹部57內(nèi)時，凹槽60也基本上沒有塑性殘留物。因此，在這種情況下，還大大地降低了損壞密封元件15和/或切削元件62的風(fēng)險，并且相對于在本說明書的前言部分中描述的方案提高了密封元件15的使用壽命。顯然，然而在不脫離如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可以對如本文描述和例示的密封元件15作出改變。尤其是，密封元件15可以裝配有不同的加熱部件，例如超聲焊極或加熱棒。并且，包裝單元可以不具有軌道和滑塊，但包括設(shè)置有相應(yīng)的多個鉗口 5和6的兩個鏈條輸送器，從而限定管2進(jìn)給到其中的腔，并且沿著具有互相面對的各線性部分的各閉合路徑移動。狹槽70的部分71可具有沿著方向D測量的不同厚度值。尤其是，部分71沿著方向D測量的厚度可等于凹槽60沿著方向D測量的厚度。最后，密封元件15的支撐體19可僅包括一個中心狹槽70。
權(quán)利要求
1.一種密封元件(15)，用于熱密封包裝材料，以生產(chǎn)能夠灌裝在所述包裝材料管(2) 內(nèi)的食品的密封包裝(3);所述密封元件(15)包括-加熱部件(20、21)，適于在所述管(2)的間隔剖面處熱密封所述包裝材料，以便于形成多個所述密封包裝(3)；以及-凹槽(60)，其在將密封包裝(3)從所述管(2)分離的切削操作期間可由相對密封元件(16)所攜帶的切削元件(62)接合；-其特征在于包括至少一個狹槽(70)，所述狹槽在所述凹槽(60)和所述密封元件(15) 的第一外壁(53、54)之間延伸。
2.如權(quán)利要求1所述的密封元件，其特征在于，所述第一外壁(5354)限定凹部(57)， 在所述切削操作期間，所述凹部可以由位于所述包裝材料上的開啟裝置(11)接合；所述狹槽(70)設(shè)置在所述凹部(57)和所述凹槽(60)之間。
3.如權(quán)利要求2所述的密封元件，其特征在于，所述狹槽(70)包括-鄰近所述凹槽(60)并且與所述凹槽(60)直接連通的第一部分(71)；以及-第二部分(72)，設(shè)置在所述第一部分(71)和所述凹部(57)之間，鄰近所述第一部分 (71)和所述凹部(57)并且與所述第一部分(71)和所述凹部(57)直接連通。
4.如權(quán)利要求3所述的密封元件，其特征在于，所述第二部分(72)的厚度小于所述凹槽(60)的厚度并且大于所述第一部分(71)的厚度。
5.如權(quán)利要求3或4所述的密封元件，其特征在于，所述凹槽(60)和所述狹槽(70)都具有沿著橫向于第一方向(A)的第二方向(B)的長度，所述管(2)沿著所述第一方向(A)延伸。
6.如權(quán)利要求5所述的密封元件，其特征在于，所述第二部分(72)相對于所述第一部分(71)傾斜。
7.如前述權(quán)利要求任意一項所述的密封元件，其特征在于包括第二外壁(56)，該第二外壁限定所述凹槽(60)的外開口(61)，并且鄰近和橫向于所述第一壁(53)。
8.一種用于由沿著第一方向(A)進(jìn)給并且被連續(xù)地填充食品的包裝材料管(2)生產(chǎn)所述食品的密封包裝(3)的包裝單元(1)；所述單元(1)包括-至少兩對鉗口(5、6)，其周期性且連續(xù)地作用在所述管(2)上以在間隔剖面處夾持所述管(2);-密封元件(15)和相對密封元件(16)，分別裝配到每個所述對的第一和第二鉗口(5、 6)，并且適于在所述間隔剖面處熱密封所述包裝材料，以便于形成多個密封包裝(3)；-所述相對密封元件(16)包括適于與所述包裝材料相互作用的切削元件(62)，以從所述管(2)分離所形成的包裝(3)；其特征在于，所述密封元件(15)是如前述權(quán)利要求的任意一項所述的密封元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于熱密封包裝材料以生產(chǎn)能夠灌裝在包裝材料管(2)內(nèi)的食品的密封包裝(3)的密封元件(15)；密封元件(15)包括加熱部件(20、21)，其適于在管(2)的間隔剖面處熱密封包裝材料以便于形成多個密封包裝(3)；以及凹槽(60)，其在將密封包裝(3)從管(2)分離的切削操作期間可由相對密封元件(16)所攜帶的切削元件(62)接合；密封元件(15)包括在凹槽(60)與密封元件(15)的第一外壁(53、54)之間延伸的至少一個狹槽(70)。
文檔編號B65B51/30GK102369097SQ201080015507
公開日2012年3月7日 申請日期2010年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日
發(fā)明者巴比尼 A., 帕爾姆奎斯特 R. 申請人:利樂拉瓦爾集團(tuán)及財務(wù)有限公司