自成形容器背景
1.技术领域
本申请总体上涉及包装,并且更具体地,涉及柔性合成聚合物包
装。
2.背景信息
如食物、医疗保健、个人护理、办公室、家庭和园艺用品等的制品
可保持在一个容器例如小袋内,以便于运输和使用并且保护内容物免于微生
物污染或与空气、湿气、灰尘等接触。该容器通常被密封以便提供对有害材
料或能量的阻挡。
已披露了具有多层结构的包装,其中一个层是一个可热收缩膜并且
另一个层是一个不可收缩膜。然而,存在很少将可热收缩膜与不可收缩膜结
合的包装件。一个例子是转让给微整形有限责任公司(MicroShaping,Ltd.)
的美国专利号7,964,255(芬克(Fink)等人),该专利披露了使用具有可热
收缩材料的一个第一层和具有不可热收缩材料的一个第二层的组合的包装,
其中微波感受器以一个模式安排在其之间,以便在微波处理之后形成具有增
强的刚度的区域。另外,美国专利5,302,402(杜登赫费尔(Dudenhoffer)等
人)披露了用于带骨肉块的包装,其中一个双轴的可热收缩的热塑性膜袋具
有附着至该袋的一个不可热收缩的相对厚的贴片,以便提供耐刺穿性和耐磨
损性。
此外,一个包装件使用收缩力的差异,以便当包装易于变形的食物
如肋骨时提供耐卷曲性。这种耐卷曲包装由用于带骨肉产品的一个可热收缩
的层压袋制成,并且已经在美国专利申请公开号2006/0177612(彼得卡
(Peterka))中披露。彼得卡的包装件将一个可热收缩袋与在该袋的任一侧
上的相对的可热收缩的层合物结合,其中一个层合物具有比该袋或该袋相对
侧的层合物更高的总自由收缩值。
在本领域中,已知的容器包括小袋,其中内容物保持在形成该小袋
的两个片材之间。另外,一个典型的包装件被称为一个“直立”小袋(SUP),
只要该小袋填充有内容物,就具有在一个稳定底座上直立的能力。SUP在各
种各样的结构中是可用的。
该类型的直立小袋包装件的一个例子披露于美国专利号3,935,993
(杜瓦扬(Doyen)等人)中,该专利描述一种具有一对侧壁的独立式容器,
这些侧壁具有一对端片,其中这些端片各自具有使用角撑板成形条和曲线热
密封缝的一个中央折叠部。其他直立容器披露于例如美国专利号4,837,849;
6,722,106;6,060,096;以及欧洲专利号823,388中。不利的是,前述包装件依
赖于它们的包装件内容物为一个直立构型提供支撑,并且没有内容物的话可
能易于塌缩。
已进行了生产自膨胀容器和小袋的尝试。例如,如可延伸撑条(美
国专利号5,174,658;5,184,896);可膨胀聚合物(美国专利公开号
2004/0005,100);以及手可变形的增强元件(美国专利公开号
2003/0002,755)的机构均已被建议来产生稳定的直立小袋或包装件。
这些先前的尝试制造昂贵且复杂。另外,持续需要提供具有一个稳
定的、直立的、大体积构型的更有用的、有效且经济的包装。
简述
在本发明的一个形式中,提供了一种自成形容器,该容器具有(a)
一个侧壁,该侧壁具有通过一个内部侧壁表面连接的相对的顶部边缘和底部
边缘,以及(b)一个连接壁,该连接壁连接至该侧壁的至少第一和第二相对
部分并且与其形成一个容器,其中该连接壁在至少一个方向上是可热收缩
的,并且该侧壁是较不可热收缩的且优选在该同一个方向上不是可热收缩
的。因此,该容器被适配用于热激活,从而自成形为具有连接至且支撑该侧
壁的一个稳定底座的一个直立构型。
附图简要说明
图1是根据本发明的一个自成形容器的透视图。
图2是图1的该自成形容器的顶视图。
图3是描绘图1的该自成形容器的底部的透视图。
图4是根据本发明的一个自成形容器的底视图。
图5是根据本发明的一个自成形容器的前视图。
图6是沿图5的线6-6截取的轻微膨胀的剖视图。
图7是图5的该容器的侧视图。
图8是图5的该容器的顶视图。
图9是图5的该容器的底视图。
图10是具有一个双角撑板的本发明的一个实施例的前视图。
图11是沿图10的线11-11截取的轻微膨胀的横截面,
示出一个双角撑板插入。
图12是图10的该容器的侧视图。
图13是图10的该容器的底视图。
图14是图10的该容器的顶视图。
图15是在热成形之后的图10的该容器的透视图。
图16是图15的本发明容器的顶视图。
图17是图15的本发明容器的底视图。
图18是示出热激活的图17的本发明容器的一部分的局部视图,该视
图出于放大目的被扩大以便示出层细节。
图19是根据本发明的一个容器的另一个实施例的示意性前视图。
图20是图19的示意性侧视图。
图21是本发明的自成形容器的一个替代性实施例的示意图。
图22是具有一个搭接密封的侧片的本发明的自成形容器的一个替代
性实施例的示意性平面图。
图23是沿线23-23截取的图22的本发明的自成形容器的一个替代性实
施例的示意图。
图24是具有抵抗条(resistancestrips)的本发明的自成形容器的一个
替代性实施例的示意图。
图25是沿图24的线25-25截取的且出于例示轻微膨胀的示意性截面
图。
图26是可激活本发明的一个自成形方面的一个本发明力条的示意性
前视图。
图27是图26的该力条的示意性端视图。
图28是图26的该力条的示意性顶视图。
图29是在通过热收缩激活之后的图28的该力条的示意性平面图。
图30是在通过热收缩激活之后的本发明力条的一个替代性搭接密封
实施例的示意图。
详细描述
存在许多现有技术包装件设计,这些设计采用具有通过熟知工艺
(包括挤出或共挤出为片材或管、湿法成网或干法成网、成形、纺粘法、管
状吹塑或狭缝流延)制成的一个或多个层的塑料的、聚合的、金属的、纤维
素的或非纤维素的片材、膜或箔,并且这些层可被层压、涂覆层压、粘合层
压等。此类材料通常在宽泛范围的条件和温度内被形成为具有稳定的尺寸。
其中的确发生收缩,它被视为有待最小化和避免的缺陷。这些不收缩材料形
成当今商业用途中的柔性包装的本体,并且可用于包装一系列的商品,从面
包袋到谷物盒、培根小袋、糖果袋、以及用于饮料、糖果以及制备的食物混
合物的直立小袋等。
还存在已长期使用的一系列专业包装,该系列专业包装有意将热收
缩性构建到聚合物膜结构中,由此一个包装件可在高温下被热激活,以便使
得该整个包装收缩其尺寸,典型地以适形和/或压缩该包装件的内容物,以便
提供整洁的外观、防拆封性或拆封显示、保持产品完整性以防进水(water
purge)、脂肪出来等。这些可热收缩膜通常用于包装肉(例如,牛肉、羊
肉、以及猪肉),用于从屠宰场装运至超市屠宰部门,并且还用于火鸡或家
禽紧贴包装、乳酪包装、冰冻食物如披萨,以及用于包装大量的纸、书、
DVD、盒子、以及不规则形状的制品、多个包裹等。
在本发明中,新颖使用这两个想法构成,这通过以下实现:以一种
特定方式将一个不收缩的包装结构与一个可热收缩的包装结构联接,以使得
一个容器改变形状并且形成一个稳定的直立容器,该直立容器在正常的环境
室温下抵抗返回典型地是一个压平构型的其收缩前构型。对于本发明的包
装,许多用途和优点是可能的。它可例如替换一个较不稳定的传统直立柔性
小袋,该传统直立柔性小袋对于塌缩成一个压平构型不具有抵抗能力,除非
填充有内容物。因此,一个空的直立小袋是固有地不稳定的,这限制了其实
用性。本发明的实施例也可有利地用于替代刚性或半刚性容器,例如热成形
的桶、瓶、金属以及刚性塑料罐等。这些容器在填充有内容物之前体积庞
大,难以装运和存储。相比之下,本发明可便利地平坦地装运和存储,并且
在需要时膨胀至一个稳定的几乎半刚性或不可塌缩状态,以用于产品填充、
展示、或使用,其中在打开之后易于接近容器内容物。这些和其他优点,以
及期望的特性及其组合将从以下描述显而易见。
如在此所使用的,术语“半刚性的”意指根据ASTMD747、D790、
D638、或D882(ASTMD883),在23℃和50%的相对湿度下,材料处于挠曲
或拉伸时具有在70MPa与700MPa之间的弹性模量。
根据ASTMD747、D790、D638、或D882(ASTMD883),在23℃
和50%的相对湿度下,刚性塑料处于挠曲或拉伸时具有大于700MPa的弹性模
量。用于某些实施例的优选的刚性塑料将具有大于1000MPa、或有利地在某
些实施例中大于1.4GPA的弹性模量。对于某些实施例特别优选的是侧壁由刚
性塑料片材制成,这些塑料片材具有大于1.4GPa的模量且具有在10mil至20
mil之间的片材厚度,并且具有这种厚度(10-20mil)和弹性模量(>1.4
GPa)组合的塑料片材在此被定义为“tensiff”。
在本发明的一个实施例中,一种自成形容器通过进行若干热塑性膜
特性的新颖使用来提供,这些特性包括一种类型的膜热收缩的能力和另一种
类型的膜抵抗热收缩的能力。这两种特性安排在本发明中,以便使得一个容
器在高温下自成形为一个稳定成形的构型,该构型抵抗返回其之前的构型,
同时提供用于产品内容物的一个稳定的宽敞隔室,该隔室自身抵抗塌缩。优
选地,将一个收缩膜与一个非收缩膜联接,但将变得显而易见的是,也可使
用在相同方向收缩上具有差异的两个收缩膜。
因此,可提供一种自成形容器,该容器具有一个连续侧壁,该连续
侧壁具有通过一个内部侧壁表面连接的相对的顶部边缘和底部边缘,这个侧
壁在90℃下具有小于10%的收缩;以及一个连接壁,该连接壁连接至所述侧
壁的至少第一和第二相对部分并且与其形成一个容器,该连接壁在至少一个
方向上在90℃下具有至少10%的收缩;并且由此该容器被适配用于热激活,
从而自成形为具有连接至且支撑该侧壁的一个稳定底座的一个直立构型。
术语“连续侧壁”意指从一个起点到远离其的一个点并且返回形成一
个回路、环、或连续路径的一个侧壁。例如,一个连续侧壁可通过以下提
供:(i)一个无缝管;(ii)连接至自身的单个片材,例如通过一个搭接密封或
翼密封或其他连接装置;(iii)彼此附接以便形成一个回路或环的多个侧壁区
段;或(iv)一个封闭的壁;并且该侧壁可以是多孔的或非多孔的,对于各种
材料、物质、固体、液体、能量等可以是可渗透的或不可渗透的。
在另一个实施例中,提供一种自成形容器,该容器包括:一个连续
侧壁,该侧壁具有通过一个内部侧壁表面连接的相对的顶部边缘和底部边
缘,该侧壁在至少一个轴向上在温度“T”(例如,在80-150℃之间,并且优选
90℃)下具有从0至“A”的收缩百分比;并且进一步具有一个连接壁,该连接
壁连接至该侧壁的至少第一和第二相对部分并且与其形成一个容器。该连接
壁在至少一个方向上在例如在80-150℃之间的一个特定温度下(如在某些实
施例中在90℃下)具有10+“B”的最小收缩百分比;其中“A”是从0至30,并且
“B”≥“A”。该容器被适配用于热激活改变或自成形为具有连接至且支撑该侧
壁的一个稳定底座的一个直立构型。
优选地,该侧壁在MD和TD上将具有小于5%的收缩,更优选地,小
于3%,最优选地0%。该连接壁在一个方向上将具有至少10%的收缩,并且在
一个方向(优选地机器方向)上将适合地具有至少15%、20%、25%、30%、
35%、40%、45%、50%或更高的收缩。优选地,该连接壁在另一个方向(优
选地横向)上也将具有小于15%、10%、5%、或最优选地小于3%的收缩。
针对以上段落中的参数所选择的温度可基于选择用于该包装容器材
料和/或内容物的材料的考虑进行选择。例如,聚烯烃如处于其各种形式的聚
乙烯和作为均聚物和共聚物的聚丙烯在一个温度范围内熔融(并且还具有软
化点和玻璃化转变温度)。这些温度范围可在聚合物之间以及聚合物家族之
间有所不同,例如,聚烯烃的熔点和/或熔点范围可以不同于其他聚合物,如
尼龙或聚酯。根据本发明的容器可由要求蒸馏温度和压力的材料制成,或由
更适合于其中较低温度处理是适当的其他应用的材料制成。鉴于本传授内容
并且取决于期望的包装应用,适合的材料可被选择并且定向构建成一个可热
收缩膜,用于在期望条件下激活,包括例如,在适当的相应温度或温度范围
下的热激活和热稳定性。可测定自由或无约束的收缩值或收缩力的温度可以
是80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、
125℃、130℃、135℃、140℃、145℃或150℃或甚至更高(或低于80℃),
如通过所用材料的选择和容器的预期用途所决定的。对于许多应用,预期
90℃、120℃、或130℃的温度将是有用的。
一般来讲,相对于该容器的该可热收缩膜部件的材料的选择,一个温度将被
选择,该温度接近该收缩赋予材料或其共混物的取向温度,例如,此类温度
在(a)玻璃化转变温度Tg或维卡软化点(Vsp)与(b)控制这些收缩值的主要
聚合物或聚合物共混物的熔点(m.p.)之间。在控制该膜的收缩的一个或多个
收缩层中使用聚合物共混物并且熔点是该层的一个重要物理特征的情况下,
它可依据“平均熔点”来确定和定义。对于一种给定的聚合物共混物,这可通
过将各个聚合物的熔点和其共混分数的乘积相加来计算,即聚合物1熔点乘以
其共混分数加上聚合物2熔点乘以其共混分数加上该共混物中的任何其他组分
的相应因子。这是一个指导,但在任何情况下可根据经验确定,而无需过多
的实验。
在另一个实施例中,提供一种自成形容器,该容器具有一个第一、
优选半刚性、刚性或tensiff的侧壁,该侧壁具有一个周边,该周边具有通过相
对的第一侧部边缘和第二侧部边缘连接的相对的顶部边缘和底部边缘;以及
与该第一侧壁相对的一个第二、优选半刚性、刚性或tensiff的侧壁,该第二侧
壁具有一个周边,该周边具有通过相对的第一侧部边缘和第二侧部边缘连接
的相对的顶部边缘和底部边缘;以及包括一个可热收缩膜的一个底壁。第一
侧壁和第二侧壁的第一侧部边缘彼此连接,并且第一侧壁和第二侧壁的第二
侧部边缘彼此连接,以便形成该容器的一个连续的内侧壁表面,并且该底壁
靠近它们相应的侧壁底部边缘连接至第一壁和第二壁。这个容器还优选地被
适配用于热激活,从而自成形为具有连接至且支撑所述第一和第二侧壁的一
个稳定底座的一个直立构型。
在本发明的另一个实施例中,一种自成形容器具有(a)一个侧壁,
该侧壁具有顶部边缘部分和底部边缘部分,以及相对的第一侧部和第二侧
部;以及(b)一个底壁,该底壁包括一个可热收缩膜。这些侧壁是柔性的、
可弹性变形的、和/或半刚性的,优选地其组合。该底壁在该侧壁底部边缘部
分周围连接至该侧壁。该容器可经受高温,即高于环境室温或23℃,并且这
个温度供应热量,该热量激活热收缩特性,从而将该容器从一个压平或柔性
的可塌缩构型改变成在环境条件下在室温下抵抗塌缩的一个直立构型,该过
程被称为“自成形”并且在热激活和改变之后的该容器被称为“自成形的”。这个
自成形的直立构型具有连接至且支撑侧壁的一个相对稳定的底座,该侧壁可
包括第一和第二侧壁部分或片。
可被选择和用于该侧壁的适合材料包括可用于构造一个典型的容器
壁并且在构造中可以是单层或多层的许多相同材料。多层膜也可包括微层技
术。根据本发明,包括片层的这些微层可在用于构造容器的非收缩膜或片
材、或可热收缩膜和片材中利用,无论是侧壁,还是连接壁、或收缩带。用
于本发明的容器的适合材料的例子包括聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰
胺、尼龙、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、以及已知用于柔性聚合物包装的大体任
何聚合物,包括发泡聚合物,例如,可具有热量(即热或冷)或湿气绝缘特
性或变化的外观属性的闭孔发泡片材。此类材料可以是均聚物、共聚物、以
及它们的衍生物及其共混物。金属箔和金属化膜也被设想为是具有弹性形变
的纸材、纸板、非纺织片材及其金属化型式。一个或多个功能特性可由一个
或多个层促成,包括期望的热密封性水平、光学特性(例如,透明性、光泽
度、雾度)、耐磨性、摩擦系数、拉伸强度、挠曲或拉伸模量、杨氏模量、
耐挠屈龟裂性、耐刺穿性、刚性、硬度、耐磨性、可印刷性、色牢度、柔韧
性、拉伸或收缩性、尺寸稳定性、对气体(如氧气)或对湿气、宽谱或窄谱
光的阻挡特性,包括例如耐紫外线性等。
被鉴定用于侧壁构造的许多相同的热塑性聚合物材料可用于构造本
发明的可热收缩性连接壁片,只要针对它们通过拉幅机、或双泡、或捕集
泡、或机器方向流延取向(MDO)工艺进行拉伸取向的能力对树脂进行选择
即可,如以下进一步描述的。用于制造现有技术的可热收缩膜的典型地采用
的树脂也可在本发明中使用。尤其优选的是聚烯烃,例如,乙烯聚合物和共
聚物、环状聚烯烃、以及苯乙烯系共聚物。
一种特别优选的共混物可使用与30重量%的可以商品名AttaneNG
4701G从陶氏化学公司(DowChemicalCompany)商购获得的常规乙烯辛烯-1
共聚物共混的可以商品名Topas8007F-400从托帕高级聚合物股份有限公司
(TopasAdvancedPolymersGmbH)商购获得的环烯烃共聚物制成(下文
COC:EAO共混物)。另一种适合的材料是具有辐射状或星形嵌段构型的苯乙
烯-丁二烯嵌段共聚物,其中聚丁二烯处于核心并且聚苯乙烯处于臂的尖端。
此类聚合物可以商品名称K-树脂从雪佛龙菲利普斯化工有限公司(Chevron
PhillipsChemicalCo.)商购获得。这些聚合物据报道含有约27%或更多的处于
星形嵌段形式的丁二烯,并且通常以聚苯乙烯的双峰态分子量分布为特征。
本发明的可热收缩膜被轴向定向,其中优先取向在膜成形过程中接
收最多拉伸的方向上。所得膜优先在膜制造过程中拉伸较多的那个相同方向
上收缩。机器方向(MD)是沿着在挤出过程中或在其之后的膜输送的方向。
横向(TD)垂直于膜输送的方向。如果相比于TD向MD施加更多的拉伸,那
么收缩优先在纵向取向(MD)上,并且如果相比于纵向,向横向施加更多的
拉伸,那么收缩优先在TD上。
本发明的膜具有MD或TD比(对应地是在MD或TD方向上定向拉伸
长度与未拉伸长度的比率)。有利地,这个比率将为至少2:1,优选地至少
3:1,更优选地在约3:1至5:1之间。有利地,可采用单轴拉伸膜,尤其是例如
在机器方向上拉伸的那些膜。不存在取向比的明确上限,但是膜典型地具有
10:1或更小的比率。
在本发明中使用的这些收缩膜可在至少一个方向上具有至少10%、
20%、30%、40%、50%、60%、70%或更高的热收缩性(例如,在90℃
下)。在一些优选实施例中,该收缩性在一个方向上是不成比例的,并且有
利地10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、
65%、70%、75%或更高的单轴收缩可被使用,并且可与小于10%或优选小于
5%或更优选地小于3%或甚至0%的横向收缩值结合,或可以甚至在横向尺寸
上轻微膨胀,例如最高至5%或优选地从0至3%。
用作容器壁、片、小袋膜、封盖、力条、侧壁以及连接壁层的优选
材料包括处于任何数目的层(具体地但不限于1至9至14层或更多层)的尼
龙、聚酯、聚苯乙烯系聚合物、环烯烃聚合物、以及聚烯烃(例如,乙烯或
丙烯均聚物或共聚物)、或其混合物。优选的聚烯烃包括乙烯均聚物或共聚
物,并且可包括低、中、高以及超低或超高密度聚合物。例子是高密度聚乙
烯(HDPE)、乙烯-α-烯烃共聚物(EAO),优选利用丁烯-1、己烯-1或辛烯
-1共聚单体,其中乙烯共聚单体部分为主)并且包括例如,线性低密度聚乙
烯(LLDPE)、非常低密度的聚乙烯(VLDPE)、塑性体、弹性体、乙烯和
极性基团如乙酸乙烯酯或丙烯酸乙酯的低密度聚乙烯(LDPE)共聚物,,例
如乙烯乙酸乙烯酯(EVA)或乙烯丙烯酸甲酯(EMA)或乙烯丙烯酸共聚物
(EAA),官能团改性的聚合物,包括例如酸酐改性的EAO。丙烯均聚物和
包括聚丙烯的共聚物以及丙烯乙烯共聚物是有用的。容器侧壁结构也可包括
一个金属箔,并且可以是具有金属箔和一个聚合物层如尼龙的一个金属箔层
合物。它还可以是具有一个聚对苯二甲酸乙二酯的外层、一个金属箔的芯层
以及一个聚乙烯的内层的一个金属箔层合物。在这个安排中,该聚对苯二甲
酸乙二酯层用作该箔的一个保护层,并且该聚乙烯层有助于密封。箔是异
物、有机体、氧气、湿气以及光照的优异屏障。
本发明可利用一个气体阻挡层,如为气体渗透性提供高阻挡的铝
箔、聚偏二氯乙烯共聚物如赛纶、或乙烯乙烯醇共聚物(EVOH),或在小于
赛纶或EVOH的程度上阻碍气体渗透的材料如尼龙。
可用于本发明的粘合剂包括通常可购自许多商业来源的永久性粘合
剂和压敏粘合剂(PSA)。预期可采用丙烯酸和酸酐改性的聚合物以及许多
粘合剂,这些粘合剂可根据对于侧壁片、连接壁片或力条的其他材料选择进
行选择。
添加剂和加工助剂;天然和合成着色剂、颜料以及染料;填充物,
如碳酸钙或炭黑、抗微生物剂可被掺入容器壁、片、以及条结构中。
适合的侧壁结构可包括坚硬但柔性的材料、或具有最高至5mil厚或
更厚的一个密封层的半刚性或刚性或tensiff的片。可使用具有例如纸材/聚烯
烃/金属箔/聚烯烃结构的多层复合物。
这些可热收缩的连接壁片或力条也可由各种材料制成。MD收缩是优
选的。如果使用一个力带,那么该力带可密封在该容器隔室的内部或外部。
设想的材料组合包括:
(a)侧壁-柔性的、半刚性的、刚性的、或tensiff的材料(优选不可收缩
的)以及连接片/条-具有一个MD力条或收缩带的较软的材料
(b)侧壁-柔性的、半刚性的、刚性的、或tensiff的材料(优选不可收缩
的)以及连接片/条-MD带角撑板的收缩膜
设想了1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、
16、17、18、19mil的最小单独侧壁和连接壁片厚度。最小厚度和最大厚度可
为取决于所用材料的性质可行的任何厚度,该厚度可无需过多的实验进行确
定。预期的是,有利地,该侧壁或连接壁片厚度可小于20、19、18、17、
16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、或4mil。另外,在一些实施
例中,预期的是,可有利地使用3-7、8-9或10-20mil的侧壁。大体刚性的侧壁
是优选的,尤其是tensiff材料。与通过连接壁片或力条或力带的热收缩施加的
力结合,该侧壁应有助于向外的弯曲效应。该侧壁还可有利地包括与热、冷
或湿气冷凝绝缘的材料,如聚合物泡沫或纤维素材料。
应当明了的是,其他已知的包装件特征结构可与本发明的包装件/容
器相结合,这些特征结构包括温度指示器、易开特征结构(如撕裂凹口)、
易剥离结构、可重新闭合的特征结构(如剥离-再密封粘合剂、拉锁、滑动拉
锁、按扣等)。
现参考附图,图1、2、3和4代表本发明的一个实施例,并且示出已
经通过热激活成形为具有一个稳定底座的一个直立构型的一个开放包装容
器。应当理解,该开口在某些实施例中可通过各种闭合件或闭合装置闭合,
如机械紧固件或化学紧固件、钩环紧固件、热密封件、拉锁、粘合剂(永久
或暂时的、可剥离的和/或可再密封的)等。在图1中,一个容器10的透视图具
有一个第一片11,该第一片具有一个第一片外部表面12和一个相反的第一片
内部表面13(也参见图2)。第一片11通过限定一个隔室18的一个周边的一个
周边密封17密封至一个第二片14,该第二片具有一个第二片外部表面15和一
个第二片内部表面16,该隔室由第一片11、第二片14、以及一个热收缩连接
壁片(例如,容器10的一个连接底座或底部19(参见图2-4))界定。
第一片11具有一个顶部边缘20和一个相对的底部边缘21以及一个第
一侧部边缘22和一个第二侧部边缘23,并且这些边缘形成第一片11的该外部
表面和该内部表面的一个连续周边24。第二片14具有一个顶部边缘25和一个
相对的底部边缘26(参见图3和4)以及一个第一侧部边缘27和一个第二侧部
边缘28,并且这些边缘形成第二片14的该外部表面和该内部表面的一个连续
周边29。
周边密封17被描绘为具有通过前部连接密封区段32和一个平行的后
部连接区段33(参见图3和4)接合的一个第一侧部密封区段30和一个第二侧
部密封区段31的一个连续密封,但是应当理解的是,周边密封17或其区段也
可以是不连续的,如例如,在进行一系列点焊来形成该周边的情况下。当
然,一个连续密封通常是优选的,但是在有待由该容器保持的内容物的性质
容许的情况下,可能希望在密封中具有中断部分以便允许例如湿气、空气等
的进入或外出。在图1所示的实施例中,这个周边密封具有一个“U”形状,但
是进一步预期且完全在本发明的范围内的是提供其中侧壁边缘可为弯曲的或
成一角度等,并且底部边缘可类似变化的容器。本发明容器处于其成形状态
下的规则是具有一个稳定底座或连接壁,该稳定底座或连接壁支撑该容器处
于膨胀状态,而无论该容器内是否存在内容物。这种膨胀状态在室温下通常
是不可塌缩的。图1-4中的例示实施例示出具有由于周边第一密封区段30和第
二密封区段31造成的围绕片11和14的内部表面和外部表面的一个连续侧壁34
的一个容器。然而,也可提供一个无缝管来包括此连续侧壁34。另外如先前
所指出的,在连续侧壁34中,在这些密封区段中可存在中断部分,或可替代
地,该密封自身可以是连续且气密的。前述底座或连接壁片19延伸横跨或大
体横向于侧壁34,以便由于底座/连接壁19的热激活而为将容器10维持处于膨
胀状态提供支持。
周边密封17可以是可剥离的或不可剥离的。在一个实施例中,周边
密封17是一个可剥离密封,该密封沿该密封的至少一部分或沿该整个密封是
可剥离的,以便提供对小袋内容物的接近。
本发明的一些实施例可手动打开而无需使用剪刀或其他工具,优选
使用易于剥离的打开系统,如可剥离密封。“可剥离密封”和类似技术在此用
于指一种密封,并且尤其指热密封,这些密封被工程改造以便为可轻易剥离
的,而不会不受控制或随机撕裂包装材料或使其破裂,撕裂包装材料或使其
破裂可能导致包装件的过早破坏和/或包装件的内容物的无意污染或溢出。一
个可剥离密封是可在该密封处手动剥离开以便打开该包装件,而无需借助于
刀或其他实施方式来撕裂该包装件或使其破裂的一种密封。许多种类的可剥
离密封在本领域中是已知的,如以下专利中披露的那些:美国专利号
4,944,409(布施(Busche)等人);美国专利号4,875,587(鲁尔汉
(Lulham)等人);美国专利号3,655,503(斯坦利(Stanley)等人);美国
专利号4,058,632(埃文斯(Evans)等人);美国专利号4,252,846(罗姆斯伯
格(Romesberg)等人);美国专利号4,615,926(舒(Hsu)等人)美国专利
号4,666,778(Hwo);美国专利号4,784,885(Carespodi);美国专利号
4,882,229(Hwo);美国专利号6,476,137(隆哥(Longo));美国专利号
5,997,968((德赖斯(Dries)等人);美国专利号4,189,519(蒂克纳
(Ticknor));美国专利号5,547,752(Yanidis);美国专利号5,128,414
(Hwo);美国专利号5,023,121(Pockat等人);美国专利号4,937,139(甘斯
基(Genske)等人);美国专利号4,916,190(Hwo);以及美国专利号
4,550,141(霍(Hoh)),这些专利的披露通过引用以其全部内容结合在此。
也可采用一个不可剥离密封,例如沿一部分或沿整个周边的一个强
力的整体热密封。永久性粘合剂也可用于形成一个不可剥离密封。不可剥离
密封可通过结合撕开式特征结构(如凹口)、以及表面弱化区域、或通过使
用工具(如剪刀等)来轻易打开。
(a)在第一侧壁片与第二侧壁片之间的、或(b)在任何侧壁片与连
接壁之间的这些密封可通过多种方式形成,但优选地为一个永久密封。例
如,该密封可被形成为一个焊接热密封,这通过在它们的相应表面彼此接触
的情况下向该第一片表面和该第二片表面(或一个连接壁表面)施加热量和
压力,持续充足的时间以便导致粘结来实现,其中冷却粘结的周边以形成一
个整体的永久密封。可替代地,一种粘合剂可夹在这些表面之间。类似地,
该周边密封可以是通过使用一个热密封或永久粘合剂制成的一个永久密封。
与该侧壁和连接片组合并且与一个开口闭合件或该周边的延伸部结合以便充
当一个闭合件的该周边密封(无论是永久性的还是可剥离的)可密封该隔室
内的内容物,以便阻止不想要的材料(如颗粒和微生物)进入。
参考图2,图1的自成形容器10的顶视图被描绘成具有一个第一片
11,该第一片具有相应的外部表面12和内部表面13并且通过周边密封17连接
至具有相应的外部表面15和内部表面16的一个第二片14。周边密封17具有第
一侧部密封区段30和第二侧部密封区段31,它们分别通过前部连接密封区段
32(参见图1)和后部连接密封区段33(参见图3和4)与片11和14接合,形成
一个隔室18。这个隔室通过由片11和14形成的一个连续侧壁34限定,这些片
通过第一侧部密封区段30和相对侧部密封区段31接合。侧壁34具有由第一片
和第二片的相应的顶部边缘20、25形成的一个连续的顶部边缘35,这些片通
过前述热密封30、31彼此接合。第一侧部热密封区段30靠近第一片和第二片
的相应的第一侧部边缘22、23。第二侧部热密封区段31靠近第一片和第二片
的相应的第二侧部边缘23和28。如先前所指出的,预期也可采用一个无缝
管。与顶部侧壁边缘35相对的是一个底部侧壁边缘36,一个底部连接壁片19
邻近该底部侧壁边缘附接至前部连接密封区段33和后部连接密封区段33,以
便对应地将第一片11和第二片14连接在一起,靠近对应于它们相应的底部边
缘21、26(参见图3和4)的底部侧壁边缘36。隔室18具有由侧壁顶部边缘34
限定的一个开口37,并且还具有一个相对的闭合底座或底部连接片19。这个
底部连接壁片19具有一个内部表面38,该内部表面具有将连接片19的对应的
前部40和后部41分开的一个中心折叠线39。这个片19由一个可热收缩膜42形
成,该可热收缩膜通过周边密封17例如以粘接方式或优选地通过热密封其周
边边缘部分附接至第一片11和第二片14,如以下进一步描述的。相比之下,
侧壁34由具有比底部膜42更小的热收缩特性的材料形成,并且优选不是可热
收缩的。
现在参考图3,透视图描绘了具有附接的侧壁34的图1的自成形容器
10的容器底部43。侧壁34由具有外部表面12和相背对的内部表面13的第一片
11和相应地具有外部表面15和相背对的内部表面16的第二片14形成。该第一
片和该第二片优选由不可收缩材料制成,通过一个插置的连接壁片连接,该
连接壁片如由形成容器底部或底座43的一个可热收缩膜42制成的底部底座片
19。连接片19优选为一个可热收缩膜42,该可热收缩膜在该容器的热激活之
前关于折叠线39折叠,并且插入在第一片11与第二片14之间且密封至这些片
以便形成一个整体连接的底部43。片19具有一个第一边缘44(参见图4),该
第一边缘在前部连接密封区段32处靠近第一片底部边缘21密封至第一片11。
片19具有一个第二边缘45(参见图4),该第二边缘在后部连接密封区段33处
靠近第二片底部边缘26密封至第二片14。
现在参考图4,根据本发明描绘图1-3的自成形容器10的底视图。在
这个视图中,为图示清晰起见,薄的壁厚度被扩大。第一片11和第二片14具
有插置在其间的一个连接片19,该连接片具有将一个第一底部连接片前部40
与一个第二后部41分开的一个中心折叠线39。片19具有一个第一边缘44,该
第一边缘在前部连接密封区段32处靠近第一片底部边缘21密封至第一片11。
片19具有一个第二边缘45,该第二边缘在后部连接密封区段33处靠近第二片
底部边缘26密封至第二片14。片19的一个第一侧部边缘46自身向后折叠,并
且这个折叠边缘46在周边密封17的第一侧部密封区段30的下部被加热密封在
第一片11与第二片14之间(参见图5-7)。片19的一个第二侧部边缘47类似地
自身向后折叠,并且这个折叠边缘47在周边密封17的第二侧部密封区段31的
下部被加热密封在第一片11与第二片14之间(参见图5-7)。
在热激活之前,第一片11、第二片14以及连接片19全部密封在一
起,其中连接片向内折叠,设置成夹在第一片与第二片之间且密封在周边,
如在图5-7中最清楚地看出的。在热激活时,可热收缩的连接片19收缩,尤其
是在沿折叠线39的纵向上,从而将第一和第二周边密封区段朝向彼此牵拉。
由于第一片和第二片被设计成在此纵向上具有较小收缩且优选无收缩,所以
当连接片19沿对应于折叠线39的纵向轴线收缩时,该第一片和该第二片壁被
约束,以向外弯曲。连接底座19的这种紧缩以及该第一片和该第二片的弯曲
形成一个内部隔室18,并且将该结构自成形为具有一个直立构型的一个容
器,该直立构型具有连接至且支撑该侧壁(即第一侧壁部分和第二侧壁部
分)的一个稳定底座。由于连接膜19向内折叠并密封以便形成一个角撑板,
形成了一个相对平坦的底部43。收缩膜42在收缩时变厚,从而增加强度和刚
性,并且在紧缩底部与非紧缩侧壁之间的力和张力产生一个“I”梁效应,从而
增加形成一个稳定容器的结构支撑,而无论在该容器隔室内是否存在内容
物。
现在参考图5,示出在热激活之前的图1-4所示类型的自成形容器10
的前视图。具有一个外部表面12、一个顶部边缘20、相对的底部边缘21、一
个第一侧部边缘22以及相对的第二侧部边缘23的一个第一片11与一个类似的
第二片重叠(参见图6-7)并且通过一个周边密封17密封至该第二片,该周边
密封具有通过一个前部连接密封区段32和一个后部连接密封区段接合的一个
第一侧部密封区段和相对的第二侧部密封区段(参见图3、6和7)。一个底片
19(参见图6)在折叠线39处折叠,并且在相应的前部连接密封区段32和后部
连接密封区段33处(参见图3和6)且在该第一侧部密封区段30的一个下部48
处以及在第二侧部密封区段31的一个下部49处密封在第一片11与第二片14之
间。优选地,该底片为一个连接壁,该连接壁在所选择的热密封条件(如温
度、压力和停留时间)下,在一个侧面上是可热密封的并且在另一个侧面上
是不可热密封的。这些条件将根据所用材料的选择而变化。该底片可以是一
个多层构造,其中与该侧壁接触的表面层经过选择用于增强的密封,并且自
身折叠的该底片的表面层被选择在密封操作中抵抗粘结。
本发明的自成形容器10可在不占用太多空间的情况下平坦地装运,
但是在热激活时快速自成形为具有一个稳定底座的一个直立构型,该直立构
型可设置在一个平坦表面上用于填充,并且在填充之后可被密封并且容易地
装运并展示在搁架上而不倾斜,从而有效使用空间。有利地,产品可在热激
活之前密封在该容器内。在装运、运输、购买之前或之后以及在使用时,由
于该自成形容器维持可被设计成例如像杯或碗的一个稳定形状,可通过热激
活形成一个直立容器,以用于便利地接近容器内容物。
本发明的容器的各种实施例的典型内容物可包括例如,食物(包括
干燥或液体食品,如汤、粉末饮料、可可、坚果、休闲食品、谷类、糖果、
蘸酱、通常保持在半刚性或刚性容器和罐中的食品、宠物食品或用品)、家
庭和园艺产品、医疗装置和产品、以及现有技术SUP为其提供不充足的支撑
的大袋物品,例如面粉、饲料、水泥、沙子、肥料等。
现在参考图6,描绘了沿图5的线6-6截取的扩大的横截面。在该视图
中,出于示出容器10的构造的目的,内部隔室18从其正常压平构型轻微打
开。具有一个外部表面12和一个内部表面13、顶部边缘20以及底部边缘21的
第一片11被定位平行于具有一个外部表面15和一个内部表面16、顶部边缘25
以及底部边缘26的一个第二片14。设置在这两个片11、14之内的是一个可热
收缩的连接壁19,该连接壁在39处折叠并且具有相应地具有邻近的热密封区
段32、33的一个第一边缘44和一个第二边缘45。
现在参考图7,图5的容器10的侧视图被示出为具有在周边密封17处密封在一
起的第一片11和第二片14。第一侧部密封区段30被示出具有一个下部48,该
下部与密封在片11和14之内且密封至这些片的折叠连接片边缘46密封在一
起。该连接片的第一边缘44和第二边缘45邻近第一片底部边缘21和第二片底
部边缘26且与它们靠近密封。因此,提供了一个带角撑板的可热收缩的底部
连接壁,该连接壁被适配用于热激活,从而自成形为具有连接至且支撑所述
侧壁的一个稳定底座的一个直立构型。
现在参考图8,图5-7的容器的顶视图被示出为具有第一片11的顶部
边缘20和第二片14的顶部边缘25。片11、14被密封在一起,相应地第一片11
的第一侧部边缘22和第二片14的第一侧部边缘27靠近,以形成一个第一侧部
密封区段30。片11、14还在该容器的相对端部处被密封在一起,相应地第一
片11的第二侧部边缘23和第二片14的第二侧部边缘28靠近,以形成一个第二
侧部密封区段31。在点“A”与“B”之间,片11、14从片顶部边缘20、25至底部
连接片19是未密封的(参见图6),以便允许接近内部隔室18(也参见图
6)。
参考图9,示出图5-8的容器10的底视图。第一片11和第二片14沿平
行的前部连接密封区段32和后部连接密封区段33密封至连接片19。第一片11
和第二片14还在第一侧部密封区段30和第二侧部密封区段31处被密封,其中
这些密封延伸通过连接片19的折叠部以及两个片11、14。在点“A”与“B”之
间,连接片19的第一和第二边缘不是被热密封的,而是仅仅沿中心折叠线39
折叠。
现在参考图9-17,示出了描绘一个容器50的本发明的一个替代性实
施例,该实施例与图1-9中示出的容器10的实施例相同,除了一个带双角撑板
的连接壁片50替代带单个角撑板的片19。因此,图10为具有带周边密封53的
一个前片52的容器50的前视图,其中一条虚线示出一个带双角撑板的连接壁
51的一条折叠线极限54。图11示出沿图10的线11-11截取的扩大横截面,示出
插入在前片52与一个后片55之间的一个带双角撑板的连接壁片51。连接壁片
51具有在配合的折叠部58处连接的第一角撑板折叠部56和一个第二角撑板折
叠部57。片51具有在前部底部密封区段61处密封至前片底部边缘部分60的一
个第一边缘59,以及在后部底部密封区段64处密封至后片边缘部分63的连接
片51的一个第二边缘62。片51、52、53、以及周边密封53协作以便形成一个
内部容器隔室65。
现在参考图12,容器50的侧视图示出为具有通过一个第一侧部密封
区段66连接的前片52和后片55,该第一侧部密封区段将折叠的带双角撑板的
连接壁片51的一个第一侧部边缘固定在片52与55之间。
参考图13,容器50的底视图被描绘具有在靠近片51的边缘67的一个
第一侧部密封区段66处(参见图11)和在一个相对的第二侧部密封区段68处
通过连接片51的一个双折叠部密封在一起的前片52和后片55。第一和第二侧
部密封区段通过前部和后部底部连接壁片密封区段61、64连接,其中前片52
的一个底部边缘部分60被热密封至连接片51的一个第一边缘59,并且后片55
的一个底部边缘部分63被热密封至连接片51的一个第二边缘62。一条虚线58
描绘连接了连接片51的第一角撑板56和第二角撑板57的一个配合折叠部轴线
(参见图11)。如先前所描述的,该底部连接壁片可被设计成在该侧壁接触
侧面上是可热密封的,同时在相对的侧面上抵抗热密封,这样使得这些角撑
板折叠部不以阻止它们展开的方式密封在一起。这可通过提供一个多层底
片,选择在这些相应层中的适于在预期密封温度和条件下获得期望效果的密
封侧材料和相对侧材料来容易地完成。
现在参考图14,描绘了容器50的顶视图并且示出前片52和后片55。
为了激活自成形,向本发明的容器50施加热量,这通过以下来实
现:例如,施加高于室温的高温(例如,在90℃下),使该可热收缩的连接
片与热空气或热水接触,从而致使它收缩紧缩,这导致自成形为具有连接至
且支撑所述侧壁的一个稳定底座的一个直立构型。
现在参考图15-18,描绘了处于一个膨胀构型的具有一个带双角撑板
的连接片的一个热激活的图10-14所示类型的容器。在图15中,该膨胀的热激
活容器的透视图示出由一个连续侧壁顶部边缘69限定的一个广口开口,其中
直立侧壁70由具有一个外部表面71和相背对的内部表面72的一个前片52(参
见图16)以及具有一个外部表面73(参见图16)和相背对的内部表面74的一
个后片55形成,其中前片52和后片55连接在一起,以便形成连续侧壁70,例
如,通过一个第一侧部密封区段75和相对的第二侧部密封区段76。这些第一
和第二侧部密封区段75、76通过一个前部底部密封区段61和后部底部密封区
段64彼此连接(参见图17)。尽管侧壁70被示出为由两个片52、55形成,但
是它可由密封至自身的单个片或由一个无缝管或由多个侧壁元件形成。
参考图16,示出图15的膨胀容器的顶视图,并且指示了以上描述的
多个特征结构和元件。通过使用一个带双角撑板的构造,使得隔室65特别
大,该构造产生处于收缩连接壁片51的形式的一个更平坦的、更矩形的、紧
凑和稳定的底座,该连接壁片具有通过一个配合折叠部轴线58分开的一个第
一前部78和一个第二后部79。热激活的收缩连接片51(参见图16和17)迫使
侧壁70在部分M和N处向外弯曲,这是由于通过形成连接壁片51的该可热收缩
膜的热激活施加的收缩力的牵拉迫使相应地第一和第二侧部密封区段75、76
的区域中的侧壁部分朝向彼此移动。当侧壁部分M、N向外弯曲时,由侧壁顶
部边缘69限定的开口的面积增加,并且产生一个宽敞的内部隔室65,该隔室
通过由该连接壁片紧缩形成的一个稳定底座保持打开,该稳定底座现在在室
温下并且在消费者或其他终端用户正常使用的环境条件下是稳定的。进一步
指出的是,预期一个搭接密封侧壁或无缝管侧壁可与一个双轴可收缩连接片
一起使用,以便产生一个膨胀的圆柱形状的容器和一个大体圆形的连接壁
片。另外,本发明的容器可通过开放顶部被填充和被密封,或可配备有用于
一个顶部闭合件的一个第二连接壁片,该第二连接壁片可由一个可收缩的或
不可收缩的膜制成,以便产生一个规则的盒子或罐子型外观。在某些实施例
中,可为有利的是,通过该侧壁或通过该侧壁中的一个接缝或端口以及通过
顶部或底部或施加于该容器的一个特定配件来填充该内部隔室。
现在参考图17,图15-17的容器的底视图示出为具有处于一个膨胀构
型的一个带双角撑板的连接片51。如先前所指出的,连接壁片51的一个双折
叠部插入的使用对于产生一个更平坦的底座以及最大化内部隔室65的体积是
特别有利的(参见图16)。如在图17中所见,底部壁片51在这个具体实施例
中具有一个几乎正方形的形状,但多种形状是可能的。在一个优选的实施例
中,一个底片51由主要在一个单轴方向或纵向或机器方向上具有收缩特性
(并且具有在该方向上施加的收缩力)的一个可热收缩膜制成,但是预期此
类收缩特性也可在横向上或在多轴(例如,双轴)方向上采用。此类收缩膜
在制造可热收缩的、轴向定向膜的领域中是众所周知的,并且可通过多种方
法制造,包括MDO、拉幅机、双泡或捕集泡拉伸取向工艺,如在美国专利号
3,022,543;3,456,044;4,277,594;5,076,977中描述的那些;并且如“膜,取
向”("Films,Orientation"),聚合物科学与工艺大全(EncyclopediaofPolymer
ScienceandTechnology),第3版,第559-577页(2003,约翰威立(John
WileyandSons),美国新泽西州霍博肯(Hoboken,NJ,USA))中所描述,
这些文献由此通过引用以其全部内容结合。可商购获得的可热收缩膜可由许
多公司制造,包括美国威斯康辛州奥什科什的柯伍德公司(Curwood,Inc.of
Oshkosh,Wisconsin,USA)和芬兰瓦尔凯阿科斯基的比米斯公司(Bemis
FlexibleEuropeofValkeakoski,Finland)。再次参考图17,底部连接壁片51例
如通过热密封被密封至侧壁70,从而形成一个前部底部密封区段61和一个后
部底部密封区段64以及一个第一侧部密封区段75和一个相对的第二侧部密封
区段76。密封61、64、75、76形成约束连接片51的周边密封53。在密封之
前,在将该可热收缩片插入到该侧壁内部的过程中(这也在直到该容器被完
全构造之后才发生的热激活之前),在底部连接壁片中进行一个双折叠。一
个第一向内折叠在点E处进行,该折叠继续至连接片51的前部中的点F,并且
一个第二向内折叠在点G处进行,该折叠继续至连接片51的后部中的点H。配
合的折叠部轴线58代表一个中心线,其中片51的中心定位部分从相应折叠部
EF和GH向外返回,在配合的折叠部轴线58处相遇。应指出,周边密封53大大
地约束在沿折叠线EF和GH的方向上的移动,但由于这些折叠部的存在,从配
合的折叠部轴线58横向朝向部分M和N的约束力度小得多。在片51的热激活和
收缩之后,点E和F被强制朝向彼此牵拉,点G和H也是如此,并且同时,随着
片52和55向外弯曲,沿折叠线EF和GH的该膜被对应地朝向M和N横向向外牵
拉。
现在参考图18,示出图17的热激活的本发明容器的一部分的局部视
图出于放大的目的被扩大,以便示出层细节,其中片51的折叠部被密封在侧
部密封处。以下解释适用于两个侧部密封区域,其中片51折叠部被密封到这
些侧面中。一个第二侧部密封区段76被示出为具有形成该密封区域的各种
层。外层为前片52和相对的后片55并且设置在其间的是连接片51,该连接片
具有一个第一边缘59和一个相对的第二边缘62,其中一个第一向内折叠部56
和相对的第二向内折叠部57通过配合的折叠部轴线58连接。在第二密封区段
处,施加足够的热量、压力以及停留时间,以熔合、焊接或以另外的化学和/
或物理方式将这些层和折叠部粘结在一起,以便在区段76处提供优选本质是
气密的一个强锚定件。当朝向该包装结构的内部看这些层时,前片52和连接
片51的第一边缘59沿它们的接合部粘结,并且这个密封从第二侧部密封区段
76延伸到前部底部密封区段61中。类似地,后片55和连接片51的第二边缘62
沿它们的接合部粘结,并且这个密封从第二侧部密封区段76延伸到后部底部
密封区段64中。然而,当沿着折叠部56、57和配合的折叠部轴线58离开第二
侧部密封区段76时,这些折叠部不被密封或以其他方式粘结在一起,并且在
该可热收缩膜的收缩特性的热激活时,它们轻易地展开以便有助于该片膜朝
向弯曲部分M和N的移动(参见图16和17)。尽管这些折叠部有利于横向移
动,在纵向或机器方向上,移动不经受展开效应,并且在纵向/机器方向上的
收缩产生一个直接力,该直接力导致这些侧壁向外弯曲,这些侧壁不以相同
的速率收缩或不收缩至相同的程度(这些侧壁优选在纵向/机器方向上不具有
收缩)。
现在参考图19和20,示出本发明的另一个实施例,其中一个自成形
容器80具有通过周边密封83密封在一起的前部不收缩片81和后部不收缩片
82,该周边密封还连接一个可热收缩膜,该可热收缩膜收缩以便产生一个稳
定的直立容器80,附接至前片80的是已经例如通过将一个配件法兰85超声波
焊接至前片81的一个内部表面而附接的一个配件84。配件80提供一个倾倒口
和/或填充端口,并且可配备有一个封闭盖。预期可将这种和各种式样的配件
添加至该容器的顶部、侧面或任何表面或表面的组合,以便增加获取容器内
容物或进入内部隔室的功用。
本发明的另一个实施例提供手柄装置,例如,如图21中所示。预期
小袋可如以上关于带单个或多个角撑板的小袋所描述的进行制造,但具有形
成一个抓握助件和/或桩板狭槽的一个延伸部。例如,可提供具有形成于其中
的一个手柄87的一个小袋86,由此可出售含有可可或其他粉末饮料混合物或
汤的小袋,这些饮料混合物或汤可通过添加水(例如,热水)重构,这也激
活了本发明的自成形方面,由此该连接壁收缩,从而产生一个稳定的直立构
型,这样使得形成一个直立杯,该杯可放置在一个平坦表面上并且通过该手
柄保持该热饮,以用于通过一个广杯口88来啜饮和消耗。这种自成形容器可
使用刻痕或本领域中已知的其他装置具有一个可撕掉的顶部,并且可相对平
坦地装运,以有效利用空间并且降低装运成本,又可通过仅撕掉顶部、添加
热水、并且等待几秒钟而自成形为用于消耗其内容物的一个有用容器,同时
发生至一个稳定杯的转变。收缩过程仅需要大约几秒钟完成,但是可被控
制,这样使得它不是那么快速的以致内容物的意外喷出。便利地,该手柄也
可被用于将多个包装件单元悬挂在例如配挂板展示器上,以用于出售或展
示。
本发明的另一个实施例在图22-23中示出,其中一个自成形容器89由
一个不可收缩的侧壁90制成,该侧壁包括具有一个第一外部表面92和一个第
二内部表面93的一个前片91(参见图23)以及具有一个第一外部表面95和相
背对的第二内部表面96的一个背片94,相应的第一卷绕侧部97和第二卷绕侧
部98搭接密封至该前片。在该前片的第一外部表面92与该背片的第二外部表
面96之间的一个接合部处,搭接密封将前片与背片94的第二环绕侧部91、94
焊接在一起。在该前片的第二内部表面与该背片94的第二内部表面之间的接
合部是未密封的,从而允许内部隔室99膨胀成圆形。这可采用一个多层前
片,该多层前片具有用于与缠绕部分91、94接触的一个易于密封的表面层,
以及用于防止密封至该背片的内部表面96的一个抗密封性的相背对的表面。
提供一个可热收缩的底部连接壁片,如以上针对前述实施例所描述的。通过
使用搭接密封,一个更圆的、更圆柱形的容器形状是可能的。
本发明的另一个实施例在图24-25中示出,其中一个自成形容器101
由一个侧壁102、多个力条103、104、105、106以及第一连接片107和第二连
接片108制成。这个实施例示出本发明的一个原则,该原则是将收缩力与相对
的抵抗性相结合,以便引起一个容器侧壁的变形或弯曲。因此,在所示出的
容器101中,收缩力可由连接壁107、108中的任一个或两个来供应,并且阻力
可由成对的力条104、106和103、105来供应,其中这些力条是不收缩的并且
被约束以便在一个收缩力的影响下向外弯曲,该收缩力在条长度的方向上纵
向地施加。可替代地,这些力条在它们的纵向上可以是可收缩的,并且侧壁
102是不可收缩的并且可以是半刚性的、刚性或tensiff,这也可导致该侧壁向
外弯曲,从而形成一个稳定的容器。
本发明的又另一个实施例在图26-30中示出,其中一个容器成形带109被示出
为具有密封在两个不可收缩条111、112之间的一个中心可收缩膜条110。这三
个条110、111、112在第一端部密封区域113处和相对的第二端部密封区域114
处密封在一起,并且这些条在其间不彼此密封。图26示出具有一个第一不可
收缩条111的带109的前视图。图27为具有设置在不可收缩条111与112之间的
可热收缩条110的带109的端视图。图28为在热激活收缩之前的具有设置在不
可收缩条111与112之间的可热收缩条110的带109的顶视图。在图29中,带109
已经受热量(例如,90℃),持续约60秒,由此导致带109的收缩条110沿其
长度紧缩。由于不收缩带111和112不能紧缩,内力导致它们向外弯曲远离收
缩条110的紧缩力。这个收缩带109可附接至一个不收缩侧壁以便产生一个容
器,该容器在热激活时可自成形为具有一个稳定底座的具有一个直立构型的
一个自成形容器。另外,该带可位于一个容器的外部或内部上。例如,它可
用于侧壁结构之间具有一个中心壁结构的内部,以便形成一个多隔室包装
件。另外,在另一个替代性实施例中,这些不收缩条可被无缝的或密封至自
身以便产生一个容器的一个或多个不收缩片替代。这些实施例在热收缩之前
将压平,然而当热激活导致该可热收缩条紧缩时自成形为具有连接至且支撑
一个连续侧壁的一个稳定底座的一个直立构型。一旦成形,该自成形容器抵
抗在室温和例如压力、辐射等的典型环境条件下塌缩成一个压平状态。
在以上描述的收缩带实施例上的另一个变型在图30中示出,图30类
似于图26-29,除了第二不收缩条是更长的并且环绕至第一可收缩条,其中它
用搭接密封进行密封。这个实施例允许该收缩力条密封至第一不收缩条以及
不密封至第二不收缩条或反之亦然,以便显示出在外观上更圆的、可能希望
用于展示的一个容器表面。因此,提供了一个容器成形带115,该容器成形带
具有设置在一个第一不收缩条117与一个第二不收缩条118之间的一个收缩力
条116,并且条117、118相应地在第一端部搭接密封119和第二端部搭接密封
120处密封在一起,并且热收缩力条115在这种情况下类似地密封至例如第一
不收缩片117,从而产生一个更合意的表面121,以用于宣传或传达信息。收
缩和/或收缩力的量以及相对的侧壁模量可调节,以改变该侧壁的翘曲或弯曲
程度,例如,从图20中描绘的微弯至类似罐的常规圆柱形状。
此外,在本披露通篇描述的各种实施例中的包括例如小袋的本发明容
器可具有侧壁(例如,如各种图中所示的相应的第一和第二片)的内表面,
和/或连接或底片壁可各自包括与该小袋的预期内容物(例如,柑橘类调味饮
料或药物、或含有芳烃或类黄酮的产品)具有低相互作用的一个层,并且可
以是实质化学惰性的和/或抵抗内容物的剥落。
侧壁可具有一个或多个层,例如一个第一片和一个第二片,并且可
由相同材料或不同材料制成。此外,侧壁及其片可以是一个多层结构或层合
结构。该结构可以是一个单层或多个层,这些层可以是聚合物的、金属的、
片材、膜或箔或其组合。例如,该第一片和该第二片可具有形成该第一片和
该第二片中的任一个或两个的内部的一个中间层或芯层的一个金属箔层,以
及形成小袋30的内表面和/或外表面的一个或多个聚合物层。该金属箔层可以
是铝。该一个或多个聚合物层可包括纤维素聚合物或优选地非纤维素聚合
物、均聚物、或共聚物、聚合物的共混物。这些片可由向该包装件贡献具体
功能性的一种或多种材料构造。适用于这些层中的一个或多个的材料的例子
包括聚合物或共聚物,如聚对苯二甲酸乙二酯、聚烯烃例如聚乙烯、聚酯、
尼龙、苯乙烯聚合物、环状聚烯烃、金属箔、金属化膜、氧气或湿气阻挡聚
合物如乙烯乙烯醇共聚物、聚丙烯腈、以及偏二氯乙烯共聚物如赛纶。例
如,一个聚乙烯层可夹在一个聚对苯二甲酸乙二酯层与一个箔层之间。该小
袋可进一步具有形成该容器的隔室的内部表面的一个密封层,这样使得一个
氧气和/或湿气和/或紫外线阻挡层如金属箔层可夹在该密封层与该一个或多个
聚合物层之间。该密封层可包括聚乙烯、离聚物、聚丙烯腈、聚酯、
或该层合物可包括多于以上描述的那些的层,如用以将该
密封层粘合至该箔层的在该密封层与该箔层之间的一个粘合剂层。有利地,
如粘合剂的密封剂可被成图案施加。该多层结构层合物的厚度可以是提供结
构完整性、以及期望的特性组合的任何适合的厚度,期望的特性组合可根据
内容物的性质、使用要求而变化,并且可包括例如阻隔特性、耐滥用性、耐
热性、热封性、抗剥落性、抗刺穿性、耐磨性、光学特性、雾度、光泽度、
可印刷性、透明度(如可由本领域的普通技术人员鉴于本披露确定)的考
虑。预期例如在约50μm与大约500μm之间的典型优选厚度可有利地采用。
在一个设想的制造方法中,三卷小袋膜幅材被放置在机器上并且集
合在一起以便形成热密封的小袋。一个第二不可收缩的小袋膜施加和热密封
至一个第一不可收缩的小袋膜,一个第三可热收缩的连接片膜犁放在该第一
小袋膜与该第二小袋膜之间并且密封至其。将这些密封膜从三个幅材切断,
以便提供一个单独的小袋,其中可热收缩的连接膜角撑和定位在该两个侧壁
片膜之间,并且该小袋具有可用于产品插入的一个开放端部。该三侧密封的
小袋被制造商或打包机使用来包装制品,该制造商或打包机在自成形之前或
之后将产品放置在小袋中,并且完成最终密封。密封的包装件随后被装运,
用于以未自成形的、非膨胀状态或以自成形的、膨胀容器构型来分配或再销
售。
除非另外指出,否则以下物理特性用于描述本发明,膜和聚合物具
有已经报告的根据以下描述的测试过程或类似于以下方法的测试的值,或通
过它们测量的特性,除非另外指出。
密度:ASTMD-792
平均隔距:ASTMD-2103
拉伸强度:ASTMD-882,方法A
伸长百分比:ASTMD-882,方法A
熔体指数:ASTMD-1238,条件E(190℃)
熔点:ASTMD-3418,DSC,在5℃/min的加热速率下
维卡软化点:ASTMD-l525-82
氧气传输速率(O2GTR):ASTMD-3985-81
水蒸气传输速率(WVTR):ASTMF1249-90
在此指出的所有ASTM测试方法通过引用结合到本披露中。
收缩值:收缩值定义为通过测量在90℃(或如果不同,则为指示温
度)的水中浸没5秒的一个10平方厘米样品的无约束的(或“自由的”)收缩所
获得的值。从有待测试的膜的一个给定样品切割四个测试样本。这些样本被
切割成机器方向上的10cm长度乘横向上的10cm长度的正方形。将每个样本
在90℃(或如果不同,则为指示温度)的水浴中完全浸没5秒。随后将样本从
水浴中移除,并且针对机器方向(MD)和横向(TD)测量在收缩样本的端
部之间的距离。将该收缩样本和初始10cm的侧面的测量距离的差异乘以10,
以获得样本在每个方向上的收缩百分比。对于给定膜样品的MD收缩值,将4
个样本的收缩平均,并且对于TD收缩值,将4个样本的收缩平均。如在此所
使用的,术语“在90℃下的可热收缩膜”意指在至少一个方向上具有至少10%的
无约束收缩值的一个膜。
如在此所使用的,术语“收缩力”可指当膜在加热下紧缩时,由包装
件上的膜施加的力或应力。代表收缩力的值可使用具有一个加热室的一个英
斯特朗张力检验器来获得。
收缩力:一个膜的收缩力等于阻止该膜在特定条件下收缩所需的那
个力或应力。使用英斯特朗加热室来测量收缩力值。位置保持恒定,并且温
度倾斜上升。英斯特朗软件用于收集力相对于时间的数据。在每次运行中手
动记录温度/时间并且将时间数据转换成温度。使用以下的运行条件的6个重
复:
1"宽条;在测试过程中保持恒定的4"夹具跨度;
所测量并输入到程序中的厚度
在25℃下加载有最小力的样品
温度控制器被设置成400℃,以便使温度迅速倾斜上升。
测试时间/速度被设置成5分钟,0mm/min。
英斯特朗软件记录相对于时间的力。
手动记录的力、时间以及处于5℃增量的温度
测试开始并且门一关闭温度就倾斜上升。
数据收集速度为每个数据点100ms。
膜样品的收缩力以牛顿报告。收缩力可通过从具有平行于机器方向或横
向的长轴的样品膜切割出矩形样本来测定。将这些样本夹持在短的端部,这
样使得沿该长轴施加有待测量的力。一个夹具是固定的,同时其他夹具容纳
在其加热速度可被精确控制的一个小烘箱中。将样本加热,并且测量将可移
动的夹具保持在距固定夹具一个固定距离处所需的力。这个力等于收缩力且
与其相反。
在本发明中采用的塑料膜和层可通过各种工艺制造,例如,使用例
如狭缝模的流延膜,或其中管状膜由模头熔体直接产生的常规吹塑膜。另
外,也可产生模制的、热成形的、吹塑模制的片材、半刚性固体、中空或泡
沫主体。在一个优选的实施例中,挤出是通过流延挤出。在用于制造一个定
向的、可热收缩的膜的一个优选工艺中,将一种聚合树脂通过一个狭缝模熔
融挤出到一个冷却辊上,在该冷却辊上产生具有低于该聚合物的熔点的温度
的一个冷却片材,随后优选通过再加热至该聚合物的取向(拉延)温度范
围,同时在机器方向上拉伸(例如,通过使用已知工艺,如从以高于在拉伸
之前的早期膜运输速率的速率行进的辊上取下),并且冷却以便锁定在拉伸
取向上来进行定向。这个在MD方向上的锁定产生具有热收缩性的一个膜,该
膜在本发明的自成形容器的制造过程中可保持,直到它在一个高温下通过热
激活释放,该高温对于聚烯烃膜通常是约80-90℃。
可热收缩膜也可通过在美国专利号3,456,044中所述类型的捕集泡或
双泡工艺制造。在用于制造一个定向膜或可热收缩膜的一个替代性工艺中,
包括本发明的塑料共混物的一个初级管被挤出,并且在离开模头之后通过进
入空气膨胀、冷却、塌缩,并且随后优选通过再膨胀来定向,以便形成一个
次级泡,再加热至该膜的取向(拉延)温度范围。机器方向(M.D.)取向通
过牵拉或拉延该膜管来产生,例如通过利用以不同速度行进的一对辊,并且
横向(T.D.)取向通过径向泡膨胀来获得。该定向膜通过快速冷却凝固。适
合的机器方向和横向拉伸比率是从约3:1至约5:1。
本发明的膜可以是通常1至20mil的单层或多层的膜或片材。多层膜
可具有多种厚度,这些厚度可根据期望的膜或容器特性来确定,而无需过多
的实验。
在希望的情况下,侧壁和连接壁片可采用一个或多个氧气或湿气阻
挡层。这些阻挡层可具有任何期望的厚度,但通常厚度在约0.1mil与约0.5mil
之间。更薄的阻挡层可能不执行预期功能,并且更厚的层不明显改善性能。
在本发明的阻挡层实施例中,该封闭多层膜的外热塑层在芯层的与
内层相对的侧面上,并且与环境直接接触。在本发明的一个优选的三层实施
例中,这个外层直接附着至该芯层。由于它被用户/消费者看到,它必须增强
该膜的光学特性。另外,它必须耐受与尖锐物体的接触,所以被称为保护层
并且提供耐磨性。
以下是为说明本发明而给出的实例和比较例。在所有的以下实例
中,除非另外指明,否则通常利用以上描述的狭缝流延设备和方法来生产这
些可热收缩的膜。在以下实例中,所有层作为一个流延片材被挤出(在多层
实例中共挤出),该流延片材在离开模头之后例如通过与一个冷却辊接触而
被冷却。这个冷却片材随后通过与借助油(也可使用热水以及电感应加热)
在内部加热的另外的辊筒接触而被重新加热至拉延温度(也被称为取向温
度),用于通过拉动该片材完成轴向定向,其中在机器方向上使用差速薄
化,通过与另一个冷却辊接触来完成冷却以便产生一个可热收缩膜。除非另
外指明,所有百分比均按重量计。
实例1
在实例1中,制造了一个单轴拉伸的、可热收缩的单层膜,并且测试
了其物理特性。包括70重量%的可以商品名Topas8007F-400从托帕高级聚合
物股份有限公司商购获得的环烯烃共聚物的膜混合有30重量%的可以商品名
AttaneNG4701G从陶氏化学公司商购获得的常规辛烯辛烯-1共聚物(下文
COC:EAO共混物)。将这种共混物在挤压机中熔融塑化,并且通过一个狭
缝流延模头在180-250℃的温度下挤出到一个冷却辊上(温度~55℃),并且
随后通过类似于以上所述的工艺的一种狭缝流延MD拉伸取向工艺,在-85℃
的拉伸取向温度下单轴定向在机器方向上。在机器方向上的取向比率为3:1。
不存在通过机器方向辊远离该膜的通道施加的横向定向拉伸。针对物理特性
对该膜的一个样品进行测试。在90℃下,MD/TD热收缩为约50%/2%,并且收
缩力为324/13.5克(使用一个加热的英斯特朗拉伸性能检验器测得)。该膜还
用于通过制备单个折叠部并且插入且热密封在两个不收缩片之间来形成一个
可热收缩的连接壁片,这两个不收缩片各自具有PET/tie/Al箔/tie/密封剂的一
个多层结构,其中一个流延的、拉幅的、双轴拉伸取向且退火的聚酯对苯二
甲酸盐膜被粘合层压至一个铝箔层,该铝箔层以粘接方式连结至一个聚烯烃
密封层。据信这些片在90℃下基本上不具有自由收缩(并且也不具有收缩
力)。每个片为约3.5mil厚。
一个小袋容器由两个片形成,这两个片中的每一个为约160毫米
(mm)宽以及130mm高,由以上所述的多层结构制成,并且如以上所述的
一个连接壁可热收缩膜被切割成约160mm宽和76mm高。该连接壁膜被对半
折叠并且定位在两个不收缩片之间,如图6所描绘,并且接着所有的三个膜沿
着侧部边缘热密封在一起,其中该可热收缩连接壁的底部边缘热密封至相对
片底部边缘,以便形成具有一个带单个角撑板的底部的一个三侧小袋容器。
可热收缩连接壁被定位,这样使得其单轴、机器方向、拉伸/收缩是沿着一个
轴线,该轴线从其中两个片汇合的一个侧壁边缘延伸至其中相对的片侧壁汇
合的相对的侧壁边缘,类似于图5-9中示出的实施例。
本发明的这个三侧小袋容器可以是压平的,这对于装运和存储是理
想的,占用非常少的空间。通过在其隔室内添加热水(175°F/79℃)使类似
于以上描述的小袋的一个小袋热激活,测试了其自成形特性。该容器通过连
接片的紧缩立即自成形,从而朝向彼此牵拉相对的侧壁边缘对,形成具有连
接至且支撑该侧壁的一个稳定底座、具有一个膨胀的隔室体积的一个直立构
型。这种对一个稳定的直立自成形容器的转换在几秒内完成(少于约5秒)。
在排空小袋的水之后,该小袋维持具有一个稳定底座的其直立构型,并且抵
抗任何对折叠状态的返回。因此,在环境温度下,发生了从一个柔性、压平
状态至一个更刚性的、稳定的、直立构型的形状构型的一个永久性的、不可
逆的改变。
实例2
与实例1一样制造本发明的另一个容器,除了具有以下改变。使用利
用无定向的PET的一个不同的多层片材料替代该对不收缩侧壁片。这些片是5
英寸高和7英寸宽,并且还使用单个角撑板,但具有从底部边缘起21/4英寸的
一个折叠部。在热激活之后,该底部连接壁收缩,然而,由于相对于热激活
温度而言的该侧壁中使用的材料的低软化点结合伴随所利用的收缩膜的深度
角撑板折叠和收缩力,该容器底座轻微变形。
实例3
如针对实例2所述制造另一个容器,除了该容器使用大约5英寸高乘6
英寸宽的不收缩侧壁片、以及具有一个11/2英寸折叠部的一个带单个角撑板的
连接片。这些侧壁片和连接壁利用与实例2相同的材料。实例3的容器如实例2
一样被热激活。实例3容器的底座存在少得多的变形,该结果据信是由于使用
一个更短的折叠深度结合一个更短的片宽度。实例3的自成形容器还配备有可
从若干制造商商购获得的类型的一个塑料的、双轨道的、可重新闭合的拉
锁。
实例4
在实例4中,使用类似于实例1的那些的设备和条件制造另一个单轴
拉伸的、可热收缩的膜,除了在该连接壁可热收缩膜中使用的COC:EAO共混
物替代为与2重量%的含有增滑和防阻塞添加剂的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚
物共混的98重量%的可以商品名称“K-树脂KR52”从ChevronPhillips商购获得
的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(下文为SBS共混物),并且挤出温度为180-
200℃,冷却辊淬火温度为30℃。测量了由这种共混物制成的膜的这些特性。
在90℃下,MD/TD热收缩为约68%/-3%,并且收缩力为84.6/2.9克(使用一个
加热的英斯特朗拉伸性能检验器测得)。
将这个可热收缩的SBS膜切割成具有63.5mm高×180mm宽的尺寸的
一个矩形片,其中机器方向收缩在纵长宽度上(即较长尺寸)。将这个热收
缩连接壁片纵长地折叠在其自身上并且放置在130mm高×180mm宽的两个不
收缩侧壁片之间,该连接壁片如附图中的图5-9所示大体配置。这些侧壁片具
有一个6.75mil厚的着色为白色的多层膜构造,该构造包括一个聚苯乙烯膜
层、一个氧气阻挡层、以及一个聚烯烃密封层。测得这些侧壁片材具有在
90℃下0%的收缩;约10.3mil的平均厚度;以及约1553/1638MPa的平均
MD/TD杨氏模量。三个小袋容器部件(即两个不收缩侧壁片和一个连接壁可
热收缩膜)被热密封在一起,以便形成一个自成形容器,如具有一个底部的
带单个角撑板的可热收缩连接片的一个小袋。这个小袋接着经受高温,以便
热激活自成形特性,由此该小袋通过该连接片的收缩自成形为具有一个稳定
底座的一个直立构型,类似于图1-4中所描绘的直立构型。在这个具体实施例
中,一个稳定底座被形成具有更高的机器方向(M.D.)收缩,并且在横向
(T.D.)上轻微增长,这可归因于连接壁中使用的SBS材料,该材料倾向于在
横向上尺寸膨胀至单轴收缩方向。在高测试温度下,该连接壁可手动拉伸,
但是在冷却至环境室温时,该构型稳定并抵抗进一步的拉伸。
实例5
在实例5中,如针对以上实例1所述制造一个发明性的自成形容器,
除了不收缩片壁利用类似于实例4中所描述的一个着色为蓝色的高抗冲聚苯乙
烯多层膜。这些侧壁片具有4英寸高度和6英寸宽度的尺寸。测得这些侧壁片
材具有在90℃下0%的收缩;约12.5mil的平均厚度;以及约1633/1634MPa的
平均MD/TD杨氏模量。使用相同的COC:EAO共混物连接壁可热收缩膜,但是
使用折叠成具有折叠线的一个倒置的“W”形状的一个6英寸宽和31/2英寸高的
膜制成一个带双角撑板的连接壁结构,这些折叠线在底片边缘上方7/8英寸,
并且类似于附图的图10-14中描绘的构型。
实例5的本发明容器具有一个内部隔室,将即食麦片与水一起添加到
该内部隔室中。将含有麦片和水的小袋放置到一个微波炉中。该容器承受在
其高设置(全功率)下的微波加热,持续60秒,从而导致该容器的热激活和
自成形连同即食麦片的煮熟。在从微波中移除时,用勺子搅拌麦片。该容器
是完整的,具有一个稳定底部和含有膨胀体积的一个隔室。在移除该自成形
容器的内容物时,稳定的膨胀构型得以维持并且该容器在环境温度下不可塌
缩。有利地,双角撑板产生一个体积更大的形状,该形状可被表征为如图15-
17所示的碗、杯或盒状的。
实例6
类似于以上相对于实例5所述制造了另一个容器,除了以下的改变。
这些侧壁片由具有一个聚烯烃密封剂、双轴定向且退火的聚酯层、以及其他
聚烯烃层的一个多层结构制成。侧壁材料是非常有柔性的并且是在许多可商
购获得的直立小袋中使用的典型材料。这些侧壁片具有约51/2mil的厚度,并
且每个片为约4英寸的高度和61/2英寸的宽度。使用与用于实例5的相同的连接
壁材料,其中一个类似大小的双角撑板具有位于这些片的底部边缘上方1英寸
的7/8的相同折叠线,并且该连接壁材料匹配这些片的宽度(61/2英寸)。
实例6的容器通过使用热水热激活而自成形,如实例1中所述。在热
激活之后,该容器连接壁收缩,朝向彼此牵拉相对组的成对的侧壁边缘,从
而产生一个膨胀的内部隔室并且将该容器成形为具有一个稳定底座的一个直
立构型,该稳定底座连接至且支撑由两个片制成的一个连续侧壁。这个构型
不可塌缩为成形前状态,但是这些侧壁片保持是柔性的。这种膨胀的成形的
稳定容器的外观类似于在图15-17中描绘的容器外观。
实例7
类似于如以上针对实例5所描述制造另一个自成形容器,利用由类似
片制成的一个类似的不收缩侧壁。一个聚烯烃多层吹塑膜取代了连接壁材
料。认为这种吹塑膜在90℃下具有非常小的收缩力和相对低的自由收缩值。
它通过一个简单的吹塑气泡工艺制造。使用了一个4英寸高和6英寸宽的带双
角撑板的底座构造。该容器通过在全功率(高)设置下的一个微波炉中将其
内部隔室中的水加热60-70秒来热激活。在移除热水、该容器返回室温之后,
支撑该侧壁处于一个直立容器构型的一个稳定底座被形成和保持。所形成的
容器不可塌缩至成形前的平坦状态。该内部隔室在成形之后的体积增加不像
实例4的容器那样膨胀。认为相对于利用通过冷拉延或高收缩力引起的拉伸取
向方法制造的收缩膜用于连接壁的本发明的其他实施例,使用具有非常小的
收缩力的吹塑膜仅导致该体积的一个小膨胀。
实例8
本发明的另一个实例可如针对实例1所述进行制造,具有以下改变。
侧壁可具有51/2英寸的高度,容器的压平宽度为61/4英寸并且利用具有31/2英寸
的高度的带单个角撑板的不收缩材料,该材料可被折叠一次,这样使得维持
离该容器的底部边缘1.75英寸的一个折叠线。用于实例8中的该角撑板的材料
是与用于该侧壁的材料相同的材料。此外,一个机器方向取向的、可热收缩
的收缩带可被插入,邻近该容器的底部边缘在角撑板折叠部之间,并且在任
一端部密封至在相对的侧壁边缘处的周边侧面。这种收缩带类似于在图26-29
中描绘的收缩带,只是此处的侧壁片与附图中描绘的该带的外层是一体的。
可替代地,那些附图的收缩带可沿容器底部、或在侧壁的内部、或在底部与
顶部之间的任何点处、或在顶部被插入和密封。在热激活时,收缩带紧缩,
从而导致侧壁变形,产生体积的膨胀,从而形成一个内部隔室。在冷却时,
这种改变在室温下是永久性且不可逆的。
制造纸板和包括拉伸取向的膜的聚合物膜包装的领域中的技术人员
知道此类制造的不同和各种工艺,并且本发明的膜包括单轴和双轴取向或伸
展的膜,而不考虑用于它们的生产的方法,以及未取向的或未拉伸的膜,包
括狭缝流延和热吹塑膜以及其他片材材料如纸板。
可用于本发明的膜也可在双轴拉伸之后,通过辐射(例如,在2-6兆
拉德(Mrad)的水平下)被任选地交联(该辐射过程可被称为后辐射),其
方式大体描述于卢斯蒂格(Lustig)等人,美国专利号4,737,391中,该专利特
此通过引用而结合。膜也可电晕处理或等离子体处理或通过其他已知的辐射
过程处理,以便增强或改变或增加如在包装领域中已知的期望特性。
这些实例并非详尽的,并且在这些附图中的在此示出的其他小袋的
其他特征和特性可被应用。
这些实施例的特征显示,多种形状、尺寸以及构型可在本发明中采
用,并且可使用不可剥离或可剥离的聚合物膜、用或不用金属箔层或撕裂引
发件来制造。
在本发明的另一个实施例中,一个可热收缩的连接壁自身具有可热
收缩的侧壁片,这些侧壁片进而附着至不收缩的外侧壁以便产生具有由通过
可收缩侧壁片施加的热收缩力造成的沿该侧壁的增加的弯曲的相同的打开效
果。收缩和不收缩的侧壁可通过使用粘合层合、或电晕处理以及辐射附接
(例如,通过使用一个电子束固化单元)而彼此附着。
在另一个实施例中,本发明的容器被用作一个曲颈甑容器,该容器
在加热过程中在一个曲颈甑腔室中形成一个“罐状”形状。
在又另一个实施例中,这些侧壁的顶部和底部通过可热收缩膜连
接,这些可热收缩膜优选通过单个或多个折叠部或角撑板附接,以便产生一
个对称形状的容器或罐/盒状外观。如果需要,这个实施例也可在其侧面上展
示,其中连接壁位于这些侧面上。
有利地,本发明可用于包装多种产品,包括例如干燥拉面、干燥大
米、干燥汤粉、通心粉和乳酪混合物、明胶粉、可可、速溶咖啡、背包客
餐、麦片、粗磨粉等,并且这些类型的食物可以节省空间的一个封闭的、密
封的紧凑状态装运,并且随后通过热收缩连接片而膨胀,例如通过向内容物
中添加热水,从而产生具有足够的刚性以便使得能够供应和接近的一个稳定
的碗或杯容器。因此,本发明的包装件采用多个形状,如平坦和圆形的碗,
并且具有用于从一个形状或构型转换成另一个形状或构型的装置。因此,本
发明提供一种自成形容器,而无需任何微波感受器、撑条、可膨胀聚合物或
微胶囊化材料。在一个实施例中,消费者可仅添加热水来同时重构食品和产
生一个稳定的碗状形状,以用于供应和/或饮食。在另一个实施例中,一个膨
胀容器被一个处理器使用来经济装运和存储,之后自成形以便于填充。在又
另一个实施例中,该处理器享有未填充容器的小体积存储的益处,同时允许
该处理器使该容器自成形并且为一个稳定的填充容器提供多种制品(从汤到
坚果、到甑馏食物),以及对用于易腐的或不易腐的食物或非食物制品的容
器的包装。
本发明的实施例
各种实施例已经在以上有所描述。尽管已参考这些特定实施例描述
了本发明,但是描述旨在为说明性的并且不旨在为限制性的。各种修改和应
用可被本领域技术人员想到,而不偏离如在所附权利要求书中限定的本发明
的真实精神和范围。