CN104995027A - 用于分配可泵送的产品的盒中袋系统 - Google Patents

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Abstract

用于分配可泵送的产品的盒中袋系统，其包含纸盒、布置于所述纸盒中的柔性的热塑性袋、接合到所述袋的喷口、喷口闭合件和布置于所述袋中的可泵送的产品，所述柔性的热塑性袋包含含有共挤膜的外壁，该共挤薄膜具有聚乙烯层、粘结层和聚酰胺层，和包含乙烯聚合物或者共聚物的分立的内壁，或者类似于该外壁的组成，该外壁在所述袋的周界处密封到所述分立内壁上。任选地，可以将分立的中间壁布置于所述袋的外壁和分立内壁之间。该系统可以进一步包含泵，其可操作地连接到所述袋和纸盒上，以从该袋中分配可泵送的产品。

Description

用于分配可泵送的产品的盒中袋系统
本申请要求保护于2013年2月13日提出的美国临时申请号61/764,244的权益，该申请通过引用以其整体并入本文。
发明领域
本发明涉及用于分配可泵送的产品的盒中袋系统，其包含纸盒、柔性的热塑性袋（pouch）、接合至该袋的喷口、 喷口闭合件（closure）和布置于该袋中的可泵送的产品。
发明背景
可对折的热塑性袋通常用于贮存可泵送的产品。这些袋通常收容于瓦楞纸板或者其它刚性或者基本上刚性的纸盒中，以辅助产品的运输、操作和分配。此类系统通常被称为“盒中袋”（BiB）包装系统，并且包含纸盒、柔性的袋、接合到该袋上的喷口、 喷口闭合件和布置于该袋中的可泵送的产品。
多种BiB应用要求在处理、运送和操作过程中具有高阻隔性（barrier）和韧性的组合的袋。
对于盒中袋应用，具有金属化聚酯基材的多层层压材料有时用作袋材料的至少一部分，其有时具有聚乙烯衬里。还使用具有共挤多层构造的阻隔膜。
然而，用于分配可泵送的产品的当前的系统通常遭受两个问题之一。
金属化的袋材料的缺点是在袋中由于挠曲开裂而出现针孔。有时由运送和分配经填充的袋过程中所给予的振动应力所造成的该现象可损害该袋的氧阻隔性能，并且进而不利地影响该袋的内容物的保存期限。
用于袋构造中的共挤多层阻隔膜有时可能在爆裂强度方面缺乏足够的韧性。
因此，在用于分配可泵送的产品的盒中袋系统的技术中仍存在这样的需求，即令人满意地解决现有技术系统中的上面指出的缺陷。
发明概述
在第一方面，用于分配可泵送的产品的盒中袋系统包含a)纸盒，b)布置于该纸盒中的柔性的热塑性袋，c)接合到该袋上的喷口，d)喷口闭合件，和e)布置于所述袋中的可泵送的产品；
其中所述柔性的热塑性袋包含
i) 包含共挤膜的外壁，该共挤膜包含
　(a) 包含乙烯聚合物或者共聚物的可热封的外层；
　(b) 布置于该可热封的层和第一中间层之间的第一粘结层，该粘结层包含化学改性的聚烯烃粘合剂；
　(c) 包含聚酰胺的第一中间层；
　(d) 结合到所述第一中间层的核心层，其包含乙烯-乙烯醇共聚物或者化学改性的聚烯烃粘合剂；
　(e) 结合到所述核心层并且包含聚酰胺的第二中间层；和
　(f) 结合到第二中间层上的第二粘结层，其包含可自焊接的化学改性的聚烯烃粘合剂；
其中所述膜是对折的平折管形膜； 和
ii) 包含乙烯聚合物或者共聚物的分立的内壁；
所述外壁在所述袋的周界（perimeter）处密封到分立的内壁上。
在第二方面，提供了类似于上述第一方面的系统，但是其中外壁进一步包含布置于可热封的层和第一粘结层之间的耐机械损伤的（abuse-resistant）层，其包含选自极低密度聚乙烯（very low density polyethylene）、具有小数级（fractional）熔体指数的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和离聚物的材料。
在以下编号为3至8的可选方面中，提供了类似于上述第一或第二方面的系统，但是其中外壁代替地包含共挤膜，其包含以下构造中的任一种：
3. 聚酰胺（PA）/粘结物/聚乙烯（PE）
4. PE/粘结物/PA/粘结物/PA/粘结物/PE
5. PE/粘结物/PA/粘结物/PA/粘结物/PE//PE/粘结物/PA/粘结物/PA/粘结物/PE，其中该结构是具有自焊接的PE//PE相邻层的对折的管形平折膜。
6. PA/乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）/粘结物/PE
7. PE/粘结物/PA/EVOH/PA/粘结物/PE
8. PE/粘结物/PA/EVOH/PA/粘结物/PE//PE/粘结物/PA/EVOH/PA/粘结物/PE，其中该结构是具有自焊接的PE//PE相邻层的对折的管形平折膜。
在第九方面，提供了类似于上述第一至第八方面中任一种的系统，但是其中所述分立的内壁包含与外壁基本上相同的组成。
在第十方面，提供了类似于上述第一至第九方面中任一种的系统，但是进一步包含分立的中间壁，其布置于外壁和分立的内壁之间，其包含乙烯聚合物或者共聚物，或者包含与外壁基本上相同的组成。
在第十一方面，制造用于分配可泵送的产品的盒中袋系统的方法包括提供上述第一至第十方面中任一种的袋；在该袋中安装喷口，该喷口包含内端和外端；用可泵送的产品填充袋；在该喷口的外端上安装喷口闭合件；并且将该袋放置于纸盒中。
附图简要说明
参考涵盖本发明的不同实施方案的以下附图来阐述本发明，其中：
图1为用于分配可泵送的产品的盒中袋系统的透视图；
图2为该系统的可选实施方案的示意性横截面视图；
图3为用于本发明中的袋的一个实施方案的示意性的横截面局部放大视图；
图4为用于本发明中的袋的另一个实施方案的示意性的横截面局部放大视图；并且
图5为用于制造用于本发明中的袋的双股（double wound）平折管形膜的示意性横截面。
定义
如本文中使用的：
“无菌”等是指其中在卫生环境中用已灭菌的可泵送的产品，例如食品产品填充已灭菌的袋的工艺。因此，因此使得该可泵送的产品在正常的非冷冻条件下是货架期稳定的；“无菌”在本文中也用来指产生的经填充和封闭的袋。通常在填充之前将该袋或者袋材料和可泵送的产品分开地灭菌。
“纸盒”等包括盒、桶、板条箱（crate）或者可以适合地封装和收容柔性的热塑性袋的任何其它的容器。
关于内壁的“分立”等在本文中用于表示独立地制造（当制造外壁时，内壁不是外壁的组成部分）或者构成与外壁分开的实体。如果存在的话，中间壁同样是独立制造的（当制造外壁或者内壁时，中间壁不是外壁或者内壁的组成部分）或者构成与外壁或者内壁分开的实体。
“EVOH”等是指常规的乙烯/乙烯醇共聚物，即由乙烯和乙烯醇的重复单元构成的乙烯共聚物，其通常通过乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的水解来制成。“EVOH” 另外或者可选地指活性氧阻隔组合物，其为具有基本上在其主链上的碳-碳双键的热塑性树脂(a)、过渡金属盐(b)、包含常规的乙烯-乙烯醇共聚物的氧阻隔聚合物(c)和任选的增容剂(d)的共混物。所述氧阻隔聚合物可以构成约70至99重量%的所述组合物，并且所述具有碳-碳双键的热塑性树脂通常构成该组合物的聚合物部分的约1至30 重量%。当存在时，所述增容剂通常构成该组合物的总的聚合物部分的约0.1至29重量%。合适的活性氧阻隔组合物更详细地描述于美国专利公开号2006/0281882和2005/0153087中，其内容通过引用以其整体并入本文。
“经填充的”等是指已通过与商业填充操作相一致的方式装载有可泵送的产品的袋，并且其是被完全或者部分地填充的。
“内”等通常是指更接近可泵送的产品的表面、壁等；“外”等是指较远离可泵送的产品的表面、壁等。
“聚酰胺”等是指酰胺聚合物和共聚物。
“聚乙烯”或者“PE”等是指乙烯均聚物或者共聚物。
“聚合物”等（和具体列出的聚合物）是指聚合反应的产物，并且包括均聚物、共聚物、三元共聚物等。
“可泵送的产品”等是指可以从袋中通过重力或者通过常规的机械或者气动式泵送方式运输的食品或者非食品。实例包括乳制品、低和高粘度的流体、流体/固体混合物（例如汤）、凝胶、调味的浇头、酱汁、液体调味品，例如番茄酱、芥末和蛋黄酱、软饮料糖浆、果汁以及个人护理品和化学品。
“密封”等是指膜表面的第一区域至膜表面的第二区域上的任何密封，其中通过将这些区域加热至少至其分别的密封起始温度以形成密封。可以通过任何合适的方式，例如使用经加热的棒、热空气、红外辐射、射频辐射、超声密封等来进行加热。
“粘结层”等是指内部膜层，其将两个层彼此粘合，并且其包含改性的聚烯烃，例如改性的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）或者改性的异相或者均相乙烯/α-烯烃共聚物（EAO）；例如经马来酸酐接枝的线性低密度聚乙烯、经马来酸酐接枝的低密度聚乙烯或者经马来酸酐接枝的EVA。
发明详述
图1至4显示了用于分配可泵送的产品19的盒中袋系统10，其包含纸盒12、柔性的热塑性袋14、喷口16、喷口闭合件18和任选的泵 20或者60。如描绘于图2中，含有可泵送的产品19的具有喷口16和喷口闭合件18的袋14布置于纸盒12中。喷口16与袋12相联合，从而在一个实施方案中使泵20或者60能够与喷口对齐以将泵锁定到位，从而能够从袋14中分配产品19。根据待包装的产品，可以以任何适当的尺寸生产袋14。例如可以制造0.5品脱至5加仑的尺寸。可以选择袋的尺寸和形状和喷口在袋上的位置，以适应当前的纸盒和泵系统。在纸盒12中的孔21允许泵20或者60到达并连接喷口16。
图3以部分分解图显示了袋14的一部分的一个实施方案，其包含具有外表面51和内表面52的外壁22；具有外表面53和内表面54的分立的内壁24；具有外表面61和内表面62的外壁26；和具有外表面63和内表面64的分立的内壁28。密封31在该袋的边缘处或者靠近该处将壁22、24、28、26结合在一起。
放置喷口16使其穿过壁24和22，喷口凸缘25粘合到分立的内壁24的内表面54上，并且喷口突出穿过壁24和22两者。喷口闭合件18覆盖喷口16的外端。
图4以部分分解图显示了袋14的一部分的一个可选实施方案，其包含具有外表面71和内表面72的外壁32；具有外表面73和内表面74的分立的内壁34；具有外表面81和内表面82的外壁36；具有外表面83和内表面84的分立的内壁38；布置于外壁32和内壁34之间的具有外表面75和内表面76的分立的中间壁35；和布置于外壁36和内壁38之间的具有外表面85和内表面86的分立的中间壁39。密封50在该袋的边缘处或者靠近该处将壁32、35、34、38、39、36结合在一起。
参考图5，在一个实施方案中，外壁22、26、32和36包含含可热封的层112的热塑性膜101，该可热封的层包含乙烯-酯共聚物，例如EVA或者EAO，例如线性低密度聚乙烯，例如具有密度为0.921 克/立方厘米的DOWLEX™ 3010。各种添加剂，例如防粘连剂或者增滑剂可以任选地以较少量，例如以层112的约5至15重量%的量包含于层112中，根据包装材料的最终用途和该包装材料所用于其中的特定设备，该量足以提供机械加工性或者其它所需的性能；例如约90%的低密度聚乙烯和约10%的胶体二氧化硅的母料共混物可以用作有效的防粘连剂。实例为可得自Teknor Color的10,075ACP™ Syloid浓缩物。
层114包含极低密度聚乙烯（VLDPE），例如可得自Dow的ATTANE™ 4203，其具有约0.905克/立方厘米的密度。用于层114的可选的材料为具有小数级的熔体指数（即小于约1.0克/十分钟的熔体指数）和乙酸乙烯酯含量至少约12%的EVA。一种此类树脂为可得自ExxonMobil的ESCORENE™ LD 705.15，其具有约0.40克/十分钟的熔体指数和约13重量%的VA含量。包含经金属盐中和的乙烯-丙烯酸或者乙烯-甲基丙烯酸共聚物的离聚物树脂，例如可以以SURLYN的商标得自DuPont的那些也适合用于层114。
第一粘结层116布置于机械损伤层114和以下讨论的第一中间层118之间并使其结合。层116包含化学改性的聚烯烃，其将层114和118结合到一起。实例为具有VA含量为约11重量%的经马来酸酐改性的EVA，例如可得自Lyondell Basell的PLEXAR™ PX 1007。任选地，较少量的，例如层116的约5至15重量%的第二热塑性树脂可以包含于层116中，例如单位点催化的乙烯/辛烯共聚物，例如可得自Dow Chemical并具有约.875克/立方厘米的密度的AFFINITY™ KC 8852G塑性体。
第一中间层118粘合到粘结层116上，并且也粘合到核心层120上。该层包含聚酰胺，例如尼龙6，或者共聚酰胺，例如尼龙6/66、6/69或者尼龙6/12。任选地，较少量的，例如层118的约5至15重量%的第二热塑性树脂可以包含于层118中，例如离聚物树脂和聚酰胺的共混物，例如可得自DuPont的SURLYN™ AM7927。
核心层120包含EVOH。EVOH树脂可以具有各种乙烯含量，例如至少约38摩尔%的乙烯，例如可得自Nippon Gohsei的SOARNOL™ ET3803。
在核心层120的与第一中间层118相反的表面上是第二中间层122，其包含聚酰胺或者共聚酰胺，例如本文中对于第一中间层118所描述的那些。
第二粘结层124表示可自焊接的层，其包含与在层116中使用的相同的材料，但是不同的化学改性的聚合物粘合剂可以分别地用于层116和124。当管形共挤膜101是对折的时，可自焊接的层124将焊接在一起。
当该管形膜是对折的时，界面126表示可自焊接的层124之间的接触点 。
在第一可选实施方案中，提供类似于图5的膜，但是不含层114；粘结层116直接地结合到可热封的层112上。
在第二可选实施方案中，提供类似于图5或者类似于第一可选实施方案的膜，但是其中核心层120包含化学改性的聚烯烃粘合剂。
在用于产生这些膜的工艺中，制备用于图5的层112至124的每种树脂的熔体物流，并且通过环形模具共挤以形成管形挤出物。热吹塑（hot blown）、冷却和然后对折该挤出物，以形成平折管形膜。因此，层124（图5）的可自焊接的材料在该膜的内部对折界面126处焊接到本身上。
用于构造袋的这些壁可以具有任何所需的总厚度，只要该袋提供对于该袋所用于其中的包装操作的所需性能。用于制造这些壁的热塑性膜可以通过本领域中已知的形成共挤热塑性膜的工艺来制造。该膜可以是定向或者非定向的。
喷口 16
可以将喷口16布置于袋中的任何合适的位置，并且可以既作为用于填充袋的装置起作用，也作为与泵20或者60合作和联合的装置起作用，以允许从袋14中排放可泵送的产品。可选地，喷口16可以作为用于填充袋的装置起作用，并且单独的泵或者分配装置可以安装于袋上的单独的位置处，以从袋中分配可泵送的产品。
纸盒 12
可以通过本领域中熟知的方法来折叠和密封预切割的坯料，形成纸盒12。可以由其制造坯料的合适材料包括经涂覆或者未经涂覆的纸板，其可以包含经漂白或者未漂白的纸浆；塑料，例如聚烯烃、聚碳酸酯、乙烯基聚合物、聚酯和丙烯酸类等作为组分。这些的实例是固体漂白硫酸盐纸板（SBS）、灰底白板卡纸（clay-coated newsback, CCNB）、经涂覆的固体未漂白硫酸盐（SUS）、多层折叠箱纸板（multi-ply folding box board）或者牛皮箱板纸（kraft paperboard）等。在某些实施方案中，该坯料可以包含适合用于印刷的材料。可以通过手工或者机械地以任何合适的方式来构造该纸盒。例如，常规的非折叠的坯料可以用于构造单片盘式盒容器；或者可以用单独模制和然后通过任何合适的方法接合的部件来制造纸盒。
可以在填充袋14之前或者之后，将该袋插入纸盒12中。
泵 20 或 60
输送机构，例如泵可以与袋14和纸盒12相联合，以分配袋的内容物。在某些实施方案中，该泵可以包含刺穿部分以接触、刺穿喷口16和/或与其互锁。因此，该泵可以具有与所述喷口匹配的圆锥形或者刺穿部分。只要该泵与喷口16互锁以分配袋的内容物，或者可选地可以连接到袋的其它部分上以获取袋的内容物，与袋14一起使用的泵的精确构造可以变化。喷口16可以固定泵并与泵互锁，以在不渗漏的情况下分配袋的内容物。在某些实施方案中，可将刺穿喷嘴连接到常规泵装置的常规拉伸管（drawing tube）上。如果可以使喷口16或者袋的其它部分直接或者间接地与泵连通或者连接接合，许多可选实施方案是可行的。将泵连接到袋上的一种方式是经由分配管或者可选的快速连接/断开的连接器。泵20或者60还可以包含分配工具。该泵可以具有任何合适的手动或者机械致动的阀或者泵送系统，例如“衣夹”式阀。当经包装的产品的粘度致使该产品不能够仅通过重力来分配和/或当需要对待分配的产品的精确流量控制时，可以使用泵组件。例如，如本领域中熟知的容积式泵组件（volumetric positive displacement pump assembly）可以与公开的分配系统一起使用。
制造袋的方法
可以通过任何合适的工艺来制造具有喷口和喷口闭合件的袋。在一个实施方案中，使用来自Maverick Engineering S.A.的四列制袋机（four lane pouch making machine）。在制袋过程中，可以遵循以下步骤：
a) 提供四个卷材（web），其每个安装于在机器和流程的上游端的分别的辊上，第一和第四卷材包含例如图5中描绘的卷材，并且第二和第三卷材包含例如单层低密度聚乙烯；
b) 第一组牵伸辊间歇地使第一和第二卷材前进并定位，从而使第一卷材构成成品袋中的外壁，并且第二卷材构成成品袋中的内壁；第二组牵伸辊使第三和第四卷材前进并定位，从而使第四卷材构成成品袋中的外壁，并且第三卷材构成成品袋中的内壁；
c) 定位地（in registration）从第一和第二卷材中周期性地冲压出孔，这些孔构成“四横穿（four across）”，即以根据所期望的个体的袋尺寸和几何形状和每个喷口在各自的袋上的预期位置而预先确定的纵向和横向的空间间隔，横穿卷材的横向宽度而存在四个孔，并且从主生产线上移除由该冲压步骤所产生的孔屑；
d) 将喷口塞入（supposited）每个孔中，并且将密封应用于每个喷口的凸缘处，以将每个喷口密封到第二卷材的内表面上；
e) 使具有被塞入和密封的喷口的四个卷材前进，并且对这四个卷材在卷材的第一和第二末端横向边缘处（平行于工艺流程）进行第一和第二连续纵向侧面密封，并且对这四个卷材在卷材上隔开的中间横向位置处进行三次附加的连续中间纵向侧面密封，并且将产生第一和第二连续纵向侧面密封的过程中所产生的边缘修剪料作为废料移除；
f) 第三组牵伸辊使经侧面密封的卷材前进到工位，在其中任选地将三角密封以预先确定的、定位的、周期性方式施加到卷材（三角密封是添加至卷材的在卷材上的以下位置处的对角线密封，在该位置在工艺结束时将构成个体的袋的角）；
g) 喷口闭合件（塞子）被插入并部分地密封至每个分别的喷口的第一突出端，即外端；
h) 以预先确定的周期性间隔，将横向末端密封应用到卷材上；
i) 将通过第一和第二连续纵向侧面密封和三个附加的连续中间纵向侧面密封所界定的四个卷材列分开，以界定四个侧面密封的前体袋层压材料；并且
j) 第四组牵伸辊使四个侧面密封的前体袋层压材料前进到打孔工位中，其中将横向打孔以预先确定的空间间隔施加到四个侧面密封的前体袋层压材料的每个上。
对于步骤j)的可替代方案是使四个侧面密封的前体袋层压材料前进至切割工位中，其中以预先确定的空间间隔切割该层压材料，以界定在其一端开口的个体的袋。
然后，可将经打孔的袋层压材料或者切割的个体袋装入盒中，并且运送到加工者处，以用可泵送的产品填充每个袋，将每个经填充的袋放置于分别的纸盒中，并且将成品盒中袋供给商业客户或者消费者。在某些食品等的情况下，可将经打孔的袋层压材料或者切割的个体袋运送至灭菌器，在那里可以对这些袋进行灭菌，例如在无菌工艺中，用经灭菌的可泵送的产品填充，放置于纸盒中，并且供给例如零售商店或者饭店。
实施例
以下确认了适合用于根据本发明制造的袋的外壁，和在某些实施方案中适合用于内壁和/或中间壁的膜配制品，包括膜结构和每个层的厚度%。在表1的列表中确认了在这些膜中使用的树脂。
表1
树脂确认
材料代码 商品名称或者命名 来源（一个或者多个）
AB1 10850™ Ampacet
AB2 100458™ Ampacet
AB3 100458™ Syloid Concentrate Ampacet
AD1 TYMOR™1228B Rohm & Haas
AD2 PLEXAR™ PX1007 Equistar
IO1 SURLYN™ AM7927 DuPont
OB1 SOARNOL™ SGN017B Nippon Gohsei
OB2 SOARNOL™ ET3803 Nippon Gohsei
PA1 ULTRAMID™B33LN01 BASF
PA2 ULTRAMID™B40 01 BASF
PE1 DOWLEX™ 2045.04 Dow
PE2 EB403AQ™ Westlake
PE3 DOWLEX™ 3010 Dow
PE4 ATTANE™ 4203 Dow
PE5 AFFINITY™KC8852G Dow
AB1是具有母料的86重量%的线性低密度聚乙烯、母料的13重量%的防粘连剂（硅藻土形式的二氧化硅）和母料的1重量%增滑剂（芥酸酰胺）的母料。
AB2是具有材料的约97重量的线性低密度聚乙烯和母料的约3重量%的含氟聚合物的母料。
AB3是具有母料的约90重量%的低密度聚乙烯和母料的约10重量%的防粘连剂（SYLOID™二氧化硅）的母料。
AD1是经马来酸酐改性的线性低密度聚乙烯。
AD2是经马来酸酐改性的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物，EVA具有
IO1是部分地经锌中和的乙烯/甲基丙烯酸共聚物（离聚物树脂）和尼龙6的预共混物。
OB1是乙烯含量为约28摩尔%乙烯的乙烯/乙烯醇共聚物。
OB2是具有30至40摩尔%乙烯的乙烯/乙烯醇共聚物。
PA1是尼龙6（聚(己内酰胺)）。
PA2是尼龙6（聚(己内酰胺)）。
PE1是经齐格勒/纳塔（Ziegler/Natta）催化的乙烯/1-辛烯共聚物，其密度为0.920克/立方厘米和1-辛烯含量为该共聚物的6.5重量%。
PE2是低密度聚乙烯。
PE3是经齐格勒/纳塔催化的具有密度为0.921克/立方厘米的乙烯/1-辛烯共聚物。
PE4是密度为0.905克/立方厘米和1-辛烯含量为该共聚物的11.5重量%的乙烯/1-辛烯共聚物。
PE5是单位点催化的密度为0.875克/立方厘米的乙烯/辛烯共聚物塑性体。
乙酸乙烯酯含量为约9重量%，并且熔体指数为约1。
除非另外指明，本文中给出的所有的组分的百分比是以重量计的。
膜实施例1和2是在组成方面相似的七层共挤膜，其中膜实施例1具有4.5密耳的总厚度，并且膜实施例2具有5.5密耳的总厚度。
当共挤为管形七层膜时，膜实施例3至5各自为约1密耳厚，并且在每种情况下对折以制成约2密耳厚的膜。
在每层的组成的下面，以每个实施例的膜的总厚度的百分比的形式给出每层的厚度。
膜实施例 1
膜实施例 2
膜实施例3
膜实施例 4
膜实施例 5
测试结果
在多种袋尺寸、喷口位置和列构型的情况下，对具有所选的喷口和喷口闭合件（具有IDC、Unitap和Cap Taps的喷口）的各种膜进行测试。
材料和方法：
表2总结了所测试的膜，并且表3总结了所测试的喷口/闭合件（塞子）。
表2
膜 部件编号 制造商
m-OPET*层压材料 XC3047 Berry
单层PE衬里 FEX305E43 Berry
高阻隔共挤– 4.5密耳 FE1** SAC
高阻隔共挤– 5.5密耳 FE2 SAC
中等阻隔共挤– 2密耳 FE3 SAC
* m-OPET = 金属化的定向PET
**FE= 膜实施例。
表3
喷口和喷口闭合件 部件编号 制造商
PP*帽/塞子组件 7507009909; 842042 ITW
IDC ANSR 1002196RS Hoffer
Unitap 3900800 ITW
ITW短喷口 3960852 ITW
PE喷口 902 Maierhofer
IDC喷口 2001637 Parish
IDC喷口 7259-WH16CS Hoffer
*PP = 聚丙烯。
测试方法
在测试时以以下三种方式表征所制造的袋的密封强度：
1. 通过拇指插入的密封可剥离性
通过 = 无剥离
2. 在用压缩空气进行吹胀（blow-up）测试过程中的破坏模式（failure mode）
通过= 袋体爆破而非密封脱层
3. 对于经水填充的包装的5英尺下落测试
通过= 经受得住三次连续下落。
对于包装结构之一（表4中的结构A），在侧面和末端密封上运行Instron测试。
结果：
1. 机器操作
根据供应商的说明，大体依照上文中关于制袋方法的描述运行Maverick机器，成功地制造了在测试过程中的结构。在底部卷材上使用夹送轮（pinch roller），以消除皱纹。在除了结构Z以外的所有结构上，运行三列；在结构Z上运行四列。表4总结了运行的结构。将三角密封施加到由结构L和X（50 cm x 50 cm）制成的袋的全部四个角上。对于结构1，喷口/喷口闭合件组件偏移（off-set）至袋的前缘/驱动侧（drive side）边缘；对于剩下的结构，喷口和闭合件朝着袋的前缘居中。
表4
结构 外壁 内壁 L1，mm W2，mm 塞子 喷口 喷口位置 三角密封
1 m-PET 2密耳-PE 648 470 IDC ITW-短 居中 无
A FE1 2密耳-PE 470 432 IDC ITW-短 偏移 无
B FE2 无 470 432 IDC ITW-短 偏移 无
C FE1 2密耳-PE 470 432 IDC M-902 居中 无
F FE2 无 470 432 IDC M-902 居中 无
L FE1 2密耳-PE 470 432 IDC Parish 居中 4
X FE1 2密耳-PE 470 432 Uni-Tap Parish 居中 4
Y FE3 2密耳-PE 470 432 ITW Cap ITW-短 居中 无
Z FE1 2密耳-PE 663 330 ITW Cap ITW-短 居中 无
1 L =长度
2 W=宽度。
在喷口闭合件与喷口的不合适的配对的情况下，遭遇了若干问题。
2. 袋性能
使用使密封脱层的拇指插入，以对于各个密封工位设定合适的停留时间和密封温度。一旦确定了停留时间和温度，就收集袋用于爆裂和下落测试。表5总结了在该试验过程中制造的袋的测试结果。
表5
结构 爆裂测试 下落测试
1 侧面密封爆裂，无脱层 N/A
A 袋体爆裂 N/A
B 袋体爆裂 50%通过
C 袋体爆裂 67%通过
F 袋体爆裂 44%通过
L 袋体爆裂 83%通过
X 袋体爆裂 N/A
Y 袋体爆裂 100%通过
Z 侧面密封爆裂，无脱层 N/A
当发生袋体爆裂时，它们通常在包装中部附近引发，并且在加工方向上从密封至密封快速地蔓延。这些爆裂发生在袋的喷口侧或者非喷口侧。对于结构Y，在爆裂测试过程中观察到外壁（FE3）能够在PE内壁破坏之后很久才膨胀。仅对于结构Y观察到该现象（爆裂的内壁，未受损的外壁）。其它外部卷材或多或少地与PE衬里同时爆裂。
对于五英尺下落测试的常见的破坏机理是密封爆裂，即沿着密封袋体界面蔓延的撕裂。未观察到脱层。对于结构B，喷口偏离中心处，从而其位置为距离前缘64 mm，和距离DS（三角密封）边缘64 mm。对于该包装，不变地破坏沿着邻近喷口位置处的密封发生。
3. Instron 密封强度
测试结构A（FE1/PE）的Instron密封强度。从取自生产运行过程中所有三列的袋的末端密封和侧面密封切割若干25 mm条 。将顶部卷材（8145和PE膜）夹紧到一个夹具上，并且将较低的两个卷材（PE和FE1膜）夹紧到第二夹具上。在每个包装位置的三个复制品上使用200 mm/min的夹具分开速率。在所有的情况下，膜破裂；未观察到密封脱层。对于每个包装中四个密封的最大负荷的ANOVA分析显示出在α = 0.05的显著性水平下的无显著差异。因此，合并最大负荷数据以对于每个包装计算平均值。这些结果示于表6中。
表6
在作为在其中制造袋的列的函数的最大负荷的平均值中，不存在统计上的显著差异。110至115 N/25mm的值充裕地超过通常对于FS膜所要求的80 N/25mm的最小值。
4. 无限制的爆裂测试（ Unrestrained Burst Test ）结果
在以下结构上实施无限制的爆裂测试：
在Maverick机器上制造FE4（2.3密耳）//PE膜（2.0密耳）//空气//PE膜（2.0密耳）//FE4（2.3密耳）。因此，该结构具有两个包含FE4共挤阻隔膜的外壁和两个包含单层低密度聚乙烯的内壁。包含2密耳PE的内壁爆破，但是FE4外壁保持充气（inflated）和未受损。用完全共挤吹塑或者流延的膜结构或者如今可得自当前的BiB材料供应商的层压材料，通常观察不到此类行为。
5. 运输可承受性（ survivability ）测试结果
使用运送性能测试ASTM 4169D，以确定由用作两个外壁的FE4共挤阻隔膜与两个3密耳PE内壁所制成的袋的运输可承受性 。各用8升水填充五十个袋，并且每盒两袋放置于盒中。在测试完成时，66%的袋未呈现渗漏迹象。袋体破坏（水经由在袋的壁中产生的孔渗漏）存在于34%的袋中。令人感兴趣的是，20%的袋在膜的PE内壁中，但非FE4外壁中呈现渗漏。因为在这些袋中外壁未被损坏，它们不会导致包装破坏（主要损失），或者可能在渗漏包装相邻处或者其下堆放的起皱容器的二次破坏。已知在BiB包装工业中，如果在单个BiB容器中发生渗漏，码垛堆积的BiB容器的堆可能受损。起皱的盒的强度可以由于渗漏液体产品而严重损失。还已知，堆垛（pallet）或者甚至堆叠的堆垛可能由于单个BiB袋的破坏而倒塌。
用作为两个外壁的FE5进行相同的运送测试。这些袋也是8升，并且具有3密耳的PE衬里。在该情况下，对袋进行辐照（用30-50 kGy的剂量规格）。在测试完成时，68%的袋未呈现渗漏迹象。袋体破坏存在于32%的袋中。如涉及FE4作为两个外壁的前述测试那样，20%的袋在该结构的PE层中，但非外壁中呈现渗漏。这些结果表明，不由于使用辐照而不利地影响运输测试结果。
也使用ASTM 4169D程序测试如今存在于市场中的BIB袋。这些经辐照的袋具有4密耳金属化的PET外层和2密耳PE衬里。该袋尺寸和盒尺寸与用于FE4和FE5膜测试的那些相同。在74%的样品中观察到袋体破坏。由于mPET外层，不能够检测多少样品仅具有PE层中的渗漏。下表7总结了这些结果：
表7
膜 FE4/PE FE5 /PE mOPET/PE
膜厚度 2.3密耳/ 3密耳 3密耳 / 3密耳 4密耳 / 2密耳
渗漏者(%) 34 32 74
在衬里渗漏的情况下通过(%) 20 20 0
6. Gelbo Flex 测试结果
使用Gelbo Flex测试仪，以比较直至破坏的挠曲数量。通过膜中的孔来指示破坏，有色染料将经由该孔移动并且在白色背景上变得可见。FE4膜在2500至2600的挠曲之间破坏。FE5膜在1500至2000的挠曲之间破坏。商业mPET材料在1400至1500的挠曲之间破坏。
使用本公开的系统的方法
如有必要在贮存之后，可以将纸盒12中的经填充的袋14递送至最终用户（例如饭店中的工人或者消费者）处。在某些实施方案中，还可以为最终用户提供与特定的袋一起使用的泵。当希望从袋14中分配可泵送的产品19时，可以通过在喷口位置处或者在袋的其它部分处将泵的一部分插入到袋中，将泵20或者60直接或者间接地连接到袋上以用于保持与泵的接合。
在各个实施方案中，本申请针对下述的主题。这些是上文描述于发明概述中的本发明的任何方面的任选的实施方案，并且对于每个方面，可以单独地或者以这些特征的任何合适的组合的形式合适地包含这些特征：
- 分配系统的袋不含金属化的层。
- 分配系统进一步包含与袋呈连接关系的泵。

Claims (15)

1.用于分配可泵送的产品的盒中袋系统，其包含：
a) 纸盒；
b) 布置于所述纸盒中的柔性的热塑性袋；
c) 接合到所述袋的喷口；
d) 喷口闭合件，和
e) 布置于所述袋中的可泵送的产品；
其中所述柔性的热塑性袋包含
i) 包含共挤膜的外壁，该共挤膜包含
　(a) 包含乙烯聚合物或者共聚物的可热封的外层；
　(b) 布置于所述可热封的层和第一中间层之间的第一粘结层，所述粘结层包含化学改性的聚烯烃粘合剂；
　(c) 包含聚酰胺的第一中间层；
　(d) 结合到所述第一中间层的核心层，其包含乙烯-乙烯醇共聚物或者化学改性的聚烯烃粘合剂；
　(e) 结合到所述核心层并且包含聚酰胺的第二中间层；和
　(f) 结合到所述第二中间层的第二粘结层，其包含可自焊接的化学改性的聚烯烃粘合剂；
　其中所述膜是对折的平折管形膜； 和
ii) 包含乙烯聚合物或者共聚物的分立的内壁；
所述外壁在所述袋的周界处密封到所述分立的内壁上。
2.权利要求1的系统，其中所述外壁进一步包含布置于所述可热封的外层和所述第一粘结层之间的耐机械损伤的层，其包含选自极低密度聚乙烯、具有小数级的熔体指数的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和离聚物树脂的材料。
3.权利要求1的系统，其中所述可热封的外层包含乙烯聚合物或者共聚物，其选自乙烯α-烯烃共聚物、小数级熔体指数的低密度聚乙烯和乙烯-酯共聚物。
4.权利要求1的系统，其中所述第一和第二粘结层各自包含马来酸酐改性的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
5.权利要求1的系统，其中所述第一和第二粘结层各自进一步包含5%至15%的单位点催化的乙烯/辛烯共聚物，按分别的粘结层的重量计。
6.权利要求1的系统，其中所述第一和第二中间层各自包含共聚酰胺或者尼龙6。
7.权利要求1的系统，其中所述核心层包含乙烯-乙烯醇共聚物。
8.权利要求1的系统，其中所述核心层包含化学改性的聚烯烃粘合剂。
9.权利要求1的系统，其中所述分立的内壁包含与所述外壁基本上相同的组成。
10.权利要求1的系统，其进一步包含分立的中间壁，该分立的中间壁布置于所述外壁和所述分立的内壁之间，其包含乙烯聚合物或者共聚物。
11.权利要求1的系统，其进一步包含分立的中间壁，该分立的中间壁布置于所述外壁和所述分立的内壁之间，并包含与所述外壁基本上相同的组成。
12.权利要求1的系统，其中除了在所述袋的周界处以外，所述分立的内壁不被密封到所述外壁上。
13.权利要求11的系统，其中除了在所述袋的周界处以外，所述分立的中间壁不被密封到所述外壁或者所述分立的内壁上。
14.权利要求1的系统，其进一步包含与所述袋呈连接关系的泵。
15.制造用于分配可泵送的产品的盒中袋系统的方法，该方法包括：
a) 提供袋，其包含
　i) 包含共挤膜的外壁，该共挤膜包含
　　(a) 包含乙烯聚合物或者共聚物的可热封的外层；
　　(b) 布置于所述可热封的层和第一中间层之间的第一粘结层，所述粘结层包含化学改性的聚烯烃粘合剂；
　　(c) 包含聚酰胺的第一中间层；
　　(d) 结合到所述第一中间层的核心层，其包含乙烯-乙烯醇共聚物或者化学改性的聚烯烃粘合剂；
　　(e) 结合到所述核心层并且包含聚酰胺的第二中间层；和
　　(f) 结合到所述第二中间层的第二粘结层，其包含可自焊接的化学改性的聚烯烃粘合剂；
其中所述膜是对折的平折管形膜；和
　ii) 包含乙烯聚合物或者共聚物的分立的内壁；
　所述外壁在所述袋的周界处密封到所述分立的内壁上；
b) 在所述袋中安装喷口，所述喷口包含内端和外端；
c) 用可泵送的产品填充所述袋；
d) 在所述喷口的外端上安装喷口闭合件；并且
e) 将所述袋放置于纸盒中。
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