專利名稱：柔性的拉伸裝物袋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通常用于裝盛和/或整理各種物品和/或材料的柔性袋。
背景技術(shù)：
柔性袋，特別是由較廉價的聚合物材料制成的柔性袋，廣泛用于裝盛和/或整理各種物品和/或材料。
在此所用的術(shù)語“柔性的”用來指能夠被折曲或彎曲的材料，尤其是重復(fù)折曲或彎曲，使得它們能響應(yīng)所施加的外力而可適應(yīng)和屈服。因而，“柔性的”在意義上大致與術(shù)語“不易彎曲的、剛性的或不易屈服的”相反。因此，柔性材料和結(jié)構(gòu)可以在形狀和結(jié)構(gòu)上改變，來適應(yīng)外力并且與將要與它們接觸的物體形狀相配，而不損害其完整性。通常出售的柔性袋一般是由整個袋結(jié)構(gòu)的物理性質(zhì)，例如展開、拉伸和/或伸長性質(zhì)都是一致的材料制成的。
利用這種柔性袋，很難使該袋精確地與放入的內(nèi)容物的尺寸和體積相適應(yīng)。過大的內(nèi)部空間由于收集在其中的空氣的影響，可能使內(nèi)容物質(zhì)量下降，更不用說由于沒有利用的容積而造成制袋材料的浪費(fèi)。另外，對用作結(jié)腸開口術(shù)的袋，希望通過將袋的尺寸最大限度地減小至容納內(nèi)容物所必需的體積和尺寸，來最大程度地慎重使用該袋。在使用之前，袋的包裝也受到該袋尺寸的限制。
因此，希望能提供一種使用時能與該袋的內(nèi)容物的體積和/或尺寸精確地一致的柔性袋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種包括至少一塊柔性片材組合形成具有一個由邊緣形成的開口的半封閉容器的柔性袋。該開口形成一個開口平面，在該袋內(nèi)的內(nèi)容物產(chǎn)生的力的作用下，該袋擴(kuò)展，使袋的容積增大，這樣，所述袋可以容納放入其中的內(nèi)容物。


盡管本發(fā)明以具體指出并明確說明本發(fā)明的權(quán)利要求書作為結(jié)尾，但從下面結(jié)合附圖進(jìn)行的說明中，將可以更好地理解本發(fā)明。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記代表相同的元件，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明的柔性袋在封閉中空的狀態(tài)下的平面圖；圖2為圖1中柔性袋裝入材料在封閉狀態(tài)下的透視圖；圖3為諸如圖1中柔性袋那樣的，多個袋的一個連續(xù)卷筒的透視圖；圖4A為本發(fā)明柔性袋的聚合物薄膜材料處在基本上未拉伸狀態(tài)下的部分透視圖；圖4B為本發(fā)明柔性袋的聚合物薄膜材料處在部分拉伸狀態(tài)下的部分透視圖；圖4C為本發(fā)明柔性袋的聚合物薄膜材料處在較大拉伸狀態(tài)下的部分透視圖；圖5為本發(fā)明所用的片材的另一個實(shí)施例的平面圖；圖6為圖5所示的聚合物坯料處在與圖4B所示相同的部分拉伸狀態(tài)下的平面圖。
具體實(shí)施例方式
柔性袋的結(jié)構(gòu)圖1示出根據(jù)本發(fā)明的柔性袋10的一個優(yōu)選實(shí)施例。在圖1所示的實(shí)施例中，柔性袋10包括由一塊柔性片材制成的袋體20，該片材沿折疊線22自身折疊并沿側(cè)縫24和26自身粘接，以形成具有沿邊緣28開口的半封裝容器。如有需要，柔性存儲袋10還可包括位于邊緣28附近的、用于密封該邊緣28的封閉裝置30，以形成圖1所示的完全封閉的容器或器皿。諸如圖1中柔性袋10的袋子還可以由片材的連續(xù)筒構(gòu)造而成，由此取消了側(cè)縫24和26，并用一條底縫代替折疊線22。柔性存儲袋10適用于裝盛和保護(hù)放在袋體內(nèi)的各種各樣的材料和/或物體。
在圖1所示的優(yōu)選構(gòu)型中，封閉裝置30完全合圍由邊緣28形成的開口的邊緣。然而，在某些情況下，合圍程度較小的封閉裝置(例如，只沿邊緣28的一個側(cè)邊設(shè)置的封閉裝置)就可以保證充分的封閉整體性。
圖1示出了在該袋的表面橫向延伸的多個區(qū)域。區(qū)域40包括在袋體20的柔性片材上多排深深地壓印出的變形，而區(qū)域50包括介于其中的未變形的區(qū)域。如圖1所示，未變形的區(qū)域的軸線，在大致與開放邊緣28的平面(在封閉狀態(tài)下則為軸線)平行的方向上在袋體材料的橫向延伸，而在圖示的構(gòu)型中，該開放邊緣28大致與由底部邊緣22形成的平面或軸線平行。
根據(jù)本發(fā)明，柔性存儲袋10的袋體部分20由柔性片材制成，該柔性片材能夠彈性地伸長，以適應(yīng)由裝入該袋中的內(nèi)容物向外施加的力，并且還能在達(dá)到材料的拉伸極限之前，阻止伸長。這二種性質(zhì)的綜合，使該袋容易在一開始就隨著袋中的內(nèi)容物產(chǎn)生的外力擴(kuò)展在相應(yīng)方向受控制的伸長量。這種伸長性質(zhì)，通過擴(kuò)展袋材料的長度，增大該袋的內(nèi)部容積。
另外，盡管最好是基本上整個袋體都由具有本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和特性的片材制成，但在某些情況下，希望只在該袋體的一個或多個部分或區(qū)域，而不是整個袋體用這種材料制造。例如，可以利用具有所希望的展開方向的這種材料制的一條帶，來形成一個圍繞該袋體的完整的環(huán)形帶，以使局部的拉伸性質(zhì)更好。
圖2示出一個如圖1所示的袋10一類的柔性袋，它用于形成帶有任何適當(dāng)傳統(tǒng)設(shè)計的封閉裝置固定的完全封閉的裝產(chǎn)品的袋。這種袋的產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域包括垃圾袋、裝人或動物遺體的裹尸袋、圣誕樹處理袋、結(jié)腸開口術(shù)用袋、干洗和/或洗衣用袋，用于收集從倉庫存貨中取出的物品的袋(存貨收集袋)，購物袋等。在有限的意義上說，片材應(yīng)有足夠的拉伸或伸長性質(zhì)，以便由初始是平展的片材形成適當(dāng)尺寸的可以大大拉伸的袋，而不是通過折疊和密封工序形成的袋。圖3示出以末端對末端的方式連接起來形成連續(xù)坯料的袋10的一個卷筒11。由于在預(yù)先使用狀態(tài)下的袋的外部尺寸比一般拉伸能力較小的袋小，又由于該袋在使用中會擴(kuò)張至所希望的尺寸，因此上述卷筒的尺寸可以較小(即，可以用較短的管作為芯子)。有芯或無芯構(gòu)型的這種卷筒的尺寸，對干洗袋可能是特別有用的。
如下文所述，據(jù)信，適用于本發(fā)明的材料在減小與垃圾桶或其它容器的接觸面積，及在袋中放入內(nèi)容物后取下該袋方面都有優(yōu)點(diǎn)。片材的三維本質(zhì)與其伸長性質(zhì)結(jié)合，還可增強(qiáng)抗撕破和刺破的能力，并提高視覺感、聽覺感和觸感。這種伸長性質(zhì)還可使袋的每單位使用材料的容量較大，提高這種袋的“使用里數(shù)(mileage)”。因此，對于給定的應(yīng)用場合，可以使用比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的袋更小的袋。這些袋還可以有任何所希望的形狀和構(gòu)型，包括具有把手或特殊切口幾何形狀的袋。
代表性材料為了更好地說明根本發(fā)明柔性袋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能優(yōu)點(diǎn)，圖4A為表示適用于制造圖1和圖2所示的袋體20的一段片材52的大大放大了的部分透視圖。在1996年5月21日授予Chappell等人的共同受讓的美國專利第5518801號中，詳細(xì)地說明了如適用于本發(fā)明的在此所述的材料一類的材料及其制造和表征方法，所公開的內(nèi)容在此引用作為參考。
現(xiàn)參照圖4A，片材52包括不同區(qū)域的一個“可變形的網(wǎng)絡(luò)”。這里所用的術(shù)語“可變形的網(wǎng)絡(luò)”是指互相連接和互相相關(guān)的一組區(qū)域，該組區(qū)域可在預(yù)定方向上延伸至某種有用的程度，使該片材隨著所施加的和隨后去除的伸長，具有類彈性的性質(zhì)。該可變形的網(wǎng)絡(luò)包括至少一個第一區(qū)域64和一個第二區(qū)域66。片材52包括在第一區(qū)域64和第二區(qū)域66之間的界面上的一個過渡區(qū)域65。過渡區(qū)域65將呈現(xiàn)出第一區(qū)域和第二區(qū)域二者復(fù)雜綜合起來的性質(zhì)?？梢哉J(rèn)識到，適用于本發(fā)明的這種片材的每個實(shí)施例都有一個過渡區(qū)域；然而，這種材料的性質(zhì)是由在第一區(qū)域64和第二區(qū)域66中的片材的性質(zhì)決定的。這樣，由于片材的性質(zhì)不取決于在過渡區(qū)域65中的片材的復(fù)雜性質(zhì)，因此，以后的說明將只涉及在第一區(qū)域和第二區(qū)域中的片材的性質(zhì)。
片材52具有第一表面52a和與之相對的第二表面52b。在圖4A所示的優(yōu)選實(shí)施例中，該可變形的網(wǎng)絡(luò)包括多個第一區(qū)域64和多個第二區(qū)域66。第一區(qū)域64具有第一軸線68和第二軸線69，其中，第一軸線68優(yōu)選比第二軸線69長。第一區(qū)域64的第一軸線68，大致與片材52的縱軸“L”平行；而其第二軸線69則大致與片材52的橫軸“T”平行。優(yōu)選的是，該第一區(qū)域的第二軸線的長度，即第一區(qū)域的寬度為約0.01英寸至約0.5英寸；更優(yōu)選的是約0.03英寸至約0.25英寸。第二區(qū)域66具有第一軸線70和第二軸線71。第一軸線70大致與片材52的縱軸平行，而第二軸線71則大致與片材52的橫軸平行。優(yōu)選的是，該第二區(qū)域的第二軸線的長度，即第二區(qū)域的寬度為約0.01英寸至約2.0英寸；更優(yōu)選的是約0.125英寸至約1.0英寸。在圖4A所示的優(yōu)選實(shí)施例中，第一區(qū)域64和第二區(qū)域66基本上是線性的，它們在大致與片材52的縱軸平行的方向上連續(xù)地延伸。
第一區(qū)域64的彈性模量為E1，橫截面積為A1。第二區(qū)域66的彈性模量為E2，橫截面積為A2。
在所示的實(shí)施例中，片材52被“制成”當(dāng)在大致與縱軸平行的方向上承受所施加的軸向伸長時，該片材52沿一條軸線產(chǎn)生阻力。在所示實(shí)施例的情況下，該軸線大致與該片材的縱軸平行。這里所用的術(shù)語“制成”是指在片材上形成所希望的結(jié)構(gòu)或幾何形狀，而在其不受任何外加的伸長或力時，該片材基本上保持該所希望的結(jié)構(gòu)或幾何形狀。本發(fā)明的片材由至少一個第一區(qū)域和一個第二區(qū)域構(gòu)成，其中，第一區(qū)域與第二區(qū)域在視覺上不同。這里所用的術(shù)語“在視覺上不同”是指當(dāng)該片材或用該片材制成的物體正常使用時，用正常的裸眼很容易辨別的該片材的特點(diǎn)。這里所用的術(shù)語“表面路徑長度”是指在大致與一條軸線平行的方向上，沿所討論的區(qū)域的外形凹凸表面的一個量度。確定各個區(qū)域的表面路徑長度的方法，可在上述的Chappell等人的專利的測試方法部分中獲得。
制造用于本發(fā)明的這種片材的方法包括，但不限于通過使平板或滾子嚙合進(jìn)行壓花、熱成形、高壓液壓成形或鑄造。如下面將要詳細(xì)地說明的那樣，雖然整個片材52進(jìn)行成形加工，但本發(fā)明也可以只使該片材的一部分，例如，包括袋體20的一部分材料成形。
在圖4A所示的優(yōu)選實(shí)施例中，第一區(qū)域64基本上是平面形的。即，第一區(qū)域64內(nèi)的材料在片材52經(jīng)過成形工序前和成形工序后，基本上處于同一狀態(tài)。第二區(qū)域66包括多個隆起的肋狀件74。該多個肋狀件可以壓花、不壓花，或壓花與不壓花的組合。肋狀件74具有大致與片材52的橫軸平行的第一軸或長軸76，以及大致與片材52的縱軸平行的第二軸或短軸77。與該肋狀件74的第一軸76平行的長度至少等于與其第二軸77平行的長度；優(yōu)選是比后者長些。優(yōu)選的是，第一軸76與第二軸77的長度比，至少為約1∶1或更大；更優(yōu)選的是至少約2∶1或更大。
第二區(qū)域66中的肋狀件74可以由不成形的區(qū)域彼此隔開。優(yōu)選的是，該肋狀件74是彼此相鄰的，并且，當(dāng)在與該肋狀件74的長軸76垂直的方向測量時，該肋狀件74由小于0.10英寸的不成形區(qū)域隔開；更優(yōu)選的是，該肋狀件74是連續(xù)的，它們之間基本上沒有不成形的區(qū)域。
該第一區(qū)域64和第二區(qū)域66各自都有“投影的路徑長度”。這里所用的術(shù)語“投影的路徑長度”是指被平行光照射的一個區(qū)域的影子的長度。第一區(qū)域64的投影的路徑長度和第二區(qū)域66的投影的路徑長度彼此相等。
當(dāng)在片材處在末拉伸的狀態(tài)下，在與片材52的縱軸平行的方向上測量片材外部凹凸形狀時，第一區(qū)域64的表面路徑長度L1比第二區(qū)域66的表面路徑長度L2小。優(yōu)選的是，第二區(qū)域66的表面路徑長度至少比第一區(qū)域64的表面路徑長度約長15％；優(yōu)選的是，至少比第一區(qū)域的表面路徑長度約長30％；而最優(yōu)選的是至少比第一區(qū)域的表面路徑長度約長70％。通常，第二區(qū)域的表面路徑長度越大，則在碰到受力的壁面之前，片材的伸長越大。在上述的Chappell等人的專利中，說明了測量這種材料的表面路徑長度的合適方法。
片材52的改進(jìn)的“泊松橫向收縮率(Poisson lateral contraction effct)”，基本上比同樣材料成分的一種相同的基底片材的該收縮率小。確定材料的泊松橫向收縮率的方法，可在上述Chappell等人的專利的測試方法部分中獲得。優(yōu)選的是，當(dāng)片材伸長為約20％時，適用于本發(fā)明的片材的泊松橫向收縮率小于約0.4。優(yōu)選的是，當(dāng)片材的伸長為約40％、50％或甚至60％時，該片材的泊松橫向收縮率小于約0.4。更優(yōu)選的是，當(dāng)片材的伸長為20％、40％、50％或60％時，其泊松橫向收縮率小于約0.3。這種片材的泊松橫向收縮率由分別被第一和第二區(qū)域占據(jù)的片材的量確定。當(dāng)被第一區(qū)域占據(jù)的片材面積增加時，泊松橫向收縮率也增加。相反，當(dāng)被第二區(qū)域占據(jù)的片材的面積增加時，泊松橫向收縮率減小。優(yōu)選的是，被第一區(qū)域占據(jù)的片材的以百分比計的面積為約2％至約90％；較優(yōu)選的是約5％至約50％。
具有至少一層彈性體材料的現(xiàn)有技術(shù)的片材的泊松橫向收縮率較大，即，當(dāng)隨著所施加的力片材伸長時，片材會“斷面收縮”。用于本發(fā)明的片材的泊松橫向收縮率，如果不是基本上消除了的話，可以適中。
對于片材52，圖4A中箭頭80所示的所施加軸向伸長D的方向，大致與上述肋狀件74的第一軸76垂直。該肋狀件74，在大致與其第一軸76垂直的方向上，可以不彎曲或只作幾何形狀變形，而允許片材52伸長。
現(xiàn)參照圖4B，當(dāng)片材52受到如圖4B中箭頭80所示的所施加軸向伸長D的作用時，由于分子級變形的結(jié)果，表面路徑長度L1較短的第一區(qū)域64對所施加的伸長形成大部分的最初阻力P1。在這個階段，第二區(qū)域66中的肋狀件74產(chǎn)生幾何形狀變形或不彎曲；并對所施加的伸長產(chǎn)生最小的阻力。在過渡到下一階段時，該肋狀件74與所施加的伸長對準(zhǔn)(即，與該伸長共面)。即，該第二區(qū)域從幾何形狀變形改變至分子級變形。這就是力的作用壁面的開始。在圖4C所示的階段中，第二區(qū)域66中的肋狀件74，基本上與所施加的伸長(即第二區(qū)域已達(dá)到其幾何形狀變形的極限)的平面對準(zhǔn)(即，共面)；并且，通過分子級變形，開始進(jìn)一步阻止伸長。由于分子級變形的結(jié)果，該第二區(qū)域66對所施加的伸長形成第二阻力P2。由第一區(qū)域64的分子級變形和第二區(qū)域66的分子級變形構(gòu)成的對伸長的阻力，形成一個總阻力PT，該總阻力PT比由第一區(qū)域64的分子級變形和第二區(qū)域66的幾何形狀變形所形成的阻力大。
當(dāng)(L1+D)＜L2時，阻力P1基本上大于阻力P2。當(dāng)(L1+D)＜L2時，第一區(qū)域形成的初始阻力P1，一般滿足下式P1=(A1×E1×D)L1]]>當(dāng)(L1+D)＞L2時，第一和第二區(qū)域形成的對所施加伸長D的綜合總阻力PT，一般滿足下式PT=(A1×E1×D)L1+(A2×E2×|L1+D-L2|)L2]]>在達(dá)到圖4C所示的階段之前，在與圖4A和圖4B相應(yīng)的階段中產(chǎn)生的最大伸長，為所形成的片材的“有效伸長”。該有效伸長相當(dāng)于第二區(qū)域經(jīng)受幾何形狀變形的距離。有效伸長的范圍可在約10％至約100％或更大之間變化；并且大部分可由第二區(qū)域中的表面路徑長度L2超過第一區(qū)域中的表面路徑長度L1的程度及基底薄膜的成分控制。術(shù)語“有效伸長”不是指本發(fā)明的片材可能受到的伸長的極限，因為有一些應(yīng)用場合希望伸長超出有效伸長。
除非片材伸長超過屈服點(diǎn)，否則，當(dāng)該片材受到所施加的伸長，在所施加伸長方向延伸時，該片材呈現(xiàn)類彈性性質(zhì)；而一旦所施加的伸長去除，則片材又回復(fù)至其基本上未拉伸的狀態(tài)。該片材可以經(jīng)受多次所施加的伸長循環(huán)，而不會喪失其恢復(fù)的能力。因此，一旦所施加的伸長去除，片材能夠回復(fù)至其基本上未拉伸的狀態(tài)。
雖然片材可以容易地和反向地在所施加的軸向伸長的方向，即大致與肋狀件的第一軸垂直的方向延伸，但該片材不易在大致與該肋狀件的第一軸平行的方向延伸。肋狀件的形成，可允許肋狀件在大致與該肋狀件的第一軸或長軸垂直的方向上，產(chǎn)生幾何形狀變形；同時它還要求基本上為分子級的變形，以便在大致與該肋狀件的第一軸平行的方向上延伸。
延伸該片材所需施加的力大小，取決于該片材的成分和橫截面積以及第一區(qū)域的寬度和間隔距離，當(dāng)?shù)谝粎^(qū)域越窄且間距越寬時，對于給定的成分和橫截面積，達(dá)到所希望的伸長所需施加的延伸力越小。第一軸的長度(即，第一區(qū)域的長度)優(yōu)選比第二軸的長度(即，第一區(qū)域的寬度)大，最優(yōu)的長寬比為約5∶1或更大。
另外，為了控制適用于本發(fā)明的片材的有效伸長，該肋狀件的深度和出現(xiàn)頻率可以改變。如果對于給定的肋狀件的出現(xiàn)頻率，該肋狀件的高度或成形的程度增加，則有效伸長增加。同樣，如果對于給定的高度或成形程度，肋狀件出現(xiàn)的頻率增加，則有效伸長也增加。
通過將這種材料應(yīng)用在本發(fā)明的柔性袋上，有幾個功能性質(zhì)可得以控制。這些功能性質(zhì)是片材對抗所施加伸長所產(chǎn)生的阻力，以及在碰到力的作用壁之前，該片材的有效伸長。片材對抗所施加伸長所產(chǎn)生的阻力是材料(例如，成分、分子結(jié)構(gòu)和取向等)及其橫截面積，以及被第一區(qū)域占據(jù)的片材的投影表面積的百分比的函數(shù)。對于給定的材料成分及其橫截面積，被第一區(qū)域占據(jù)的片材百分比面積越大，則片材對抗所施加伸長所產(chǎn)生的阻力越大。被第一區(qū)域占據(jù)的片材的百分比面積，部分地(如不是全部的話)由第一區(qū)域的寬度和相鄰的第一區(qū)域之間的間隔距離確定。
片材的有效伸長由第二區(qū)域的表面路徑長度確定。第二區(qū)域的表面路徑長度，至少部分地由肋狀件的間隔、肋狀件的出現(xiàn)頻率和在與片材平面垂直的方向測量的肋狀件的成形深度確定。通常，第二區(qū)域的表面路徑長度越大，則片材的有效伸長越大。
如上對圖4A～4C所述，片材52的第一區(qū)域64，一開始就對伸長形成一定阻力，而第二區(qū)域66的肋狀件74則產(chǎn)生幾何形狀變形。當(dāng)肋狀件過渡至片材第一區(qū)域的平面時，由于整個片材產(chǎn)生分子級變形，因此對伸長的阻力增大。因此，當(dāng)制成如本發(fā)明的柔性袋一類的封閉容器時，圖4A～4C所述的和上述Chappell等人的專利中所述的片材，為本發(fā)明提供了性能優(yōu)點(diǎn)。
利用上述片材制造本發(fā)明柔性袋的另一個優(yōu)點(diǎn)是增加了這種材料的視覺和觸覺吸引力。普通用來制造這類聚合物的柔性袋的聚合物薄膜性質(zhì)一般較薄，并且經(jīng)常作平滑和磨光的表面處理。雖然某些制造商使用較小程度的其它紋理化處理壓花或薄膜表面，但至少是在加工好的袋的向外的側(cè)面上進(jìn)行，用這種材料制成的袋仍然有滑溜和脆弱的觸感。薄的材料與基本上是二維的表面幾何形狀結(jié)合，給消費(fèi)者留下這種聚合物的柔性袋很薄、不耐用的夸大印象。
相反，用于本發(fā)明的片材，例如圖4A～4C的片材，具有三維橫截面輪廓，其中，該片材(處在未拉伸狀態(tài)下)在其主要平面以外變形。這就為握持提供了附加的表面區(qū)域，并消除了通?；旧蠟槠降摹⒐饣谋砻嫠鶐в械墓鉂?。當(dāng)人手抓住袋子時，三維的肋狀件還有“柔軟的”觸感，它比傳統(tǒng)的制袋材料的觸感理想，并有厚度和耐久性均增加的感受。附加的紋理還減少某類薄膜材料所產(chǎn)生的噪聲，導(dǎo)致了聽覺感改善。
將基底材料構(gòu)成適用于本發(fā)明的片材的合適機(jī)械方法，在技術(shù)上是眾所周知的，并且在上述Chappell等人的專利和1997年7月22日授予Anderson等人的共同受讓的美國專利第5650214號中公開，后者公開的內(nèi)容在此引用作為參考。
另一種將基底材料構(gòu)成適用于本發(fā)明的片材的方法是真空成形。真空成形方法的一個例子在1982年8月3日授予Radel等人的共同受讓的美國專利第4342314號中公開。另一種方案是，根據(jù)1986年9月2日授予Curro等人的共同受讓的美國專利第4609518號中的說明，可以用液壓成形的方法制造該片材。上述各專利公開的內(nèi)容在此引用作為參考。
成形方法可以按靜態(tài)方式進(jìn)行，即一次使一塊基底薄膜一個獨(dú)立的部分變形。另一種方案是，該成形方法可利用一臺連續(xù)式的動態(tài)壓力機(jī)進(jìn)行，以便間歇地接觸運(yùn)動的坯料，將基底材料制成本發(fā)明的成形片材。在上述的Chappell等人的專利中，更充分地說明了這些和另外一些制造本發(fā)明的片材的方法。柔性袋可用成形的片材制造；或者另一種方案是，可以先制造柔性袋，然后利用片材成形的方法，使它成形。
現(xiàn)參照圖5，還可以利用用于第一和第二區(qū)域的其它圖形，作為適用于本發(fā)明的片材52。圖5所示的片材52是基本上未拉伸的狀態(tài)。片材52有二條中心線，其中一條縱向中心線，下文又稱為軸、線或方向“L”，另一條橫向或側(cè)向中心線，下文又稱為軸、線或方向“T”。橫向中心線“T”一般與縱向中心線“L”垂直。在上述Anderson等人的專利中，對圖5所示的材料作了較詳細(xì)的說明。
如以上結(jié)合圖4A～4C所述，片材52包括不同區(qū)域的一個“可變形的網(wǎng)絡(luò)”。該可變形網(wǎng)絡(luò)包括視覺上彼此不同的多個第一區(qū)域60和多個第二區(qū)域66。片材52還包括位于第一區(qū)域60和第二區(qū)域66之間的界面上的過渡區(qū)65。如上所述，過渡區(qū)65的性質(zhì)是上述第一區(qū)域和第二區(qū)域二者性質(zhì)的復(fù)雜綜合。
片材52有第一表面(圖5中為面向觀察者)和與之相對的第二表面(未示出)。在圖5所示的優(yōu)選實(shí)施例中，該可變形網(wǎng)絡(luò)包括多個第一區(qū)域60和多個第二區(qū)域66。由標(biāo)號61表示的第一區(qū)域60的一部分，基本上是線性的，并在第一方向上延伸。由標(biāo)號62表示的第一區(qū)域60的其余部分，基本上也是線性的，并在大致與第一方向垂直的第二方向上延伸。雖然優(yōu)選該第一方向與第二方向垂直，但只要第一區(qū)域的一部分61和其余部分62彼此相交，則第一方向和第二方向之間可以有其它的角度關(guān)系。優(yōu)選的是，第一和第二方向之間的角度范圍為約45°至約135°，最優(yōu)選的是為90°。由圖5中的雙點(diǎn)劃線63所示的第一區(qū)域的一部分61和其余部分62的交線，形成完全包圍第二區(qū)域66的邊界。
優(yōu)選的是，第一區(qū)域60的寬度68為約0.01英寸至約0.5英寸，較優(yōu)選的為約0.03英寸至約0.25英寸。然而，第一區(qū)域60的其它寬度尺寸也是合適的。因為第一區(qū)域的一部分61和其余部分62是互相垂直的，并且互相隔開相等的距離，因此第二區(qū)域為方形。然而，第二區(qū)域66的其它形狀也是合適的，并且可通過改變各個第一區(qū)域之間的間隔，和/或第一區(qū)域的一部分61與其余部分62對準(zhǔn)的情況來實(shí)現(xiàn)。第二區(qū)域66具有第一軸70和第二軸71。第一軸70大致與片材52的縱軸平行，而第二軸71大致與片材52的橫軸平行。第一區(qū)域60的彈性模量為E1，橫截面積為A1。第二區(qū)域66的彈性模量為E2，橫截面積為A2。
在圖5所示的實(shí)施例中，第一區(qū)域60基本上是平面形的。即，在片材52經(jīng)過成形工序之前和之后，第一區(qū)域60內(nèi)的材料基本上處于同一狀態(tài)。第二區(qū)域66包括多個隆起的肋狀件74。該多個肋狀件74可以壓花、不壓花或壓花與不壓花的組合。該肋狀件74有大致與片材52的縱軸平行的第一軸或長軸76，以及大致與片材52的橫軸平行的第二軸或短軸77。
第二區(qū)域66中的肋狀件74可以彼此由不成形的區(qū)域隔開，該肋狀件基本上沒有壓花或不壓花；或簡單作成間隔開的區(qū)域。優(yōu)選的是，該肋狀件74彼此相鄰，并且當(dāng)垂直于與肋狀件74的長軸76測量時，彼此由小于0.10英寸的不成形區(qū)域隔開，更優(yōu)選的是，該肋狀件74是相連接的，它們之間基本上沒有不成形的區(qū)域。
第一區(qū)域60和第二區(qū)域66各自都有“投影的路徑長度”。這里所用的術(shù)語“投影的路徑長度”是指被平行光照射的一個區(qū)域的影子的長度。第一區(qū)域60和第二區(qū)域66的投影路徑長度彼此相等。
當(dāng)片材處在末拉伸狀態(tài)下，在平行方向沿片材表面的凹凸形狀測量時，第一區(qū)域60的表面路徑長度L1比第二區(qū)域66的表面路徑長度L2小。優(yōu)選的是，第二區(qū)域66的表面路徑長度，至少比第一區(qū)域60的表面路徑長度大約15％；較優(yōu)選的是至少大約30％；最優(yōu)選的是至少大約70％。通常，第二區(qū)域的表面路徑長度越大，則在碰到力的作用壁之前，片材的伸長量也越大。
對于片材52，圖5中箭頭80表示的所施加的軸向伸長D的方向大致與肋狀件74的第一軸76垂直。這是由于，該肋狀件74，在大致與其第一軸76垂直的方向上，可以不彎曲或只作幾何形狀變形，而允許片材52伸長。
現(xiàn)參照圖6，當(dāng)片材52受到圖6中箭頭80所示的所施加的軸向伸長D作用時，由于分子級變形的結(jié)果，第一區(qū)域60的表面路徑L1較短，使得對于所施加伸長，形成大部分初始阻力P1，這與階段I相適應(yīng)。在階段I，第二區(qū)域66中的肋狀件74受到幾何形狀變形，或不彎曲，并對所施加的伸長形成最小的阻力。另外，由于第一區(qū)域的一部分61和其余部分62相交形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)運(yùn)動的結(jié)果，第二區(qū)域66的形狀改變。因而，當(dāng)片材52受到所施加的伸長作用時，第一區(qū)域的一部分61及其余部分62經(jīng)受幾何形狀變形或彎曲，因此第二區(qū)域66的形狀改變。在與所施加伸長的方向平行的方向上，第二區(qū)域延長或伸長，而在與所施加伸長的方向垂直的方向上，它縱向彎曲或收縮。
除了上述類彈性性質(zhì)以外，圖5和圖6所示的片材的紋理和外觀較柔軟、更似布，使用中更加無噪音。
適合制造本發(fā)明的柔性袋的各種成分的材料，不論是否天然為二維結(jié)構(gòu)或制成為三維結(jié)構(gòu)，包括基本上不具滲透性的材料，如，聚氯乙烯(PVC)、聚偏氯乙烯(PVDC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、鋁箔、涂覆(涂蠟等)和未涂覆的紙，涂覆的無紡物等；以及基本上具滲透性的材料，諸如稀洋紗、網(wǎng)織品、織造物、無紡物或穿孔膜或有孔膜。這些材料可以包括單一成分或單一層片；或者可以是多種材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
一旦所需的材料片(包括用于袋體的全部或部分材料)以某種合意且適當(dāng)?shù)姆绞街圃欤涌梢杂扇魏喂疫m當(dāng)?shù)姆绞綐?gòu)造而成，如本領(lǐng)域中公知的用于制造商用形式的袋子。熱、機(jī)械或粘結(jié)劑粘結(jié)技術(shù)可以用于將袋子的各種部件或元件結(jié)合到自身上或彼此結(jié)合。此外，袋體可以用熱塑成型、噴制成型或其它方式的模塑成型，而不是依靠折疊和粘結(jié)技術(shù)由材料幅片或薄片來構(gòu)造袋體。兩個近期美國專利1996年9月10日授予Porchia等人的第5554093號和1996年11月19日授予Dais等人的第5575747號專利，是現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于柔性存儲袋的說明性示例，在總體結(jié)構(gòu)上類似于圖1和2中所示的那些示例，但為目前可見到的類型。
代表性的封閉裝置適合預(yù)期用途的任何設(shè)計和構(gòu)型的封閉裝置，都可用于構(gòu)造根據(jù)本發(fā)明的柔性袋。例如，可以使用拉線式的封閉裝置、可拉緊的手柄或蓋舌、扭轉(zhuǎn)繩或互鎖帶式封閉裝置、基于粘接劑的封閉裝置、帶有或不帶有滑塊式封閉機(jī)構(gòu)的互鎖機(jī)械式密封、由袋材料制成的可取下的繩或帶、熱密封或任何其它適當(dāng)?shù)姆忾]裝置。這些封閉裝置是技術(shù)上已熟知的，可作為制造和應(yīng)用于柔性袋的方法。
盡管已經(jīng)說明和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是對于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明思想和范圍的前提下各種其它變化和變型都是可行的。因此，本發(fā)明趨于在所附的權(quán)利要求書中覆蓋本發(fā)明范圍內(nèi)的所有變化和變型。
權(quán)利要求
1.一種柔性袋，其特征在于，它由至少一塊柔性片材組合形成具有由邊緣形成的開口的半封閉的容器，所述開口形成開口平面，所述袋在所述袋內(nèi)的內(nèi)容物產(chǎn)生的力的作用下擴(kuò)張，使所述袋的容積增加，使得所述袋可以容納放在其中的內(nèi)容物。
2.如權(quán)利要求1所述的柔性袋，其特征在于，所述袋包括封閉裝置，用于密封所述開口，將所述半封閉的容器轉(zhuǎn)換為基本上封閉的容器。
3.如上述權(quán)利要求中任一項所述的柔性袋，其特征在于，多個所述袋子互相連接形成連續(xù)的坯料。
4.如權(quán)利要求3所述的柔性袋，其特征在于，所述連續(xù)坯料圍繞圓柱芯子卷繞，以形成袋子的卷筒。
5.如權(quán)利要求3所述的柔性袋，其特征在于，卷繞所述連續(xù)坯料，以形成袋子的無芯子卷筒。
6.如上述權(quán)利要求中任一項所述的柔性袋，其特征在于，所述片材包括由同一材料成分構(gòu)成的第一區(qū)域和第二區(qū)域，當(dāng)所述片材受到沿至少一條軸線施加的伸長時，所述第一區(qū)域產(chǎn)生基本上為分子級的變形，而所述第二區(qū)域開始產(chǎn)生基本上為幾何形狀的變形。
7.如上述權(quán)利要求中任一項所述的柔性袋，其特征在于，在形成封閉容器時，響應(yīng)外部施加到所述柔性存儲袋上的力，所述片材在受到沿平行于一條軸的施加伸長作用時，沿至少所述軸對所施加的軸向伸長產(chǎn)生的阻力呈現(xiàn)至少兩個很不相同的階段；所述片材包括包括至少二個視覺上不同的區(qū)域的可變形網(wǎng)絡(luò)，所述二個區(qū)域中的一個區(qū)域的構(gòu)造使得在所述二個區(qū)域中的另一個區(qū)域的相當(dāng)大一部分對所述所施加的軸向伸長產(chǎn)生相當(dāng)大阻力之前，可在與所述軸平行的方向上，隨所述所施加的軸向伸長產(chǎn)生阻力；當(dāng)與所述軸平行進(jìn)行測量，并且所述片材處于未拉伸狀態(tài)下時，所述二個區(qū)域中的至少一個區(qū)域的表面路徑長度比所述二個區(qū)域中的另一個區(qū)域的表面路徑長度大；所述表面路徑長度較長的所述區(qū)域包括一個或多個肋狀件；在所述片材的伸長足夠大，使所述表面路徑長度較長的所述區(qū)域的相當(dāng)大一部分進(jìn)入所施加的軸向伸長的平面之前，所述片材對所施加的伸長產(chǎn)生第一阻力；在所述片材上還有對所施加的軸向伸長的第二阻力，所述片材產(chǎn)生的總阻力比所述第一區(qū)域產(chǎn)生的阻力大。
8.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的柔性袋，其特征在于，當(dāng)沿所述軸線，在形成封閉的容器時，隨著從外部對所述柔性存儲袋所施加的力，使所述片材受到所施加的軸向伸長時，所述片材沿至少一條軸線，對所施加的軸向伸長D產(chǎn)生阻力；這個阻力的形成可以至少分成二個階段；所述片材包括由二個視覺上不同的區(qū)域組成的可變形網(wǎng)絡(luò)，所述可變形網(wǎng)絡(luò)包括至少一個第一區(qū)域和一個第二區(qū)域；當(dāng)所述片材處于未拉伸狀態(tài)下，與所述軸平行測量時，所述第一區(qū)域的第一表面路徑長度為L1；當(dāng)所述片材處于未拉伸狀態(tài)下，平行于所述軸線測量時，所述第二區(qū)域的第二表面路徑長度為L2；所述第一表面路徑長度L1，比所述第二表面路徑長度L2??；所述第一區(qū)域本身，隨所施加的軸向伸長D產(chǎn)生阻力P1；所述第二區(qū)域本身，隨所述的所施加軸向伸長D產(chǎn)生阻力P2；當(dāng)(L1+D)＜L2時，所述阻力P1基本上比所述阻力P2大。
9.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的柔性袋，其特征在于，所述片材沿至少一條軸具有類彈性性質(zhì)，所述片材包括至少一個第一區(qū)域和一個第二區(qū)域；所述第一區(qū)域和第二區(qū)域由同樣的材料成分構(gòu)成，并且每一個區(qū)域都有未拉伸的投影路徑長度；當(dāng)所述片材在大致與所述軸線平行的方向上，在形成封閉的容器時，隨著從外部加在所述柔性存儲袋上的力，受到所施加的伸長時，所述第一區(qū)域基本上產(chǎn)生分子級的變形，而所述第二區(qū)域開始產(chǎn)生基本上為幾何形狀的變形；當(dāng)所述所施加的伸長去除時，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域基本上回復(fù)其未拉伸的投影路徑長度。
10.如上述權(quán)利要求中任一項所述的柔性袋，其特征在于，所述片材包括由相同的材料成分構(gòu)成的多個第一區(qū)域和多個第二區(qū)域；所述第一區(qū)域的一部分在第一方向上延伸，而所述第一區(qū)域的其余部分，在與所述第一方向垂直的方向上延伸，而彼此相交；所述第一區(qū)域形成完全包圍所述第二區(qū)域的一條邊界。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種柔性袋(10),其由組合形成具有一個由邊緣(28)形成的開口的半封閉容器(10)的至少一塊柔性片材(52)構(gòu)成。該開口形成一個開口平面,在該袋內(nèi)的內(nèi)容物產(chǎn)生的力的作用下,該袋(10)擴(kuò)展,使袋(10)的容積增大,這樣,所述袋(10)可以容納放入其中的內(nèi)容物。
文檔編號B65D30/02GK1356948SQ00809126
公開日2002年7月3日 申請日期2000年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月18日
發(fā)明者埃里克·W·邁耶, 約翰·T·庫珀, 丹尼爾·R·塞龍, 小查爾斯·J·伯格, 巴里·J·安德森, 貝弗利·J·杰克遜 申請人:寶潔公司