专利名称：具有非对称应力集中突起物的包装袋的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种用于包装分发可流动产品或类似物质的包装袋，尤其是关于用于包装袋的应力集中区的新形式与其结构，这种包装袋通常用于需要单独使用并能包装和分发可流动产品的。
到目前为止，人们对于能用于包装可流动产品并且通常需要单独使用并能分发可流动物质的包装袋做过各种尝试。
美国雷德蒙的专利第3，986，640号(以下记为640号专利)公开了一种较以往结构有较大改进的包装结构，这种改进在于它具有一个手动动作用来有效地分发予定容量的物质，它没有以往开启时遇到的困难;如需要移去盖子或撕开包装袋。
美国雷德蒙等人的专利第4，493，574号展示了一种与雷德蒙的640号专利相似的包装袋，但它使用的是位于较硬平板上外部断层线或断层型的至少一个部位上的应力集中突起物。该突起物的实施例中具有一个近似于金字塔形并能在通过顶点的断层面上裂开，其断层线两侧及中心线或断层线的垂线两侧部分基本都是对称的。
虽然，上述574号专利确实在结构上有比640号专利及所有已知的包装袋更显著的改进，但现已发现在某些情况下使用大体对称形状的应力集中突起物具有某些缺点。
人们发现(ⅰ)对称突起物相对高度;(ⅱ)板材的厚度(ⅲ)所需的开口尺寸(ⅳ)应力集中突起物断层线的垂线的两对称侧壁之间的夹角，这些因素之间是相互关联的，比如说所需的开口尺寸增大，则突起物的高度必然增加，突起物壁厚就会变薄，并且上述夹角也会变小。因此，由于所需开口的尺寸变大，板材的厚度必须增加以使沿断层线的壁厚有足够撑托住流出物质的厚度，尤其是在尖点上，虽然要有足够的强度以不致于被压破，但当较硬平板被弯曲成“V”字形时能破裂以使物质流出来。当所需开口宽度增大若只简单地降低突起物高度并非总是可行的，因为现已发现如在给定的宽度下，突起物太浅，突起物就会变平，从而失去应力集中的能力，导致不能通过弯曲成“V”字形而使它破裂。
由于开口尺寸增加而需要使突起物高度增加，这样做的另一缺点是使容器不能紧密地堆放，从而给贮存和运输带来不便。
有一些产品在使用前必须独立存放，只有在使用时才加以混合，如环氧树脂混合物及牙科药物及其它一些物质，都是在使用时才混合合成，平时则独立存放。再如凉菜调料(即为油和醋)，花生酱和果子酱等。这些产品需要两个或更多个独立的组合包装结构，就如574号专利提出的那样并列放置的，每个袋子或盒子上都有一个突起物的结构。然而，业已发现574号专利提出的大致对称的突起物的包装结构存在更为严重的缺点当开启容器时几种物质流出的相隔间距总比期望的间距远，这样对于开启容器后方便地混合是不利的。
本发明的目的是提供一种新的改进的用于可流动产品的包装袋。本发明的另一目的是克服上述574号专利的近似对称突起物的种种缺点，并提供一种可包装流动物质、新型的改进的包装分发袋，它用应力集中的方法，通过弯曲成“V”字形开启坚硬的及复合的材料，因此这种方法开启较薄但较硬的平板材料是很实用的。本发明的另一目的是提出一种其应力集中突起物不对称于垂直于断层线或断层痕的线的可用于包装可流动物质的新型包装袋。
本发明的目的还在于这种新型包装袋可以是两个或多个组合的结构，还能同时分发两种或更多的需要在使用前分别存放的可流动产品。
再进一步说，本发明的目的还在于提供了一种新型的改进的由两个或多个组合而成的包装分发袋，它较以前的包装袋的改进还在于可包装至少两种平时单独存放，只在使用时才混合的物质，通过设置两个邻近放置的非对称突起物，它们位于断层线或断层痕上并从较硬平板的外表面上突起，当硬板弯曲时，该突起物沿断裂线裂开，从而产生至少两个独立但邻近排列的开口，从这些开口中可既独立又同时排出上述可流动物质。
本发明的目的还在于它提出一种新型的用于包装可流动物质的包装分发袋，其上有近似于半个或对开的金字塔形应力集中突起物，它位于较硬平板的断层线或断层痕上并向外突起，并且它是大致对称于同断层线但不对称于同断层线垂直的线放置。
本发明的另一目的是提出这样一种由两个或多个组合而成的包装袋，它能准确地分发不同的两种或多种可流动产品。
本发明的各种目的和优点，一部分已如上所述，一部分可从实施例中看出，其它的还可以从权利要求中了解到。
本发明包括新颖的部件、构造、位置安排、组合方式，本文还叙述了实施方法和改进措施。
简单地说，本发明是一种新型的用于可流动产品的包装分发袋，它仅用单手以一定的方式对多种包装材料形成可控制的开口，这些材料可包括低价格易断裂材料，如坚硬的、高防渗透性的网状材料，如单层或叠层，或由聚脂，聚丙烯或尼龙挤压成型材料，后者能降低包装材料的价格及提供由两个或多个组合而成的包装盒。
按本发明的最佳实施例，包装分发袋包括一个较硬的平板，其上至少在一个侧面固定有坚硬、高防渗透性的表层，还有一柔性层固定在硬板的一侧，以形成一个封闭的袋子。在较硬板上的刻划痕或以其它方式形成的切痕区域或断层线都是沿其横向中心线，并且有至少一个应力集中突起物从较硬板的断层线或断层痕的一个部位上突起。该对开的突起物由一个大致上是半个或对开的金字塔形突起物所构成。
上述一半或对开的金字塔形是不对称于断层线的垂直线的，它包含一个大致垂直的侧壁，该壁是朝向垂直于断层线方向延伸并沿着较硬板向上指向突起物顶点的方向。业已发现上述近似的半个或对开的金字塔形及下文将要提及的各种形状有所改变的半个或对开的金字塔形比574号专利所说的大体对称的突起物具有某些惊人的和预想不到的优点。
人们惊奇地发现一半或对开的突起物有足够的强度，它能开启更坚固的高防渗透性材料并能保持突起物不崩溃，在同样开口尺寸要求下还可以加工成比对称突起物所需材料稍薄一些，这样在材料上可节约10%的费用。
虽然这里没有用任何理论来解释这个结果，但是据信近似垂直的侧壁起支撑柱的作用，即使该侧壁比大体对称突起物的斜侧面薄些，它仍能防止突起物的斜侧面塌落。
在相同的高度及相同的侧壁尖角条件下，应用本发明的近似半个或对开的突起物形成的开口通常小于应用对称突起物形成的开口。在分发低粘性的物质如抛光酒精、酱油等时是有利的。这样在所需的开口尺寸较小情况下，近似对称的突起物的尺寸就要求非常小，大约是本发明中突起物尺寸的一半，因此大约对称的突起物在制造时要求更加精细，精确从而提高了费用。
按照本发明的另一种最佳实施例，它是一个由两个或多个组合而成的包装分发袋，它至少包括两个独立而相邻的袋子或盒子，每一个盒子有一面贴在较硬的平板上，至少两个应力集中非对称突起物分别位于每个袋子或盒子之上，每个突起物从较硬平板断层线或断层痕的至少一个部位上朝向背离组合袋的方向突起。最好是每个近似半个或对开的非对称金字塔形突起物，大体对称于断层线或断层痕，但不对称于断层线的垂直线，它包含一个大致垂直的侧壁，该壁是朝着垂直于断层线方向延伸并从较硬板向上指向突起物的顶点的。
从以上可以看出，多重盒子可以包装至少两种只有在使用时才加以混合的可流动物质并且将包装弯曲以形成“V”字形时形成开口以使流动物质同时从两个间隔开的开口中流出来。
前述两个近似半个或对开的突起物最好是这样设置的，即大体垂直的侧壁是紧密相邻相对设置的。人们出乎意料地发现这种两个或多重组合包装袋还可以以下列方式制造;当这些突起物开启后，分别包装着的可流动物质或者是形成一股液流或者两股相隔间距很小的液流因而能容易地按照它的方向流出并充分混合。
这里使用的术语“断层线”或“断层痕”包括前述的划痕。它可能是一条跨过较硬平板的一部分或全部的直线，也可能是用划痕工具之外的其它能降低其强度的工具来形成一个断层区域。
以上所描述的曲线和直边构成了金字塔形其短轴最好是位于断层线或断层痕上。
很明显，以上列举的本发明的各种目的可通过本发明的实施例来实现。因此，按本发明的最佳实施例包装分发袋由高强度、高防渗透性材料组成，它的开启是使非对称应力集中突起物破裂并可用比以前有近似对称突起物的包装分发袋更薄一些的标准材料制成，因此它更经济一些。另外，非对称应力集中突起物能使两个或多个组合盒式包装袋制造能更有利一些。如它可使单独贮存的可流动物质更充分混合或以其它方式来使用。
可以看出，上下文中对本发明的描述是示范性和说明性的，但不是限定性的。
下面将结合附图来描述本发明的最佳实施例，图中
图1是根据本发明的一个包装分发袋在未开启时的顶视图，它示出了从较硬板的一侧突起的一个近似于一半或对开的金字塔形突起物，该突起物的短轴位于断层线上;
图2是图1所示的包装分发袋的透视图;
图3是图1所示的包装分发袋的侧视图，其中包装袋已被折弯并沿断层线断裂;
图4是根据本发明的一最佳实施例的两个组合的包装分发袋的透视图，图中包装袋处于未开启状态;
图5是图4所示的两个组合的包装分发袋的端视图;
图6是图4所示的两个组合的包装分发袋的透视图，图中所示为包装袋被折弯并且各个大致为一半或对开的金字塔形应力集中突起物已被折断的状态;
图7A，7B，7C是根据本发明的其它各种形式的包装分发袋的顶视图，图7A所示为三个组合的包装分发袋，图7B和图7C所示为二个组合的包装袋，其包装袋具有不同的尺寸以分发不同量的不同产品;
图8A、8B和8C是本发明的非对称应力集中突起物的各种实施例的构件图，图8A所示为伸长的一半或对开的金字塔形，这样其长轴位于断层线上，图8B所示为一半或对开的圆穹顶形，图8C所示为一半或对开的圆锥形。
现在参考附图1～3，它们展示了本发明中包装分发袋结构的最佳实施例，以标号10表示。包装袋10包含一较硬、较平的平板12及恰当地安装在平板12一面上外缘的柔性层18，柔性层18形成至少一个袋子或盒子并且与所述的平板12形成能包装可流动物质的容器。
在最佳实施例中，一个很好密封甚至是气密性的板14被整体固接在平板12面向柔性层18的一面上。柔性层18的制作可通过简单的方法如真空成型、压力成型、机械加工成型或用合成的方法，柔性层18也同样地整体固接在板12或复层板12、14上。
较硬平板12、高气密性的防渗透材料14及柔性层18之间的接头可由包装技术中最普通的方法形成，如焊接、加热密封、粘接等，具体接口方法依材料的特点及所包装的可流动物质的性质来决定。
简单地说，较硬平板12是由聚苯乙烯或聚酯或异分子共聚物组成，高防渗透性板14是由适合密封的并且是气密性的材料包括萨冉树脂、金属箔层或包括一层金属箔或乙烯树脂或只是箔层所组成，具体地依被包装物质的性质而定。一种专门的坚固的高防渗透性结构包含萨冉层，在它的两侧包有聚乙烯层(这种材料被称作“Saranx”，在“Dow”化学公司有出售)，这样的材料作为高防渗透性板14，由聚苯乙烯或聚脂形成的层状结构作为较硬平板12。
可以理解材料12、14和18之间的联接可应用以前介绍的各种普通的技术，并取决于被包装的可流动物质的性质。这些或类似的材料以及接头系统在前述640号和574号专利中均有论述，细节请阅参考文献。
从结构图1～3中可看出，由柔性层18和较硬平板12、14之间形成封闭的袋子或盒子22，由此贮存并分发可流动物质。由图4最能清楚地看出，封闭的袋子或盒子22包括一对紧密相邻的盒子22A、22B，它们之间由一条浅槽或沟槽隔开，在前述雷德蒙的715号专利中有详细论述。
在包装分发袋10的较硬平板12上，在背离封闭盒22的外表面上划有刻痕。如前所述，可以理解本发明不只限于直线的断层痕，术语“断层线”还指包括各种断层型或被削弱的区域以满足各种特点的需要。
按本发明中的提法，包装袋10具有一个或多个非对称应力集中突起物26，它们都位于沿断层线24外并从较硬平板12或层状板12、14的外表面朝着向外的方向突起。按最佳实施例突起物26是呈近似的一半或对开的金字塔形，以使断层线24裂开时通过突起物26的顶点。突起物26具有一个大体垂直的侧壁27，并且是沿垂直于断层线24及从较硬平板12指向尖顶26A的方向。从以上介绍及图1、2中可以看出突起物26对称于断层线24，但不对称于垂直断层线24的直线。
按以上的介绍或更详细地参见雷德蒙等人的574号专利，在包装分发袋10上较硬平板12沿断层线24弯曲成“V”字形而折裂时，断层线24起引导的作用。当较硬板12被弯曲成“V”字形时，由外力及从尖顶26A至沿较硬平板12的弯曲轴之间距离而形成的弯曲力矩在尖顶26A处产生应力集中。正如以上所述在近似非对称的一半或对开的突起物26处产生出人预料的弯曲应力，它的形成方式类似于对称突起物，如574号专利所述，可以相信由于垂直侧壁27的支撑效应，它能惊人地承载比近似对称突起物更大的力，由此导致板12和多层板14破裂以形成开口30。
随突起物26和尖顶26A的破裂，断层24也发生断裂，然而，正如雷德蒙等人的574号专利所述，这里也是同样情况，当材料14是坚固的高防渗透性结构时，沿断层线24的应力不足以折断此材料，较硬板12上的断层线便作为弯曲轴，除非它被突起物26折断。当在包装袋10的一分为二的两部分10A和10B上并行施加两平行的力时，由两部分10A和10B与柔性层18组成的袋子或盒子22便将其内的可流物质通过出口30挤出来。由于高防渗透性材料14不能沿断层线24断裂而只能沿突起物26裂开，因此开口30是所包装的可流动物质的唯一出口。
从以上介绍中可明显看出，当较硬板的两部分10A、10B同时与柔性层18相互作用时，袋子22内的可流物质就会从出口30处形成一条规则的流束。
可以理解，使断层线24只形成在跨过突起物26上也可产生相同的效果。或者断层线24也可以延伸至超过突起物26但没有到达包装袋的边缘。
现在可以更进一步地参考图4～6。它是图1～3中所示包装袋结构的最佳实施例，上述包装袋标号为50。
由图4、5可看出，包装袋50可能包括一多层高防渗透性、较硬、较平的板12′、14′，一柔性层18′固定在板12′、14′的一个面上，图中还显示了一对相对、靠近放置的近似一半或对开金字塔形应力集中突起物26′、26″及一条断层线或断层痕24′。按最佳实例柔性层18形成两既相分离又紧密相邻的袋子或盒子22′、22″，由此形成一个“双重”包装袋。更有利的是每个袋子或盒子22′、22″包括一对相邻放置的容器22A′、22B′和22A″、22B″，其间有浅槽或沟槽。可以看出突起物26′、26″分别在袋子22′、22″之上。最好是，突起物26′、26″位于非常靠近各个袋子22′、22″的内边缘处，并使各自的垂直的侧壁成面对面的关系，这样能使突起物之间缝隙很小，大致是1/16″或更小。
从以上介绍及图6中可见，双重包装袋50能做到(ⅰ)包装在使用前需单独存在，具有不同性质的产品。(ⅱ)通过弯曲包装分发袋的边缘将其折成“V”字形，并且折断突起物26′、26″以分别形成开口30′、30″从而能同时开启包装袋，并进行分发、混合或合成。
可以理解，较硬板12或12′的构成可以使用前述各种的方法，也可以不采用密封或高防渗透性材料14或14′，而且这种构造也属于本发明范围之内。正如以前关于预先加上的断层线的作用介绍中所述，这样的结构可能尤其适合于分发低粘性的可流动物质如水、奶油、酒精并要求有规则的流束，并且无液滴产生。这样的可流动物质不需要特殊的密封、高防渗透性层，并且适合于本包装分发袋的其他优点。
图4和5中所示的双重包装袋50是由一单层的较硬、较平板12′、14′和一单层的柔性材料层18′形成的两个袋子22′、22″。可以理解，双重袋子如50或其他如图7A中所示55，它具有3个或更多的这样独立的袋子，也可以由图1～3中所示的袋子联接而成，如图7A所示它的每一独立盒子的内边缘上具有非对称应力集中突起物26′、26″、26″＇、26″″。从图7中可看出应力集中突起物被折断以后可方便地提供两条流束。
图7B和7C展示了本发明中二重包装分发袋的另外两种结构。图7B中双重包装分发袋60的两盒具有相同的长度但宽度不等，图7C中包装分发袋65的两盒宽度相同但长度不同。由此可看出本发明可用来包装性质不同的产品，它们可以独立存放，可以既精确又同时地进行分发。
现在可进一步参考图8A至8C，它们展示了本发明中包装分发袋子应力集中突起物的各种形式。
图8A展示了伸长了的类似于图1和图4的一半或对开的金字塔形突起物56，它位于其长轴与断层线24重合的位置上。图8B展示了近似一半或对开的圆顶形突起物66。断层线24从一半或对开的圆顶形突起物66的圆弧面上及其顶面中心点66A通过，并将其一分为二。图8C展示了一近似一半或对开的圆锥形突起物76，并被断层线24从其顶点通过将其一分为二。
按以上讨论，由图8A～8C可看出，其中每一结构都会使弯曲开启力传递到具有最大应力集中值的顶点，由此保证了可开启性，而且每个突起物包含了一个大体垂直的侧壁，它作为立柱支撑元件因而在给定了壁厚的情况下增加了强度。
应当理解，在本发明所描述的每个非对称应力集中突起物中，立柱支撑元件都为垂直的侧壁以增加强度。然而可以理解本发明中还可包含其他的非对称图形，例如组成突起物的一半的侧壁与底面所夹的角度与突起物的另一半的侧壁的这个角度不同。同样地，非对称侧壁可以是平的垂直壁、包含两个或更多平面的壁、曲面或曲面与平面的组合壁。当非对称壁是曲面或曲面与平面的组合时，则非对称侧壁的沿断层线的非对称壁上最远点要小于与之相对的组成突起物另一半的侧壁最远点的距离。
本发明并不仅限于以上实施例中所描述的内容，对于本技术领域中的技术人员来说，在不违背本发明精神下可以作出各种改进，而这些改进也应在本发明范围之内。
权利要求
1.一种用于包装、分发可流动物质的袋子，该袋包括一较硬、较平的平板，一柔性层固定在该较硬、较平板的一个面上，并形成一可用于包装可流动物质的袋子，该较硬平板上有一予先刻在其上、具有予定长度的断层线，还有在该较硬较平板上的断层线的至少一个部位上朝着背离前述的柔性层所在的面的方向突起的突起物，以使该较硬平板在断层线上突起部位的应力增加到最大，通过沿该断层线弯曲使该较硬、较平板成“V”字形，整个袋子也成为“V”字形，该断层线开始沿突起部折断，形成了至少一个供上述可流动物质流出的出口，并且形成规则流，所述的突起物是这样一种形式它在断层线的两边基本对称，但在垂直于该断层线的线的两边基本不对称，并且突起最高的点就在该断层线上。
2.如权利要求1所述的包装分发袋，其中较硬平板为金属箔高防渗透性材料。
3.如权利要求1所述的包装分发袋，其中较硬平板为塑料防渗透性材料。
4.如权利要求1所述包装分发袋，其中较硬平板包含金属箔和塑料这二种防渗透性材料。
5.如权利要求1所述包装分发袋，它具有多个沿断层线相邻放置的突起物，当将该较硬、较平板弯曲成“V”字形时便沿该断层线上产生许多开口。
6.如权利要求1所述包装分发袋，其中所述突起物在沿断层线方向为有尖顶的断面。
7.如权利要求1所述包装分发袋，其中柔性层在邻近较硬、较平板的一面形成至少两个既分离又相邻的并列放置的袋子，而且具有至少两个突起物，每个突起物都位于上述一个袋子的上方，各突起物在较硬平板上的断层线的至少一个部位上朝着背离袋子的方向向外突起。
8.如权利要求6所述包装分发袋，其中突起物有一近似垂直的侧壁，其延伸方向垂直于该断层线，并且从较硬平板向上指向该突起物的顶点。
9.如权利要求7所述包装分发袋，其中所述的突起物每一个都是一半的金字塔形，它具有一近似垂直的侧壁，其方向是垂直于该断层线并且从较硬平板向上指向该突起物的顶点，这些突起物的设置是使它们各自的垂直壁保持互相对置且紧密相邻的关系。
10.如权利要求8所述包装分发袋，其中所述的突起物是近似于一半的金字塔形，上述较硬平板上的断层线通过突起物顶点。
11.如权利要求8所述包装分发袋，其中所述的突起物是一个近似于一半的圆锥形突起物，并且断层线从突起物的顶点通过。
12.如权利要求8所述包装分发袋，其中所述的突起物是一个近似于一半的圆顶形突起物，并且该较硬平板上断层线通过突起物顶点。
13.如权利要求9所述包装分发袋，其中所述的近似于一半的金字塔形突起物具有不等长的轴，并且短轴沿断层线的方向。
14.如权利要求9所述包装分发袋，其中所述的近似一半的金字塔形突起物具有不等长的轴，并且长轴沿断层线的方向。
全文摘要
用于包装可流动物品的包装袋，包括一较硬的平板，一柔性层固定在该平板的一面上并形成一柔性袋子。在该平板上预先刻有断层线。还有在平板的断层线上向外突起的非对称应力集中突起物。突起物最好为非对称的近似于半个的金字塔形。通过沿断层线使平板弯成“V”字形，以使断层线开始沿突起部折断，形成了至少一个供可流动物品流出的出口。在平板上也可固定有两个或两个以上独立且相邻的柔性袋子，至少两个应力集中突起物位于其上。
文档编号B65D75/58GK1030212SQ8710794
公开日1989年1月11日 申请日期1987年11月19日 优先权日1986年12月18日
发明者桑福德·里德蒙德 申请人:桑福德·里德蒙德