制袋方法

专利名称：制袋方法
技术领域：
本发明涉及制造具有水反应性(水溶性)和水渗透性的包装袋的一种连续生产方法，包括使用一个连续运动的、处于水平位置且带有模腔的无端边工作面，在该工作面上，包装袋在水平部位上以连续的方式成型、充装并优选地封口。
背景技术：
当今的清洁剂组合物以多种产品形式出现，诸如颗粒、液体以及单次用量的形式，包括使用具有水溶性或水渗透性的包装袋。
制造内装有如清洁剂等产品的水溶性包装袋最为常用的方法是所谓垂直充装法。在此方法中，用折叠薄膜的方式成型一串垂直悬挂着的开口包装袋，然后将包装袋移送到充装机下，对其进行部分充装，可允许开口包装袋的顶部留有一顶隙，然后将其密封合拢以对包装袋封口。随后将这种典型的枕状包装袋从串列上切离，形成单个的包装袋。
第二种为人所知的制造包装袋的方法是使用一种具有系列模腔的模具，在这些模腔中用薄膜成型开口包装袋，并随后将其充装并密封。采用该方法，包装袋薄膜材料的利用率更高，而且包装袋形状和所用组分的类型具有更强的可适应性，然而，此方法在工业上并不十分适用，因为其并不能以简易有效的方式(每单位时间内)生产大量包装袋。
所提出的第三种方法是在圆形滚筒表面上的模腔中成型包装袋。在此方法中，将薄膜环形覆盖在滚筒上并形成包装袋，再从充装机下通过以对开口包装袋进行充装。充装和密封需在滚筒圆周轮廓的最高点(顶点)进行，例如，典型地充装在回转滚筒即将开始向下圆周运动时进行，而密封则在滚筒刚开始其向下圆周运动时进行。
与垂直充装机相关的问题是这种方法效率并不是很高，该方法是间歇性的并且速度很慢，例如，由于从一个步骤转入下一步骤时要改变操作速度，而且每一个包装袋的成型步骤典型地只能在一维方向上形成一串包装袋，因而每分钟只有数量有限的包装袋得以成型。加之每份产品都要使用大量的薄膜，因为该方法不允许包装袋完全充满且不允许对薄膜进行拉伸，所形成的包装袋形状也不易改变。
第二种方法采用带有模腔的模具，与之相关的问题包括，该方法也是间歇性的(或称是一种换档的方法)，此方法速度较慢并包含加速和减速过程，从而降低了总体速度且会导致产品从开口包装袋中溢出。此外，该方法(每单位时间内)的产量也不是很高。
圆形滚筒法克服了第一种垂直充装法(并且在一定程度上甚至包括第二种方法“模制法”)的一些缺点，因为其不要求速度变化(没有加速/减速过程)，并可更易于在两维方向上提供包装袋，而且包装袋的形状也可在某种程度上加以改变。然而，由于圆周运动使从包装袋的溢出相当显著，这导致产品溢出至密封区域，从而导致出现密封问题(密封泄漏)。该方法也不允许把包装袋完全充满，因为随后的溢出甚至更成问题。此外，在用于液态产品时，该方法有着甚至更严重的问题，由于圆周运动而很可能导致液态产品大量溢出。加之充装和密封必须在滚筒圆周运动的最高点附近进行，这极大地降低了包装袋成型过程的总体速度和产量。
因此，需要可替代的途径和更为有效的途径以生产单次用量的产品。
现在，本发明的发明者们找到了一种工业制造具有水反应性或水溶性包装袋的改进方法。他们找到了克服在间歇生产法中所出现问题的途径，他们也找到了克服使用滚筒或垂直充装工艺的方法中所出现问题的途径。
本发明所提供的是一种水平连续制造方法，利用带有模腔(在两维方向上)的一个无端边工作面，其处于水平位置的部位朝一个方向连续运动，该部分用于成型包装袋，亦即，在该处，将薄膜连续地进给至该工作面上，随后该薄膜被牵拉进入位于工作面水平部位的模腔内，以连续地形成位于水平部位的开口包装袋网状板。然后，在水平位置且连续运动状态下，该包装袋网状板可充装产品(如清洁剂产品，包括液态产品)，并也可随后优选地仍在水平的位置且连续运动的状态下封口。在此，包装袋基本上可完全充满，因为没有速度变化且只有很少溢出或根本没有溢出。此外，该方法允许在所用薄膜尺寸、包装袋大小、包装袋形状、产品形态、每一步骤所需时间(例如，改变水平工作面的长度或改变恒速运动的速度)等方面具有很强的可适应性，而不会影响包装袋生产的总产量。另外，该方法用于每个包装袋的薄膜材料是最少的，如果在包装袋成形步骤或封口步骤中薄膜受到拉伸则尤其如此。
发明概述本发明涉及制造具有水反应性的包装袋并内装产品的一种连续生产方法，该方法包括的步骤有a)将第一水溶性薄膜连续进给到一个连续回转运动的无端边工作面的一水平部位上，该工作面上包含多个模腔。或进给到其一非水平部位上，再将薄膜连续移送至所述水平部位；b)利用在连续运动工作面的水平部位上及在工作面上模腔中的薄膜，形成开口包装袋网状板，该网状板连续运动且处于水平位置；c)用产品充装开口包装袋网状板，该网状板连续运动且处于水平位置，以获得处于水平位置的、开口且充满的包装袋网状板；d)优选连续地，将开口包装袋网状板封口，以获得封口的包装袋。优选地将封口材料进给至处于水平位置的、开口且充满的包装袋网状板上，以获得封口的包装袋；和e)可任选地密封已封口的包装袋。
优选地，本连续方法可使从a)到c)的所有步骤和优选地步骤d)在无端边工作面的水平部位上进行，因而所述工作面和包装袋网状板(若适用于该步骤)以恒定的速度水平运动。甚至步骤e)也可在该无端边工作面的水平部位上进行。
薄膜优选地由施加到模腔(内或上)的真空吸力所牵拉而进入模腔，真空吸力典型地穿过模腔底部施加到薄膜上。
产品可以是液体或固体，产品优选地是一种织物清洁剂或表面清洁剂产品和/或织物或表面护理产品。
本发明也涉及制造内装织物或表面清洁剂产品和/或织物或表面护理剂产品的包装袋的一种连续生产方法，其优选地为水渗透性包装袋，采用方法同上所述。但步骤a)除外，在该步骤中将第一非水溶性薄膜，优选地水渗透性薄膜连续进给到一个连续回转运动的无端边工作面的一水平部位上，该工作面包括了多个模腔。
典型地，该方法比已知的方法在每分钟内可提供数量大得多的包装袋，这取决于工作面的运动速度，而此速度又与如每个袋中配装的产品量、用薄膜成型袋子时的难易程度有关。本方法典型地每分钟可生产500到8,000个或甚至1,000到6,000个或甚至2,000到5,000个包装袋。
发明详述本方法包括把水溶性薄膜(或水渗透性薄膜，在本发明的另一个实施方案中)连续进给至一个无端边的工作面，优选地至一个无端边工作面的一水平部位，或在其他情况下，也可进给至该工作面的非水平部位，然后向水平部位连续移动并最终到达水平部位。然而，优选的是将薄膜直接进给至水平部位。
典型地，该工作面的水平部位将在水平位置连续运动，直至其围绕一个与运动方向垂直的轴转动时为止，典型地转动角度为约180度，然后朝相反的方向运动，此时也可以是一种水平运动，最终，该工作面将再次转动以返回至起始的水平位置并继续运动(从该时或该处起，步骤a)又重新开始)。
本发明中所用词组“无端边工作面”是指该工作面至少在一个方向上，优选地仅在一个方向上没有端边。例如，该工作面优选地是包含模腔的回转压盘传送带的一部分，以下更为详细描述。
该工作面的水平部位可具有任意宽度，该宽度典型地取决于模腔沿宽度方向的行数、模腔的尺寸及模腔之间所需空间的大小。无端边工作面的水平部位可具有任意长度，该长度典型地取决于需在工作面该部分(在工作面连续水平运动过程中)进行的步骤数、每一步骤所需时间及完成这些步骤所需的工作面最佳运动速度。当然，在整个过程中使用较低或较高的连续运动速度，工作面的长度就可以适当短些或长些。例如，假如从a)到e)的所有步骤都在水平部位完成，与假如只有步骤a)到c)在水平部位完成的情况相比，水平部位就需要长些或速度需要慢些。
优选的工作面宽度可达1.5米，或甚至可达1.0米或优选地在30厘米与60厘米之间。
优选的无端边工作面的水平部位为从2米至20米，或甚至为4米至12米，或甚至从6米至10米或甚至9米。
工作面在整个过程中典型地以恒定速度运动，其可以为任意恒定速度。优选的速度可以在1至80米/分之间，或甚至10至60米/分，或甚至从2至50米/分，或甚至30至40米/分。
优选地，步骤a)、b)、c)、d)和优选地还有步骤e)均在工作面的水平部位进行，同时该工作面作连续运动。然而，步骤d)和/或步骤e)也可能采用间歇操作步骤方式进行，例如将包装袋网状板从工作面上移出而在别处对包装袋进行封口和/或密封。不过优选地，步骤d)和步骤e)也在水平部位进行，即在步骤a)、b)和c)的生产过程中所得部位进行，优选地在步骤a)、b)和c)的工作面同一水平部位进行。
这样，本方法优选地在一个无端边工作面上进行，该工作面保持一段时间的水平运动，以使包装袋网状板成型、包装袋充装和优选地封口和优选地甚至密封和优选地甚至切割使包装袋彼此分离(如下所述，可选择为两个或多个包装袋仍彼此相连或将包装袋网状板切分成单个的包装袋)等步骤得以完成。然后，优选地在封口步骤之后和优选地在密封步骤之后或甚至在切分步骤之后，将无端边的包装袋网状板或包装袋从工作面上移出，该工作面将绕一个与运动方向垂直的轴转动，典型地转动角度为约180度，随后再朝相反的方向运动，典型地也为水平方向，此后再次转动，步骤a)随之重新开始。
优选地，工作面是运动的回转带，例如传送带或压盘传送带的一部分和/或优选地可拆卸地与之相连接。然后优选地，该工作面可被移出并被另一个尺寸不同的工作面或包含不同形状或尺寸模腔的工作面所替代。这使设备易于清洗且可进而用于生产不同类型的包装袋。例如，其可以是一条带有一系列压盘的传送带，其数量和尺寸将取决于水平部位的长度和工作面的回转直径，例如可包含50至150个或甚至60至120个或甚至70至100个压盘，例如每个压盘长度(压盘和工作面的运动方向)为5至150厘米，优选地为10至100厘米或甚至为20至45厘米。
这些压盘随后组合成无端边工作面或其一部分，典型地这些压盘表面上包含模腔，例如每个压盘可以有数个模腔，例如在宽度方向上压盘数可多达20个，或甚至2至10个或甚至3至8个。再例如在长度方向即压盘的运动方向上压盘数可多达15个或甚至1至10个或甚至2至6个或甚至2至5个。
工作面，或典型地连接到工作面的传送带，可用任何已知的方法使之连续运动。优选地使用一种零延伸率的链传动系统来驱动工作面或与工作面相连接的传送带。
假如使用压盘传送带，其优选地包括a)一条主带(优选地由钢制成)和b)系列压盘，其包括1)一个带有模腔的表面，从而使压盘形成如上所述的带有模腔的无端边工作面；和2)真空通道连接部位；和3)优选地一块基板，其位于压盘和真空通道连接部位之间。然后优选地将压盘固定到主带上，并使压盘间的连接部分不漏气。压盘传送带作为一个整体随后可以优选地沿(在其上，在其下)一个固定的真空系统(真空室)运动。
应理解，所有压盘和主带都连续地运动，典型地以同样的恒定速度运动。
工作面或上述压盘均优选地由抗腐蚀的材料制成，该种材料经久耐用并易于清洗。优选地，工作面或压盘包括模腔区域可用铝制成，优选地混有镍，或可任选地仅外层包括镍和/或镍铝混合物。
优选地，至少工作面的模腔之间和/或模腔之内的顶层要采用可变形的弹性材料，优选地至少模腔之间的顶层要采用。所用材料的摩擦系数典型地为0.1或更高，优选地为0.3或更高。例如，模腔之间的顶层，或甚至模腔内的顶层材料可以为橡胶、有机硅材料或软木，优选地材料为橡胶或硅橡胶。优选地还包括材料不要太硬，例如类似于肖氏硬度为10至90的硅橡胶。
模腔可以为任何形状、长度、宽度与深度，取决于包装袋的所需尺寸。假如需要的话，在每一个工作面上的模腔也可以彼此各取不同的尺寸和形状。例如，优选地最终包装袋的容积可以在5毫升与300毫升之间，或甚至是10毫升至150毫升，或甚至是20毫升至100毫升，或甚至可达80毫升，模腔尺寸则需据此调整。
薄膜典型地向工作面顶部或在工作面顶部上进给，且优选地是向其水平部位连续进给，此操作典型地在整个过程中以恒速进行。此操作可以使用任何已知的方法，优选地使用滚筒，薄膜从滚筒上退绕。薄膜可以任何方式从滚筒传送至工作面，例如用传送带导引，优选地用可变形的弹性带，如橡胶或有机硅材料，包括硅橡胶带。该材料典型地摩擦系数为0.1或更高，优选地为0.3或更高。
优选地向滚筒上重绕薄膜的速度至少可以是100米/分，或甚至为120至700米/分，或甚至为150至500米/分，或甚至为250至400米/分。
薄膜到达工作面后，即可以任何方式保持其位置，即将其固定或定位于工作面上。例如在工作面无模腔的边缘处可用夹具或卡具将薄膜加以固定；或在工作面无模腔的边缘处用滚轮压住；或在工作面没有模腔的边缘处用带压住。
可以用任何方法在模腔中成型开口包装袋，并如上所述，优选的方法包括(至少)使用真空或稀薄空气牵引薄膜进入模腔。其他优选的方法包括加热和/或润湿薄膜，从而使薄膜更具柔性或甚至伸展，使其贴合模腔的形状。优选地，可结合在薄膜上施加真空把薄膜牵引入模腔，或把所有这些方法联合应用。
优选地每个模腔都包含一个或多个小孔，这些小孔与一个真空系统相连，该系统可通过这些小孔对小孔上方的薄膜提供真空吸力，正如本发明所详述。优选地，真空系统是一个真空室，其包括至少两个不同的部件，如本发明所述，彼此分隔在不同的隔室中。
可以用任何方式施加热，例如直接作用，在将薄膜进给至工作面上之前或其刚位于工作面上后，使薄膜从加热元件的下方通过或从热空气中通过；或间接作用，例如加热工作面或用一个热的物体对薄膜加热，例如温度加热到50℃至120℃，或甚至60℃至90℃，优选地例如使用红外线。
可以用任何方式润湿薄膜，例如在将薄膜进给至工作面上之前或其刚位于工作面上时，可直接往薄膜上喷洒润湿剂(包括水、薄膜材料溶液或薄膜材料增塑剂)，或间接地采用润湿工作面或将一湿润物体作用到薄膜上的方法。
在开口包装袋网状板水平连续运动时对其充装，可以用任何已知的对(运动)物体充装的方法进行。精确的最为优选的方法取决于产品的形态和所需的充装速度。
例如，一种方法是灌注分装法，在该方法中，开口包装袋网状板以连续水平运动的方式从分装装置的下方通过，分装装置是固定的，并有一个装置可使其在每单位时间中精确地分装一定数量或体积的产品。此方法的问题或缺点可能是产品会溢出到开口包装袋之间的区域上，而该处典型地是用于密封的区域；这不仅会造成产品的浪费，而且使密封更为困难。
一般地，优选的方法包括连续运动中的在线充装，该方法使用一个位于开口包装袋上方的分装装置，其有一个无端边的、回转的并带有喷口的工作面，其典型地作连续回转运动，使喷口在与包装袋相同的运动方向上以同速移动，因而在分装步骤过程中，每个开口包装袋都处于同一喷口或喷口组下方。在充装步骤之后，喷口回转并返回到起始位置，以开始另一个分装/充装步骤。
每个喷口或连在一起的数个喷口优选地与一个装置相连，该装置可在每个喷口的一个回转周期中(如充装一个包装袋)精确地控制恰好按设定的数量或体积分装产品。
优选地充装/分装系统每分钟可完成10个到100个循环(充装步骤)，或甚至每分钟30到80个，或甚至每分钟40到70个。当然，这可以根据开口包装袋的尺寸、工作面的速度等进行调整。
一种高度优选的充装开口包装袋的方法是往复移动充装法。这种方法优选地使用一个移动充装站，它可以返回(改变运动方向)且速度可调。充装站典型地拥有一系列喷口，在产品需要分装至开口包装袋期间，这些喷口每个都以与(待充装的)开口包装袋相同的速度同向运动。随后，典型地，当包装袋充满后，充装完该包装袋的喷口或喷口组停止随同包装袋的运动，并朝相反的方向返回，然后再度停止，使其位于其他待充装包装袋的上方，再朝反向即与开口包装袋相同的方向并以与开口包装袋相同的速度开始运动。待其达到包装袋的速度时，继续保持此速度并开始对包装袋进行分装和充装，如同上一充装周期一样。返回的运动速度可以高于充装时的运动速度。
每个喷口或相连的数个喷口优选地与一个装置相连，该装置可以在每个喷口的一个回转周期中(如充装一个包装袋)精确地控制恰好按设定的数量或体积分装产品。
在本发明的方法中使用的充装装置或充装站优选地使用一种流量计和/或正向置换泵，以按正确的数量或体积对每个开口包装袋进行分装，尤其是正向置换泵被认为十分精确。在此过程中，将所需数量或体积的产品导入泵中，然后进给至喷口。例如，假如系统在每一个充装周期中需充装60个包装袋，典型地要提供60个喷口，与60个正向置换泵相连接(一台泵一个喷口，对应一个包装袋)，这些泵均连接到产品总贮箱。
可以根据被充装的产品对泵进行调整。例如，假如产品是一种粘稠的液体，泵就需要强有力些；假如进行快速充装，则要求工作面是运动的。
其他可应用的方法包括使用磁性流量计或质量流量计的流量计量法和压流充装/计量法(该方法保持压力恒定，控制充装时间并由此控制充装体积)。
也可优选使用一种充装系统，这种系统在充装前将一个带有开孔的第二工作面(其上每个开孔的表面面积与开口包装袋的表面面积相等)置于连续运动的开口包装袋网状板之上，并在包装袋网状板的运动方向上以包装袋网状板的速度连续运动。因而在充装步骤中，每个开孔保持位于一个开口包装袋上方，从而模腔之间的空间至少一部分被所述工作面覆盖。优选地，所述第二工作面是一个无端边的回转运动带。
随后通过该工作面或带上的开孔进行充装，这样产品仅进入开口包装袋而不会进入模腔之间被覆盖的区域。这是其优点，因为开口包装袋之间(模腔之间)的区域典型地在封口包装袋时用作密封区，保持其不受产品污染，保证密封更紧密或更方便。
随后将充满的开口包装袋封口，这可以用任何方法进行。优选地，封口也在连续的、恒速运动的状态下在水平部位上进行，且优选地在上述无端边工作面的水平部位上进行。
优选地封口通过连续进给第二种材料或薄膜，优选地为水溶性薄膜，并将其覆盖到开口包装袋网状板上，随后优选地将第一种薄膜和第二种薄膜典型地在模腔之间的区域亦即包装袋之间的区域进行密封。优选地将封口材料以与开口包装袋相同的速度及相同的运动方向进给到开口包装袋之上。
可选择地，封口材料可以是第二个已封口且充满的包装袋网状板，随后对该包装袋网状板也优选地进行上述操作，例如把已封口且已充满的包装袋网状板以连续方式置于开口包装袋上，优选地以恒定速度且以与开口包装袋相同方向运动，随后优选地将其密封到第一薄膜上。
密封可以任何方法进行。密封可以采用非连续方式，例如将包装袋网状板移送到另一密封区域和密封设备处。然而，密封优选地采用连续方式，并优选地以恒定速度进行，同时封口的包装袋网状板连续地以恒定速度运动。密封优选地也在水平位置进行，优选地也在工作面的所述水平部位进行。
优选的方法包括热封、溶剂粘接、溶液或湿密封。此处优选地仅对形成密封的区域用热或溶剂进行处理。热和溶剂可以任何方式优选地施加到封口材料上，优选地仅在形成密封的区域上施加。优选地在采用热密封时，使用一个带有空腔的滚筒，其空腔大小取包装袋未被模腔包容部分的尺寸，并具有包装袋模式。使包装袋网状板从滚筒下通过，从而(连续地)滚压包装袋网状板。在此，加热了的滚筒仅与密封区域，也就是包装袋之间围绕模腔边缘的区域接触。典型地，密封温度为50摄氏度至300摄氏度，或甚至为80摄氏度至最高200摄氏度，当然这取决于薄膜材料。一种可移动、可返回的密封装置也是有用的，其操作如同上述可返回、可移动的充装/分装装置。该密封装置与模腔之间区域及围绕模腔的边缘接触一定时间以形成密封，然后从密封区移出并向朝相反的方向返回，以开始另一个密封循环。
假如使用溶剂或湿密封或粘接，也优选施加热。优选的湿或溶剂密封/粘接法包括施加挑选的溶剂至模腔之间的区域或至封口材料上，例如将其喷洒或印于这些区域上，然后对该区域施加压力以形成密封。例如上述可使用密封滚筒和密封带(也可任选提供热)。
封口的和优选地密封的包装袋网状板随后可由切割装置切割，该装置将包装袋彼此切离成单个的包装袋，或两个或更多的包装袋相连的形式，这种形式有时也是需要的。切割可以用任何已知的方法，优选地切割也以连续方式，优选地以恒定速度和优选地在水平位置上进行。然而，切割步骤既无必要在水平位置，也无须连续进行。例如，封口(密封)的包装袋网状板可被移送到切割装置，即移送到切割装置运行的另一个工作面。虽然如此，为操作便利，优选地切割步骤可在与上述步骤a)至c)，和优选地上述d)和e)步骤相同的工作面上完成(在线切割)。
切割装置为例如一锋利物品或一热部件，在后一种情况下，切割装置“烧”透薄膜/密封区域。优选方法可以采用一个带有如刀片等锋利工具的滚筒，其上的空腔具有包装袋的尺寸和模式，当滚筒滚压包装袋时，锋利工具只与待切割区域接触。优选的方法也可以是，当包装袋网状板沿一个方向运动时(连续地和/或水平地，例如仍处于本发明的无端边工作面上)，可以用一个固定的装置与运动方向上包装袋间区域相接触，以连续方式在运动方向上切分包装袋。此后，包装袋网状板沿宽度方向袋间切分可以用间歇切割步骤进行，例如，将一种切割装置短时地置于切割区上，切分后再移开该装置，并对下一组包装袋重复此操作。
本发明所使用的包装袋可以为任何形式、形状，并可用任何适于在产品使用前保存产品的材料制造，例如在使充装的组合物与水接触前，不允许组合物从包装袋中泄漏。严格的实施将取决于，例如包装袋中组合物的类型和数量，包装袋对组合物保存、防护、运输或泄漏的特性需求，及包装袋隔层数(例如，假如用另一已封口的包装袋网状板对开口的包装袋网状板封口时，最终的包装袋就拥有两个隔层)。
包装袋应具有这样的尺寸，即其可以方便地包装本发明产品的单位分装量，也可以方便地包装适于所需操作的量。例如，当产品是清洁剂组合物时，袋中可包装适于一次清洗所需的量，或仅是一次用量的一部分，使顾客可灵活改变用量。例如当充装的产品是清洁剂组合物时，其用量将取决于被洗涤物的尺寸和/或污染程度。
在一种实施方案中，包装袋是水反应性的，这意味着为本发明应用包装袋与水接触时可自行溶解、降解或分散。优选地，包装袋整体上是水溶性的。
在另一种实施方案中，当产品是织物或表面清洁和/或护理产品时，包装袋也可以是水渗透性的，当与水接触时，允许袋内的产品透过包装袋溶出。
优选地，第一薄膜和优选地用于封口的材料由水分散性、水分解性或更优选地水溶性的材料制成。优选地，薄膜材料可延伸，这样可易于贴合本发明中所用模腔的形状。
尤其是在本发明的方法中，若开口包装袋被充装至其容积的95％或甚至100％或甚至过度充装时，假如薄膜和优选地用于封口的材料可延伸，则有助于使封口较为容易。此外，该材料优选地为弹性材料，以保证在拉伸后薄膜再度回缩，以使包装紧密并确保在包装袋封口后没有(附加的)顶隙形成。
优选可延伸材料具有的最大延伸率为至少150％，优选地为至少200％，更优选地为至少400％。延伸率是通过比较一片材料的原始长度和其在为至少1牛顿的力作用下，由于拉伸而即将断裂前的长度而测得的。优选地，当施加的力为至少2牛顿，或甚至为至少3牛顿时，材料具有上述的延伸率。优选地，该材料在受到上述低限水平的力时具有这样的延伸率，但所施加的力不高于20牛顿，或甚至12牛顿，或甚至8牛顿。
例如，一片薄膜的长度为10厘米、宽度为1厘米、厚度为40微米，在长度方向上以例如2.8牛顿的力拉伸，这样，力增加直至某一点时薄膜断裂，临断裂前的伸长程度可以通过连续测定长度获得，然后可算出延伸率。例如，原始长度为10厘米的一片薄膜，可被2.8牛顿的力拉伸至52厘米(临断裂前)，则其最大延伸率为520％(在施加的力为至少2牛顿，亦即2.8牛顿的情况下)。
拉伸一片薄膜(10厘米×1厘米×40微米)到伸长为200％时的力优选地为至少1牛顿，优选地为至少2牛顿，更优选地为至少2.5或甚至3牛顿，并优选地不超过20牛顿，优选地小于12牛顿，最优选地小于8牛顿。尤其是要保证成型后仍残留于薄膜中的弹性力足够大以紧固包装袋中的产品，但也不要过高，以便易于用薄膜模制和成型包装袋。
作为本发明中定义的明确形式，可延伸材料是当其并非以封口的包装袋形态出现时，测定其延伸率而加以定义的。
本发明中薄膜的弹性典型地定义为“回弹性”。其可以通过拉伸薄膜(例如伸长至如上所述的200％)并测定材料在撤除拉力后的长度来获得。例如，一片长度为10厘米、宽度为1厘米、厚度为40微米的薄膜，在长度方向上由(如上所述)2.8牛顿的力拉伸至20厘米(延伸200％)，然后撤去拉力，薄膜长度快速回缩至12厘米，即意味着回弹性为80％。
优选地，第一薄膜材料的弹性即其回弹性为至少20％至100％，更优选地为50％或为60％或更优选地为75％或甚至80％至100％。
优选地，整个包装袋上的延伸率可由于成型和封口方法而不均匀。例如，当薄膜置于带有模腔的工作面上，并用真空成型法形成开口包装袋网状板后，薄膜位于模腔底部的部分由于与封闭点距离最远，要比位于顶部的部分延伸得更多。薄膜的厚度变化范围典型地为10％至1,000％，优选地为20％至600％，或甚至40％至500％或甚至60％至400％。其可用任意方法测定，例如使用合适的千分尺。其可以用卡规测定，如购自英国Mitutoyo有限公司，编号为no.CD-6”CP的卡规。
本发明中优选的水分散性薄膜材料的水分散能力为至少50％，优选地为至少75％或甚至为至少95％，利用本发明后述方法使用最大孔径为50微米的玻璃过滤器测定。
更优选地，薄膜材料为水溶性的且溶解能力为至少50％，优选地为至少75％或甚至为至少95％，利用本发明后述的方法使用最大孔径为20微米的玻璃过滤器测定，即测定袋隔层和/或包装袋的材料水溶性或水分散性的重量分析法将5克±0.1克薄膜材料加至400毫升烧杯中，该烧杯已经称重，加入245毫升±1毫升蒸馏水。在设定为600rpm的磁性搅拌器上强力搅拌30分钟。然后将混合物通过一个折叠的定性用烧结玻璃过滤器过滤，该过滤器拥有的孔径如上所述(最大为20微米或50微米)。可用任何常规方法将所收集的滤液干燥除去其中水分，并测定残留聚合物的重量(即为溶解的或分散的份额)。然后即可计算得到溶解性或分散性的百分比。
优选的薄膜由聚合物材料制成。薄膜可用例如铸塑、吹塑、挤出或挤吹聚合物材料等本领域所知的方法获得。
优选的聚合物共聚物或其衍生物可选自聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚烷氧化物、(改性)纤维素、(改性)纤维素-乙醚或-酯-酰胺、聚羧酸及其盐包括聚丙烯酸酯、顺丁烯二酸/丙烯酸的共聚物、聚胺酸或缩氨酸、聚酰胺包括聚丙烯酰胺在内、多糖包括淀粉和明胶、自然的树胶比如黄原酸胶和角叉菜。优选地，聚合体从聚丙烯酸酯和丙烯酸共聚物中选择，包括聚甲基丙烯酸酯、甲基纤维素、钠羧甲基纤维素、糊精、麦芽糖糊精、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素；最优选地是，聚乙烯醇、聚乙烯醇共聚物和/或羟丙基甲基纤维素(HPMC)。
该聚合物重均分子量可为任意值，优选地为约1,000至1,000,000，或甚至从10,000至300,000，或甚至从15,000至200,000，或甚至从20,000至150,000。
也可使用聚合物的混合物，这尤其有利于控制包装袋的力学和/或溶解性能，这取决于随后的应用和需求。可优选地例如，一种用于薄膜材料的聚合物混合物，其中一种聚合物材料的水溶性比另一种聚合物材料高，和/或一种聚合物材料的力学强度高于另一种聚合物材料。可优选地使用一种聚合物混合物，其具有不同的重均分子量，例如，PVA(或其共聚物)和/或HPMC的混合物，其重均分子量为10,000～40,000，优选地为20,000左右，以及PVA(或其共聚物)和/或HPMC的混合物重均分子量约为100,000至300,000，优选地为150,000左右。
也可使用共混聚合物组合物，例如，包含遇水分解和水溶性聚合物如聚交酯和聚乙烯醇的共混聚合物，用混合聚交酯和聚乙烯醇的方法获得。假如材料要求具有水分散性或水溶性，其典型地包括重量为1～35％的聚丙交酯和重量约为65～99％的聚乙烯醇。
可优选一种用于包装袋隔层薄膜材料的聚合物，其中60～98％，优选地80％至90％的部分是水解性的，以改善材料的溶解性能。
最优选的为具有水溶性、延伸性和弹性的材料，包括PVA聚合物，例如购自Nordenia、Aquafilm、Kuraray和Chris-Craft公司的工业产品。
优选地，典型聚合物(如商业混合物)，例如PVA聚合物在薄膜材料中的用量按重量计为至少材料或薄膜的60％，优选地为至少60％或甚至为至少70％或甚至为至少80％或90％。按重量计上限用量可达100％，但典型地为99％或甚至98％。
本发明的薄膜材料在聚合物或共聚物材料之外，可包括其他添加组分。例如添加诸如丙三醇、乙二醇、二甘醇、丙二醇、山梨糖醇及其混合物等增塑剂、附加的水及崩解助剂是有益的。当被包装的产品是一种清洁剂组合物或织物护理组合物时，薄膜材料自身包含可释出并进入清洗用水的清洁剂或织物护理添加剂，例如有机聚合去污剂、分散剂、染料转移抑制剂等是有益的。
薄膜可进行涂覆，优选地仅进行单面涂覆，可使用任何涂覆方法和涂层材料，这取决于所要求的性能。例如，对薄膜进行涂覆对提高包装袋的贮藏稳定性和/或降低其对湿气的敏感性和/或用作改进的湿气阻挡层是有益的。
在包装袋隔层成型亦即拉伸薄膜之前，对材料或薄膜用可延缓薄膜溶解的涂层材料进行单面涂覆是一种非常有用的形式。随后，在拉伸薄膜时该涂层也受到拉伸而在涂层上产生裂纹，和/或使涂层材料和由此造成涂层在整个包装袋隔层的分布不均匀。在存在裂纹或不均匀分布而仍可保证使用中所需溶解性能的同时，仍保证在贮藏中抗潮湿稳定性。从而使以下情况成为可能，亦即，使包装的产品在用潮湿的手指提起袋子的边缘搬运时仍可耐用，而当被浸于水中时，由于薄膜在最薄处破断而仍然能快速释出产品。
任何涂层材料均可使用，尤其适用的是疏水涂层，或水溶性低于本发明此前所定义的低水溶性的聚合物。
包装袋中包装的产品优选地为液态或固态的清洁剂组合物或护理组合物，优选地是洗衣用或盘碟洗涤组合物、坚硬表面清洁剂和/或织物或表面护理组合物，诸如调理剂、漂洗添加剂、预处理剂和/或浸渍组合物。
织物护理组合物或洗衣漂洗添加剂优选地包括至少一种或多种软化剂，如季铵化合物和/或软化粘土，和优选地包括添加剂，诸如抗皱助剂、香料、螯合剂、织物完整性聚合物。
虽然包装的产品性能是易溶或易分散于水中的，但优选地包装袋自身和/或本发明所述产品中含有降解剂如泡腾源、遇水膨胀性聚合物或粘土，尤其是基于来源于酸或碳酸盐的泡腾源。适用的酸包括有机羧酸如富马酸、马来酸、苹果酸和柠檬酸。适用的碳酸盐源包括钠的碳酸盐、重碳酸盐和过碳酸盐。降解助剂或泡腾源或二者的优选用量以所包装组合物的重量计为0.05％至15％，或甚至0.2％至10％，或甚至0.3％至5％。
权利要求
1.制造具有水反应性的、用于内装产品的包装袋的连续生产方法，其包括以下步骤a)连续地进给第一水溶性薄膜至一个连续回转运动的无端边工作面的一水平部位，该工作面包括多个模腔；或进给至其非水平部位，并连续移送薄膜至所述水平部位；b)在连续运动工作面的水平部位以及在工作面的模腔内，用薄膜成型开口包装袋网状板，该网状板连续运动且处于水平位置；c)将产品充装入开口包装袋网状板，该网状板连续运动且处于水平位置，以得到处于水平位置且充满的开口包装袋网状板；d)优选连续地对开口包装袋网状板进行封口，以得到封口的包装袋；优选地将封口材料进给至处于水平位置且充满的开口包装袋网状板，以获得封口的包装袋；和e)可任选地密封已封口的包装袋。
2.制造内装织物或表面清洁产品和/或织物或表面护理产品的包装袋，优选地为水渗透性包装袋的连续生产方法，该方法包括的步骤有a)连续地进给第一水溶性薄膜至一个连续回转运动的无端边工作面的一水平部位，该工作面包括多个模腔；或进给至其非水平部位，并连续移送薄膜至所述水平部位；b)在连续运动工作面的水平部位以及在工作面上的模腔内，用薄膜成型开口包装袋网状板，该网状板连续运动且处于水平位置；c)将产品充装入开口包装袋网状板，该网状板连续运动且处于水平位置，以得到处于水平位置且充满的开口包装袋网状板；d)优选连续地对开口包装袋网状板进行封口，以获得封口包装袋；优选地将封口材料进给至处于水平位置且充满的开口包装袋网状板，以得到封口包装袋；和e)可任选地密封已封口的包装袋。
3.如权利要求1或2所述的连续方法，其中步骤d)和优选地步骤e)也以连续的方式进行，此时包装袋网状板处于水平位置且作连续运动，优选地其在步骤d)和可任选地在步骤e)中，包装袋网状板位于无端边工作面的所述水平部位上。
4.如前述任一项权利要求所述的连续方法，其中步骤a)、b)、c)、d)和优选地e)在无端边工作面的所述水平部位上进行，该工作面以恒定速度运动。
5.如前述任一项权利要求所述的连续方法，其中工作面是回转压盘传送带的一部分。
6.如前述任一项权利要求所述的连续方法，其中薄膜受施加到薄膜上和/或模腔上的真空、热或溶剂作用或其联合作用而被牵拉进入模腔，优选地至少在模腔上施加真空作用。
7.如前述任一项权利要求所述的连续方法，其中由一个移动充装站对开口包装袋充装产品，该移动充装站是可返回的且速度可调。
8.如前述任一项权利要求所述的连续方法，其在充装前将一个带有开孔的第二工作面(其上每个开孔的表面积与开口包装袋的表面积相等)置于连续运动的开口包装袋网状板之上，并沿包装袋网状板运动方向与开口包装袋网状板同速连续运动，从而在充装步骤中，每个开孔都保持其位于一个开口包装袋上方的位置，因而至少部分模腔之间的空间被所述工作面覆盖，优选地，所述第二工作面是一无端边的回转运动带。
9.如前述任一项权利要求所述的连续方法，其中封口步骤用第二薄膜进行，其优选地为水溶性薄膜；或用第二块封口的且充满的包装袋网状板进行，优选地为水反应性包装袋网状板。
10.如前述任一项权利要求所述的连续方法，其中该产品是一种固态或液态的织物清洁或表面清洁产品和/或织物或表面护理产品，优选地为洗衣用清洁剂或盘碟洗涤剂。
全文摘要
本发明涉及一种在水平方向上制造水反应性包装袋的连续生产方法，其包含以下步骤a)连续地进给第一水溶性薄膜至一个连续回转运动的无端边工作面的一水平部位，该工作面包括多个模腔；b)在连续运动工作面的水平部位且在工作面上的模腔内用薄膜成型开口包装袋网状板，该网状板连续运动且处于水平位置；c)将产品充装入连续运动且处于水平位置的开口包装袋网状板；d)对开口的包装袋网状板进行封口；e)优选地密封已封口的包装袋；其中步骤d)和优选地步骤e)也以连续的方式进行，优选地在包装袋网状板处于水平位置且连续运动时进行。充装入包装袋中的产品优选地为清洁剂组合物或织物护理组合物，尤其是洗衣用或盘碟洗涤组合物。
文档编号C11D17/00GK1489539SQ02804410
公开日2004年4月14日 申请日期2002年1月31日 优先权日2001年1月31日
发明者L·J·维尔特罗, L J 维尔特罗, R·B·穆萨, 穆萨, T·B·W·克雷泽, W 克雷泽, L A 卡特林, T·M·L·A·卡特林, G·M·格雷塞尔, 格雷塞尔, C·诺布尔, 级, R·凯歇尔 申请人:宝洁公司