使用热熔接缝生产织物袋或容器的方法
【专利说明】使用热膝接缝生产织物袋或容器的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求W下专利申请的优先权:于2013年6月5日提交的第61/831,476号美国 临时专利申请;于2013年10月14日提交的第61/890,664号美国临时专利申请;于2013年11 月27日提交的第61/909，737号美国临时专利申请；W及于2014年5月16日提交的第61/994， 642号美国临时专利申请，运些专利申请中的每个都通过引用并入本文，特此声明。
[0003]于2014年6月5日提交的第14/297,331号美国临时专利申请通过引用并入本文。
[0004]关于联邦政府赞助的研究或开发的声明
[0005]无
[0006]对"微缩平片附录"的参考
[0007]无 发明领域
[0008]本发明设及散装袋行业W及用于在不使用缝幼机和缝合接缝情况下生产散装袋 的技术。本发明还设及在没有线污染W及与包装、织物或容器的内部极小的人类接触W有 助于消除对细菌污染的考虑的情况下生产柔性织物包装、袋或容器。本发明还设及生产几 乎气密的、不包含针脚或缝幼孔的柔性织物包装、袋或容器。
【背景技术】
[0009]考虑到织物的强度、成本和柔性，编织聚丙締织物一直是某些行业中选择的织物。 尽管编织聚丙締织物和一些类似的织物强度很高，但是它们在化学上惰性很高。聚丙締织 物通过加热和拉伸过程高度定向W实现最大强度，同时保持织物所需的柔性，从而适应市 场需求。由于上述特性，很难找到在不损坏织物本身而显著降低了织物的强度和有用性的 情况下连接两个聚丙締织物的方法。
[0010]散装袋行业到现在已存在了40多年。最初的散装袋通过将编织织物和编织带的各 种配置组合缝幼在一起进行组合，从而得到所需的强度。
[0011]现今，当制造散装袋时，缝幼几乎依然是用于连接构造材料的专用方法。确定使用 哪种织物W及确定使用哪种缝幼模式和哪种线来组合运些部分W生成最经济的散装袋式 容器是公知的，并且已进行了详细研究。
[0012]然而，因为缝幼行为通过针刺痕减小织物强度，所W基本方法不能生产最经济的 容器。在运些高强度的编织聚丙締织物中的平均缝幼接缝生成通常为未缝幼织物的约63% 的强度。
[0013]因此，为了使接缝强度足够大，必须将织物本身构造得更厚、强度更大，从而弥补 接缝中的强度损失。
[0014]为了出于W下各种原因而找到缝幼聚丙締织物的、合意的替代选择，一直在进行 各种努力。
[0015]1、缝幼行为生成了必须从每个缝幼线的端部切割的线端部。运些端部经常松脱， 并且会变成袋内有害的污染物。
[0016] 2、因为通过针穿过该结实的聚丙締织物生成高热，所W线经常断。运使得生产暂 时停止，同时机器进行再穿线。
[0017] 3、缝幼机可WW每分钟数千针的速度运行。许多机械零部件在运样的高速中会出 现零部件破损和针断裂的高发生率，运会导致机器停止生产，同时需要维修机器。
[0018] 4、因为第2点和第3点，散装袋的生产需要例如较高劳动量来操作运些机器并处理 上述问题。全球的散装袋生产大部分不在美国进行，而是在具有丰富低工资劳动资源的国 家生产。
[0019]另外，因为针刺痕破坏了区域中的织物并且减小了织物的总强度，所W均匀的缝 幼接缝还减小了聚丙締或其它类似织物的强度。每英寸或厘米接缝中的针脚数量、用于形 成阵脚的针尺寸和线的粗细都会对所产生的接缝的总体强度起作用。通常，运些接缝产生 强度为未缝合织物的大约63%到70%的接合部。由于织物的薄弱，可使用理论上比所设计 的散装袋要承载的最大重量所需的强度高30%的织物。出于所有运些原因，本行业多年来 一直期待并寻找缝幼的替代方案。
[0020] 因而，很多年来，本行业一直在寻找对作为散装袋构造方法的缝幼的替代方案。已 经尝试了各种胶和各种焊接方法。已证明万能胶由于W下原因而不成功：
[0021] 1、剥离强度较差，
[0022] 2、缺乏永久结合，（万能胶保持活性，因此可W剥离并一次又一次地再附着）
[0023] 3、结合易受溫度改变影响（胶通常在非常低溫度下融化，且在较低溫度下变得没 有活性）
[0024] 4、仅通过非大范围类型的涂覆才能获得抗剪切强度。
[0025] 由于W下原因溶剂胶也失败了：
[0026] a.接合部脆弱且非柔性；
[0027]b.通常包括食品包装中不允许的有害元素；W及 [002引C.通过分子重组减小了织物强度。
[0029]已经尝试并且很大程度上排除了热焊接，因为在现有技术的热焊接中，必须达到 聚丙締织物的烙点W将它们结合在一起。然而，聚丙締织物是高度定向的，并且将聚丙締织 物加热到运样的溫度水平会导致大约50%的拉伸强度损失。
[0030] 已经尝试了激光焊接，并且显示出一些边际成功，但是由于生产率低和资金成本 非常高，所W该方法在经济上并不可行。
[0031]基本问题一直是散装袋必须安全承载非常大的重量，例如在一些情况下，达到 3300磅（1497千克)或4400磅（1996千克）。许多现有努力显示可W实现接合，但是现有技术 中没有技术显示本身能够W在所生产的容器中所需的5比1提升安全来承载极大的重量。
[0032] 因此，在生产了 40年后，缝幼仍然是生产散装袋的基本方法。在很大程度上仍通过 将编织聚丙締织物缝幼在一起W形成袋和袋的提升部件的初始方法来制造散装袋。如上所 述，由于聚丙締的强度、柔性和成本的结合，聚丙締一直是首选的织物。
[0033] 热密封技术在诸如使用聚乙締或PVC织物的工业塑料织物行业中是众所周知的。 现有技术方法一直比较简单。将织物加热到比聚乙締的烙化溫度高的溫度，然后W足够大 的力将织物部分挤压在一起，从而将所有烙化的叠层涂层从织物之间挤出并允许织物直接 接合在一起。热封设备的有用之处在于能够比缝幼机更易进行自动化。热封设备具有少得 多的移动部分，并且由于可靠的重复性而能够进行电子监管。
[0034]在现有技术中，将聚乙締织物加热至高于其烙点的溫度，然后W足够大的压力(例 如，20磅每平方英寸（137千帕））将其挤压在一起，从而确保织物W预定时间量接触并接合 而制成接合部。该接合部的强度通常为材料的原始强度的大约80%到85%。因为运些材料 与聚丙締相比不是那么的高度定向，所W该高热方法产生了可W接受的接合部。在现有技 术中，通常可W跨越整个接合区域施加大约20磅每平方英寸（137千帕）的压力W将叠层挤 出。W显著高于聚乙締织物的烙点的溫度施加热量，W使得叠层会液化，并且编织部的表面 也会烙化。然后，将液化的叠层从织物之间挤出，并利用织物本身的烙化表面来制成接合 部。一些聚乙締织物的示例烙点可W为235华氏度或265华氏度（112.8摄氏度或129.4摄氏 度）。现有技术中制造高密度聚乙締织物或低密度聚乙締织物，并且不同的聚乙締织物可具 有不同的烙点，其中，低密度聚乙締的烙点通常比高密度聚乙締的烙点低。在现有技术中， 应用例如425华氏度到500华氏度（218.3摄氏度到260摄氏度）的溫度来烙化层压薄膜和聚 乙締织物。另外，聚乙締的拉伸强度比尺寸相似的聚丙締约小30%，并且具有非常大的伸展 量。因此，当用于制造承载巨大的散装袋重物(例如重达4400磅（1996千克））的袋时，聚乙締 并不是很有用的替代织物。
[0035]然而，聚丙締是高度定向的，W使得使用要求超过织物烙点的溫度的当前热封程 序或标准热封程序会导致织物本身的强度极大退化。关于开发本发明而进行的测试表明： 当通过标准热封方法接合聚丙締织物时，平均拉伸强度损失为大约50%，其中，织物被加热 到超过织物烙点的溫度。运随后导致接合强度显著低于当前可通过缝幼聚丙締织物实现的 接合强度。运样，可优选使用更厚强度更大的织物，W使得生产的产品的最终强度会安全提 起该产品所必须的要求重量。另外，运种W标准热封方法通过热封聚丙締织物生产的接合 部在接合区域显示一种度量的结晶，该结晶也减小了织物在接合区域中的柔性。
[0036]本行业存在运样的需求，即生产包括具有比通过热封聚乙締织物的现有技术方法 实现的接缝或接合部强度更大的热封接缝或接合部的聚乙締织物的产品。
[0037]考虑到针频繁折断和缝幼需要操作人员更换针W及修补未适当施加的针脚，本行 业存在运样的需求，即通过密封而不是通过将部分或织物件缝合在一起生产包括聚丙締的 产品，包括织物散装袋。
[0038]本行业还存在运样的需求，即，通过密封而不是通过将部分缝合在一起生产包括 聚丙締或聚乙締织物的产品，例如织物散装袋。使用缝幼机生产散装袋设及例如大量劳动， 并且一直可能会有线污染，并且总是要考虑通过缝幼接缝撒漏粉末。
[0039]虽然缝幼机可W进行自动化，但缝幼机一直不能W自动化的方式运行。线会随着 热量积聚而断开，并且需要操作人员用新的线重新为机器上线。运些机器W高速操作且经 常跳线。运就要求操作人员观察该质量问题并及时修补。
[0040] W下现有技术通过参考并入本文。
[0041]
【发明内容】
[0043]本发明的装置和方法W简便直接的方式解决了本领域中面临的问题。本发明提供 了在不使用缝幼机和缝幼线的情况下连接编织聚丙締织物或类似织物的替代方法。本发明 还提供了用于在不使用缝幼机和缝幼线的情况下连接聚乙締织物的方法。本发明在散装袋 生产中有用，并且还适用于在希望不使用缝幼机情况下连接聚丙締织物、聚乙締织物或类 似的织物的任意产品。本发明还设及W最少的劳动力生产设及连接聚丙締织物或类似织物 的产品（包括散装袋）的能力，从而允许在全世界需要运些产品的所有区域中生产运些产 品，而不是仅在全世界的那些具有大量廉价劳动力的区域大量生产。
[0044]因而，本发明的目标是提供用于在生产散装袋和其它柔性织物产品或容器过程中 缝幼聚丙締或其它类似织物的替代方案。本发明旨在提供在不使用缝幼机和缝幼线的情况 下连接编织聚丙締织物或类似织物的替代方法。该发明在散装袋生产中有用，该发明还适 用于在希望不使用缝幼机情况下连接聚丙締织物或类似织物的任意产品。例如，本发明还 可对较小的袋(用于容纳25磅至Ijioo磅（11千克到45千克））有用。
[0045]本发明的另一目标是设计可为构造柔性织物容器中的自动化而利用简单机器人 的密封系统。
[0046]本发明的另一目标是通过热封而非缝幼制成的柔性织物袋或产品具有如下诸多 优势:低工资内容;减少或消除的缝幼线污染、允许撒漏出产品或撒漏入水汽和污染物的新 针孔;通过计算机化生产控制的更一致的品质，而不是通过具有由手工生产方法产生的所 附的所有一致性问题的手工制造。
[0047]本发明的另一目标是通过热封制造的柔性织物产品会对那些任何线污染都会危 害其产品质量的公司具有更大的市场吸引力。运种公司在食品或电子或医学或药品行业。 因为不存在缝幼，所W运些袋不会有对事物造成危害的线。
[0048]本发明的另一目标是提供对那些关注通过由缝幼过程留下的针孔撒漏其产品的 公司具有巨大吸引力的柔性织物产品。运种公司可包括炭黑公司，运种公司的产品即使很 微小的量也会造成极大混乱。其它公司可包括运样的公司，该公司的产品会进入敏感的终 端用户环境，在运样的环境中，它们少量的产品便会污染该区域。
[0049] 本发明的另一目标是提供不需要聚乙締衬层的柔性织物产品。运对使用聚乙締衬 层来防止撒漏和污染的公司很有用。例，如衬层使得更难W用散装袋工作，并且显著增加了 整个产品的成本。
[0050]本发明的另一目标是提供允许各公司追求对编织织物产品生产的完全自动化的 方法。
[0051]本发明的另一目标是W对原始织物最小的损害提供热封接合部，W通过促进自动 化生产减少劳动成本W及促进减小织物重量和厚度同时通过更高的接缝效率来提供相似 总强度，从而允许更低的成本。
[0052]本发明的另一目标是在无需缝合的接缝或者缝幼机的情况下使用可自动化的热 封设备生产聚丙締产品。在无需缝合的接缝或缝幼机的情况下，使用热封方法生产包括与 聚丙締类似的织物的产品也是本发明的目标。
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