专利名称：用于密封容器和包装件的应力集中的开口装置的制作方法
本申请中公开的可以排出内装物的包装件的结构是在以下专利文献中公开内容的基础上进行的改进。1976年10月19日授予Redmond的美国专利US-3，986，640，1985年1月15日授予Redmond等人的美国专利US-4，493，574，1986年9月16日授予Redmond的美国专利US-4，611，715，1988年2月16日授予Redmond的美国专利US-4，724，982，上述专利文献在本文中作为参考。
本发明涉及一种用于包装流动物品和类似物的可以排出内装物的包装件，特别是涉及一种新改进的容器和分装包的应力集中的开口元件的外形和结构。该分装包用于盛放和取用一定量的可流动物品。特别适合于单一使用的容器或包装件。
在此之前，人们已经提出了许多通常单一使用的定量包装流动产品的分装包。用这种包装件可以分配出定量的这种可流动产品。
一种典型的包装容器是枕状包装袋或囊，其由较薄的塑料和金属箔，或者塑料和金属箔的叠层材料结合制成。这些包装件经常用于盛放番茄酱、芥末、其他调味品，以及家庭日用品，例如头发调理剂、染料和乳剂等物品。尽管这些包装件被普遍使用，但是消费者普遍都不喜欢这类产品。为了使用包装件内的产品，必须用一只手握紧包装容器，另一只手用力将其撕开。最初在包装容器上撕开开口往往很困难。另外，开口形式，金属箔和塑料叠层不仅被无规则地撕开，而且由于使用者手的握持力，经常将袋内的物品挤出。但是，此时使用者还未准备使用该物品，或者开口还没有完全打开。由于打开包装件如此困难，一般需要将容器口剪开。开启这些包装件可能引起使用者恼火，切破手指，或者损坏牙齿等许多问题。还有其他缺点，例如使用者必须用双手来开启这种容器。而伤残人、关节炎患者和其它残废者开启这些包装件实际上是不可能的。
另外，使用一些带有可剥离的顶盖的包装件包装黄油、人造黄油、糖汁、酱油、调味色拉油等。开启这些包装件也需要良好的视力，动作灵活，并且用双手打开容器。类似的用于咖啡奶等物品的包装容器也会遇到上面提及的开启容器时的困难。事实上很多人根本打不开这些包装容器。
另一种包装件的类型是用于盐或胡椒的非密封瓦楞纸包装。沿着横穿波纹的切割线进行弯折形成孔口。通过该孔口装在瓦楞纸盒内的盐或其它固体物品可以从盒中流出。与本发明相同，这些盐的包装容器包括不断裂、不破损的聚乙烯层。但是，这类包装件只能借助于重力排出干固体的流动性物品，而不适用于排出湿的可流动液体，甚至也不适于盛装本发明所指的物品，它们借助水压力或挤压力将容器内贮存的流体挤出。
Redmond的美国专利US-3，986，649(以下称′640专利)明显改善了上述包装结构中打开开口的困难。可以使用一只手很好地完成操作，从容器中取出定量的内装物。同时不会遇到上述在开启盖子或撕开包装袋或囊时产生的困难。在′640号专利中，可流动物品被装在包装袋内，该包装袋由一片较软的薄板材料和一片较硬的薄板材料组成。在较硬的薄板材料上具有预制的断裂线切割结构。当应力作用在较硬薄板材料上时，薄板材料可以沿断裂线折断。将上述薄板弯曲成“V”形，可以将断裂线或切割结构折断。该断裂线和切割结构位于“V”形结构的顶角位置，并且形成至少一个开口。通过这个开口，流动物质在形成“V”形边的较硬的一侧与较软一侧的压缩作用下被挤出容器。这样，可以方便地用一只手的操作打开包装容器。并且可以方便地取用容器内的物品。
Redmond等人的美国专利US-4，493，574(以下简称′574专利)公开了一种与′640专利相类似的分装包。但是，它使用了至少一个应力集中的凸起元件，在比较硬的薄片材料平面上取代了至少一部分断裂线或断裂结构。凸起元件从较硬薄片的平面向外延伸。这里公开的一个优选实施例具有一个大体上成锥形的凸出物。断裂线穿过锥形凸出物的顶点，使断裂线两侧的部分基本对称。设置应力集中的凸起元件的目的是将容器弯折成“V”形时，在断裂线处产生集中应力，使凸起元件沿断裂线折断，形成可以使容器内的流动物品排出的开口。
′640和′574专利中公开的结构已经获得并且将继续获得商业上的成功。然而，所述包装件的外形取决于容器内包装的流动材料的特性。当施加弯折压力，沿断裂线打开开口时，可能引起少量的内装物从容器中喷出或飞溅。Redmond的美国专利US-4，622，715(以下称′715专利)利用一个正好位于断裂线后面，而且与位于断裂线两端的两个包装袋相连的浅槽来大大减小这种内装物被喷出的可能性。
Redmond的美国专利US-4，724，982(下文称′982专利)也公开了一种与上述Redmond的专利相似的分装包的结构。另外还公开了使用至少一个不对称的大致成锥形的应力集中元件。它特别适合于从分隔开的腔体中同时排出两种不同物品的情况。
虽然上述分装包具有许多超越已有包装系统的优点，但是，同时这种包装件也存在着一定的缺点。尽管与已有的盒式包装件相比，它占有优势，而且被消费者接受，但是由于硬度不同，对阻隔材料的要求，以及材料价格，使得上述包装容器的造价比已有的盒式包装容器的高。另外，由于锥形应力集中元件从分装包封闭的表面向外凸出，因此在包装、贮存、运输过程中要谨慎小心，以免包装件被意外损坏。尽管其损坏现象很少发生，但是可能导致一些包装件破损，或者甚至于在使用前打开包装容器的开口。
因此，本发明的一个目的是提供一种新改进的用于包装流动性物品的可以排出内装物的包装件。
本发明的另一个目的是提供一种新改进的用于可流动物品的可以排出内装物的包装件，在包装件上设置应力集中的开口结构，其克服了已有技术中向外凸出的应力集中的开口结构的缺点。
本发明的另一目的是提供一种新改进的应力集中装置，其用于折断刚性薄板材料，或者将其用于分装包，使相对的包装件两端弯折，形成“V”形轮廓。并且可以使较硬的平薄板及柔软的口袋采用更薄、更软和更经济的层状材料。
本发明的另一目的是提供一种新的包装系统。它的材料具有较小的厚度规格。因此只需要较少的材料，从而降低了成本，有益于环境。
本发明的另一目的是提供一种用于分装包的应力集中的开口结构，它可以从开口中排出块装物品(具有洋葱片、胡椒、番茄的沙司;具有块装罗奎福特干酪的调味色拉油等)。
本发明进一步的目的是提供一个新改进的分装包的应力集中的开口装置。将该装置用于双联或多联式包装件。该包装件中的流动物品在使用前分开存放。
本发明的又一目的是提供一种新改进的应力集中的开口结构。用它可以同时从包装件中排出两种或多种可流动物品。这些物品在使用前彼此分开存放。
本发明的另一目的是提供一种新改进的应力集中的开口结构，可以平稳地打开容器开口，而不产生猛烈作用。因此大大减少或限制了物品喷出或飞溅的可能性。并且，不需要′715专利中公开的那种在包装容器上设置的槽结构。
本发明的又一目的是提供一种新改进的双联或多联式分装包。它可以准确地排出等量或不等量的两种或多种流动物品，其中物品的粘度可以相同或不相同。
本发明的又一目的是提供一种用于分装包的应力集中的开口结构，该包装件能够防止在运输或装卸过程中意外打开容器开口，并且避免在包装过程中损坏包装件，特别是在被包装的物品在热装填时，可以防止容器损坏。
本发明的再一目的是提供一种新改进的应力集中的开口结构，可以将它设置在常规的包装件或包装容器上。因此将这些常规的包装件或容器改变为可以用一只手开启的物品。
本发明的又一目的是提供一种新改进的应力集中的开口装置，它向较硬的薄板材料的平面的内侧延伸，这样就不存在从带有应力集中结构的包装件表面向外侧伸出的所述应力集中元件。
通过本发明可以实现上述这些具体的目的和优点。但是，这并不是全部优点，也不是对可能获得的优点进行限定。这样，本发明的其它目的和优点可以由本文中的描述和本发明的具体实施中得出。这些实施例和任何修改的方案可以由本领域的专业人员所理解。所述实施例和任何修改方案通过权利要求书对于其部件、结构、操作和结合的描述，可以得到充分理解。本发明中记载了新颖的部件、结构、方案及其结合的改进。
简而言之，本发明涉及一种新改进的应力集中的开口结构，它可以安装于用来包装流动性物品的容器或可以排出内装物的包装件上，或者与容器形成一体。可以用一只手控制折断该容器中的开口结构，打开容器的开口。而且可以平稳地从包装件中排出内装物。利用本发明的应力集中元件，易于控制折断包装材料。这些材料可以是低价格、易折断的材料，如聚苯乙烯，以及刚性的阻隔性薄片材料，如由叠层材料可以是金属箔、聚酯、乙烯-乙烯醇、聚丙烯、聚乙烯、Barex或尼龙。所述这种应力集中元件可以减少包装材料的成本，以及提供一个改进的双联或多联式多腔体包装容器。可以理解，通过减小包装材料的规格和厚度可以进一步降低成本。
根据本发明的一个优选实施例，分装包包括具有刚性的平板材料，至少其中一个表面具有高阻隔性能的层状材料;一个柔软片材，它密封连接所述较硬的板材，与相邻的较硬的材料形成一个封闭的包装袋。位于较硬板材上的切割结构或断裂线或其它刻痕，或者以其它方式形成的断裂区域沿硬板材横向中心线设置。还包括一个，或者最好是多个彼此靠近并平行设置的应力集中的开口凸起元件。它们向内延伸，设置在较硬板材的断裂线或断裂结构的至少一个位置上。每个凸起元件最好包括细长的薄壁状，一般呈槽状的结构。这一结构在断裂时可以涨开。
更有利的是使上述优选的细长槽形结构与断裂线相互垂直。并且使用几个应力集中元件，最好它们彼此相互平行，并且相邻设置，形成应力集中的开口结构。它有利于容器的折裂，而且当断裂线折裂时，开口涨开，以便内装物从容器中排出。在一个优选实施例中，槽形结构的槽断面有圆形底部和尖角形或圆形顶部或顶点。在另一个优选实施例中，断裂线横穿其中一些槽形应力集中元件。因此，例如作为折裂元件的内侧应力集中的槽具有横向断裂线或刻痕。而外侧应力集中元件可以设有断裂线或不设有断裂线，其作为加强或防护槽。用它防止在运输和贮存过程中意外折裂元件的断裂线，避免打开开口。外侧的槽对于控制包装件的开口方式有明显作用。同样，作为优选实施例，细长槽的应力集中结构凹陷，其低于较硬板材表面的平面。这样应加强了较硬板材的较薄的外表面。并且可以当分装包以错误方式受挤压或弯曲时，即朝向不正常的开口方向挤压弯曲时，防止容器被意外打开。
根据本发明的另一个优选实施例，提供了一个双联或多联式分装包。它包括至少两个密切相邻的彼此分隔开的封闭腔体。每个腔体的一侧朝向较硬的平薄板。至少有一个设置在封闭腔体上的应力集中的开口凸起元件。该元件至少可以取代部分断裂线，或者离开较硬平薄板的平面，或者朝着与其相结合的封闭腔的方向延伸。每个应力集中的开口元件最好与断裂线相垂直。并且沿较硬平薄板长度方向延伸。
由以上描述可以看出，后一实施例的多腔构造提供了一种可以包装至少两种以上不同的流动物质的包装件。它们在使用前被相互分开。当包装件被变折成“V”形时，由槽形应力集中元件断裂形成的两个分离的开口基本上被同时打开，内装物通过开口排出，更有利地是，设置多个应力集中的开口元件。它们彼此靠近、相到平行、面对面地成直线排列。设置的双联式或多联式包装容器的腔体在所说槽形应力集中元件折裂时，分别盛放的可流动物品以两个相互靠近彼此分离的物流形式从容器中排出。它们可以很容易地直接混合接触。
上述所用的术语“断裂线”或“断裂结构”是指包括上述切割类型中的任一种，即沿所述较硬平薄板横向延伸的一部分整体直线，或者除具有连续刻痕线以外，由削弱装置形成的断裂区域。
通过以上说明，可以清楚的知道，本发明中列举的发明目的可以通过本发明的实施例来完成。
这样，根据本发明的优选实施例，由高强度、高阻隔质量材料构成的分装包通过折断许多个沿长度方向平行的薄壁的应力集中的槽形元件打开开口。通过折裂这些槽形元件的结构形成涨开的开口，并且这些开口结构与以前的具有向外凸出的应力集中元件的分装包的材料相比，即与上述一个或多个Red-mond的专利所公开的那些包装件相比，本发明提供的方案更经济，其可以利用更薄规格的材料制作包装容器。
在本发明的另一个实施例中，所述应力集中的开口装置适用于盛放流动物品的各种目的的包装容器。这样，在这一实施例中所述的应力集中的开口结构由较硬的薄板材料制成。这种薄壁材料很容易设置在常规的容器壁的密封开口上，例如用于盛放牛奶、果汁、油等物品的容器。本发明的这种应力集中的开口结构不仅可以靠弯曲压力来折裂，还可以通过内压力折裂。例如，紧握一个牛奶包装件，产生所述的集中应力，它将为容器内贮存的牛奶提供出口，使断裂线断裂，形成开口。当连续握紧容器时，开口保持打开状态。当消除这一压力时，其将恢复原闭合状态，尽管此时容器已不再处于密封状态。
本发明的另一个实施例是在可以排出内装物的容器上安置应力集中装置。但是，将应力集中装置设置在包装件或包装容器的内部，而不是上述实施例所述的外部。在这一实施例中，在包装件或包装容器壁上设有小开口槽或开口。应力集中元件设置于容器壁上开口槽或开口内侧，并且遮挡开口，而且使应力集中元件与容器壁之间密封连接。从而防止流动物与开口或开口槽相接触。通过挤压或弯折包装件形成开口或开口槽，此时流动性物体才能通过折裂的应力集中元件流出容器或包装件。
本领域的专业人员十分清楚，上述部分是对本发明的简要说明，而下面的详细描述是对本发明实施例的阐述。本发明并不仅限于此，这些实施例也不是对于通过本发明的各种结合能达到的优点进行限制。通过附图和结构部分显示本发明的最佳实施例，并且通过详细描述解释本发明的原理。
图1A是本发明中一个优选的应力集中元件的俯视图，其表示具有凹陷的应力集中的结构。它包括几个应力集中的凸起元件。这些凸起元件位于较硬的应力集中元件的顶侧。这些凸起元件与断裂线垂直;还表示位于外侧的防止应力集中的元件。它长于内侧的断裂元件。并且断裂线仅穿过内部的应力集中的断裂元件。
图1B-1D为本发明中其它应力集中结构件的俯视图。图1B表示断裂线横穿整个应力集中的凸起元件。图1C表示断裂线横跨应力集中的凸起元件，并且超过它，延伸到应力集中元件所在的较硬板的表面。图1D表示内侧应力集中的断裂元件与外侧的防止应力集中的元件具有相等的长度。
图2是图1A所示应力集中元件的透视图。
图3是另一个具有阻隔层的应力集中元件的透视图。
图4A是本发明应力集中元件断裂线处的剖面图。它显示了一系列具有尖角顶和圆形底的槽。
图4B是如图4A剖面图所示应力集中元件的剖面图。它显示了一系列具有圆形顶部和圆形凹底部的槽。
图4C是如图4A剖面图所示应力集中元件的剖面图。它显示了一系列具有尖角顶和尖角底的槽。
图4D是本发明应力集中元件的剖面图。它显示凹陷的应力集中元件，其具有一系列圆形顶部和圆形底部。
图4E是与图4D相类似的视图。它显示了具有更深凹陷的保护槽的应力集中元件，并且具有尖角顶部和圆形凹底部。
图5A是本发明的分装包的透视图。它显示该包装件处于未打开状态。
图5B和图5C分别是图5A所示分装包的正视图和侧视图。
图6A是在未打开状态下，大致呈平板状较硬的薄板的侧视图。
图6B为图6A所示的只有一个槽的较硬薄板的剖面图。
图6C是与图6A相类似的分装包的视图。它显示当包装件开始弯折时，沿断裂线折裂的瞬时状态。
图7A是本发明优选实施例的分装包处于未打开状态的侧视图。
图7B是与图7A相类似的分装包的侧视图。它显示当包装件开始弯折时，沿断裂线断裂的瞬时状态。
图7C是图7B所示分装包的透视图。它也显示了在包装件中沿断裂线断裂的瞬时状态。
图7D是与图7B相类似的分装包的侧视图。它显示进一步弯折包装部件时，沿断裂线折裂的情况。
图7E是与图7C相类似的分装包的透视图。它显示进一步弯曲折裂包装件，从而形成一个可以排出内装物的开口。
图7F是与图7E相类似的分装包的透视图。它显示再进一步弯折包装件时，形成一个较大的开口，它可以允许块状物品通过。
图8A-8G是本发明的应力集中元件用于各种容器的视图。图8A显示了一个装牛奶或果汁的容器。图8B显示了圆柱形容器。图8C-8G显示了其它形式的可以排出内装物的包装件。
图9A和图9B是一个盖和支撑件的剖面图和轮廓图。它们可以防止应力集中结构过早断裂。
图10A是一个具有局部剖视的囊状容器的平面视图。可以用这种容器盛放番茄酱，其包括一个本发明的应力集中元件。同时还显示了在应力集中元件断裂线顶部的开口。
图10B是图10A所示囊状容器的透视图。它显示从囊中流出内装物。
图11A和图11B是盛放如软黄油等物品的容器的视图，而且其中应用了本发明的应力集中元件。
图12显示了一个用于盛牛奶或果汁等物品的容器，它具有一个安装在边角位置的本发明的应力集中元件。
现在参照附图1和附图2，其中所显示的本发明中用于容器和包装件的应力集中元件以代号25表示。
如图1和2所示，本发明的应力集中元件25包括大致平的较硬薄板12，在薄板12的一面具有应力集中结构16。薄板12最好由塑料材料制成，适合于盛放和保护内装物。
所用的材料可以是抗高冲击性的聚苯乙烯(HIPS)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚酯、Barex、聚丙烯等。由于表面材料有很高的水分传导率，可以在大致平的较硬薄板12的内表面16上粘结封闭层/阻隔层14。因此，薄板12和封闭层/阻隔层14彼此结合成一体，如图3所示。本领域的专业人员可以理解，尽管相似的塑料可以热封或粘结在一起，要粘结不同的塑料则需要用粘合剂。最好，用线性低密度聚乙烯作为粘合剂。这样通过共挤加工形成的多层塑性材料可以相互粘合在一起，形成本发明的薄板12和封闭层/阻隔层14。
应力集中元件25可以被设置在任何盛放可流动物品的容器上。并且具有应力集中的凸起结构26，该结构26具有一个或多个应力集中的凸起元件26A、26B、26C、26E或更多。它们最好与断裂线24相互垂直。图1所示的一个优选的应力集中元件25具有由元件26A-26E组成的凸起结构26。在这里，凸起元件26A-26E的外形最好呈凹陷状、沟状或槽状。凸起元件26A和26E最好比元件26B-26D长，前者作为保护和加强的凸起元件，并且最好位于所述较短的断裂凸起元件的两侧。保护元件26A和26E的长度相对于内部凸起元件26B-26D取决于元件26A和26E之间内部凸起元件的尺寸、间隔和形状。这样，非断裂的保护凸起元件与断裂的凸起元件的长度比率是可以变化的。但是，通常比率在5至20之间，更好是在5至10之间。保护元件也可以设置在较短的断裂元件之间，从而加强对应力集中元件25的支撑作用或提供其它的特性。
如图1所示，断裂线14最好是利用在所说的应力集中元件上横穿应力集中的凸起元件经过刻痕加工形成。最好，断裂线24仅横穿内侧断裂凸起元件26B和26D。很明显，本发明的断裂线24不仅限于直线形断裂结构，它可以包括各种断裂结构和削弱区域。同样，断裂线24可以只通过其中一部分而不是全部断裂元件，从而形成间断的断裂线。更进一步讲，根据所用材料和包装物品等因素，断裂线24能够以与图1A-1D所示的不同方向横穿应力集中的凸起结构26中的凸起元件。应当注意较长的保护凸起元件26A和26E最好不被断裂线24穿过。这样，在运输和贮存过程中，它可以防止意外地将内侧断裂凸起元件26B-26D沿断裂线折断。进一步讲，未刻痕的保护凸起元件对于控制容器开口方式的作用力有明显作用。
图1B、1C和1D依次显示了应力集中元件26的不同外形。图1B中在硬薄板12上的断裂线24横穿整个应力集中结构26。断裂线24不仅通过较短的断裂凸起元件26B、26C和26D，也通过较长的凸起元件26A和26E。此时元件26A和26E也作为折裂元件。图1C所示断裂线24通过应力集中结构26，并且延伸至硬薄板12的两侧。图1D显示了一个应力集中结构26，其具有等长的内部和外部凸起元件。另外，在应力集中的元件25中，应力集中结构26的凸起元件的外形和取向很容易得到本领域专业人员的理解。同样，凸起元件26A-26E最好是细长的、薄壁的、条状的和槽状的外形。
在图4A中，显示了应力集中元件25沿断裂线的剖面图。作为优选实施例，应力集中的凸起元件26A-26E具有圆形底部41，以利于更好的防止尖角形的顶部或顶点40意外断裂。而有，其它实施例具有圆形底部41和顶部40A，如图4B所示。呈尖角的底部41A和顶部，如图4C所示。呈尖角底部和圆形顶部(未图示)，以及其它组合形式。
应力集中结构26也可以由大致平的硬薄板12形成凹陷状，如图4D所示。下面详细描述分装包的优选实施例。由于不希望应力集中元件26受向下的压力作用，设置了凹陷的应力集中结构26，其不仅能够增加应力集中元件25的刚度，还可以阻止使用了所述元件25的容器在包装、贮存或运输时出现意外的开口。如图4D所示，应力集中元件26具有尺寸B，最好为0.03英寸。凸起元件26A-26E的间隔尺寸为D，最好为0.08英寸。深度尺寸为C，最好为0.08英寸(从大致平的硬薄板12的平面算起)。沿硬薄板12的外平面以及内侧的应力集中结构26，硬薄板12的厚度最好是0.006英寸。但是厚度也可以在0.004～0.012英寸的范围之内。最好，凹陷区内的凸起元件26A-26E只有圆形底部41和尖角的顶点40。如图4E所示，保护凸起元件26A和26E可以设计成比应力集中结构26深，以利于产生更强的支撑力，并且对于意外的或者甚至在需要打开开口时，具有更大的阻力。比如，装有潜在危险性的可流动物的容器，必须在施加足够大的压力条件下才可能被开启，而不能发生在较小的作用力情况下。同样，保护凸起元件可以设置于断裂元件之间，以便提供附加的支撑。
对于本领域的专业人员来说，可以容易地理解所说的应力集中结构26的凸起元件的尺寸和形状，尖形或圆形在结构中是可以变化的。因此，可以进行上述结构特征的组合。
现在，参照图5的一组视图，它显示了使用本发明的应力集中元件25的分装包，并且用代号10表示。
如图5A-5C所示的分装包10包括一个大致平的较硬薄板12，如上所述，它可以具有一个粘附于薄板12的内表面16上的封闭层/阻隔层14，因此薄板12和封闭层/阻隔层14相互粘结成一体。柔性自支撑的薄板18与薄板12，或者由薄板12和14形成成的粘合板沿周边粘接成一体，形成至少一个囊或腔体22。它与所述薄板12的内表面16相邻，用于包装流动物品。
更好的是作为优选实施例，一个适当的封闭层/不透气的阻隔层14最好与平薄板12的内表面16粘合为一体，并且朝向柔性薄板18，柔性薄板18最好由传统方法制成，例如真空成型、压力成形、机械成形，或者由这些方法组合成形。这样制成的薄板18形成盒状时，同样适合与薄板12和14粘接。
大致平的较硬薄板12、封闭层/阻隔层与柔性侧边18的粘接可以采用包装领域技术人员所熟知的传统方式进行如焊接、热封、或粘合剂粘接，具体粘接方式要根据用用材料的具体特性和包装流动物来选择。
最好，作为一个优选实施列，大致平的较硬薄板12是由高密度聚乙烯构成(HDEP)。但是，当其与阻隔层14相结合时，可以由聚苯乙烯、聚酯、乙烯-乙烯醇(EVOH)，或它们的共聚物构成。阻隔层14由适合于封闭/不透气的阻隔材料构成，其包括萨冉树脂(Saran)和金属箔的叠层，或者金属箔与乙烯的叠层，或者单一的金属箔。上述材料的选择取决于被包装物的属性。一种具有良好刚性、高阻隔性的结构材料可以作为阻隔薄板14。它包括萨冉树脂的叠层材料，其两侧都有聚乙烯层(Dow化学公司名称为SARANEX的产品)，它们依次与聚苯乙烯或聚酯层构成叠层材料，形成大致平的较硬的薄板12。大致平的较硬的薄板12的厚度随以下因素变化，如使用材料的性质、包装的流动物品和预定的使用方式。通常优选的范围是4～12密耳(0.004～0.012英寸)，最好的范围是4～6密耳。同样，大致平的较硬薄板12也可是相对柔软、有弹性，并且由肋状物加强的材料。
在本领域的普通技术人员可以理解，在材料12、14和18之间形成的粘结可以利用上述常规方法获得。同样还取决于被包装的可流动物的属性。这些材料和其他等效的材料，以及粘接系统在前述′640，′574，′982专利文献中已有技术。这些已经公开的文件在本文中作为参考。
从上面的描述可以看到，图5A-5C的结构形成了一个在柔性侧边18、与较硬薄板12、14之间封闭的囊或腔体22。流动物品可以放在容器中，并可以从中排出。更特别地是，封闭的囊或腔体22包括一对横向隔开的小袋20、21，如图5A、5B所示，它们通过一个浅沟或槽29相连接。在前述Redmond的′715专利中对此有更充分详细的描述。
已有的包装系统，例如′640，′574，′715和′982专利文献中所述，其包括对称或不对称的应力集中元件。所述应力集中元件设置在较硬薄板12和阻隔板14形成的平板表面。如前所述，凸起元件的高度越高，包装件在运输和装卸过程中被损坏的可能性越大。决定应力集中凸起元件高度的关键因素之一是大致平的较硬薄板12的弹性，以及包括封闭层/阻隔层14构成的板的弹性。减小凸起元件的高度后，将在每个凸起元件的沟槽产生较小的排出内装物的开口30。并且，使断裂线损坏的可能性减小，正如图7所示。这样，外部凸起元件的最小高度受塑料的种类、厚度和物理特性的限制。
正如′574专利中所描述，通过地加外部凸起元件的数量可以获得更大的排出内装物的开口和更大的内装物流量。进一步讲，将应力集中凸起元件的长度延长到基本上与整个包装件等长也可以增加其硬度。因此，可以减少所需的顶板厚度，降低成本。因此，这种加强的，和深度较浅的，位于包装件外部的凸起元件可以是单独的或相互邻接的直线形“V”形断面的沟槽或肋。然而，这些前述系统的外部凸起元件存在着一些问题和缺陷，特别是存在着不适宜的断裂。
根据本发明，如上所述，分装包10最好具有向内凹的应力集中结构26，以及一个或多个凹陷或槽从较硬薄板12的外表面向内延伸。而不是前述专利中的向外延伸。应力集中凸起元件的这种反向设置克服了许多已知专利中的困难和不足。首先，大致平的较硬薄板12的外表面保持平面状态，不存在从密封盒22向外凸起的部分。这将大大有利于包装和减少运输或贮存过程中产生意外断裂的危险。第二，在带有应力集中结构26的大致平的较硬薄板12上进行印刷便于使用者阅读。不象以前在向外凸起元件上印刷那样。第三，由于“撕裂点”具有抵抗产生意外开口的能力，包装件的强度比以前向外凸起的包装件有很大的提高。最好，这种外形允许使用较薄和/或较软的材料。从而低成本的材料不仅可以用于大致平的较硬薄板12，也可以用于阻隔层14，并能达到前述包装重要的刚度要求。低成本和弹性材料的应用使得本发明的包装在经济和环境两个方面都适合于所有各种可以排出内装物的包装件。
由以上所述和以前的Redmond专利中的详细描述可以看出，相对于断裂线24使包装件10弯折成“V”形时，断裂线24起引导作用，控制较硬的平薄板12断裂。当薄板12弯成“V”形时，应力集中的形成或施加的应力与已有专利中向外凸起的应力集中元件的受力情况有所不同，例如Redmond的′574专利中所述情形。
不象以前Redmond专利所公开的内容，本实施例的回转点31不是位于薄板12上或其中，而是位于薄板下方的应力集中元件的底部41上，如图6A、6B中代号31所示。因此，回转点31在圆形底部41的底32和较硬薄板12的平面之间形成了一个支点。底32变为“撕裂点”。当施加由A和A′标示的作用力时，如图6C和图7B-7E所示，支点31移动到较硬薄板12的外有面上。由弯曲包装件10产生的折裂力A、A′也同样引起撕裂点32与支点31同向移动。撕裂点与变化支点的重合结果将是，当包装件弯折成“V”形时，在撕裂点的撕裂力迫使撕裂点移动到较硬薄板12的平面上。这将引起在撕裂应力集中元件的两侧形成一个方形形状。
尽管本发明的应力集中装置使用了单一的或成双的槽状断裂元件。当断裂文件增加到3、4、5个或更多时，本发明将进一步显示出其所具有的独特特性。在应力集中结构26中使用更多的断裂元件并结合使用未刻痕的保护只起元件26A和26E，如图1A所示。当包装件10弯折成“V”形时，结构26向外鼓起，如图7B和7D所示。形成一个涨开的排泄口30，如图7E所示，其形状大致为卵形、橄榄球形或椭圆形。开口30比以前Red-mond的应力集中元件所形成的要大。
另一个比以前的Redmond的专利更好的优点是，本发明的应力集中装置在最初断裂时没有喷射现象。另外，在本发明的应力集中元件中通过撕裂形成开口，因而没有猛烈的动作。因此不会出现喷射现象。在这里不需要Redmond的′715专利所公开的防喷结构。由于防喷装置有阻塞流动通路的性质，因此取消至少在应力集中元件下方的这一结构，可以使包装件10随意排出块状物品，如蓝乳酪、调味色拉油、芥末调味品、块状花生酱、沙司、以及其他块状可流动物品。
为了降低成本，获得更好的包装件和应力集中的结构和设计方案，可以将应力集中元件26的长度延长至大约与包装件相等的长度。使薄板的硬度加强。尽管单一的凸起元件在凸起一侧有加强刚性的作用，但是排出内装物的速率受到很大限制。较大的凸起元件尽管可以增加排出内装物的速率，但是需要增加薄板的厚度。从而提高了成本。增加应力集中元件上的凸起物数量，或者应力集中元件上凸起元件的数量，如图7所示，特别是当这些元件彼此相邻时，可以增加排出内装物的速率，例如，沿断裂线设置6个1/8英寸宽的相邻的凸起物，开口30的宽度为3/4英寸。进一步的研究表明，折状开口30或非折状的更大些的开口都可以允许大到1/2英寸直径的块状物通过。如图7F所示，将褶展平形成涨开的开口30。
由上述图7E和7F所示，可以清楚地知道，在涨开的开口处形成的确定开口可以产生很直的物流。此时需要在二分之一刚性侧板10A和10B处挤压柔性侧板18，排出装在囊20、21中的内装物。
本发明的另一实施例，由柔软薄板18形成两个或多个分隔封闭的十分靠近的盒或腔体。因此形成双联的可以排出内装物的包装件。这种双联的盒可以盛放二种或多种性质不同的单独物品。它们在使用前彼此分隔开，并且在容器开口开启后，它们立即混合在一起。最好，具有多个腔体的分装包具有横穿每一腔体的分开的断裂线。本发明的另一实施例提供了一个不同尺寸的腔体，它可以分开贮存不等量的不同物品。它也可以准确地、而且同时排出内装物。
显然，上述任何一种本发明范围内的较硬平薄板12的结构，甚至包括那些不带封闭层/阻隔层14的薄板都是很有优势的。如前所述，与断裂线的使用相关联，这种结构能够以很直的物流从无滴漏的包装件中排出低粘度的流动物质。如水、奶油、酒等。这些流动物不需要特殊的封闭层/阻隔层14。而且这种没有封闭层/阻隔层14的硬薄板12也适于本发明具有其它优点的分配器。
以上显示了用于包装少量流动物品，与包装件10相结合的应力集中结构26。通过弯折包装件，沿断裂线14折裂，从而开启该包装容器。然而应力集中结构26也可以利用内部压力开启，如紧握容器或包装件。在本发明的另一实施例中，应力集中结构26可以设置在用于任何目的的包装流动物品的容器上，例如盛放果汁、奶、牙膏、机油、及其他流动物的容器。最好当挤压容器时，应力集中结构26被打开。当消除应力后，包装件又可以自动恢复原状。因此，重新封闭容器内的流动物，尽管此时不必重新密封开口。
在这个优选的实施例中，应力集中元件25最好具有与前述实施例同样的结构。一个大致平的较硬薄板12、一个应力集中元件26，它包括一系列相对的、靠近的、隔开的、大致成槽形的应力集中凸起元件26A-26E，以及一条断裂线24。所有这些都已在前面进行过描述。应力集中元件25最好位于容器顶面或侧面。如图8A-8B所示，利用热密封、粘接或本领域的专业人员已知的技术进行安装。
如图8A所示，应力集中元件25位于容器70侧面，用于盛放牛奶或果汁。开启应力集中元件25和应力集中结构26，最好挤压容器70，在应力集中结构26上产生内压力，引起结构26沿断裂线24断裂，正如上述实施例那样。然后，从容器中取出内装物。另外操作者可以不用产生内压力的方法将应力集中结构26沿断裂线24折裂。而使用弯折应力集中结构26的方法使其折裂，如前面的分装包实施例中所描述的那样。
图8B显示了一个圆柱形容器71，在它顶部有一个具有应力集中结构26的应力集中元件25。在施加压力以前，容器处于密封状态，挤压容器71的侧面，使应力集中结构26折裂。因此使用者可以取出容器中的内装物。最好遮盖应力集中元件25，以避免应力集中结构26过早断裂。最好，在装卸和贮存过程中，由支撑杆80遮盖应力集中结构26。支撑杆80加强了应力集中结构26。并且有助于防止容器在使用前由于受到偶然压力而产生意外开启。特别是在需要时，通过剥落，能够容易地拆除支撑杆80。图9A显示了支撑杆80的实施例。它包括可剥落的盖81。将盖81安装在容器70的表面70A上。并且最好遮盖应力集中元件25。支撑元件82固定在盖81上，其沿铅垂方向延伸，并且接触应力集中元件25中的应力集中结构26，如图9B所示。
最好，支撑元件82对应力集中元件26施加作用力，该作用力与开启结构26所需要的力方向相反，即支撑元件82对应力集中元件的结构26施加的作用力抵消容器的内压力，防止容器的内压力引起结构6的凸起元件断裂。盖81和支撑件82一起脱落后，使得防止应力集中结构26断裂开启的抵消力消除。移开盖81，使用者可以挤压容器，并且取出容器中的内装物。图9B显示了一个位于容器表面70A上的脱落盖81。也显示了支撑件82，应力集中元件25和应力集中结构26。另外，罩于应力集中结构26上的保护盖也可以只包括盖81，而没有支撑元件82，或者采用本领域专业人员已知的其他形式的保护盖。
当使用容器70时，支撑杆80可以确保容器封闭，例如，包装牛奶。将支撑杆80移开，使用者可以取用内装物。由于应力集中元件25开启后不再密封，可以在封闭盖上使用粘合剂遮盖所述应力集中元件25。从而提供卫生的封闭件，包装象牛奶这类易腐败产品。
图8C-8G表示将应力集中元件25用于其他包装件。在图8C～8G中描绘的可以排出内装物的包装件中具有应力集中元件25，它位于可以排出内装物的容器72的表面83上。包装容器由折叠密封柔软薄板材料18构成，其形状正如8C-8G所示。并且，沿边缘90密封容器。挤压可以分配内装物的包装件72，如图8C所示，折裂应力集中结构26，排出容器中的内装物。进一步进行挤压，可以从包装件72中排出剩余的内装物。
本发明的另一实施例是新改进的枕状容器或包装件，例如包装番茄酱、芥末等物。如图10A所示，将应力集中元件安装在袋状容器73中。这种袋状容器73最好由覆盖0.001英寸厚的聚酯(50规格)的沙轮与0.000285英寸厚的铝箔、0.0025英寸厚的低密度线性聚乙烯的内层构成的叠层材料制成。低密度线性聚乙烯内层的位置示于图10的剖视部分。在容器73上和表面73A具有槽或开口84，该开口穿过上述叠层材料。
由于包装袋73的内层覆盖有低密度线性聚乙烯，应力集中元件25最好由大约0.001英寸厚的低密度线性聚乙烯覆盖。可以在两个表面之间沿应力集中元件25的外边缘部分89进行弯折。最好应力集中元件25设置在包装袋上时，使断裂线24位于槽形开口84的下方，并且相互对齐。
应力集中元件25最好被设置在包装袋73的内表面73B。并且位于槽状开口84的下方，完全遮挡槽状开口84。从而防止包装袋内的产品接触槽状开口84。当包装袋内装有流动物时，在容器被密封，并且将要使用的情况下，如图10A所示的实施例中，将这种可以排出内装物的包装件简单地弯折成“V”形，断裂线正好位于“V”形的顶部。将应力集中元件25内的应力集中结构26折裂，使内装物88从包装袋73中流出，如图10B所示。最好，断裂线位于包装袋壁的槽形开口处。当挤压容器时，为内装物提供畅通的通道，将内装物从包装袋中挤出。本领域的专业人员可以很容易地想到本发明的应力集中元件25和包装袋73上的开口84的其它外形、取向和位置，或者其他使用了本发明的应力集中元件的容器类型。
本发明的另一实施例是应力集中元件25用于包装黄油等物品的拱形包装件，如图11A和11B所示。应力集中元件被设置在容器74的大致平的表面85上。在半刚性的塑料罩86中盛放少量黄油、人造黄油或其他类似物。图11A和11B也显示了一个剥离片87。使用者利用它可以用常规方式打开包装件。然后，利用应力集中元件25，提供了另一种取出内装物，如黄油的方法。沿断裂线24弯折所说的应力集中元件25，挤压塑料罩86，使用者可以沿断裂线24折断应力集中元件的凸起结构26，如前所述，由此可以取出内装物。
本发明另一实施例是将盛放牛奶的容器69的一部分角部修平，使其形成平面91，如图12所示。容器69最好由吹塑成型的塑料制成。将应力集中元件25设置在表面91上，最初施加压力折断凸起结构26，使开口打开。与前面所述实施例相同，挤压上述容器69，开启凸起结构26，当消除压力时，凸起结构26恢复原状。最好，开始由剥离密封片盖住应力集中元件25，当使用者需要取用物品时，将密封片剥离。如前所述，使用者在使用包装件之前挤压和折断凸起结构26。
本系统的专业人员可以理解，本发明的范围不限于所描述的这些物殊实施例。在不脱离本发明的原理和不丧失本发明优点的情况下，本发明的各种变化形式都记载在权利要求书所述范围内。
权利要求
1.一种用于盛放流动物的包装件或包装容器的开口元件，通过应力集中形成涨开的开口，其包括由较薄的柔性材料制成大致平的较硬薄板元件；位于所说薄板元件上的应力集中的开口装置，它包括多少一个细长的、薄壁的凸起元件，该凸起元件从所说的薄板表面凸出，并且呈槽形轮廓；所述薄板元件环绕于所述应力集中的开口装置的周边；具有预定长度的断裂线横穿所过应力集中的槽形凸起元件，当折断所述断裂线时，所述槽形应力集中的开口装置形成相当柔软的涨开的开口。
2.根据权利要求1所述的应力集中的开口元件，其特征在于还包括密封连接所述大致平的较硬薄板元件上的第二表面周边位置的第二元件，该第二元件包括至少一个用于盛放流动物品的盒，其中所述第二元件包括位于较硬薄板元件上，并且包括至少一个所说细长的、薄壁的、槽形凸起元件的容器，以致所述大致平的较硬薄板元件向外拱起，以断裂线为轴弯折包装件，将所述大致平的较硬薄板弯成“V”形，以致使包装容器也弯成“V”形时，所述断裂线将沿所说的至少一个槽形应力集中凸起元件上的轨道折裂，形成一个较软的、涨开的开口，使所述可流动物以直线形物流从包装容器中排出。
3.根据权利要求1所述的应力集中的凸起开口元件，其特征在于所说的大致平的较硬薄板材料包括金属箔阻隔材料。
4.根据权利要求1所述的应力集中的凸起开口元件，其特征在于所述大致平的较硬的薄板材料包括塑性材料的阻隔层。
5.根据权利要求1所述的应力集中的凸起开口元件，其特征在于所述大致平的薄板材料包括金属箔和塑性材料的阻隔层。
6.根据权利要求1所述的应力集中的凸起开口元件，其特征在于还进一步包括，多个沿断裂线间隔开的所述槽形凸起元件，将所述较硬薄板弯折成“V”形时，沿断裂线形成多个开口。
7.根据权利要求6所述的应力集中的凸起开口元件，其特征在于所述多个凸起装置十分靠近地彼此分开，以致于可以撕开每个开口之间的断裂线，产生所述多个开口，以致形成至少一个较软的、涨开的、沿断裂线设置的、宽度增大的开口。
8.根据权利要求6所述的应力集中的凸起开口元件，其特征在于所述多个凸起装置包括不折裂的防止断裂的凸起元件和断裂凸起元件。
9.根据权利要求8所述的应力集中的凸起开口元件，其特征在于所述不折裂的，防止断裂的凸起元件比断裂凸起元件长。
10.根据权利要求8所述的应力集中的凸起开口元件，其特征在于断裂线贯穿所述断裂元件。
11.根据权利要求8所述的应力集中的凸起元件，其特征在于断裂线贯穿所述全部凸起元件。
12.根据权利要求8所述的应力集中的凸起元件，其特征在于所述应力集中的凸起开口元件包括多个折裂凸起元件，并且断裂线仅贯穿一部分凸起元件，而不是全部断裂凸起元件。
13.根据权利要求1所述的应力集中的凸起开口元件，其特征在于所述槽形凸起元件沿断裂线的横断面上具有尖角形顶部和圆形底部。
14.根据权利要求1所述的应力集中的凸起开口元件，其特征在于所述槽形凸起元件沿断裂线的横断面具有圆形顶部和圆形底部。
15.根据权利要求1所述的应力集中的凸起开口元件，其特征在于所述槽形凸起元件沿断裂线的横断面具有尖角形顶部和尖角形底部。
16.根据权利要求2所述的应力集中的凸起开口元件，其特征在于所述柔性薄片元件形成至少两个相互靠近，并且分隔开的包装盒，其靠近所说的大致平的较硬薄板元件的第二表面，包括至少两个所说的槽形凸起元件，每个包装盒上各有一个所述槽形凸起元件，在槽形凸起元件上至少设有一部分断裂线，凸起元件朝包装盒的的方向从大致平的较硬薄板平面伸出。
17.根据权利要求1所述应力集中的凸起开口元件，其特征在于所述应力集中的开口元件包括多个槽形凸起元件，所述应力集中的开口装置从大致平的较硬薄板元件的平面向内凹陷。
18.根据权利要求1所述的应力集中的凸起开口元件，其特征在于所述包装件受内压力的作用。
19.根据权利要求1所述的应力集中的凸起开口元件，其特征在于所述应力集中的凸起开口元件包括多个断裂凸起元件，其中所述断裂凸起元件彼此相邻，当施加压力时，所述断裂元件折裂，并且形成一个较软的、涨开的开口，并且当进一步加压时，所述较软的、涨开的开口扩大。
20.一种用于包装流动物质的容器，其包括由较薄的、较柔软的材料组成的大致平的薄板元件构成所述容器的整体表面;在所述薄板材料上具有应力集中的开口装置，其包括从所述薄板材料上向外凸的、细长的、薄壁的凸起元件，通常该元件呈槽状;所述薄板元件围绕应力集中的开口装置的周边部分，具有预定长度的断裂线横穿槽形应力集中的凸起元件;当对容器施加压力时，槽形应力集中的开口装置沿断裂线折裂，形成开口，所述流动物从容器开口中流出。
21.根据权利要求20所述包装流动物质的容器，其特征在于消除施加在容器上的压力时，槽形应力集中装置恢复原状，所述开口变小。
22.根据权利要求20所述的包装流动物质的容器，其特征在于槽形应力集中的装置被一个保护盖覆盖，所述的保护盖内侧与槽形应力集中的装置相接触。
23.根据权利要求22所述的包装流动物质的容器，其特征在于进一步包括一个支撑元件，它牢牢固定在保护盖的内侧，当保护盖盖在槽形应力集中装置上时，支撑元件就紧靠槽形应力集中的装置，所述支撑元件提供一个抵消折裂应力集中元件的力，该折裂力由挤压容器时产生。
24.根据权利要求22所述的包装流动物的容器，其特征在于可以除去所述保护盖。
25.根据权利要求24所述的包装流动物的容器，其特征在于通过剥离除去所述保护盖。
26.一种包含权利要求1所述应力集中的凸起开口元件的容器，用这种容器包装可流动物，其特征在于所述容器具有槽状开口;其中所述应力集中的开口元件设置在容器内，并且位于大致平的薄板元件的内表面，而且处于槽形开口的下方;所述应力集中的开口元件遮挡槽状开口，槽状开口不直接与容器内的可流动物质接触;当向容器施加压力时，沿断裂线折裂槽形应力集中装置，使所述包装容器内的流动性物质流出应力集中的开口装置和薄板元件上的槽形开口。
27.根据权利要求26所述的包装流动物的容器，其特征在于所述容器是柔性包装袋。
全文摘要
一种用于包装流动性物质的容器或包装件的应力集中的开口结构，可以用一只手控制包装件内可流动物的排出。应力集中元件包括大致平的较硬薄板，一个或多个细长的、薄壁的、通常呈槽形的凸起元件，以及横穿一个或多个凸起元件的断裂区。一个密封的包装流动物品的包装袋可以具有一个应力集中元件。沿断裂线折裂应力集中的凸起元件，形成容器开口，对容器或包装件继续施加压力，可以使开口增大。在本发明的其它实施例中，带有可断裂的应力集中元件的容器或包装作适于包装不同的液体。在另一个实施例中，带有槽形开口的包装容器内部具有一个应力集中元件。当折裂应力集中元件时，可流动的物品通过应力集中元件和槽形开口流出。
文档编号B65D75/36GK1079705SQ9310405
公开日1993年12月22日 申请日期1993年3月9日 优先权日1992年3月10日
发明者圣弗德·雷德蒙 申请人:圣弗德·雷德蒙