单元化包装及其制作方法
【专利摘要】本发明大致涉及用于包含和分发产品材料的单元化包装。具体来说，单元化包装包括印刷基板以及永久地接合到基板的流体容器。流体容器包括：第一层压阻隔层，包括至少一层双轴定向热塑聚合物，其中一部分形成为改良圆顶形状；以及平坦第二层压阻隔层。第一和第二层压阻隔层密封在一起，以形成流体密封外壳，其中产品材料基本上填充外壳，并且改良圆顶形状是弹性可支撑的。还提供一种制造上述单元化包装的方法。具体来说，该方法包括使用例如加压气体等的力来将包括双轴定向聚合物的第一层压阻隔层的一部分形成为改良圆顶形状。
【专利说明】单元化包装及其制作方法
【技术领域】
[0001]一般来说，本发明涉及用于包含和分发产品材料的单元化包装。具体来说，单元化包装包括印刷基板以及永久地接合到基板的一部分的流体容器。流体容器包括:第一层压阻隔层，包括至少一层双轴定向热塑聚合物，其中一部分形成为改良圆顶形状；以及平坦第二层压阻隔层。本发明还涉及制作这类单元化包装的方法。
【背景技术】
[0002]可挤压容器用于包装和分发各种模式的化妆、个人护理和家用产品中。金属管是这类容器的示例。金属管是气密的，并且因此对管中包含的长时基贮存的产品材料提供保护。但是，金属、例如铝箔难以形成，并且金属管的制造常常是高成本的。
[0003]可挤压容器也采用塑料来制造。但是制造费用较低廉，但是塑料容器因塑料的渗透性而没有对产品材料提供如金属管所提供的相同的保护等级。因此，塑料容器中包含的产品材料的货架期常常较短。
[0004]例如用于调味品等的柔性包装或封袋是可挤压塑料容器的另一个示例。近来，小容积封袋制造成包括头部段，其是扁平的，并且未填充有产品材料，以扩大其视觉存在和图形消息。但是，这类柔性封袋具有多个缺点。例如，柔性封袋的头部段缺乏充分硬度，并且引起热变形。另外，由于产品材料一般分布于整个较大二维面积，所以难以产生产品材料朝封袋开口的预期流体流动。分发高粘性流体特别成问题。由于缺乏任何所限定三维形状，所以柔性封袋要求更大的表面积来贮存给定容积的产品材料，这常常伴随经过表面积的更大蒸汽传输、相分离的更大趋势(特别是当产品材料为乳剂时)以及因热塑包装的拔顶而丢失产品材料的更大可能性。
[0005]另外，小容积可挤压容器常常遭受视觉感染力的缺乏以及零售环境中的困难。具体来说，这类可挤压容器缺乏足够表面积以适应为了促销或指示的文本或图形消息。因此，它们必须采用具有必要文本或图形消息的诸如印刷纸盒或泡罩包装之类的辅助容器来包装。但是，由于这类可挤压容器在使用之前必须与辅助容器分离，所以印刷在辅助容器上的促销或指示消息在使用之前常常被忽略或丢失。
[0006]因此，需要一种改进的可挤压包装，其提供足够的防潮特性和货架期，能够在使用之前以充分感谢保持预定形状，允许以可控方式的产品材料的分发，以及在使用时确保促销或指示消息的存在。所需的是一种用于制造这种可挤压包装的经济有效过程。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种单元化包装，其包括基板以及永久地接合到基板的一部分的流体容器。
[0008]在一个实施例中，单元化包装包括印刷基板和流体容器。流体容器包括:第一层压阻隔层，包括至少一层双轴定向的热塑聚合物；产品材料；以及第二层压阻隔层。第一层压阻隔层的一部分形成为具有限定容积的改良圆顶形状。产品材料基本上填充限定容积。第一层压阻隔层和第二层压阻隔层在其周边密封在一起，以形成用于包含产品材料的流体密封外壳。流体容器的第二层压阻隔层永久地接合到印刷基板的一部分。
[0009]优选地，第一层压阻隔层的改良圆顶形状在密封流体容器时是弹性可支撑的。
[0010]双轴定向的热塑聚合物可包括聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、聚丙烯酸酯或者其混合。在一优选实施例中，双轴定向的热塑聚合物包括聚对苯二甲酸乙二酯。
[0011]在一个实施例中，第一和第二层压阻隔层其中之一或两者包括一层铝箔。优选地，铝箔的厚度小于大约0.001英寸。
[0012]产品材料优选地是液体。
[0013]在另一个实施例中，流体容器还包括分发尖头。基板包括通过与分发尖头相交的穿孔线所限定的开启带。一旦去除开启带，可从分发尖头来分发产品材料。在一优选实施例中，流体容器还包括通过第一和第二层压阻隔层所形成的平坦扩展片。扩展片包封分发尖头，并且覆盖开启带。分发尖头也可以是可重新闭合的。
[0014]优选地，基板比流体容器的第一层压阻隔层更少柔性。基板可包括纸料。另外，基板的一个或两个表面可印刷有用于营销或监管合规的任何促销或指示消息。
[0015]在另一个实施例中，单元化包装是可重新闭合的。它包括印刷基板和流体容器，其中流体容器包括:(i)第一层压阻隔层，包括至少一层双轴定向的热塑聚合物；(ii)产品材料；以及(iii)第二层压阻隔层。第一和第二层压阻隔层在其周边密封在一起，以形成用于包含产品材料的流体密封外壳。第二层压阻隔层永久地接合到印刷基板的一部分。另外，流体密封外壳包括分发尖头，以及印刷基板包括与分发尖头相交的划线。划线限定折翼，其在沿划线折叠时可重新闭合分发尖头。在某些实施例中，印刷基板和单元化包装包括一个或多个能够接纳折翼的一个或多个锁定片。
[0016]在可重新闭合单元化包装的一些实施例中，印刷基板的厚度为大约0.008英寸或以上或者大约0.010英寸或以上。在可重新闭合单元化包装的其它实施例中，第一和第二层压阻隔层各具有内表面。分发尖头通过第一和第二层压阻隔层的内表面的部分来限定。在本实施例中，印刷基板的厚度使得当折翼沿划线折叠以形成具有张力区的折痕时，限定分发尖头的第一和第二层压阻隔层的内表面的部分显著(substantially)超出折痕的中性点并且落入张力区中。
[0017]另外，在可重新闭合单元化包装的一些实施例中，第一层压阻隔层的一部分具有在其中形成的改良圆顶形状。改良圆顶形状具有限定容积，以及产品材料基本上填充限定容积。第二层压阻隔层是平坦的。
[0018]还提供的是一种制作上述单元化包装的节省成本方法。在一个实施例中，该方法包括提供印刷基板，制造包括第一层压阻隔层和第二层压阻隔层的流体容器，并且将流体容器永久地接合到印刷基板。流体容器通过下列步骤来制造:(i)将第一层压阻隔层的一部分(其包括至少一层双轴定向的热塑聚合物)形成为具有限定容积的改良圆顶形状；(ii)将产品材料沉积到第一层压阻隔层上，使得产品材料基本上填充限定容积；(iii)将平坦的第二层压阻隔层沉积到第一层压阻隔层；以及(iv)将第一和第二层压阻隔层在其周边密封在一起，以形成用于包含产品材料的流体密封外壳。优选地，第一层压阻隔层的改良圆顶形状在密封流体容器时是弹性可支撑的。
[0019]双轴定向的热塑聚合物可包括聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、聚丙烯酸酯或者其混合。优选地，双轴定向的热塑聚合物包括聚对苯二甲酸乙二酯。
[0020]在一个实施例中，第一和第二层压阻隔层其中之一或两者包括一层铝箔。优选地，铝箔的厚度小于大约0.001英寸。
[0021]在一个实施例中，第一和第二层压阻隔层通过热密封来密封在一起。在另一个实施例中，第一和第二层压阻隔层使用射频能量、声能或者粘合剂来接合在一起。
[0022]在一优选实施例中，第一层压阻隔层的改良圆顶形状通过将气体压力施加到第一层压阻隔层的一部分来形成。气体压力可以是大约15 psi至大约140 psi，以及气体压力可对范围从大约0.01秒至大约1.0秒的时间周期来施加。
[0023]在另一个实施例中，流体容器还包括分发尖头。基板经过冲切(diecutting)，以形成通过穿孔线所限定的开启带。开启带一旦被去除，则允许从分发尖头接近产品材料。在一优选实施例中，第一和第二层压阻隔层在其周边密封在一起，以形成流体密封外壳和平坦扩展片。扩展片包封分发尖头，并且覆盖开启带。分发尖头也可以是可重新闭合的。
[0024]因此，本发明提供一种改进的可挤压包装。具体来说，所形成的双轴定向热塑聚合物用来制造本单元化包装。双轴定向的热塑聚合物提供优于传统上用于热形成容器中的其它塑料材料，例如，相干地其厚度和成本效益，它提供优良阻隔特性。但是，双轴定向的热塑聚合物在已知形成过程中按常规被排斥，主要因为其使用要求基本上更大的力来形成为预期形状，并且可得到的所形成剖面受到严格限制。
[0025]已经发现，包括至少一层双轴定向热塑聚合物的层压阻隔层能够使用本文所公开的形成过程来充分形成，以提供一种改良圆顶形状，而没有超过双轴定向热塑聚合物的最终拉伸值，因而保存其优良阻隔特性。另外，本形成过程增加双轴取向的程度以及对双轴定向热塑聚合物的进一步变形的抗性。因此，所形成的改良圆顶形状能够通过单元化包装中包含的产品材料和/或气体来弹性支撑，直到使用时间为止。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1a是单元化包装的第一实施例的平面图。
[0027]图1b是图1a中沿A-A的单元化包装的截面图。
[0028]图2是具有可重新闭合流体容器的单元化包装的第二实施例的平面图。
[0029]图3a是用于制造单元化包装的第一层压阻隔层的下压盘的平面图。
[0030]图3b是图3a中沿B-B的下压盘的截面图。
[0031]图4a是用于在施加加压气体之前制造单元化包装的第一层压阻隔层的下压盘和上压盘的侧视图。
[0032]图4b是在最初施加加压气体时、图4a的下和上压盘的侧视图。
[0033]图4c是在完全施加加压气体时、图4a的下和上压盘的侧视图。
[0034]图5a是单元化包装的一实施例的平面图。
[0035]图5b示出开启带被去除的图5a的单元化包装。
[0036]图5c示出处于折叠位置的图5a和图5b的单元化包装的折翼。
[0037]图5d示出插入锁定片的图5a至图5c的单元化包装的折翼。
[0038]图6a是开启带被去除的单元化包装的一实施例的截面图。
[0039]图6b示出处于折叠位置的图6a的单元化包装的折翼。
[0040]图6c是处于图6b所示的折叠位置的折翼的放大视图。
【具体实施方式】
1.单元化包装
[0041]本单元化包装一般包括印刷基板以及永久地接合到基板的一部分的流体容器。流体容器包括包封产品材料的第一层压阻隔层和第二层压阻隔层。第一层压阻隔层包括至少一层双轴定向的热塑聚合物，以及第一层压阻隔层的一部分形成为改良单片圆顶形状。第二层压阻隔层是平坦的。
[0042]图1a示出本单元化包装的第一实施例。单元化包装10包括印刷基板20和流体容器30。图1b示出图1a中沿A-A的单元化包装10的截面图。如图1b所示，流体容器30包括第一层压阻隔层40和第二层压阻隔层50。第一层压阻隔层40具有内表面42和外表面44。第二层压阻隔层50具有内表面52和外表面54。第一层压阻隔层40的内表面42和第二层压阻隔层50的内表面52在其周边密封在一起，从而形成流体密封外壳60。产品材料70基本上填充流体密封外壳60的容积。
[0043]第一和第二层压阻隔层是阻隔层，即，它们是基本上惰性的，并且优选地对流体容器中包含的产品材料是不可渗透的，以便充分防止产品材料的成分经过层迁移。具有阻隔性质的各种类型的塑料膜、例如聚对苯二甲酸乙二酯(“PET”)、纤维素或醋酸盐可用来制造层压阻隔层。层压阻隔层也可结合专业防潮涂层，以赋予或增强其阻隔特性。另外，可涂敷或处理不具有阻隔性质的材料，以便给予其阻隔性质，使得该材料可用来形成层压阻隔层。根据产品材料的成分，可选择阻隔材料，其是例如油、气体、水、水汽、气味或氧的阻隔物。
[0044]单元化包装的第一层压阻隔层和第二层压阻隔层优选地采用薄柔性热塑阻隔叠层(laminat1ns)来构成。第一层压阻隔层包括至少一层双轴定向的热塑聚合物。双轴定向的热塑聚合物是一种聚合物，其在引起聚合物的重新取向的条件下沿两个方向(即机器方向和机器横向)伸展。由于这种聚合物取向，聚合物的阻隔特性和物理强度得到改进。双轴定向的热塑聚合物沿机器方向或机器横向具有充分高的抗张强度，并且一般抑制进一步延长。
[0045]适当的双轴定向热塑聚合物包括但不限于聚酯、聚酰胺(其包括尼龙和非晶聚酰胺)、聚丙烯酸酯、聚丙烯、聚乙烯或者其混合。
[0046]由于聚酯膜沿机器方向和机器横向的相当的强度和延长特性，优选双轴定向的热塑聚合物是聚酯，例如以商标名MYLAR?销售的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)(由DuPontTejlin Films制造)。其它优选双轴定向的热塑聚合物包括但不限于聚酰胺、例如以商标名Capran Emblem?销售的尼龙膜(由Honeywell制造)以及双轴定向的聚丙烯膜(BOPP)、例如Exxon-Mobil所制造的那些膜。
[0047]另外，第一和第二层压阻隔层各可包括多于一层合成材料。
[0048]第一和第二层压阻隔层也可各结合金属、半金属、金属氧化物或陶瓷材料，以改进这些层的湿气-水蒸汽特性。这种叠层构造的示例可包括按照美国军事规范Mil-B-131第I类所制造的那些构造以及例如用于医疗诊断测试或食品服务调味品的分配的许多商业叠层。
[0049]在一个实施例中，第一和第二层压阻隔层各可包括一层薄规(thin gage)金属。金属层、例如铝箔层提供可挤压容器中期望的低水蒸汽传输率。可使用任何铝等级，但是更有延展性的铝等级是优选的。特别优选的铝是薄规铝层，其不会引起密封流体容器的合乎需要的弹性特性的损失，在运输中不易于凹陷或者以其它方式被损坏，并且仍然提供水蒸汽或氧传输率的预期降低。
[0050]在一个实施例中，第一层压阻隔层可包括厚度范围为大约0.0005英寸至大约0.0040英寸的内热塑热密封层以及厚度范围为大约0.0004英寸至大约0.002英寸的双轴定向热塑聚合物膜的外层。厚度范围为大约0.00027英寸至大约0.001英寸的补充阻隔层优选地为铝箔层，其也可包含在热密封层与双轴定向的热塑膜之间。优选地，外层采用厚度范围为大约0.00048至大约0.00092英寸的双轴定向聚酯聚合物膜来构成。
[0051]第二层压阻隔层可具有与第一层压阻隔层相同或不同的组成。因为没有形成第二层压阻隔层，所以不要求结构中的双轴定向热塑膜的使用。
[0052]如图1b所示，第一层压阻隔层40具有在其中形成的改良单片圆顶形状。如本文说明书所使用的术语“改良单片圆顶形状”或“改良圆顶形状”表示具有平滑表面、从平坦基底的任何适当三维隆起部分，并且包括但不限于半球形、低剖面球形(例如，在圆形基底的情况下，剖面的高度小于基底的半径)或者环面形状。优选地，改良圆顶形状是低剖面球形、例如图1b所示。
[0053]改良圆顶形状的平坦基底可具有任何预期形状、优选地为倒圆形状以及任何预期维度。图1a中的改良圆顶形状具有圆形基底。改良圆顶形状的其它适当基底包括但不限于卵形、椭圆形或者具有软半径角(soft radiuscorner)的简单正方形或矩形(如图2所示)O
[0054]没有所形成的改良圆顶形状的第一层压阻隔层的任何部分(即，围绕所形成形状的平坦基底的部分)优选地是平坦的。优选地，第二层压阻隔层也是平坦的。
[0055]产品材料可以是适合在单元化包装中包装和分配的任何材料。优选地，产品材料是基本上无掺杂的化妆品、个人护理产品、医疗产品或家用产品。示例包括面霜、洗发剂、牙膏、药液和清洁剂。基本上无掺杂的产品包括没有按照任何显著方式所改变的、按照其原始或天然形式所提供的任何产品材料。产品材料可采取任何适当形式来提供，例如采取凝胶形式、采取粉末形式、采取微胶囊形式、包含在复合材料中或者优选地采取液体形式。另外，产品材料可包括挥发性和/或非挥发性成分。产品材料的量或容积适合作为样本或者适合于单次或多次使用。
[0056]优选地，产品材料基本上填充通过第一层压阻隔层的改良圆顶形状所限定的容积。
[0057]第一和第二层压阻隔层40和50在其周边密封在一起。如图1b所示，第一层压阻隔层40的内表面42和第二层压阻隔层50的内表面52在其周边密封在一起，从而形成用于包含产品材料70的流体密封外壳60。密封可使用任何适当的方法、例如通过热密封、通过射频或声能或者通过粘合剂来形成。优选地，密封是气密地永久密封。永久密封又称作破坏性或撕裂接合，其可通过上述方法来形成。
[0058]粘合剂必须与产品材料相容，S卩，它们在与产品材料或者产品材料的成分相接触时不应当发生反应或者被塑化。这种反应可引起产品材料或密封的不合需要退化。
[0059]在一个实施例中，内表面42和52中的至少一个包括压敏粘合剂，例如低气味压敏粘合剂，其从水性乳剂来施加。压敏粘合剂可覆盖第一层压阻隔层与第二层压阻隔层之间的整个接触区。备选地，粘合剂可按照线或点的特定图案来施加。另一个示例是专业等级的热熔粘合剂，特别是能够提供交联功能性的热熔粘合剂。另外，粘合剂可配制成提供附加阻隔性质。这类粘合剂可包含例如去氧剂等的试剂或者由例如乳液级聚偏二氯乙烯(PVdC)等的高阻隔材料的膜形成前体来组成。
[0060]如果使用永久密封，则单元化包装10还必须提供有用于开启流体容器20的手段，例如通过撕裂第一层压阻隔层或第二层压阻隔层其中之一或两者进行。开启手段可包括如图1a所示的分发尖头100、凹口或细绳，以开始或促进撕裂。开启手段也可以是可重新闭合或可重新密封的。
[0061]当第一和第二层压阻隔层40和50在其周边密封在一起以形成流体密封外壳60时，产品材料70基本上填充外壳的容积(即，通过第一层压阻隔层的改良圆顶形状所限定的容积)，并且在外壳中留下最小头部空间(即，由环境空气占据的空间)。通过在最完全的程度上利用外壳的限定容积，可实现所包含产品材料的最大稳定性。另外，产品材料(特别是采取流体形式时)和外壳中的其它流体(即，液体或气体)(若有的话)提供内部压力和力，以保持第一层压阻隔层的所形成形状。因此，在密封流体容器时，第一层压阻隔层的所形成的改良圆顶形状是弹性可支撑的，即，该层在力被施加到其外表面时将呈现微小压力变形，但是在力的释放时将基本上自行恢复到其原始形状。另外，一旦被形成和密封，流体容器则是抗挠曲的，并且可促成基板的硬度。
[0062]在一优选实施例中，在将流体容器30接合到基板20之前，将第一层压阻隔层40的内表面42热密封到第二层压阻隔层50的内表面52。
[0063]第二层压阻隔层50的外表面54永久地接合到基板20的一部分。第二层压阻隔层可与层压粘合剂相接合，或者通过其它适当附连手段，例如通过由热、水分、压力、干燥或辐射固化所激化的粘合剂。在一个实施例中，全幅粘合剂系统结合到第二层压阻隔层50的外表面54。优选地，全幅粘合剂系统包括永久压敏粘合剂，例如永久压敏丙烯酸粘合剂。永久压敏粘合剂可由防粘衬里、例如一次性硅酮涂敷防粘衬里来覆盖和保护。
[0064]任何预期材料可用于制造基板。由于通过第一和第二层压阻隔层所形成的外壳是流体密封的，并且还优选地在接合到基板之前形成，所以基板材料将不会暴露于外壳中包含的产品材料，也将不会暴露于用于密封第一和第二层压阻隔层的热量或其它能量。用于基板的适当材料包括但不限于诸如封面级或轻规标签纸用浆(Stock)之类的纸张。也可使用合成纸张或其它塑料材料。优选地，基板因环境原因和总成本效率而包括造纸原料。可使用变化级和组成的纸张，包括再循环、彩色、有织纹、涂敷或未涂敷。在一个实施例中，基板由固体漂白亚硫酸盐纸板或封面纸用浆的等级，并且厚度范围为大约0.006英寸至大约0.024英寸。基板还可涂敷有各种水基或能量固化聚合物涂层，或者采用热塑膜来过层压(overlaminated),以保护纸张和任何印刷图形免受湿气损坏。
[0065]优选地，基板具有延伸到流体容器之外的充分大的表面积，使得任何预期广告插图、文本、图形、产品信息或指示或者药品成分信息可印刷在基板的任何表面上。另外，流体容器可定位或确定大小成使得基板上的充分表面积可用来实现品类促销、消费者教育或者对任何可适用监管要求、例如美国食品和药品管理局所实行的监管要求的合规。由于流体容器永久地接合到印刷基板，所以在使用时确保基板上印刷的任何产品营销或指示信息的存在。
[0066]印刷基板可具有任何适当的维度或配置，只要存在流体容器可与其永久接合的平坦表面。如图1a所示，印刷基板可以是平坦的。印刷基板也可以被划线或者以其它方式折叠，以形成通用4或6页格式。这种配置用来充分增加基板的可使用表面，同时限制成品尺寸。印刷基板也可折叠成使得它能够垂直竖立。基板也可包括作为冲切盒或贺卡的一部分所结合的板画的一部分。作为另一示例，折叠基板可提供降低的成品尺寸，以促进单元化包装放入现有宿主容器中或者落入预期美国邮政邮寄尺寸的范围之内。基板也可包含用于零售展示挂钩的悬挂孔。
[0067]如图1a所示，印刷基板20可具有通过与分发尖头100相交的穿孔线90所限定的开启带80。在通过沿穿孔线90撕开或切开以去除开启带80时，流体容器30将开启，因而允许接近产品材料70。
[0068]流体容器30也可包括平坦扩展片110，其永久地接合到印刷基板20。如图1a所示，扩展片110由第一层压阻隔层40和第二层压阻隔层50来形成。分发尖头100包封在扩展片110的下缘112与上缘114之间。扩展片110覆盖开启带80，其下缘和印刷基板20上的穿孔线90重叠。因此，在沿穿孔线90撕开或切开基板时，扩展片110和开启带80均将被去除，并且可接近产品材料70。
[0069]印刷基板还可结合流体容器的可重新闭合或可重新密封特征。本发明的制造方法和单元化设计在实现这个合乎需要功能方面是极为有利的。与先前装置相比，由这个实施例所提供的封闭的制造成本和可靠性极为有效。例如，如图2所示，印刷基板可结合与分发尖头100相交的两个线条。第一线条120是穿孔，并且限定开启带80。第二线条130是划线，并且限定折翼140。两个线条之间的距离可以是任何预期距离。在某些实施例中，该距离优选地为大约0.25英寸或以上,或者大约0.5英寸或以上。
[0070]图2所不的广品实施例的印刷基板可具有确定成足够提供所需硬度和厚度以确保功能的任何厚度。在某些实施例中，印刷基板的厚度为大约0.0 O 5英寸或以上、大约
0.008英寸或以上或者大约0.010英寸或以上。通过沿划线130折叠印刷载体卡和对应分发尖头，来实现流体容器的重新闭合。在一优选实施例中，折翼140折叠或弯曲成使得印刷载体卡完全折起来。备选设计还包括载体卡的折叠或弯曲以形成正确角。印刷载体按照确保在弯曲之后、流体容器的分发尖头处于折痕的外角上的方式来设计。
[0071]基板还包含将印刷载体保持在弯曲状态的设计手段，以便确保柔性阻隔层的持续张力和正确密封。按照图2所示的实施例，基板还包含至少一个锁定片145。当图2的开启单元化包装没有使用时，折翼140可沿划线130来折叠，并且插入锁定片145之下，因而防止产品70从外壳60被释放。
[0072]除了图2所示的实施例之外，还可使用用于将印刷载体保持在折叠状态的各种备选手段，而没有背离本发明的精神。例如，能够使用压敏带襟(tape tab)、死褶线包封、细绳和按钮、环和钩。折痕划线130还能够通过结合印刷载体设计(其包括复合折痕)或者滑动和被套设计来保持。
[0073]图5a至图5d示出单元化包装的折翼如何折叠或弯曲并且插入一个或多个锁定片中。图5a示出单元化包装10，其具有与分发尖头100相交的两个线条。穿孔线120限定开启带80。划线130限定折翼140。图5b中，沿穿孔线120去除了开启带80。图5c中，折翼140沿划线130折叠，以便可重新闭合地密封分发尖头100，这防止流体密封外壳60中包含的产品从外壳被释放。分发尖头能够通过展开折痕来打开。分发尖头能够反复地密封和打开。图5d中，折翼140插入一个或多个锁定片145中。在其它实施例中，折翼无需插入任何锁定片中。
[0074]印刷载体和已安装分发尖头的折叠将第一和第二层压阻隔层放入围绕弯曲半径的静态张力的状态。最合乎需要地选择印刷载体的厚度，目的是将限定分发尖头或管嘴的柔性阻隔层的内表面的部分放置成显著超出折痕的中性点并且在划线130处于单元化包装的张力区中。虽然施加到层压阻隔层的初张力是沿垂直于划线130的方向，但是也存在二次物理反应的趋势，从而使(一个或多个)层压阻隔层还受到沿平行于划线130的方向的张力。这个二次张力有利地用来进一步平滑和拉紧限定分发尖头或管嘴的第一和第二层压阻隔层的内表面的部分。结果是能够抑制甚至低粘性流体材料的渗透或迁移的流体密封机械包封。
[0075]图6a示出包括分发尖头100的单元化包装10的一实施例。第一层压阻隔层的内表面的一部分42a和第二层压阻隔层的内表面的一部分52a限定分发尖头100。印刷载体或基板20具有划线130。图6b中，折翼140沿划线130来折叠，以形成折痕或弯曲130a。在折叠折翼140时，限定分发尖头的第一和第二层压阻隔层的内表面的部分42a、52a沿界面133相互接触。图6C是图6b的折痕130a的放大视图。在折痕130a，第一和第二层压阻隔层40、50承受张力，并且印刷载体20受到压缩。印刷载体20的厚度选择成使得限定分发尖头的第一和第二层压阻隔层的内表面的部分42a、52a显著超出折痕130a的中性点(其没有受到张力或压缩)并且在划线130处于单元化包装的张力区中。
[0076]本单元化包装的一实施例中的可重新闭合特征的实际应用因单元化包装的构造和制造方法而是商业可行的。最显著的是，流体容器被形成、填充、密封并且此后接合到平坦载体衬底。载体的厚度、硬度和物理性质不影响密封过程。接合过程也有利地不要求使用热量。接合方法又允许印刷载体的平坦表面与层压阻隔材料之间的完全、平滑和均匀接触。这个接合的强度、平滑度和连续性对分发尖头实现对接合的流体密封密封的能力是重要的。
I1.制造单元化包装的方法
[0077]本单元化包装可使用各种方法来制造。方法一般包括下列制造步骤:提供印刷基板；形成流体容器；以及将流体容器永久地接合到印刷基板的一部分。一般来说，流体容器通过下列步骤来制造:将第一层压阻隔层的一部分形成为改良圆顶形状；将材料沉积到通过改良圆顶形状所限定的容积中；将第二层压阻隔层设置在所形成的第一层压阻隔层上；以及将第一层压阻隔层和第二层压阻隔层在其周边密封在一起，以形成用于包含产品材料的流体密封外壳。以上在第I小节对单元化包装所述的材料也可用于该方法中。
[0078]印刷基板可在制作流体容器之前或之后制作。优选地，印刷基板在流体容器的制造之前制作。
[0079]如上所述，基板可由多种衬底、优选地由固体漂白亚硫酸盐纸板或封面纸用浆的等级来制造。与产品信息有关的文本或图形可使用任何适当方法来印刷或者以其它方式装饰在基板的任何表面上。优选印刷方法包括但不限于单张纸胶印、卷筒纸胶印(weboffset)、凸版和数字成像。印刷基板的表面还可涂敷有UV固化聚合涂层、膜叠层或者交替涂层，以便对基板材料赋予防水和改进的平折特性。
[0080]在一个实施例中，基板还经过精密冲切，以形成限定开启带的穿孔线或其它切割线，其促进流体容器的清洁开启。
[0081]任何适当方法可用于制造本单元化包装的流体容器。用于制作流体容器的各种步骤可在制造序列的不同工位连续执行。流体容器可单独地或者更优选地按照多个量来制造。下面描述一种用于制作多个流体容器的方法的示例。
[0082]流体容器的第一层压阻隔层40可在制造序列的第一工位经过冷形成。任何适当应力可用于冷形成过程中，例如流体压力或真空。优选地，应力是加压气体。
[0083]图3a至图4c示出在可用来形成第一层压阻隔层中的改良圆顶形状的第一制造工位的组件的示例。如图4a所示，第一制造工位由具有两个相对表面、即上压盘150和下压盘160的高压压盘组件来组件。优选地，提供上或下压盘的至少一个的垂直运动。
[0084]下压盘160的上表面包括具有均匀剖面的多个饰面170。饰面的每个包含空腔180。图3a-4c示出一个这种饰面170。饰面可使用任何适当方法、采用任何适当弹性材料来制造。优选地，饰面采用硬度计值范围为大约40至大约80并且厚度范围为0.125英寸至大约0.250英寸的硅酮橡胶来制造。硅酮橡胶饰面可用作下压盘饰面，或者进一步层压或者以其它方式接合到耐压和可加工材料、例如中等密度纤维板(MDF)，以形成下压盘饰面170。下压盘饰面170的厚度可按照流体容器的特定设计来调整。例如，它在大约0.125英寸至大约1.0英寸的范围之内。
[0085]下压盘饰面170可切割或者以其它方式加工，以在其中形成多个空腔。图3a_4c示出一个这种空腔180。空腔180的平坦形状确定第一层压阻隔层的所形成改良圆顶形状的基底的形状，其包括但不限于圆形、卵形、椭圆形或者具有软半径角的正方形或矩形。一般垂直于下压盘160的平坦表面简单地切割的空腔180的侧壁182没有接触第一层压阻隔层的所形成形状，并且因此无需抛光。下压盘饰面中的空腔代替形成原本在常规热形成过程中利用的模具来起作用。
[0086]下压盘饰面170的下表面构造成促进下压盘饰面170与下压盘160的下表面之间的有限空气流动。如图3a和图3b所示，每个下压盘饰面170可包括一个或多个通风孔190。
[0087]如图4a所示，上压盘150装配有空气供应通道200，其与下压盘饰面170中的各空腔180对应。
[0088]优选制造过程使用间歇卷筒纸运动(web mot1n)。将第一层压阻隔层40前向拉入第一工位中作为沿水平取向的平坦卷筒纸。第一层压阻隔层40的外表面44下面向下并且由下压盘160衔接，以及内表面42由上压盘150衔接。上压盘150和下压盘160然后通过夹紧力来衔接，以及第一层压阻隔层40固定在下压盘饰面170的空腔180的周边。
[0089]加压气体210经过空气供应通道200来引入上压盘150中。如图4b所示，在施加于第一层压阻隔层40的内表面42的流体气体压力增大(下压盘饰面170上的通风孔190的存在释放或降低任何相对压力)时，空腔180的侧壁182中的第一层压阻隔层40的部分在应力下开始变形，并且膨胀到空腔180中，以形成改良圆顶形状。气体压力控制成使得对应应力没有超过双轴定向热塑聚合物的最终抗张强度。因此，变形没有显著改变原始双轴定向热塑聚合物的合乎需要物理性质；它而是增加聚合物取向的程度。
[0090]适当气体压力处于大约1psi至大约140psi的范围之内，优选地处于大约40psi至大约10psi的范围之内。在这种压力下，包括双轴定向热塑聚合物层的第一层压阻隔层能够在达到其断点之前经过进一步双轴延长，其范围为大约10至大约25%。
[0091]图4c中，全面施加气体压力。在压力达到其预期水平之后，关断加压气体210，并且去除压力。所形成流体容器剖面的微波收缩随后因双轴定向热塑聚合物的局部弹性恢复而发生。这个局部恢复对所产生剖面不是有害的。
[0092]在当前过程下形成的改良圆顶形状具有从(第一层压阻隔层在形成过程之前所在的)平坦基底延伸的大半径曲率。拉入的最大深度受到经过形成过程的原始平面区域的几何形状(即，空腔180的平坦形状)的极大影响。因此，第一层压阻隔层的所形成形状是平坦层压膜对内部压力的响应的结果。此外，这个所形成形状通过流体容器中包封的产品材料和环境空气所提供的内部气体或流体膨胀弹性地保持到使用时间，而无需任何刚性垂直定向避免来赋予结构强度。尚未经过形成过程的第一层压阻隔层的其它部分保持为平坦。
[0093]双轴定向热塑聚合物和加压气体的使用采用渐进聚合物链滑移来允许应力的可控再分配，并且阻止原本使膜变弱或者引起最终失效的机械“热点”。另外，由于双轴定向的热塑聚合物在张应力下延长，所以对进一步延长的抑制得到增加。取向以及对进一步延长的抑制的增加程度实际上也是双轴的。因此，受压聚合物均匀地再分配张应变，并且防止原本发生的聚合物的薄化。双轴定向的PET以其沿机器方向和机器横向的接近地可比较的机械值是优选双轴定向聚合物。弹性橡胶在下压盘饰面上的使用还防止在空腔180的周边原本导致应力失效的机械热点或应力点。本过程消除通常与形成过程中常用的伸展方法关联的诸如皱折、起皱或撕裂之类的复杂化和质量问题。
[0094]如上所述，薄规金属层、例如铝层也可结合在第一层压阻隔层中。与铝层相同的层压阻隔层中的双轴定向热塑聚合物的存在还防止在形成过程期间的规金属的破裂或张力失效，因为它在形成过程期间分配应力，并且防止到失效点的局部金属延长。
[0095]其它适当方法可用来将压力施加到第一层压阻隔层，以形成其中的改良圆顶形状。
[0096]在形成之后，上压盘150升高，并且所形成的第一层压阻隔层40行进到制造序列的第二工位，其中填充产品材料70。例如，产品材料70可被计量并且从直接安装在每个改良圆顶形状所限定的容积之上的流体管嘴来排放。计量和抽吸可在间歇卷筒纸运动停止的同时进行，并且可通过使用多种适当抽吸和计量系统来实现。所分发的产品材料优选地基本上填充所形成的改良圆顶形状的容积。不要求产品材料的校平，并且较高粘性的产品材料可暂时竖立在第一层压阻隔层40的内表面42的平面之上。另外，将产品材料设置在所形成的改良圆顶形状中可防止本原因与优选间歇卷筒纸运动过程关联的动量而发生的产品材料的不希望的向外扩展。
[0097]在下一个制造工位，平坦的第二层压阻隔层50设置在第一层压阻隔层40的内表面42上。优选地，第二层压阻隔层50包括其内表面52 (其由硅酮涂敷一次性防粘衬里(未示出)来覆盖和保护)上的压敏粘合剂。第一和第二层压阻隔层40、50然后经过修改并且前进到加热压盘，其中两个层在其周边密封在一起，以形成流体密封外壳60。产品材料70自动地经过平滑并且就在热密封过程之前或期间通过第二层压阻隔层50的平坦内表面52在外壳60中再分配。在一优选实施例中，分发尖头100通过使用加热上压盘的下表面中的简单加工浮雕(relief)来形成。其余密封按照如下方式进行:使得仅密封第一层压阻隔层的平坦部分而没有干扰改良圆顶形状。
[0098]密封的第一和第二层压阻隔层然后经过精密冲切，以形成单独流体容器。在优选方法中，第一和第二层压阻隔层连同全幅永久压敏粘合剂、例如永久压敏丙烯酸粘合剂一起相对防粘衬里、例如一次性硅酮涂敷防粘衬里经过轻模切(kiss cut)。单独流体容器按照预定图案安装在一次性硅酮涂敷防粘衬里上。流体容器在密封时一般不是柔性的。
[0099]流体容器然后永久地接合到印刷基板。这个步骤可通过任何适当方法来实现。在一优选实施例中，去除一次性硅酮涂敷防粘衬里，并且第二层压阻隔层通过全幅永久压敏丙烯酸粘合剂接合到基板。
[0100]本单元化包装可用作供单次使用或多次使用的产品。它还可用作取样包装。消费者可例如通过沿基板上的穿孔线撕扯开启带，来开启流体容器。产品材料然后可通过在第一层压阻隔层的外表面缓和地施加压力来分发。因为穿孔线提供流体容器的清洁开启点，所以产品材料可按照可控方式来分发。开启流体容器的备选方法包括但不限于撕裂细绳、剥离标签、例如采用激光器对层压阻隔层其中之一或两者的划线、剥离头部带或者易剥或易撕周边密封。另外，由于流体容器永久地接合到印刷基板，所以基板上印刷的任何营销或产品信息在使用时是现成的。
[0101]本文所包含的描述是为了便于说明而不是进行限制。可对本描述的实施例进行变更和修改，并且仍然处于本发明的范围之内。另外，上述所有参考均完整地结合到本文中以用于与本公开相关的所有目的。
【权利要求】
1.一种单元化包装,包括: (a)印刷基板；以及 (b)流体容器，包括:(i)第一层压阻隔层，包括至少一层双轴定向的热塑聚合物；(ii)产品材料；以及(iii)第二层压阻隔层， 其中所述第一层压阻隔层的一部分具有在其中形成的改良圆顶形状，所述改良圆顶形状具有限定容积，并且所述产品材料基本上填充所述限定容积，其中所述第二层压阻隔层是平坦的，其中所述第一和第二层压阻隔层在其周边密封在一起，以形成用于包含所述产品材料的流体密封外壳，以及 所述第二层压阻隔层永久地接合到所述印刷基板的一部分。
2.如权利要求1所述的单元化包装，其中，所述第一层压阻隔层的所述改良圆顶形状在密封所述流体容器时是弹性可支撑的。
3.如权利要求1所述的单元化包装，其中，所述双轴定向的热塑聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、聚丙烯酸酯或者其混合。
4.如权利要求3所述的单元化包装，其中，所述双轴定向的热塑聚合物包括聚对苯二甲酸乙二酯。
5.如权利要求1所述的单元化包装，其中，所述第一和第二层压阻隔层其中之一或两者包括一层招箔。
6.如权利要求5所述的单元化包装，其中，所述铝箔的厚度小于大约0.0Ol英寸。
7.如权利要求1所述的单元化包装，其中，所述产品材料为液体。
8.如权利要求1所述的单元化包装，其中，所述流体容器包括分发尖头。
9.如权利要求8所述的单元化包装,其中,所述基板包括开启带。
10.如权利要求9所述的单元化包装，其中，所述开启带通过与所述分发尖头相交的穿孔线来限定。
11.如权利要求9所述的单元化包装，其中，所述流体容器还包括通过所述第一和第二层压阻隔层所形成的平坦扩展片，其中所述平坦扩展片包封所述分发尖头并且覆盖所述开启带。
12.如权利要求8所述的单元化包装，其中，所述分发尖头是可重新闭合的。
13.如权利要求1所述的单元化包装，其中，所述基板比所述第一层压阻隔层更少柔性。
14.如权利要求1所述的单元化包装，其中，所述基板包括造纸原料。
15.一种制造包括印刷基板和流体容器的单元化包装的方法，包括: (a)提供印刷基板； (b)通过下列步骤来形成流体容器: (i)将所述流体容器的第一层压阻隔层的一部分形成为具有限定容积的改良圆顶形状，其中所述第一层压阻隔层包括至少一层双轴定向热塑聚合物； (?)将产品材料沉积到所述第一层压阻隔层，使得所述产品材料基本上填充所述限定容积； (iii)将所述流体容器的第二层压阻隔层设置在所述第一层压阻隔层上，其中所述第二层压阻隔层是平坦的； (iv)将所述第一和第二层压阻隔层在其周边密封在一起，以形成用于包含所述产品材料的流体密封外壳；以及 (C)将所述流体容器的所述第二层压阻隔层永久地接合到所述印刷基板的一部分。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述第一层压阻隔层的所述改良圆顶形状在密封所述流体容器时是弹性可支撑的。
17.如权利要求15所述的方法，其中，所述双轴定向的热塑聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、聚丙烯酸酯或者其混合。
18.如权利要求17所述的方法，其中，所述双轴定向的热塑聚合物包括聚对苯二甲酸乙二酯。
19.如权利要求15所述的方法，其中，所述第一和第二层压阻隔层其中之一或两者包括一层招箔。
20.如权利要求19所述的单元化包装，其中，所述铝箔的厚度小于大约0.001英寸。
21.如权利要求15所述的方法，其中，所述第一和第二层压阻隔层通过热密封来密封在一起。
22.如权利要求15所述的方法，其中，所述第一和第二层压阻隔层采用粘合剂密封在一起。
23.如权利要求15所述的方法，其中，步骤(i)包括将气体压力施加到所述第一层压阻隔层，以形成所述改良圆顶形状。
24.如权利要求23所述的方法，其中，所述气体压力为大约1psi至大约140psi。
25.如权利要求23所述的方法，其中，对范围从大约0.01秒至大约I秒的时间周期来施加所述气体压力。
26.如权利要求15所述的方法，其中，所述流体容器包括分发尖头。
27.如权利要求26所述的方法，还包括冲切所述基板，以形成通过穿孔线所限定的开启带，其中所述穿孔线与所述分发尖头相交。
28.如权利要求27所述的方法，其中，所述第一和第二层压阻隔层在其周边密封在一起，以形成所述流体密封外壳和平坦扩展片，其中所述平坦扩展片包封所述分发尖头并且覆盖所述开启带。
29.一种可重新闭合的单元化包装，包括: (a)印刷基板；以及 (b)流体容器，包括:(i)第一层压阻隔层，包括至少一层双轴定向的热塑聚合物；(ii)产品材料；以及(iii)第二层压阻隔层， 其中所述第一和第二层压阻隔层在其周边密封在一起，以形成用于包含所述产品材料的流体密封外壳， 所述第二层压阻隔层永久地接合到所述印刷基板的一部分； 所述流体密封外壳包括分发尖头，并且所述印刷基板包括与所述分发尖头相交的划线，其中所述划线限定在沿所述划线折叠时以可重新闭合方式密封所述分发尖头的折翼。
30.如权利要求29所述的单元化包装，其中，所述印刷基板包括能够接纳所述折翼的一个或多个锁定片。
31.如权利要求29所述的单元化包装，其中，所述印刷基板的厚度为大约0.008英寸或以上。
32.如权利要求29所述的单元化包装，其中，所述印刷基板的厚度为大约0.0lO英寸或以上。
33.如权利要求29所述的单元化包装，其中，所述第一层压阻隔层具有内表面，并且所述第二层压阻隔层具有内表面，以及 其中所述分发尖头通过所述第一层压阻隔层的所述内表面的一部分和所述第二层压层的所述内表面的一部分来限定；以及 所述印刷基板的厚度使得当所述折翼沿所述划线折叠以形成具有张力区的折痕时，限定所述分发尖头的所述第一和第二层压阻隔层的所述内表面的所述部分显著超出所述折痕的中性点并且落入所述张力区中。
34.如权利要求29所述的单元化包装，其中，所述第一层压阻隔层的所述改良圆顶形状在密封所述流体容器时是弹性可支撑的。
35.如权利要求29所述的单元化包装，其中，所述双轴定向的热塑聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、聚丙烯酸酯或者其混合。
36.如权利要求29所述的单元化包装，其中，所述双轴定向的热塑聚合物包括聚对苯二甲酸乙二酯。
37.如权利要求29所述的单元化包装，其中，所述第一和第二层压阻隔层其中之一或两者包括一层铝箔。
38.如权利要求37所述的单元化包装，其中，所述铝箔的厚度小于大约0.001英寸。
39.如权利要求29所述的单元化包装，其中，所述产品材料为液体。
40.如权利要求29所述的单元化包装，其中，所述基板包括开启带。
41.如权利要求40所述的单元化包装，其中，所述开启带通过与所述分发尖头相交的穿孔线来限定。
42.如权利要求41所述的单元化包装，其中，所述穿孔线与所述划线之间的距离为大约0.25英寸或以上。
43.如权利要求29所述的单元化包装，其中，所述流体容器还包括通过所述第一和第二层压阻隔层所形成的平坦扩展片其中所述平坦扩展片包封所述分发尖头并且覆盖所述开启带。
44.如权利要求29所述的单元化包装，其中，所述基板比所述第一层压阻隔层更少柔性。
45.如权利要求29所述的单元化包装，其中，所述基板包括造纸原料。
46.一种可重新闭合的单元化包装，包括: (a)印刷基板；以及 (b)流体容器，包括:(i)第一层压阻隔层，包括至少一层双轴定向的热塑聚合物；(ii)产品材料；以及(iii)第二层压阻隔层， 其中所述第一层压阻隔层的一部分具有在其中形成的改良圆顶形状，所述改良圆顶形状具有限定容积，并且所述产品材料基本上填充所述限定容积，其中所述第二层压阻隔层是平坦的，其中所述第一和第二层压阻隔层在其周边密封在一起，以形成用于包含所述产品材料的流体密封外壳， 所述第二层压阻隔层永久地接合到所述印刷基板的一部分；所述流体密封外壳包括分发尖头，并且所述印刷基板包括与所述分发尖头相交的划线，其中所述划线限定在沿所述划线折叠时以可重新闭合方式密封所述分发尖头的折翼。
【文档编号】B65B47/08GK104220344SQ201380019908
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年2月22日 优先权日:2012年2月24日
【发明者】史蒂文·J·格林兰 申请人:Aki公司