CN101626963B - 多室式容器 - Google Patents

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Abstract

一种聚合物薄膜的多室式容器(10)，它具有包括弯曲部和可变的宽度的内部易碎密封件(20)，其中最大宽度在具有最小曲率半径的弯曲部分附近，用于限制具有可再封闭配装件(26)的流体和相关的饮料容器，以存储和供给两种不同的有味道液体或类似物。容器的易碎密封件(20)在被持续挤压时将会胀破，从而允许容器中的成分在容器(10)内混合。

Description

多室式容器
技术领域
本发明涉及一种具有内部易碎密封件(或密封或者密封部)以允许袋内的成分混合的袋或容器。
背景技术
通常本技术领域中知道用柔性塑料袋包装各种各样的产品，通常本技术领域中还知道能在热密封(或热封)的薄膜之间制造易碎密封件(或密封或者密封部)。例如，美国专利Nos.4539263和4550141披露了被部分中和的乙烯/酸共聚物与较少量的丙烯/酸共聚物的混合物以制造热密封薄膜和层压件(或层状件)。这类结构的特征在于，在广泛的热密封温度范围内几乎恒定的剥离强度。尽管用在这种包装的生产中的热密封温度具有不可避免的改变，该混合物仍可用来制造被热密封的柔性薄膜包装，该柔性薄膜包装具有可预测且恒定的剥离强度的密封。
已知具有弯曲的易碎密封件的袋。例如，美国专利No.6743451披露了一种由柔性塑料片和柔性箔片形成的用于腌泡食物的双室式可再封闭袋，其具有弓形的可破裂密封件。美国专利No.5944709披露了一种用于将稀释液和药物存放和混合在一起的柔性容器，其中容器具有可撕式密封件，可撕式密封件包括矩形部分和曲线部分，曲线部分包括在矩形部分顶上的弓形部分。美国专利Nos.5928213和6117123也披露了一种用于将稀释液和药物存放和混合在一起的柔性容器，其中容器具有可撕式密封件，可撕式密封件具有带至少一个应力上升部的正弦曲线形状。
因而，需要研制一种多室式容器，其可用传统的商用设备容易地填充，具有内部易碎热密封件，内部易碎热密封件能在多个室的外周边保持完整的情况下由于持续的手动挤压而破裂，并且多室式容器足够结实以经受住传统的运货和顾客处理。
发明内容
本发明提供一种柔性的多室式袋，它包括(1)单个聚合物薄膜片或多个聚合物薄膜片和(2)至少一个易碎密封件，其中，
所述单个片被折叠到其本身上并直接地或通过第三居中的聚合物薄膜间接地沿着基本上三侧或重叠的边缘密封，从而限定密封的周边并形成封闭的袋；
所述多个片至少包括第一聚合物薄膜片和第二聚合物薄膜片；
第二片重叠在第一片上；
第一片和第二片直接地或通过第三居中的聚合物薄膜间接地彼此密封，从而限定密封的周边并形成封闭的袋；
易碎密封件在密封周边的内部并且所述至少一个易碎密封件将封闭的袋分成包括第一室和第二室的分开的室；
所述至少一个易碎密封件包括弯曲部和可变的宽度，其中最大宽度在具有最小曲率半径的弯曲段附近；
所述第一室包括或限制有流体；
所述第二室包括或限制有另一种组分；和
密封周边的密封强度足以经受住流体的手动压缩，而所述至少一个易碎密封件的密封强度不足以经受住流体的手动压缩，因而允许流体与第二室的内容物混合。
附图说明
图1表示两个单独的室(或隔间)、扁平薄膜、柔性容器的实施例的正面透视图；
图2表示穿过线2-2看到的图1的实施例的左侧视图；
图3表示具有两个单独的室的柔性容器的备选的直立式实施例的正面透视图；
图4A至4C表示一个人能怎样顺序使用柔性容器或饮料袋的透视图；
图5-7表示具有第一端、第二端和两个相对的侧边、缺省配装件的直立式柔性薄膜袋在填充之前的几何构形的平的前视图，在这些视图中，易碎密封件从袋的第一端延伸到相对的侧边之一；
图8表示具有第一端、第二端和两个相对的侧边、缺省配装件的直立式柔性薄膜袋在填充之前的几何构形的平的前视图，在这个视图中，易碎密封件从一个相对的侧边延伸到另一个相对的侧边；以及
图9表示具有第一端、第二端和两个相对的侧边、缺省配装件的柔性薄膜饮料袋在填充之前的几何构形的平的前视图，在这个视图中，易碎密封件从所述第一端延伸到所述第二端。
具体实施方式
尽管主要以一个柔性的多室(或多隔间)式饮料袋的优选形式或实施例披露和图示出本申请内容，但本发明的下面的构思和功能一般可应用于任何柔性的薄膜袋包装系统，其中流体(即，液体、气体、糊状物、凝胶体、浆液等等)被临时限制在单独的室中直到通过对柔性袋实施手动压缩来使易碎密封件破裂为止；从而允许被限制的流体与相邻的单独室的内容物混合。饮料袋的概念不仅包括饮料如果汁、牛奶、茶等等而且还包括酸奶和甚至更粘的流体如乳蛋糕等。照此，选择聚合物薄膜或多层式薄膜、将袋的周边密封并形成将袋分成多个单独室的易碎密封件(或密封部)的概念都是为袋和饮料容器实施例所共有的本发明的全部方面。
曲线是以平滑、连续的方式偏离直线的线，简单曲线是本身不交叉的曲线。可以将曲线看作许多弧的组合，每个弧都由其长度和其曲率半径确定。可以将形成一段曲线的弧看作与用于该段曲线的曲率圆(在凹侧上接触曲线且半径为曲率半径的圆)共线。曲线的“宽度”与其曲率半径有关，“恒定宽度的曲线”，例如圆或圆的一部分，具有单一的曲率半径。如在这里使用的，不应将曲线的宽度与沿曲线的路线而行的易碎密封件的宽度相混淆。
曲率是在给定的弧上移动到该弧长度的切线的角度的变化率。“尖锐”的曲线在短弧上具有比较大的角度变化。能通过测量由曲线的两端处的切线形成的角度来确定曲线的整个方向转变。
例如从向上凹变成向下凹的曲线具有拐点，拐点是切线横跨曲线本身的点。曲折的S形曲线和正弦曲线是具有至少一个拐点的曲线的实例。
多室式容器中的易碎密封件(或密封部)可具有两个相矛盾的性能要求。首先，它对在正常运输、储藏和处理过程中产生的力提供了比较强的抵抗力以便避免密封件的不经意的破裂。容器的操作使用要求易碎密封件在产品的使用期限期间经受得住各种冲击。可能发生各种冲击事件，在这些冲击事件期间，易碎密封件容易破裂，导致随后的产品激活。为了降低不曾预料到的激活的危险，有效的多室式容器可以构造有易碎密封件，该易碎密封件强到足以抵抗大多数不经意冲击的压力程度，但是在使用者激活期间屈服于有意操作的压力以实现易碎密封件的破裂。其次，在使用者激活期间，密封件基本上完全剥落，从而避免随后对连 通的腔室之间的流动路径的任何限制。在已知的易碎密封件的情况下，存在有在激活期间密封件沿着其整个长度不完全剥落的有限可能性。这可能允许某些或甚至相当大数量的室内容物在混合之前或之后仍然被留置在未打开的密封线部分上。
如图1和2中所示，柔性容器如饮料容器(总体上用附图标记10表示)可包括在周边或边缘16周向上(或沿四周)密封的从而形成袋18的两个重叠的聚合物薄膜片12和14(参见图2)，或折叠在其自身上并沿着实质上三侧边密封以封闭袋的单个薄膜片(未示出)。在袋18的内部是位于附图标记20处(参见图1)的易碎密封件，所述易碎密封件将所述饮料容器10分成两个单独的室22和24。在下面更进一步地披露易碎密封件的形状。袋的周边具有第一端32、第二端34和相对的侧边36和38。所述容器还可选地配备有用于接近或获取袋的内容物的装置，例如用于吸管的插入区域，或如图所示的，整体地密封在袋18的周边16的上部(第一端32)中的配装件26。
图3图示出柔性容器10的备选实施例，所述柔性容器为两室的直立式柔性薄膜袋的形式。用在描述图1和2中所示的容器时所采用的相对应的附图标记表示构成该实施例的相应的部件。该实施例不同于图1和2的先前的容器之处在于，第二端34具有底部28并且包括折叠起来的角撑部结构30，角撑部结构30允许具有饮料的饮料容器10自行站立。在相对侧，可以在没有角撑部的情况下密封各所述片。这样一种实施例可以包括更复杂的周边密封和/或折叠构形以建立角撑部30和底面28。
如在图4A至4C中顺序图示出的，图1中示出的柔性的两室式容器在手动压缩之前将第二饮料、调味品浓缩物、其他成分如起泡剂和/或色素等等限制到与较大室中的饮料隔离开的较小的单独室中。当用手挤压柔性饮料袋时，超过使两个室之间的易碎密封件破裂所需的力。因此，易碎密封件打开并且两个之前被分开的室中的内容物混合。同时，饮料容器的外部密封周边面对这一手动按压仍然完整无缺。因而，与在使易碎密封件破裂之前从所述容器饮用时相比，在挤压之后通过可再封闭的配装件从饮料容器中进行饮用产生了不同的味道或效果。
希望不受理论约束，在图5至7中示出了在设计和构造柔性多室式袋和相对应的饮料容器时所采用的多个原理方面(用于在用来自由站立的两室式柔性饮料袋内的易碎密封件的典型构形，所述两室式柔性饮料 袋具有折叠的角撑部结构，所述角撑部结构形成用于在直立位置支撑所述袋的底面)。
如图示出的，图5至7代表在填充流体或饮料之前折叠且扁平的聚合物薄膜袋的几何构形，其中缺省配装件或其他封闭件，这些构形带有三种不同的易碎密封件的变型。在较大腔室的顶部右边缘处的稍微倾斜的外周边段也用来容纳可选的配装件或类似装置(未示出)。每个袋都具有第一端32、第二端34和两个相对的侧边36和38。在这些袋中，易碎密封件20从第一端32延伸到相对的侧边中的其中一个侧边，如所示的侧边36。为了说明的目的，图5示出具有比较大的曲率半径(大约1.8英寸)的易碎密封件；图6示出具有中等的曲率半径(大约0.6英寸)的易碎密封件；而图7示出具有非常小的曲率半径(小于0.1英寸)的易碎密封件。利用这些构形，其中这些线代表永久密封件、易碎密封件或片的折叠部(合适地)，可以对填充不可压缩的液体时的相应的袋构形实施有限元模型分析。能以在封闭的袋内的三种不同的压力增量，即1.0磅/平方英寸(psig)，1.5磅/平方英寸，和2.0磅/平方英寸实施有限元模型分析。最后所得到的沿着易碎密封件施加的每单位接缝长度的力可以作为沿着易碎密封件的接缝运行的相对距离(即，基于有限元分析的相关分辨率或格子的任意线性单位)的函数进行计算。可以通过易碎密封件的几何形状(例如曲率)影响沿着易碎密封件的力，并且这个力的大小可以是通过挤压袋所引起的压力的函数。当在密封件仅仅已部分地被剥开之后检查该密封件时，传统的直的易碎密封件的剥离特性展示出弯曲的剥离正面。这个弯曲的剥离正面表明迫使密封件打开的液压在密封件的近似中央处最大而且均匀地减小，但是按照幂定律(power law)向外朝向密封件的端部均匀地减小。被部分剥开的传统的直的密封件可能会有凹入的分离图案，随着凹形的最深部分近似在密封件的中央，所述图案与迫使密封件打开的不可压缩流体的曲线压力梯度相对应。因此，可以容易地看到，易碎密封件将最快地趋向于在密封件的中央区域中自然打开，并且趋向于沿着密封件的侧边保持封闭，特别是在易碎密封件接触周边密封部的地方保持封闭。
平滑弯曲的易碎密封件构形在给定的压力上升(或压力升)的条件下相对于用于易碎密封件的直线构形展现出较高的剥离力，并且还显示了这个增大的力的局部化。有鉴于此，易碎密封件的物理(或实际)曲 率和形状可以变成将力集中用以选择性地超过易碎密封件的密封强度的装置。因而，用于选择性地超过密封强度的力集中装置具有广泛范围的等价方案，所述方案实质上包括相对直线式易碎密封件的任何有意的偏离。
易碎密封件这样成形，使得曲线具有突出到包含(盛装)流体如饮料或液态稀释剂的第一室中的至少一个部分，其中曲线的凸起前缘限定了开始区域40，在开始区域40，易碎密封件开始响应所述室中的压力事件破裂，开始区域朝着所述室定向。对通过操作所述室所引起的撞击非线性隔挡件如弯曲的易碎密封件的发展中的压力波前(pressure front)的有限元分析揭示了由于压力变化引起的力集中于朝着压力波前的方向延伸的曲率半径最小的区域内。由于压力变化引起的这个集中力趋向于优先开始在那个区域中使所述密封件破裂，所述曲线的形状给力集中件提供了其开始区域，所述开始区域沿预期的压力波前的方向定向。与如果密封件为直的的情况相比，弯曲的密封件趋向于在更低的额定操作压力下开始所述密封件的剥裂。
虽然易碎密封件被披露为具有由凸曲率限定的开始区域，但不必用任何特别的规律性来限定密封件的形状。此外，希望不受理论约束并且如上面表明的，有限元分析的应用揭示了当曲率半径变得较小时，密封件破裂的开始得到增强。有限元分析表明，当开始区域减小到一实际的点时，如锯齿形或人字纹构形的情况，则剥离开始会最大化(即，需要较小的力)。然而，在这样一种情形下，使破裂开始所需的力很可能如此低以致使易碎密封件在普通的容器处理的应力下意外地打开。相反，如果开始区域的曲率半径过大，则易碎密封件的构形将更象传统的直的密封件，传统的直的密封件基本上放弃了增强的开始区域的好处。然而，较低的力集中和在相对较长距离上的破裂可能可以确保分开的室的内容物的较好、较容易和/或较快的混合。为了使易碎密封件在正常的处理如运输、储藏等等情况下的意外打开减到最少，易碎密封件可以具有可变的宽度(例如，所述宽度可以从大约0.01到大约1英寸之间变化或从大约0.1英寸到大约0.4英寸之间变化)以使得所述宽度在开始区域40处在具有最小曲率半径的曲线的那部分附近具有最大值(w2)。在易碎密封件的其他区域中，所述宽度w1小于w2。因为由正常处理的应力而引起的大多数压力持续(excursion)是短暂的和短时期的，所以最大密 封件宽度w2提供对开始区域的保护防止不经意的破裂。当使用者打算使密封件破裂时，使用者向包含流体的第一室施加持续的手动压缩，使所述开始区域破裂。
易碎密封件和周边密封部的相交部也能从曲线的方面描述，其中与易碎密封件的主要部分中的开始区域的曲率半径相比，曲率半径任意地小。照此，那些相交部能充当额外的力集中件。如上所述，由包含流体的室的压缩产生的压力在易碎密封件的端部是最低的，然而，足够的压力可以冲击端部，以开始易碎密封件在所述端部以及中间的破裂。尽管这可能便于易碎密封件的完全打开，但可能必需设计易碎密封件的端部，以使得密封件的所述端部不会在普通容器处理的应力下不经意地打开。如果易碎密封件和周边密封部的相交部形成非常尖锐的角度，所述非常尖锐的角度的顶点指向很可能具有压缩事件的室，则易碎密封件的所述端部的不经意打开的可能性是最高的。在这种情况下，易碎密封件在普通处理下的不经意破裂可能发生在其中一个端部而非发生在中间。因而，希望易碎密封件与周边密封部以70和110度之间的角度相交，例如以80和100度之间的角度相交，以使易碎密封件的那个区域中的力集中减到最小。此外，希望不受理论约束，比70度更尖锐的角度可能提供过于陡峭的曲线并增大在相交部处的不经意的密封件破裂的机会。还希望在相交部附近的易碎密封件以有限的曲率半径和/或增大的宽度成形。
图8图示出一直立式袋，除了易碎密封件20从一个相对的侧边36延伸到另一个相对的侧边38之外，该直立式袋与图5-7中的直立式袋相似。
图9图示出一袋，其中易碎密封件20从第一端32延伸到第二端34。图9中的易碎密封件形成为具有拐点的曲线，最后得到的曲线在拐点的两侧上提供了两个破裂开始区域40。
弯曲的易碎密封件提供了与不可压缩流体的弯曲压力梯度相互作用的形状，所述不可压缩流体迫使密封件打开以便于易碎密封件的破裂。与可变密封件宽度相结合的弯曲的开始区域提供了用于调节密封件破裂轮廓外形的装置以使得密封件在所需的持续压力下破裂，沿着其整个长度均匀地打开，可是保持足够结实以防止在处理过程中意外的破裂。
因而，易碎密封件的具体形状、曲率半径、弦的深度和宽度的变化是设计选择的问题并且可以随着密封件的长度和多室式容器所处的特定应用而改变，所述特定应用包括任何不经意的冲击的预期压力和有意破裂所需的压力。可以利用有限元分析和合适地确定密封件的所需的打开压力来合适地设计具体的密封件形状。
例如，为了在青少年应用中建立这种结构的可接受效用，易碎密封件可以近似在大约1.0磅/平方英寸的手动引起的压力上升(即，优选地在大约0.5到大约2.0磅/平方英寸的持续压力上升的范围内)情况下容易地破裂，与关于孩子的手强度公知和公开的数值相一致。参见例如“Isometric Muscle Force and Anthropometric Values in Normal ChildrenAged Between 3.5 and 15 Years”，Backman et al.，Scand J Rehab Med21：105-114，1989 and“Trends in Finger Pinch Strength in Children，Adults，and the Elderly”，Imrhan et al.，Human Factors，31(6)，689-701，1989。然而，在袋应用和成年人饮料应用中，可接受的手动持续压力上升范围可以接近10到12磅/平方英寸。
因此，可以使用密封强度低于通过手动压缩袋达到的最高强加剥离力的易碎密封件来构造和制造用于青少年的单独(或个性)饮料容器。换句话说，易碎密封件可以这样构造以便经受位在运货、处理和储藏过程中固有地经受到的强加的力，但经不住与由于袋的持续手动挤压而经受的力相关联的强加力。所述袋的壁的聚合物薄膜或片强度甚至必须经受住手动施加的压缩。并且，周边密封最优选地可以是锁定式热密封等等；即，与在使外周边密封部剥离和/或破裂时用于伸长或撕裂所述薄膜或片所需的强度相对应。然而，尽管锁定式密封被披露用于周边，但如果易碎密封件比周边密封部弱，则周边密封部可以在不必被锁定的情况下具有高密封强度。因而，如果易碎密封件比周边密封部弱，则可以实现易碎密封件所需的剥离或破裂；与密封失效(例如，分层，破裂，差异剥离，界面剥离等等)的机制无关。
例如，易碎密封件可以具有从大约130到大约5000克/英寸的密封强度，但传统上对于青少年应用而言，密封强度可以在大约400克/英寸到大约2500克/英寸之间，更优选地从1000到2000克/英寸。所述包装可以这样设计以使得当持续的手动压缩在限制液体饮料或流体的分开的室内产生从大约0.5磅/平方英寸到大约10磅/平方英寸的压力增加时， 对易碎密封件长度中的一些或全部施加大约1500克/英寸到大约10000克/英寸之间的密封破坏力，或使得当持续的手动压缩在限制液体的分开的室内产生从大约0.5磅/平方英寸到大约5磅/平方英寸的压力增加时，对易碎密封件长度中的一些或全部施加大约400克/英寸到大约6000克/英寸之间的密封破坏力。对于可由成年人操作的袋和饮料应用甚至可以计划更高的密封强度和密封破坏力，在可由成年人操作的袋和饮料应用中，持续的手动引起的压力上升可以接近12磅/平方英寸或甚至更高。
用来构成柔性多室式袋或饮料容器的侧壁的聚合物薄膜片可以是单层的或多层的聚合物薄膜。所述薄膜片的结构可以不同(例如，一个层可以是透明的而另一个可以是不透明的)。可以采用在包装领域中公知的任何这种薄膜级的聚合物树脂或材料。可以采用多层聚合物薄膜结构，多层聚合物片可以具有某些层，例如最外面的结构或机械损伤层，内部阻挡层和最内层，以及可选地在它们之间的一个或多个粘合或复合薄膜粘结层。与袋的预期内容物相接触和相适应的最内层可以形成锁定式周边密封部(即，典型地大于1500克/英寸的密封强度)和(多个)内部易碎密封件。最内层也可以是可热密封的。
最外面的结构层或机械损伤层可以是定向聚酯、定向聚丙烯、定向尼龙、或纸。这个层可以是可反印的并且不受用来制造袋和室的密封温度影响，这是因为袋是通过多层结构的整个厚度来密封的。这个层的厚度可以是这样的以控制袋的刚性，并且其范围可以从大约10到大约60μm，或大约50μm。
取决于潜在地可能影响袋内部的产品的环境或大气条件(氧、湿度、光等等)，所述内部层可以包括一个或多个阻挡层。所述阻挡层可以是敷以金属的定向聚丙烯或定向聚对苯二甲酸乙二醇酯，乙烯-乙烯醇，铝箔，尼龙或双向定向的尼龙，其混合物或合成物以及其相关的共聚物。阻挡层厚度可以依据产品的敏感性和所希望的保存限期。
所述包装的最内层可以是(或可以有)密封剂(或密封件)，所述密封剂被选择成对内容物的味道或颜色具有最小影响，以不受产品影响，并经受住密封条件(例如液滴、油脂、灰尘等等)。所述密封剂可以是能在基本上低于最外面层的熔化温度的温度下粘结到其本身(密封)的树脂，以使得最外面的层的外观不受密封过程的影响并不粘住密封杆的夹爪(或爪)上。用在多层袋中的密封剂可以包括乙烯共聚物， 如低密度聚乙烯，线性低密度聚乙烯，茂金属聚乙烯，或乙烯与醋酸乙烯酯或丙烯酸甲酯的共聚物或乙烯和丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物(可选地离子化的，例如用金属离子如Na、Zn、Mg或Li部分地中和的)，或聚丙烯共聚物。密封剂层可以是大约25到大约100μm厚。密封剂还可以形成通过挤压而破裂和胀破的侧隔膜，即，易碎密封件。
可以通过热密封单个片或多片薄膜的任一片来制造易碎密封件。聚合物薄膜中的至少一个或它们两者的内表面可以包括下列两种成分的混合物，(a)80到93重量百分比的乙烯/酸离聚物，其中至少50重量百分比的乙烯/酸离聚物得自乙烯共聚用单体和其中酸的中和程度从百分之5到45，和(b)20到7重量百分比的丙烯/α-烯烃共聚物，其中α-烯烃共聚用单体包括1到12重量百分比的共聚物。易碎密封件也可以是下列两种成分的混合物，(a)作为主要成分的酸改性的乙烯醋酸乙烯酯共聚物或酸改性的乙烯丙烯酸甲酯共聚物，和(b)作为次要成分的被部分中和的乙烯酸离聚物；下列两种成分的混合物，(a)作为主要成分的被部分中和的乙烯酸离聚物或乙烯酸共聚物，和(b)作为次要成分的聚丁烯-1均聚物或共聚物；或下列两种成分的混合物，(a)作为主要成分的茂金属聚乙烯，和(b)作为次要成分的聚丙烯或聚丁烯-1均聚物或共聚物。
可以通过将单个薄膜(例如多层薄膜)片的内表面热密封在一起来形成易碎密封件，其中所述单个薄膜(例如多层薄膜)片已经被折叠，使得所述片的一个主表面的两个部分相接触，或通过将两个重叠的多层的聚合物薄膜片的内表面热密封在一起来形成易碎密封件，其中每个聚合物薄膜片都具有由树脂制成的最里面的密封剂层(或密封件层)，该密封剂层承受界面剥离密封，当在不同温度形成热密封时，所述界面剥离密封具有不同的密封强度。这种树脂包括一种或多种聚烯烃的混合物，例如聚乙烯与聚丁烯或聚丙烯的混合物，聚乙烯包括茂金属聚乙烯，聚丁烯或聚丙烯包括其均聚物或共聚物(总起来说：PE/PB混合物；PE/PP混合物)；聚丙烯与聚丁烯的混合物(PP/PB混合物)；聚丙烯与乙烯甲基丙烯酸共聚物的混合物(PP/EMAA混合物)；或聚丙烯与苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段三元共聚物的混合物(PP/SEBS混合物)。还可以通过用密封剂区域涂覆密封件区域中的最内层或通过热密封两个不同的密封面如离聚物和乙烯共聚物来生产易碎密封件。取决于密封条 件，可以用基于部分中和的乙烯丙烯酸共聚物或乙烯甲基丙烯酸共聚物的离聚物与聚丙烯α-烯烃共聚物的混合物(与PP/PB共聚物混合的乙烯/丙烯酸共聚物或EMAA离聚物)作为最里面的密封剂层，这是因为所述混合物在形成锁定或易碎密封件时是可靠的。在美国专利Nos.4550141和4539263中披露了具有聚丙烯共聚物混合物的这种离聚物，其在广泛的热密封温度范围内展示出可预测的剥离强度，上述美国专利在此全部并入作为参考。当用在柔性的多室式饮料袋中时，这些聚合物混合物涉及到每个聚合物薄膜的内表面，所述内表面是下列两种成分的混合物，(a)80到93％重量百分比的乙烯/酸离聚物，其中所述离聚物可以是二聚物或三元共聚物并且至少50％重量百分比的乙烯/酸离聚物得自乙烯共聚用单体，并且典型地8重量百分比以上得自酸共聚用单体，和其中酸的中和程度从大约百分之5到大约百分之45％，和(b)20到7％重量百分比的丙烯/α-烯烃共聚物，其中α-烯烃共聚用单体包括1到12％重量百分比的共聚物。
如在美国专利文件No.4550141中披露的，作为组成最里面的密封剂层的混合物而被采用的乙烯/甲基丙烯酸(EMAA)离聚物和丙烯/乙烯共聚物的数量的选择可以确定易碎密封件的剥离强度，其中易碎密封件的剥离强度作为在用从大约5％重量百分比到大约20％重量百分比的PP/E(3％E)共聚物与EMAA离聚物混合(15％MAA；22％用Zn中和)来制造易碎密封件时所采用的交界面“热密封”温度的函数。在较低的PP/E共聚物装载量(例如8％)，横跨大约90至120℃温度范围的大约800至1070克/英寸密封强度的热密封稳定水平的开始可以作为PP/E共聚物的增大的装载量(例如，20％)的函数前进到横跨大约80至140℃温度范围的大约130至400克/英寸密封强度的热密封稳定水平。利用这个信息或关于备用密封剂混合物由本领域技术人员测量的类似数据，可以与选择用于制造易碎密封件的热密封温度一道容易地选择最里面的密封剂层的成分，以便例如生产在破裂处具有可预测的和所希望的剥离力范围的易碎密封件。
为了制造包含至少一个力集中装置的易碎密封件，其中所述力集中装置用于选择性地超过易碎密封件密封强度，设想了各种备选的方法。可以利用易碎密封件的形状和/或曲率来集中当容器或袋被手动地压缩或挤压时所产生的力。用来热密封所述易碎密封件的热密封(或加热) 杆的几何形状和/或可变宽度也可以用来产生力集中装置。也可以采用时间-温度密封方法来制造包含用于选择性地超过易碎密封件的密封强度的力集中装置的所述易碎密封件。例如，不同的热密封杆的反复和/或多次撞击可以产生具有不同密封强度的易碎密封件，然后其充当与所要求的用于选择性地超过所述易碎密封件的密封强度的力集中装置等价的结构。
为了测量密封强度，可以沿薄膜的机械加工方向顺着样品的长侧切割4英寸宽6英寸长的聚合物薄膜样品。足够的薄膜样品为每个热密封条件提供一组三个样本，然后，可以折叠薄膜以使得每侧的密封剂层接触另一个密封剂层。然后，以合适的温度、时间和压力将薄膜热密封在热密封机的夹爪(或爪)之间。然后，在试验之前在73°F和50％的相对湿度将被热密封的样品调节至少24小时。可以将被密封的薄膜的折叠部分切成两半，形成将被置于Instron夹爪夹具中的合适的片状物(或翼状物)。然后，沿薄膜的机械加工方向切割一英寸样品以在每组密封条件提供至少三个1英寸宽的试验样品。
可通过利用Instron以5英寸/分钟(127毫米/分钟)的夹爪速度沿薄膜的机械加工方向将密封件拉开来测量密封强度。在其他示例中，也可以采用在Instron上的12英寸/分钟(305毫米/分钟)的拉动速度。然后，记录使密封件失效所需的最大力，并以克/25.4毫米(即，克/英寸)为单位报告至少三个样品的平均值。
用作形成最内层的易碎密封件的聚合物的其他特别优选的混合物包括作为主要成分的乙烯醋酸乙烯酯(EVA)共聚物或酸改性EVA共聚物和乙烯丙烯酸甲酯(EMA)共聚物或酸改性EMA和作为次要成分的聚丙烯均聚物或共聚物、聚丁烯均聚物或共聚物、部分中和的乙烯酸离聚物或离聚物与茂金属聚乙烯的混合物的组合。这些聚合物和混合物可以从E.I.du Pont de Nemours and Company作为密封剂从市场上买到，其商标为 
Figure G2007800285023D00121
Figure G2007800285023D00122
Figure G2007800285023D00123
和 
Figure G2007800285023D00125
此外，可以使用添加剂，所述添加剂例如包括滑爽剂、防粘剂和/或冷却辊隔离剂等等。与各种其他聚合物薄膜层结合使用的这些酸改性的基于EVA和EMA的混合物，热密封强度的范围可以选择性地从300克/英寸到3000克/英寸，锁定式热密封强度超过3000克/英寸。
在制造袋时所使用的聚合物薄膜片的制造过程中，在功能层之间可 选地使用共挤出的粘合剂以将所述层彼此粘合起来并提供结构完整性。这些包括但不局限于，用不饱和羧酸基团如马来酐或马来酸等等改性或接枝的乙烯或丙烯的聚合物和共聚物。同样，为了提供额外的厚度(如果消费者对特殊应用有需要的话)，可以将在袋的生产过程中整理的多层薄膜的许多层聚烯烃或碎零料结合在多层结构内。可以用本技术领域中公知的工艺，例如单层或多层铸造、吹膜、挤出层压和胶粘层压及其结合，的任何组合来生产聚合物薄膜片(例如，所谓的“卷筒坯料”)。可以在坯料中加入本技术领域中已知的加工助剂，包括滑爽剂(例如酰胺蜡)、防粘剂(例如硅石)和抗氧化剂(例如受阻酚)，以便于薄膜的制造或袋的形成。通过切割和热密封单独的卷筒坯料的片或通过折叠和热密封与切割相结合来由卷筒坯料形成所述袋，可以使用例如由日本京都的Totani Corporation或者Klockner Barlelt Co.，Gordonsville，VA制造的袋生产设备。可以在袋的形成期间或之后安装易碎室(或壁)。还应当理解，可通过使第一和第二聚合物薄膜片重叠、然后直接将它们彼此热密封或通过使用居中的第三聚合物薄膜间接热密封它们，来实现被热密封的袋周边(或袋周界)，这也是本技术领域中公知的和实践的。
可通过插入吸管或优选地通过使用配装件或喷嘴，例如由MenshenPackaging USA，Waldwick，NJ or Portola Packaging，San Jose，California销售的配装件或喷嘴，来实现允许消费者容易地获取饮料袋内容物的机构。可将配装件或喷嘴密封在袋的顶部或侧边内。所述配装件或喷嘴由可通过感应能、热能或激光能密封到袋的材料模制而成。取决于所使用的设备，可在填充袋之前或之后进行密封。优选地当配装件用于青少年饮料袋的应用时，配装件是对儿童安全的，例如在美国专利Nos.6138849和US6991140中披露的。
相似地，柔性多室式袋的实施例可以设有允许消费者容易地获取袋的内容物的机构，照此，袋的实施例能用作饮料袋。例如，所述袋可以设有本技术领域中公知的(例如看美国专利Nos.5425583、5873656和6116782)能用吸管刺穿的打开系统(即，所谓的吸管孔或刺穿口)。
示例1-18
在下面的示例中，在五层吹制薄膜流水线上生产五层共挤的吹制薄膜，以制造熔融指数为0.3且密度为0.918克/立方厘米(g/cc)的LDPE的外层、和酐改性的聚乙烯( 
Figure G2007800285023D00131
4104)的相邻粘合层、乙烯-乙烯 醇( 
Figure G2007800285023D00141
F101A)的阻挡层、酐改性的聚乙烯( 
Figure G2007800285023D00142
41E687)的第二粘合层、和内部密封剂层，所述内部密封剂层包含由10重量百分比的熔体流动速率为7且熔点为135℃的任意聚丙烯共聚物和90重量百分比的乙烯离聚物三元共聚物组成的熔体混合物，所述乙烯离聚物三元共聚物包含10重量百分比的甲基丙烯酸和10重量百分比的丙烯酸异丁酯，其具有15％的由锌中和的酸基团。LDPE在以62rpm运行的63.5mm单螺杆挤出机中在219℃熔化。EVOH在以27rpm运行的50.8mm单螺杆挤出机中在211℃熔化。 
Figure G2007800285023D00143
4104在以34rpm运行的50.8mm单螺杆挤出机中在215℃熔化。 
Figure G2007800285023D00144
41E687在以12rpm运行的50.8mm单螺杆挤出机中在196℃熔化，离聚物混合物在以13rpm运行的63.5mm单螺杆挤出机中在223℃熔化。吹制薄膜在PE层上被电晕处理并且被层压至48标准尺寸的取向聚酯( 
Figure G2007800285023D00145
LBT)。所述PE层为71微米，粘合层均为8微米，阻挡层为13微米，而内部密封剂层为28微米。然后，用3mm宽的热密封杆将薄膜热密封到本身，在275千帕斯卡的压力下并以示例中所描述的温度和停留时间加热两个杆。然后，如早些时候所描述的，在Instron上测试薄膜，其中以12英寸/分钟拉动Instron。如能从这些示例中看到的，通过应用制造密封件的合适温度和时间，可以容易地控制热密封强度的水平，从而获得所需的密封强度，以提供大约5000gm/inch或更小的易碎性，或提供8000gm/inch或更大的锁定密封。最后得到的数据在下面的表1中示出。
表1
  示例   停留时间(秒)  杆温度(°F)   热密封强度(克/英寸)
  1   0.5  200   340
  2   0.75  200   497
  3   0.75  240   6325
  4   0.5  200   229
  5   0.75  200   531
  6   1  200   1042
  7   1  240   9975
  8   0.75  240   9932
  9   0.5  240   1467
  10   1  220   3285
  11   0.75  220   1770
  12   0.5  240   1697
  13   1  200   1306
  14   1  240   9617
  15   0.5  220   1078
  16   1  220   3306
  17   0.75  220   1694
  18   0.5  220   942
示例19-26
在下面的示例中，在商用的吹制薄膜流水线上生产相似的五层共挤吹制薄膜，以制造与示例1-18中描述的结构相似的结构。对于这些示例，薄膜具有LLDPE的外层、酐改性的聚乙烯( 
Figure G2007800285023D00151
41E687)的相邻的粘合层、乙烯-乙烯醇(Eval F101A)的阻挡层、酐改性的聚乙烯( 
Figure G2007800285023D00152
41E687)的第二粘合层和内部密封剂层，所述内部密封剂层包含由10重量百分比的熔体流动速率为7且熔点为135℃的任意聚丙烯共聚物和90重量百分比的乙烯离聚物三元共聚物组成的熔体混合物，所述乙烯离聚物三元共聚物包含10重量百分比的甲基丙烯酸和10重量百分比的丙烯酸异丁酯，其具有15％的由锌中和的酸基团。吹制薄膜为 100或125微米厚，所述100微米厚的薄膜包括53微米的LLDPE层、分别为5和7微米的复合薄膜粘结层、10微米的EVOH层和25微米的离聚物层或由其组成，125微米厚的薄膜包括65微米的LLDPE层、分别为5和7微米的复合薄膜粘结层、15微米的EVOH层和33微米的离聚物层或由其组成。两种薄膜都在PE层上被电晕处理并且被层压至48标准尺寸的取向聚酯( 
Figure G2007800285023D00161
LBT)。然后，在商用Totani制袋机上将薄膜制成与图6中描述的袋相似的袋。在下面的表2中描述了制造易碎腔的各种条件，与垂直的易碎密封件室垂直地切割包含易碎密封件的一英寸宽的带，基本上在Instron上以12英寸/分钟测试从每个示例的五个袋得到的十个这种带，在标有热密封强度的列中报告平均值。使这些袋的易碎腔破裂所需的内部压力如下测试。将具有1/8英寸扁率的0.25英寸插入式管螺纹的闷头配装件固定到袋的主腔，并用1/8英寸的管道将其连接到Sensotech model # 7/1786-08压力传感器。在测试过程中，将该传感器的输出信号送到Sensotech model # 2310信号放大器中并用合适的计算机软件将其绘制成图。在主腔中用水填充袋，然后将袋完全密封，使得在阀附近或在周边密封部中不会发生泄露，将袋置于Instron的圆形的5又7/8英寸的台板下夹爪上，然后以2英寸/分钟的速度将上面的配对的夹爪施加到袋上直到两个腔之间的易碎密封件破裂为止。然后，记录使易碎密封件胀破所需的最大内部压力，在下面表中的列反映出对于每个示例的三个这种读数的平均值。
如能从这些示例18至26看到的，可通过应用制造密封件的合适温度和时间来容易地控制热密封强度的水平。在不使袋最外面的周边密封部破裂的情况下使易碎密封件胀破的内部压力从0.6磅/平方英寸到8.3磅/平方英寸(psig)范围内变化。
表2
易碎密封杆  热密封     使易碎腔胀
条件        强度       破的压力
示例    吹制薄膜    杆       停留时间    gm/25mm    磅/平方英寸
厚度，  温度
微米    °F         毫秒
19      100         260      700         822        0.9
20      100         290      700         1286       1.7
21      100         300      500         1704       0.6
22      100         320      500         5444       5.7
23      100         325      400         2070       1.2
24      125         310      700         1396       1.5
25      125         320      700         2246       4.4
26      125         320      600         3597       8.3
本发明的好处和优点包括下面这些。首先，它提供了一种易于填充、易于破裂、但结实的多室式袋，所述袋可用传统上已知的商用设备便宜地制造。所述袋和/或单个饮料容器提供了一种方法用于将各种内容物和成分保留在暂时彼此隔离的包装物内并随后随使用者的意思混合，这又在使用该包装系统时提供了产生各种新的且美学上令人愉快的效果和好处的机会。实际上感觉到，根据本发明提供给使用者的任意数量、尺寸、形状和顺序受控破裂的易碎密封件代表了新的包装选择和审美功能效果的实际上无限的外延。

Claims (12)

1.一种多室式容器，它包括(1)单个聚合物薄膜片或多个聚合物薄膜片和(2)至少一个易碎密封件，其中，
所述单个聚合物薄膜片被折叠到其本身上并直接地或通过第三居中的聚合物薄膜间接地沿着基本上重叠的边缘密封，从而限定密封的周边并形成第一袋；
所述多个聚合物薄膜片至少包括第一聚合物薄膜片和第二聚合物薄膜片；
所述第二聚合物薄膜片重叠在所述第一聚合物薄膜片上；
所述第一聚合物薄膜片和所述第二聚合物薄膜片直接地或通过第三居中的聚合物薄膜间接地彼此密封，从而限定密封的周边并形成第二袋；
所述第一或第二袋的密封周边具有第一端、第二端和两个相对的侧边；
所述易碎密封件在所述密封周边的内部并且所述至少一个易碎密封件将所述第一或第二袋分成包括第一室和第二室的分开的室；
所述易碎密封件包括弯曲部和可变的宽度，其中最大宽度在具有最小曲率半径的弯曲段附近；
所述第一室包括或限制有流体；
所述第二室包括或限制有另一种组分；以及
所述密封周边的密封强度足以经受住所述流体的手动压缩，并且所述至少一个易碎密封件的密封强度不足以经受住所述流体的手动压缩，因而允许所述流体与所述第二室的内容物混合。
2.如权利要求1所述的容器，其特征在于，所述容器的所述密封周边具有第一端、第二端和两个相对的侧边；并且所述至少一个易碎密封件从所述第一端延伸到所述第二端。
3.如权利要求2所述的容器，其特征在于，所述至少一个易碎密封件从一个侧边延伸到所述相对的侧边中的一个第二侧边。
4.如权利要求3所述的容器，其特征在于，所述至少一个易碎密封件从所述第一端延伸到所述相对的侧边之一。
5.如权利要求4所述的容器，其特征在于，所述容器是直立式袋。
6.如权利要求5所述的容器，其特征在于，所述第一或第二袋包括配装件。
7.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的容器，其特征在于，所述至少一个易碎密封件在持续的手动压缩下脱层，所述持续的手动压缩在限定所述液体饮料的分开的室内产生压力增加；其中所述至少一个易碎密封件的密封强度从130至5000克/英寸；且压力可达12磅/平方英寸或从0.5磅/平方英寸至2.0磅/平方英寸。
8.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的容器，其特征在于，在持续的手动压缩下，所述至少一个易碎密封件经受在400克/英寸和6000克/英寸之间的密封破坏力，其中所述持续的手动压缩在限定所述液体饮料的所述分开的室内产生从0.5磅/平方英寸至5.0磅/平方英寸的压力增加。
9.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的容器，其特征在于，所述至少一个易碎密封件包含至少一个力集中装置，用于通过在限定所述液体饮料的所述分开的室内的从0.5磅/平方英寸至10磅/平方英寸的压力增加下经受从1500克/英寸至10000克/英寸的密封破坏力，来超过所述易碎密封件的密封强度。
10.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的容器，其特征在于，
通过热密封所述单个聚合物薄膜片的内表面或通过将所述第一聚合物薄膜片的内表面热密封到所述第二聚合物薄膜片的内表面来产生所述至少一个易碎密封件；
在所述易碎密封件处的所述单个聚合物薄膜片、所述第一聚合物薄膜片、或所述第二聚合物薄膜片的内表面包括混合物；和
所述混合物包括(a)80到93％重量百分比的乙烯/酸离聚物和20到7％重量百分比的丙烯/α-烯烃共聚物；(b)作为主要成分的酸改性的乙烯醋酸乙烯酯共聚物或酸改性的乙烯丙烯酸甲酯共聚物和作为次要成分的被部分中和的乙烯酸离聚物；(c)作为主要成分的被部分中和的乙烯酸离聚物和作为次要成分的聚丁烯-1均聚物或共聚物；或(d)作为次要成分的聚丙烯或聚丁烯-1均聚物或共聚物。
11.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的容器，其特征在于，所述第一或第二袋包括配装件。
12.一种柔性的多室式容器，它包括(1)被热密封的单个聚合物薄膜片或多个聚合物薄膜片和(2)至少一个易碎密封件，其中，
所述单个聚合物薄膜片被折叠到其本身上并直接地或通过第三居中的聚合物薄膜间接地沿着基本上三侧密封，从而限定密封的周边并形成封闭的容器；
所述多个聚合物薄膜片至少包括第一聚合物薄膜片和第二聚合物薄膜片；
所述第二聚合物薄膜片重叠在所述第一聚合物薄膜片上；
所述第一聚合物薄膜片和所述第二聚合物薄膜片直接地或通过第三居中的聚合物薄膜间接地彼此密封，从而限定密封的周边并形成封闭的容器；
所述易碎密封件在所述密封周边的内部并且所述至少一个易碎密封件将所述封闭的容器分成包括第一室和第二室的分开的室；
所述易碎密封件包括弯曲部和可变的宽度，其中最大宽度在具有最小曲率半径的弯曲段附近，从而提供至少一个力集中装置，用于通过在所述第一室和/或所述分开的第二室的至少一个内的从0.5磅/平方英寸至10磅/平方英寸的压力增加下经受从1500克/英寸到10000克/英寸的密封破坏力，来超过所述易碎密封件的密封强度；以及
在所述易碎密封件处的所述单个聚合物薄膜片、所述第一聚合物薄膜片、或所述第二聚合物薄膜片的内表面包括如权利要求10的特征部分中所述的混合物。
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