自成形容器的制造方法_5

文档序号:9568084阅读:来源:国知局
落。
[0100] 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W是一个多层结构或层合结构。该结构可W是一个单层 或多个层,运些层可W是聚合物的、金属的、片材、膜或锥或其组合。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忍层的一 个金属锥层,W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。该金属锥层 可W是侣。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。运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。适用于运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 二醋、聚締控例如聚乙締、聚醋、尼龙、苯乙締聚合物、环状聚締控、金属锥、金属化膜、氧气 或湿气阻挡聚合物如乙締乙締醇共聚物、聚丙締腊、W及偏二氯乙締共聚物如赛绝。例如, 一个聚乙締层可夹在一个聚对苯二甲酸乙二醋层与一个锥层之间。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,运样使得一个氧气和/或湿气和/或紫外线阻 挡层如金属锥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締、 离聚物、聚丙締腊、聚醋、Barex滚、或Suriyn數。该层合物可包括多于W上描述的那些的层, 如用W将该密封层粘合至该锥层的在该密封层与该锥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W是提供结构完整性、W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。 阳101] 在一个设想的制造方法中,Ξ卷小袋膜幅材被放置在机器上并且集合在一起W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Ξ可热收缩的连接片膜準放在该第一小袋膜与该第二小袋膜之间并且密封至 其。将运些密封膜从Ξ个幅材切断,W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Ξ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W未自成形的、非 膨胀状态或W自成形的、膨胀容器构型来分配或再销售。
[0102] 除非另外指出,否则W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W下描述的测试过程或类似于W下方法的测试的值,或通过它们测量的特性,除非另 外指出。
[0103] 密度:ASTMD-792
[0104] 平均隔距:ASTMD-2103 阳105] 拉伸强度:ASTMD-882,方法A[0106] 伸长百分比:ASTMD-882,方法A 阳 107]烙体指数:ASTMD-1238,条件E(19(rC) 阳108] 烙点:ASTMD-3418,DSC,在5°C/min的加热速率下
[0109]维卡软化点:ASTMD-1525-82
[0110] 氧气传输速率(O2GTR):ASTMD-3985-81 阳11U水蒸气传输速率(WVTR):ASTMF1249-90
[0112] 在此指出的所有ASTM测试方法通过引用结合到本披露中。
[0113] 收缩值:收缩值定义为通过测量在90°C(或如果不同,则为指示溫度)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。运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°C(或如果不同,则为指示溫度)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W10,W 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°C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。
[0114] 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。
[0115] 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,并且溫度倾斜上升。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溫度/时间并且将时间数据转换成 溫度。使用W下的运行条件的6个重复: Γ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°C下加载有最小力的样品 溫度控制器被设置成400°C,W便使溫度迅速倾斜上升。 测试时间/速度被设置成5分钟,Omm/min。 英斯特朗软件记录相对于时间的力。 手动记录的力、时间W及处于5°C增量的溫度 测试开始并且口一关闭溫度就倾斜上升。 数据收集速度为每个数据点100ms。 膜样品的收缩力W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。将运些样本夹持在短的端部,运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。运 个力等于收缩力且与其相反。
[0116] 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烙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 狭缝模烙融挤出到一个冷却漉上,在该冷却漉上产生具有低于该聚合物的烙点的溫度的一 个冷却片材,随后优选通过再加热至该聚合物的取向(拉延)溫度范围,同时在机器方向上 拉伸(例如,通过使用已知工艺,如从w高于在拉伸之前的早期膜运输速率的速率行进的 漉上取下),并且冷却W便锁定在拉伸取向上来进行定向。运个在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 溫下通过热激活释放,该高溫对于聚締控膜通常是约80-90°C。
[0117] 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,W便形成一个次级泡,再加热至该膜的取向(拉延)溫度范围。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W不同速度行进的一对漉, 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。
[0118] 本发明的膜可W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,运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。
[0119] 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。运些阻 挡层可具有任何期望的厚度,但通常厚度在约0.Imil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。
[0120] 在本发明的阻挡层实施例中,该封闭多层膜的外热塑层在忍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Ξ层实施例中,运个外层直接附着至该 忍层。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W被称为保护层并且提供耐磨性。 阳121] W下是为说明本发明而给出的实例和比较例。在所有的W下实例中,除非另外指 明,否则通常利用W上描述的狭缝流延设备和方法来生产运些可热收缩的膜。在W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漉接触而被冷却。运个冷却片材随后通过与借助油(也可使用热水W 及电感应加热)在内部加热的另外的漉筒接触而被重新加热至拉延溫度(也被称为取向溫 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 冷却漉接触来完成冷却W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。 [01。]连俩I1
[0123]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W商品名Topas8007F-400从托帕高级聚合物股份有限公司商购获 得的环締控共聚物的膜混合有30重量%的可W商品名AttaneNG4701G从陶氏化学公司 商购获得的常规辛締辛締-1共聚物(下文C0C:EA0共混物)。将运种共混物在挤压机中烙 融塑化,并且通过一个狭缝流延模头在180-250°C的溫度下挤出到一个冷却漉上(溫度~ 55°C),并且随后通过类似于W上所述的工艺的一种狭缝流延MD拉伸取向工艺,在-85°C的 拉伸取向溫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 方向漉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°C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,运两个不收缩片各自具有PET/tie/Al锥/ 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醋对苯二 甲酸盐膜被粘合层压至一个侣锥层,该侣锥层W粘接方式连结至一个聚締控密封层。据信 运些片在90°C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。 [0124]一个小袋容器由两个片形成,运两个片中的每一个为约160毫米(mm)宽W及 130mm高,由W上所述的多层结构制成,并且如W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Ξ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,W便形成具有一个带单个角撑板的底部的一个Ξ侧小袋容 器。可热收缩连接壁被定位,运样使得其单轴、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。
[01巧]本发明的运个Ξ侧小袋容器可W是压平的,运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°C)使类似于W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。运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,在环境溫度下,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。
[012d连俩I2 阳127]与实例1一样制造本发明的另一个容器,除了具有W下改变。使用利用无定向的 阳T的一个不同的多层片材料替代该对不收缩侧壁片。运些片是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2V4英寸的一个折叠部。在热激活之后,该底部连 接壁收缩,然而,由于相对于热激活溫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。
[012引连俩I3
[0129]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、W及具有一个IV2英寸折叠部的一个带单个角撑板的连接片。运些侧壁片 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-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。 阳130]连俩I4 阳131]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C0C:EA0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締-下二締-苯乙締共聚物共混的98重量%的可W商品名称 "K-树脂K贴2"从化evron化mips商购获得的苯乙締-下二締-苯乙締共聚物(下文为 SBS共混物),并且挤出溫度为180-200°C,冷却漉泽火溫度为30°C。测量了由运种共混物 制成的膜的运些特性。在90°C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)。
[0132] 将运个可热收缩的SB
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