自成形容器的制造方法
【專利說明】自成形容器 背景 1.技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本申請(qǐng)總體上設(shè)及包裝，并且更具體地，設(shè)及柔性合成聚合物包裝。 2.背景信息
[0002] 如食物、醫(yī)療保健、個(gè)人護(hù)理、辦公室、家庭和園藝用品等的制品可保持在一個(gè)容 器例如小袋內(nèi)，W便于運(yùn)輸和使用并且保護(hù)內(nèi)容物免于微生物污染或與空氣、濕氣、灰塵等 接觸。該容器通常被密封W便提供對(duì)有害材料或能量的阻擋。
[0003] 已披露了具有多層結(jié)構(gòu)的包裝，其中一個(gè)層是一個(gè)可熱收縮膜并且另一個(gè)層是一 個(gè)不可收縮膜。然而，存在很少將可熱收縮膜與不可收縮膜結(jié)合的包裝件。一個(gè)例子是轉(zhuǎn) 讓給微整形有限責(zé)任公司（Micro化aping,Ltd.)的美國專利號(hào)7, 964,255(芬克（Fink) 等人），該專利披露了使用具有可熱收縮材料的一個(gè)第一層和具有不可熱收縮材料的一個(gè) 第二層的組合的包裝，其中微波感受器W-個(gè)模式安排在其之間，W便在微波處理之后形 成具有增強(qiáng)的剛度的區(qū)域。另外，美國專利5, 302, 402 (杜登赫費(fèi)爾值udenhoffer)等人） 披露了用于帶骨肉塊的包裝，其中一個(gè)雙軸的可熱收縮的熱塑性膜袋具有附著至該袋的一 個(gè)不可熱收縮的相對(duì)厚的貼片，W便提供耐刺穿性和耐磨損性。
[0004] 此外，一個(gè)包裝件使用收縮力的差異，W便當(dāng)包裝易于變形的食物如肋骨時(shí)提供 耐卷曲性。運(yùn)種耐卷曲包裝由用于帶骨肉產(chǎn)品的一個(gè)可熱收縮的層壓袋制成，并且已經(jīng)在 美國專利申請(qǐng)公開號(hào)2006/0177612(彼得卡（Peterka))中披露。彼得卡的包裝件將一個(gè) 可熱收縮袋與在該袋的任一側(cè)上的相對(duì)的可熱收縮的層合物結(jié)合，其中一個(gè)層合物具有比 該袋或該袋相對(duì)側(cè)的層合物更高的總自由收縮值。 陽0化]在本領(lǐng)域中，已知的容器包括小袋，其中內(nèi)容物保持在形成該小袋的兩個(gè)片材之 間。另外，一個(gè)典型的包裝件被稱為一個(gè)"直立"小袋（SUP)，只要該小袋填充有內(nèi)容物，就 具有在一個(gè)穩(wěn)定底座上直立的能力。SUP在各種各樣的結(jié)構(gòu)中是可用的。
[0006] 該類型的直立小袋包裝件的一個(gè)例子披露于美國專利號(hào)3, 935,993(杜瓦揚(yáng) (Doyen)等人）中，該專利描述一種具有一對(duì)側(cè)壁的獨(dú)立式容器，運(yùn)些側(cè)壁具有一對(duì)端片， 其中運(yùn)些端片各自具有使用角撐板成形條和曲線熱密封縫的一個(gè)中央折疊部。其他直立 容器披露于例如美國專利號(hào)4, 837, 849 ;6, 722, 106 ;6, 060, 096 ;W及歐洲專利號(hào)823, 388 中。不利的是，前述包裝件依賴于它們的包裝件內(nèi)容物為一個(gè)直立構(gòu)型提供支撐，并且沒有 內(nèi)容物的話可能易于塌縮。
[0007] 已進(jìn)行了生產(chǎn)自膨脹容器和小袋的嘗試。例如，如可延伸撐條（美國專利號(hào) 5, 174, 658 ;5, 184, 896);可膨脹聚合物（美國專利公開號(hào)2004/0005, 100) ;W及手可變形 的增強(qiáng)元件（美國專利公開號(hào)2003/0002, 755)的機(jī)構(gòu)均已被建議來產(chǎn)生穩(wěn)定的直立小袋 或包裝件。
[0008] 運(yùn)些先前的嘗試制造昂貴且復(fù)雜。另外，持續(xù)需要提供具有一個(gè)穩(wěn)定的、直立的、 大體積構(gòu)型的更有用的、有效且經(jīng)濟(jì)的包裝。 簡述
[0009] 在本發(fā)明的一個(gè)形式中，提供了一種自成形容器，該容器具有（a) -個(gè)側(cè)壁，該側(cè) 壁具有通過一個(gè)內(nèi)部側(cè)壁表面連接的相對(duì)的頂部邊緣和底部邊緣，W及化）一個(gè)連接壁， 該連接壁連接至該側(cè)壁的至少第一和第二相對(duì)部分并且與其形成一個(gè)容器，其中該連接壁 在至少一個(gè)方向上是可熱收縮的，并且該側(cè)壁是較不可熱收縮的且優(yōu)選在該同一個(gè)方向上 不是可熱收縮的。因此，該容器被適配用于熱激活，從而自成形為具有連接至且支撐該側(cè)壁 的一個(gè)穩(wěn)定底座的一個(gè)直立構(gòu)型。 附圖簡要說明
[0010] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)自成形容器的透視圖。 W11] 圖2是圖1的該自成形容器的頂視圖。
[0012] 圖3是描繪圖1的該自成形容器的底部的透視圖。
[0013] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)自成形容器的底視圖。
[0014] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)自成形容器的前視圖。
[0015] 圖6是沿圖5的線6-6截取的輕微膨脹的剖視圖。
[0016] 圖7是圖5的該容器的側(cè)視圖。 陽017] 圖8是圖5的該容器的頂視圖。 陽0化]圖9是圖5的該容器的底視圖。
[0019] 圖10是具有一個(gè)雙角撐板的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的前視圖。
[0020] 圖11是沿圖10的線11-11截取的輕微膨脹的橫截面，示出一個(gè)雙角撐板插入。
[0021] 圖12是圖10的該容器的側(cè)視圖。
[0022] 圖13是圖10的該容器的底視圖。
[0023] 圖14是圖10的該容器的頂視圖。
[0024] 圖15是在熱成形之后的圖10的該容器的透視圖。
[0025] 圖16是圖15的本發(fā)明容器的頂視圖。
[0026] 圖17是圖15的本發(fā)明容器的底視圖。
[0027] 圖18是示出熱激活的圖17的本發(fā)明容器的一部分的局部視圖，該視圖出于放大 目的被擴(kuò)大W便示出層細(xì)節(jié)。
[0028] 圖19是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)容器的另一個(gè)實(shí)施例的示意性前視圖。
[0029] 圖20是圖19的示意性側(cè)視圖。
[0030] 圖21是本發(fā)明的自成形容器的一個(gè)替代性實(shí)施例的示意圖。
[0031] 圖22是具有一個(gè)搭接密封的側(cè)片的本發(fā)明的自成形容器的一個(gè)替代性實(shí)施例的 示意性平面圖。
[0032] 圖23是沿線23-23截取的圖22的本發(fā)明的自成形容器的一個(gè)替代性實(shí)施例的示 意圖。
[0033] 圖24是具有抵抗條（resistancestrips)的本發(fā)明的自成形容器的一個(gè)替代性 實(shí)施例的示意圖。
[0034] 圖25是沿圖24的線25-25截取的且出于例示輕微膨脹的示意性截面圖。
[0035] 圖26是可激活本發(fā)明的一個(gè)自成形方面的一個(gè)本發(fā)明力條的示意性前視圖。
[0036] 圖27是圖26的該力條的示意性端視圖。
[0037] 圖28是圖26的該力條的示意性頂視圖。
[0038] 圖29是在通過熱收縮激活之后的圖28的該力條的示意性平面圖。
[0039] 圖30是在通過熱收縮激活之后的本發(fā)明力條的一個(gè)替代性搭接密封實(shí)施例的示 意圖。 詳細(xì)描述
[0040] 存在許多現(xiàn)有技術(shù)包裝件設(shè)計(jì)，運(yùn)些設(shè)計(jì)采用具有通過熟知工藝（包括擠出或共 擠出為片材或管、濕法成網(wǎng)或干法成網(wǎng)、成形、紡粘法、管狀吹塑或狹縫流延）制成的一個(gè) 或多個(gè)層的塑料的、聚合的、金屬的、纖維素的或非纖維素的片材、膜或錐，并且運(yùn)些層可被 層壓、涂覆層壓、粘合層壓等。此類材料通常在寬泛范圍的條件和溫度內(nèi)被形成為具有穩(wěn)定 的尺寸。其中的確發(fā)生收縮，它被視為有待最小化和避免的缺陷。運(yùn)些不收縮材料形成當(dāng) 今商業(yè)用途中的柔性包裝的本體，并且可用于包裝一系列的商品，從面包袋到谷物盒、培根 小袋、糖果袋、W及用于飲料、糖果W及制備的食物混合物的直立小袋等。
[0041] 還存在已長期使用的一系列專業(yè)包裝，該系列專業(yè)包裝有意將熱收縮性構(gòu)建到聚 合物膜結(jié)構(gòu)中，由此一個(gè)包裝件可在高溫下被熱激活，W便使得該整個(gè)包裝收縮其尺寸，典 型地W適形和/或壓縮該包裝件的內(nèi)容物，W便提供整潔的外觀、防拆封性或拆封顯示、保 持產(chǎn)品完整性W防進(jìn)水（water purge)、脂肪出來等。運(yùn)些可熱收縮膜通常用于包裝肉（例 如，牛肉、羊肉、W及豬肉），用于從屠宰場裝運(yùn)至超市屠宰部Π，并且還用于火雞或家禽緊 貼包裝、乳酪包裝、冰凍食物如披薩，W及用于包裝大量的紙、書、DVD、盒子、W及不規(guī)則形 狀的制品、多個(gè)包衷等。
[0042] 在本發(fā)明中，新穎使用運(yùn)兩個(gè)想法構(gòu)成，運(yùn)通過W下實(shí)現(xiàn)：W-種特定方式將一個(gè) 不收縮的包裝結(jié)構(gòu)與一個(gè)可熱收縮的包裝結(jié)構(gòu)聯(lián)接，W使得一個(gè)容器改變形狀并且形成一 個(gè)穩(wěn)定的直立容器，該直立容器在正常的環(huán)境室溫下抵抗返回典型地是一個(gè)壓平構(gòu)型的其 收縮前構(gòu)型。對(duì)于本發(fā)明的包裝，許多用途和優(yōu)點(diǎn)是可能的。它可例如替換一個(gè)較不穩(wěn)定 的傳統(tǒng)直立柔性小袋，該傳統(tǒng)直立柔性小袋對(duì)于塌縮成一個(gè)壓平構(gòu)型不具有抵抗能力，除 非填充有內(nèi)容物。因此，一個(gè)空的直立小袋是固有地不穩(wěn)定的，運(yùn)限制了其實(shí)用性。本發(fā)明 的實(shí)施例也可有利地用于替代剛性或半剛性容器，例如熱成形的桶、瓶、金屬W及剛性塑料 罐等。運(yùn)些容器在填充有內(nèi)容物之前體積龐大，難W裝運(yùn)和存儲(chǔ)。相比之下，本發(fā)明可便利 地平坦地裝運(yùn)和存儲(chǔ)，并且在需要時(shí)膨脹至一個(gè)穩(wěn)定的幾乎半剛性或不可塌縮狀態(tài)，W用 于產(chǎn)品填充、展示、或使用，其中在打開之后易于接近容器內(nèi)容物。運(yùn)些和其他優(yōu)點(diǎn)，W及期 望的特性及其組合將從W下描述顯而易見。 陽0創(chuàng)如在此所使用的，術(shù)語"半剛性的"意指根據(jù)ASTM0747、0790、0638、或0882(45了1 0883)，在23°(：和50%的相對(duì)濕度下，材料處于曉曲或拉伸時(shí)具有在701?3與7001?3之間 的彈性模量。
[0044]根據(jù)ASTMD747、D790、D638、或D882(ASTMD883)，在 23°C和 50% 的相對(duì)濕度 下，剛性塑料處于曉曲或拉伸時(shí)具有大于700MPa的彈性模量。用于某些實(shí)施例的優(yōu)選的 剛性塑料將具有大于lOOOMPa、或有利地在某些實(shí)施例中大于1. 4GPA的彈性模量。對(duì)于 某些實(shí)施例特別優(yōu)選的是側(cè)壁由剛性塑料片材制成，運(yùn)些塑料片材具有大于1. 4GPa的模 量且具有在lOmil至20mil之間的片材厚度，并且具有運(yùn)種厚度（10-20mil)和彈性模量 (〉1. 4GPa)組合的塑料片材在此被定義為"tensiff"。
[0045]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，一種自成形容器通過進(jìn)行若干熱塑性膜特性的新穎使 用來提供，運(yùn)些特性包括一種類型的膜熱收縮的能力和另一種類型的膜抵抗熱收縮的能 力。運(yùn)兩種特性安排在本發(fā)明中，W便使得一個(gè)容器在高溫下自成形為一個(gè)穩(wěn)定成形的構(gòu) 型，該構(gòu)型抵抗返回其之前的構(gòu)型，同時(shí)提供用于產(chǎn)品內(nèi)容物的一個(gè)穩(wěn)定的寬敞隔室，該隔 室自身抵抗塌縮。優(yōu)選地，將一個(gè)收縮膜與一個(gè)非收縮膜聯(lián)接，但將變得顯而易見的是，也 可使用在相同方向收縮上具有差異的兩個(gè)收縮膜。
[0046] 因此，可提供一種自成形容器，該容器具有一個(gè)連續(xù)側(cè)壁，該連續(xù)側(cè)壁具有通過一 個(gè)內(nèi)部側(cè)壁表面連接的相對(duì)的頂部邊緣和底部邊緣，運(yùn)個(gè)側(cè)壁在90°C下具有小于10%的 收縮；W及一個(gè)連接壁，該連接壁連接至所述側(cè)壁的至少第一和第二相對(duì)部分并且與其形 成一個(gè)容器，該連接壁在至少一個(gè)方向上在90°C下具有至少10%的收縮；并且由此該容器 被適配用于熱激活，從而自成形為具有連接至且支撐該側(cè)壁的一個(gè)穩(wěn)定底座的一個(gè)直立構(gòu) 型。
[0047] 術(shù)語"連續(xù)側(cè)壁"意指從一個(gè)起點(diǎn)到遠(yuǎn)離其的一個(gè)點(diǎn)并且返回形成一個(gè)回路、環(huán)、 或連續(xù)路徑的一個(gè)側(cè)壁。例如，一個(gè)連續(xù)側(cè)壁可通過W下提供：（i) 一個(gè)無縫管；（ii)連接 至自身的單個(gè)片材，例如通過一個(gè)搭接密封或翼密封或其他連接裝置；（iii)彼此附接W 便形成一個(gè)回路或環(huán)的多個(gè)側(cè)壁區(qū)段；或（iv) -個(gè)封閉的壁；并且該側(cè)壁可W是多孔的或 非多孔的，對(duì)于各種材料、物質(zhì)、固體、液體、能量等可W是可滲透的或不可滲透的。
[0048] 在另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種自成形容器，該容器包括：一個(gè)連續(xù)側(cè)壁，該側(cè)壁具 有通過一個(gè)內(nèi)部側(cè)壁表面連接的相對(duì)的頂部邊緣和底部邊緣，該側(cè)壁在至少一個(gè)軸向上在 溫度"T"(例如，在80-150°C之間，并且優(yōu)選90°C)下具有從0至"A"的收縮百分比；并 且進(jìn)一步具有一個(gè)連接壁，該連接壁連接至該側(cè)壁的至少第一和第二相對(duì)部分并且與其形 成一個(gè)容器。該連接壁在至少一個(gè)方向上在例如在80-150°C之間的一個(gè)特定溫度下（如 在某些實(shí)施例中在90°C下）具有10+ "B"的最小收縮百分比；其中"A"是從0至30,并且 "B" > "A"。該容器被適配用于熱激活改變或自成形為具有連接至且支撐該側(cè)壁的一個(gè)穩(wěn) 定底座的一個(gè)直立構(gòu)型。 W例優(yōu)選地，該側(cè)壁在MD和TD上將具有小于5%的收縮，更優(yōu)選地，小于3%，最優(yōu)選 地0%。該連接壁在一個(gè)方向上將具有至少10%的收縮，并且在一個(gè)方向（優(yōu)選地機(jī)器方 向）上將適合地具有至少15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%或更高的收縮。優(yōu) 選地，該連接壁在另一個(gè)方向（優(yōu)選地橫向）上也將具有小于15%、10%、5%、或最優(yōu)選地 小于3%的收縮。
[0050] 針對(duì)W上段落中的參數(shù)所選擇的溫度可基于選擇用于該包裝容器材料和/或內(nèi) 容物的材料的考慮進(jìn)行選擇。例如，聚締控如處于其各種形式的聚乙締和作為均聚物和共 聚物的聚丙締在一個(gè)溫度范圍內(nèi)烙融（并且還具有軟化點(diǎn)和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度）。運(yùn)些溫 度范圍可在聚合物之間W及聚合物家族之間有所不同，例如，聚締控的烙點(diǎn)和/或烙點(diǎn)范 圍可W不同于其他聚合物，如尼龍或聚醋。根據(jù)本發(fā)明的容器可由要求蒸饋溫度和壓力 的材料制成，或由更適合于其中較低溫度處理是適當(dāng)?shù)钠渌麘?yīng)用的材料制成。鑒于本傳 授內(nèi)容并且取決于期望的包裝應(yīng)用，適合的材料可被選擇并且定向構(gòu)建成一個(gè)可熱收縮 膜，用于在期望條件下激活，包括例如，在適當(dāng)?shù)南鄳?yīng)溫度或溫度范圍下的熱激活和熱穩(wěn)定 性?？蓽y定自由或無約束的收縮值或收縮力的溫度可W是80°c、85°C、90°C、95°C、100°C、 105°(：、110°(：、115°(：、120°(：、125°(：、130°(：、135°(：、140°(：、145°(：或150°(：或甚至更高（或低 于80°C)，如通過所用材料的選擇和容器的預(yù)期用途所決定的。對(duì)于許多應(yīng)用，預(yù)期90°C、 120°C、或130°C的溫度將是有用的。 一般來講，相對(duì)于該容器的該可熱收縮膜部件的材料的選擇，一個(gè)溫度將被選擇，該溫 度接近該收縮賦予材料或其共