专利名称：具有角片的塑料袋的制作方法
本申请为申请日为2000年2月15的美国专利申请第09/504,427号的部分继续申请，该申请在此作为参考被引证。
本发明涉及塑料袋，更具体地说涉及具有角片的袋(gussettedbags)，特别是通常被称为购物袋(T-shirt bags)的袋子。
购物袋的提手由装有角片的侧部区域形成。此时，当袋盛有物品且从提手处被提起时，相对较大的力以相反的方向施加在该区域底部密封与角片折痕的接合处。因此当袋盛有物品且从提手处被提起时，该袋很容易从这些接合处撕开。
如果过载的袋子没有在角片-底部密封接合处裂开，则它容易从提手处撕开。如果提手制得很宽，则它们的强度可以增加，但提手的宽度受到角片宽度的限制，并且角片的宽度越大，角片与底部密封的接合处越薄弱。
为了解决上述问题，可增加塑料薄膜的厚度或提高塑料的质量，但是随着强度的增加，接合处相应地越成为袋子的最薄弱区域。而且，这种解决方法使得由于提高了原材料的质量或数量而增加了成本。
进一步说，当管状薄膜安装角片时，袋子侧面角片区域的厚度为中间无角片区域的两倍。用于在袋子的底部形成密封的密封装置必须提供足够的热量来将角片区域的四层薄膜焊接到一起。与袋子的无角片中间区域相比，此时需要更多的热量。在无角片区域施加过多的热量将特别是在角片折痕和底部密封接合处区域产生薄弱区。
解决上述问题的一种方法是通过降低密封过程的速度来增加密封时间。但是这种改变不能完全解决上述问题，并且由于降低了生产速度而最终增加了产品成本。
本发明的主要目的是提供一种具有角片的塑料袋，该塑料袋与现有的结构相似的袋子相比强度更好，并且制造成本基本上没有增加。
本发明的另一个目的是提供一种具有角片的塑料袋，该塑料袋的角片折痕与密封线接合处不再为袋子的最薄弱区域。
本发明的更明确的目的是提供一种经济途径来提高传统购物袋的强度，但不明显增加制造成本。
本发明的还有一个目的是提供一种在塑料薄膜厚度给定条件下提手较宽的购物袋。
图11为局部剖开的侧视图，示出了将单一一个带子折叠跨过袋子底部的机器；图12为图11中装置正处于折叠前的侧剖视图；图13示出了带子已折叠跨过袋子底部边缘时的图11和12中的机器；图14示出了本发明的另一实施例；以及图15示出了施加有非粘胶带的本发明的实施例。
详细说明为了说明的目的，图1示出了现有的购物袋。作为例子，该袋可由聚乙烯挤压成形管制成。然后管的一部分折成角片，在每一侧形成内折痕10和两个外折痕12。包括有外层片11和13的、扁平的、带有角片的幅片接着通过一个焊接工位，以形成一个底部密封14和一个上部密封16。该密封的幅片然后通过冲切工位。在该工位处，单个袋子从幅片上切割下来。之后将袋子堆叠(例如每叠为50个袋子)，并且对每叠袋子进行切割，形成袋子的切去区域18。切去区域18的形状使得在袋子的带有角片侧面部分形成两个提手20。
带角片的袋子包括两个各包含四层薄膜的外部区域22A和仅包含两层薄膜的中央区域22B。在加热密封步骤中，在袋子的底部必须施加足够的热量，以便将该区域22A的四层薄膜焊接在一起。实际操作中，不可能在仅包含两层薄膜的区域22B中施加较少的热量，因此在区域22A处形成密封14所需施加的热量导致区域22B处热量过剩。由于热量过剩，中央区域22B的密封14较薄弱。
当带角片的幅片移动通过密封工位时，一密封棒移动到与之接触而形成密封14。密封的形成取决于棒的温度、棒在幅片上的停留时间以及棒施加的压力。塑料层片越厚，形成密封线所需的热量和/或压力越多。可通过增加密封棒的温度或密封棒的停留时间来获得更多的热量。一般来说，压力的增加不是主要因素。最好主要是使温度升高，从而不必因增加停留时间而延长生产时间。作为例子，如果幅片的厚度为15微米，则加热到350°F的密封棒在压力为45psi时，停留时间优选需要0.8秒。如果幅片的厚度增加到30微米，则为了使停留时间相同，密封棒的温度应增加到450°F，压力增加到至少为46psi。
图3示出了盛有物品并且由提手20提起时的现有购物袋。袋中的物品由于重力而产生如箭头F所示的力。由于提手在接合处24与袋底部相连接，袋中物品的重量产生大小相等的力f1和f2，它们以相反的方向主要施加在接合处。因此，如果袋的重量过量，则接合处成为袋子最薄弱(例如最易撕开)的区域。
当角片叠得更深时，接合处就更易被撕开。当袋子整个带有角片时，即当内折痕10与密封线14的接合处位于密封线的中间时，此时接合处区域最薄弱。但是从另一方面来说，角片应折得越深越好，因为此时能具有更宽的提手20。提手宽一些较好，因为它们可以承受更大的重量；并且从顾客的角度来说，它们更舒适一些。
如前所述，增加薄膜的厚度或提高塑料的质量可增加购物袋的强度，但这两种改进均会增加袋子的成本。本发明采用了加强带来吸收袋子盛放物品时施加在接合处24的力(该力倾向于撕开接合处)，从而取得了较好的效果。根据本发明，如图5和6所示，带30粘接到袋子底部跨过密封14，并用于吸收施加在接合处24的力。带30如图所示从点30A延伸至30B。带的长度不受限制，但应大于两接合处24之间的距离。总的来说，带的长度越长，加强能力越大。令人惊奇的是，带增加袋子强度的效果要好于增加薄膜厚度的效果。换言之，具有15微米厚带子的15微米厚袋子与具有30微米厚接合处的30微米厚袋子相比明显地不易在接合处24撕开。
显然采用一根带子30可以折叠跨过袋底部，但也可采用两个独立的带子分别设置在袋的每一侧而同样达到加强接合处24的目的。如果仅在接合处区域，例如1/2平方英寸中采用独立的带子也可获得一定的好处。可采用具有压敏粘接剂的聚丙烯带子，但也可采用多种其它材料，包括采用制造袋子的材料。除采用压敏粘接剂外，还可涂敷热激活粘结层，或者制造带子的材料本身可以焊接或密封到袋子上。
带子的尺寸也不受限制。带子可向密封上方或下方延伸两毫米左右。如果采用一根带子折叠跨过底部，带子应宽到足以在两侧密封上方延伸两毫米。
在其中一个层片11或13上仅采用一根带子可获得令人满意的效果。一般情况下，如果未加强的袋子的内折痕10被拉离外层片11和13(它们在密封线14的接合处24被粘接在一起)时，外层片将同时在点24处被撕开。已发现如果仅在层片11或13的其中一个上设置加强带，则两层片被撕开的可能性将明显降低。同时，带的尺寸不受限制，带子延伸跨过两个接合处24并且宽度范围为1/4英寸至1/2英寸能够获得较好的效果。
可以有多种不同的工艺和机器来制造购物袋。在前面所述的从幅片和堆叠袋中切割下单个袋子的工艺过程中，可采用传统的加带机器在堆叠袋子之前在每个袋的底部密封处粘接一根或两根带子。如前所述，除了施加多个独立的带子以外，还可以仅施加一根折叠带子。
在所示实施例中，在距离袋边缘约3毫米处形成密封14和16。在一些工艺中，袋子的切割和密封同时通过一热刀完成，此时密封形成于袋的边缘处。本发明适用于上述两种结构。实际上，本发明可用于任何情况下的带有角片的塑料袋，此时袋子在形成角片之后的密封，即使袋子不包括有提手。
在一些情况下，购物袋设置成卷，其中每个袋子由打孔分离线分隔开。撕开连续分离线可一个个地分发袋子。在这种情况下，本发明的加强带可设置在刚好位于穿孔之上(从前面看)，优选为在袋子的每一侧设置一独立的带子。
图7至10为在制造袋子的过程中在袋子的相对侧施加两根带子的机器的示意图。
在典型的购物袋制造过程中，带有角片的管在其顶部和底部被密封(形成密封16和14)，并被切割成半成品40(图9)。然后将一批半成品堆叠，例如每50个堆叠在一起，并冲切形成提手20。最好在堆叠和冲切操作之前将加强带30施加到袋子上，当然本发明也适用于在制造周期的其它步骤中施加带子。
如图7和8所示，上下塑料薄膜条带42和44分别通过两个带形成机器46和48。每个带形成机器46和48在条带42和44内形成期望尺寸的多条加强带30。机器46和48可类似于标签制造机器，并通过刻痕而形成连续的带子30，这样它们被保留在条带42和44上，以便在带施加工序中易于取下。在图8的带42中用虚线表示出单个带子30的周边。
经刻痕的条带42，44移动跨过一系列辊50，并分别通过上下带施加工位52、54。如后面将说明的那样，带子30被施加到支撑于盘56上的购物袋半成品40的两侧。现在，带有加强带30的条带42和44移动着绕辊58通过，并卷入卷60和62中。
图9和10示出了带的实际施加过程。图9仅示出了下面带施加工位54，上部工位与其成镜象。
盘56包括切割带施加区域64和与购物袋半成品40对齐的对准凸缘66，这样下部密封14位于切割区域64内，并且当条带42，44通过工位52，54时能够安装带子。每个带施加工位包括一个垂直轨道68，加压头70能够在该轨道中垂直移动。加压头70区域对应于单个带30区域，并与往复杆72的端部相连。条带42和44的移动与半成品40和加压头70的移动同步，例如响应于盘56内正确对准半成品40的光学感应。当半成品位于合适位置时，加压头70在工位52和54中垂直移动，从条带42和44冲切下单个带子30，并在压力作用下将其密封到如前所述的底部密封14上。加压头70最好为带有静电的，这样在它们移走被刻痕的带子时，带子30倾向于附着到该加压头上，直到它们被施加到袋子上为止。带子30可通过压敏粘接剂或热激活粘接剂封接到袋子上。如果采用后者，则位于工位52和54中的加压头70应被加热。
在带子30施加到半成品40的相对两侧之后，半成品被移走并堆叠，以备接下来切割提手。在盘56中定位半成品40和施加带子之后移走半成品的装置可以是普通的装置，因此不再详细说明。
图11、12和13示出了能够绕半成品40的底部折叠单个带子的装置。在该情况下，带子30从垂直移动的单个条带42上被部分冲切出来。所述装置包括两个头80，该头的内端通过枢接连接器84与中央支撑杆82相连。头80还通过类似的枢接连接器88与一对驱动棒86相连。当购物袋半成品40正确定位于支撑盘56中时，机器从图11所示的位置移动到图12所示的位置，从而将带子30从条带上冲切分离出来。中央支撑杆82停止移动，但外驱动棒86继续朝向半成品40移动，从而使头80如图13所示以连接器84为支点枢转。这种动作使带子30折叠跨过购物袋半成品40底部，并且在动程的最后施加压力，使得带子粘接到袋子上。然后机器返回到如图11所示的初始位置，在该位置上，当下一个购物袋半成品40已位于盘56中的恰当位置时，机器将下一个带子30施加到该下一个购物袋半成品上。
令人惊奇的是，已发现，施加到层片11和13中一个或两个上的带子30不需要折叠覆盖密封线14也可提供所需的加强强度。如图14所示，带子30略微高于密封线(图中所示实线)或略微低于密封线(图中所示点划线)均提供足够的加强强度。例如，带子可高于或低于密封线1毫米。
图15示出了本发明的另一实施例。在该实施例中，如点划线所示，当密封线14形成时，非粘接剂型塑料条带90沿密封线14被热粘到袋子上。塑料条带90可以是与制造袋子相同的材料。同样，条带的长度可大于两接合处24之间的距离，宽度仅需足以覆盖密封线的宽度即可。在优选实施例中，条带的厚度约为制造购物袋的塑料薄膜厚度的两倍，然而厚度约为层片11和13的厚度的一半会令人满意。已发现，由厚度为袋子厚度(例如15微米)一半的条带90加强的购物袋接合处24的强度大于采用两倍厚度(例如30微米)的塑料薄膜制成的购物袋的接合处的强度。另外，如果条带放置在袋子的内侧，例如位于层片11和13与角片折痕之间，则可以获得令人满意的效果。
采用独立带子30或条带90的效果大于增加袋子密封线14处的厚度，即增加熔融和密封所用的塑料材料，从而增强密封强度的效果。增加材料层片数量提供的强度大于相应增加薄膜厚度而获得的强度。
此外，参见图1，在标准的购物袋中，在区域22A处具有四层薄膜，在区域22B处具有两层薄膜。在这两个区域的厚度比为4∶2。当条带90以两倍的厚度加入到单个层片中时，带角片区域22A的厚度变为6层，同时区域22B的厚度变为等于四层厚度。因此，厚度比变为6∶4。换言之，当加入加强条带时，带角片区域22A的厚度为无角片区域22B的1.5倍，而没有加强条带时，带角片区域的厚度为无角片区域的2倍。由于改善(即降低)了厚度比，接合处24的强度得以增强。
权利要求
1.一种塑料购物袋，包括具有侧角片的塑料薄膜管，每个角片包括一内折痕，位于袋子底部的密封线与所述内折痕相交，在袋子的带角片区域形成有提手，其特征在于在袋子的底部至少粘接有一个带子，该带子至少延伸跨过一个所述内折痕接近或叠置在所述密封线上，这样带子降低了当袋子盛有物品时易于在内折痕和密封线接合处失效的危险。
2.如权利要求1的塑料购物袋，其特征在于，在所述袋子的相对两侧施加有独立的带子。
3.如权利要求1的塑料购物袋，其特征在于，带子折叠跨过所述袋子的底部。
4.如权利要求1的塑料购物袋，其特征在于，带子仅施加于所述袋子的其中一侧。
5.如权利要求1的塑料购物袋，其特征在于，带子包括压敏粘接剂涂敷层。
6.如权利要求1的塑料购物袋，其特征在于，带子为热粘接到袋子上。
7.如权利要求6的塑料购物袋，其特征在于，带子沿密封线热粘接到袋子上。
8.如权利要求1的塑料购物袋，其特征在于，带子的厚度约为塑料薄膜厚度的一半。
9.如权利要求1的塑料购物袋，其特征在于，独立的带子跨过所述接合处施加。
10.一种塑料购物袋，包括具有角片的塑料管，每个角片包括一内折痕，在袋子的底部上的密封线与所述内折痕相交，并且袋子的带角片区域形成有提手，其特征在于袋子的底部粘接有至少一个带子，该带子延伸跨过所述内折痕和所述密封线的两个接合处，这样带子降低了当袋子盛放物品时在内折痕和所述密封线的接合处失效的危险。
11.如权利要求10的塑料购物袋，其特征在于，在所述袋子的相对两侧施加有独立的带子。
12.如权利要求11的塑料购物袋，其特征在于，带子折叠跨过所述袋子的底部。
13.如权利要求11的塑料购物袋，其特征在于，带子仅施加于所述袋子的其中一侧。
14.如权利要求11的塑料购物袋，其特征在于，带子包括压敏粘接剂涂敷层。
15.如权利要求11的塑料购物袋，其特征在于，带子为热粘接到袋子上。
16.如权利要求15的塑料购物袋，其特征在于，带子沿密封线热粘接到袋子上。
17.一种制造塑料袋的方法，包括在管状塑料幅片上形成角片，跨过带角片的管状幅片形成密封线，并跨过密封线施加至少一个加强带，该带子延伸到袋子的带角片区域。
18.如权利要求17的制造塑料袋的方法，其特征在于，加强带施加在袋子的每一侧。
19.如权利要求17的制造塑料袋的方法，其特征在于，单个带子折叠跨过袋子的密封端。
20.如权利要求17的制造塑料袋的方法，其特征在于，在施加带子之前，带角片的管状幅片两端均被密封。
21.如权利要求17的制造塑料袋的方法，其特征在于，当密封线形成时，加强幅片沿该密封线被热粘到袋子上。
22.如权利要求17的制造塑料袋的方法，其特征在于，在加强带已施加到袋子的一端之后，在袋子的另一端切割出提手以制成购物袋。
全文摘要
一种塑料购物袋，具有延展式塑料管状形式，在该袋的底部具有角片和密封线(14)。角片的内折痕与密封线(14)的接合处(24)为袋底部的最薄弱区域。加强带(30)穿过两薄弱区域，并且在袋盛有物品时吸收作用在该区域上的力。
文档编号B65D33/00GK1416402SQ01804847
公开日2003年5月7日 申请日期2001年2月15日 优先权日2000年2月15日
发明者易卜拉欣·西姆哈伊 申请人:易卜拉欣·西姆哈伊