自成形容器的制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)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(guó)專(zhuān)利號(hào)7, 964,255(芬克（Fink) 等人），該專(zhuān)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(guó)專(zhuān)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(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)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(yáng)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(chēng)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(lèi)型的直立小袋包裝件的一個(gè)例子披露于美國(guó)專(zhuān)利號(hào)3, 935,993(杜瓦揚(yáng) (Doyen)等人）中，該專(zhuān)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(guó)專(zhuān)利號(hào)4, 837, 849 ;6, 722, 106 ;6, 060, 096 ;W及歐洲專(zhuān)利號(hào)823, 388 中。不利的是，前述包裝件依賴(lài)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(méi)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(guó)專(zhuān)利號(hào) 5, 174, 658 ;5, 184, 896);可膨脹聚合物（美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)2004/0005, 100) ;W及手可變形 的增強(qiáng)元件（美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)2003/0002, 755)的機(jī)構(gòu)均已被建議來(lái)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(jiǎn)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(guò)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(jiǎn)要說(shuō)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(yáng)017] 圖8是圖5的該容器的頂視圖。 陽(yáng)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(guò)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(guò)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(guò)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(lèi)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(zhǎng)期使用的一系列專(zhuān)業(yè)包裝，該系列專(zhuān)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(lái)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(chǎng)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(shū)、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(guò)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(kāi)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(jiàn)。 陽(yáng)0創(chuàng)如在此所使用的，術(shù)語(yǔ)"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(guò)進(jìn)行若干熱塑性膜特性的新穎使 用來(lái)提供，運(yùn)些特性包括一種類(lèi)型的膜熱收縮的能力和另一種類(lèi)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(jiàn)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(guò)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(yǔ)"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(guò)W下提供：（i) 一個(gè)無(wú)縫管；（ii)連接 至自身的單個(gè)片材，例如通過(guò)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(guò)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(cè)定自由或無(wú)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(guò)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(lái)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