自成形容器的制造方法
【专利说明】自成形容器 背景 1.技术领域
[0001] 本申请总体上设及包装，并且更具体地，设及柔性合成聚合物包装。 2.背景信息
[0002] 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，W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W便提供对有害材料或能量的阻挡。
[0003] 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（Micro化aping,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W-个模式安排在其之间，W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 (杜登赫费尔值udenhoffer)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，W便提供耐刺穿性和耐磨损性。
[0004] 此外，一个包装件使用收缩力的差异，W便当包装易于变形的食物如肋骨时提供 耐卷曲性。运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。 阳0化]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。
[0006] 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，运些侧壁具有一对端片， 其中运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 ;W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。
[0007] 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) ;W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。
[0008] 运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
[0009] 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) -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，W及化）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
[0010] 图1是根据本发明的一个自成形容器的透视图。 W11] 图2是图1的该自成形容器的顶视图。
[0012] 图3是描绘图1的该自成形容器的底部的透视图。
[0013] 图4是根据本发明的一个自成形容器的底视图。
[0014] 图5是根据本发明的一个自成形容器的前视图。
[0015] 图6是沿图5的线6-6截取的轻微膨胀的剖视图。
[0016] 图7是图5的该容器的侧视图。 阳017] 图8是图5的该容器的顶视图。 阳0化]图9是图5的该容器的底视图。
[0019] 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。
[0020] 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。
[0021] 图12是图10的该容器的侧视图。
[0022] 图13是图10的该容器的底视图。
[0023] 图14是图10的该容器的顶视图。
[0024] 图15是在热成形之后的图10的该容器的透视图。
[0025] 图16是图15的本发明容器的顶视图。
[0026] 图17是图15的本发明容器的底视图。
[0027] 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W便示出层细节。
[0028] 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。
[0029] 图20是图19的示意性侧视图。
[0030] 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。
[0031] 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。
[0032] 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。
[0033] 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。
[0034] 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。
[0035] 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。
[0036] 图27是图26的该力条的示意性端视图。
[0037] 图28是图26的该力条的示意性顶视图。
[0038] 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。
[0039] 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
[0040] 存在许多现有技术包装件设计，运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、膜或锥，并且运些层可被 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溫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。运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、W及用于饮料、糖果W及制备的食物混合物的直立小袋等。
[0041] 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溫下被热激活，W便使得该整个包装收缩其尺寸，典 型地W适形和/或压缩该包装件的内容物，W便提供整洁的外观、防拆封性或拆封显示、保 持产品完整性W防进水（water purge)、脂肪出来等。运些可热收缩膜通常用于包装肉（例 如，牛肉、羊肉、W及猪肉），用于从屠宰场装运至超市屠宰部Π，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，W及用于包装大量的纸、书、DVD、盒子、W及不规则形 状的制品、多个包衷等。
[0042] 在本发明中，新颖使用运两个想法构成，运通过W下实现：W-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，W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溫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，运限制了其实用性。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W及刚性塑料 罐等。运些容器在填充有内容物之前体积庞大，难W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，W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。运些和其他优点，W及期 望的特性及其组合将从W下描述显而易见。 阳0创如在此所使用的，术语"半刚性的"意指根据ASTM0747、0790、0638、或0882(45了1 0883)，在23°(：和50%的相对湿度下，材料处于晓曲或拉伸时具有在701?3与7001?3之间 的弹性模量。
[0044]根据ASTMD747、D790、D638、或D882(ASTMD883)，在 23°C和 50% 的相对湿度 下，刚性塑料处于晓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lOOOMPa、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，运些塑料片材具有大于1. 4GPa的模 量且具有在lOmil至20mil之间的片材厚度，并且具有运种厚度（10-20mil)和弹性模量 (〉1. 4GPa)组合的塑料片材在此被定义为"tensiff"。
[0045]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，运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。运两种特性安排在本发明中，W便使得一个容器在高溫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。
[0046] 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，运个侧壁在90°C下具有小于10%的 收缩；W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°C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。
[0047] 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W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W 便形成一个回路或环的多个侧壁区段；或（iv) -个封闭的壁；并且该侧壁可W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W是可渗透的或不可渗透的。
[0048] 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 溫度"T"(例如，在80-150°C之间，并且优选90°C)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°C之间的一个特定溫度下（如 在某些实施例中在90°C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。 W例优选地，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。
[0050] 针对W上段落中的参数所选择的溫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，聚締控如处于其各种形式的聚乙締和作为均聚物和共 聚物的聚丙締在一个溫度范围内烙融（并且还具有软化点和玻璃化转变溫度）。运些溫 度范围可在聚合物之间W及聚合物家族之间有所不同，例如，聚締控的烙点和/或烙点范 围可W不同于其他聚合物，如尼龙或聚醋。根据本发明的容器可由要求蒸馈溫度和压力 的材料制成，或由更适合于其中较低溫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，在适当的相应溫度或溫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°C、 120°C、或130°C的溫度将是有用的。 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，一个溫度将被选择，该溫 度接近该收缩赋予材料或其共