CN113365924A - 具有分阶段变形图案的热塑性袋 - Google Patents

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Abstract

描述了具有分阶段变形图案的热塑性袋。具体而言,一个或更多个实施方式包括热塑性袋,该热塑性袋具有辗扩、SELF化或其它相对于袋的侧边而分阶段或对齐的变形图案。分阶段变形图案可以允许减少或消除热塑性袋的形成有侧密封或其他密封的区域中的变形图案。附加地或可替代地,分阶段变形图案可以提供的区提供了不同特性(例如,功能性或美观性)。这些区可以沿着热塑性袋的宽度对齐地变化,并且可选地也沿着热塑性袋的高度变化。不同的区可以为热塑性袋提供分阶段变形,从而提供防泄漏、液体容纳和其他益处。

Description

具有分阶段变形图案的热塑性袋
交叉引用
本申请要求于2019年1月29日提交的第62/798,259号美国临时申请的权益和优先权。本公开通过引用以其整体并入本文。
背景
1.技术领域
本申请总体上涉及热塑性膜和由热塑性膜形成的结构。更具体地,本发明涉及具有分阶段变形图案(phased deformation pattern)的热塑性袋。
2.背景和相关技术
热塑性膜是各种商业和消费产品中的常见组分。例如,食品杂货袋、垃圾袋、麻袋和包装材料是通常由热塑性膜制成的产品。此外,女性卫生产品、婴儿尿布、成人失禁产品以及许多其他产品在某种程度上包括热塑性膜。
热塑性膜具有各种不同的强度参数,包含热塑性膜组分的产品的制造商可能试图操纵这些参数,以确保膜适合其预期用途。例如,制造商可能试图增加或以其他方式控制热塑性膜的拉伸强度、抗撕裂性和抗冲击性。制造商可能试图通过拉伸膜来控制或改变热塑性膜的材料特性。常见的拉伸方向包括“机器方向”和“横向方向”拉伸。如本文所用,术语“机器方向”或“MD”是指沿着膜的长度的方向,或者换句话说,在挤出和/或覆膜(coating)期间膜形成时的膜方向。如本文所用,术语“横向方向”或“TD”是指横跨膜或垂直于机器方向的方向。如本文所用,术语“对角线方向”或“DD”是指横跨膜的方向,该方向与横向方向和机器方向都成一角度。
拉伸的一种形式是增量拉伸。热塑性膜的增量拉伸通常包括使膜在开槽辊或齿形辊(grooved or toothed rollers)之间行进。当膜在辊之间通过时,辊上的槽或齿相互啮合并增量地拉伸膜。增量拉伸可以以横跨膜间隔开的小的增量来拉伸膜。相互啮合的齿接合的深度可以控制拉伸的程度。通常,膜的增量拉伸被称为辗扩(ring rolling)。增量拉伸可以是在机器方向、横向方向或对角线方向或它们的组合上。
另一种类型的成形后变形(post formation deformation)包括形成结构性类弹性膜(structural elastic-like film,SELF)。SELF化(SELFing)包括使膜经过相互啮合的辊,该辊将膜的一部分压出平面,从而导致膜的一部分在Z方向上的永久变形。将膜SELF化可以增加膜的弹性。
虽然辗扩和SELF化可以提供具有理想特性的膜,但是这些加工技术可能具有缺点。例如,被辗扩和被SELF化的热塑性膜当其形成为袋时由于制造限制而从袋的一侧到袋的相对侧具有连续的变形图案。常规辗扩和SELF化的连续性质导致在已经被辗扩或被SELF化的区域上形成侧密封。由于拉链效应(例如,对膜的密封不一致),在已经被辗扩和被SELF化的区域上形成侧密封可能导致弱化的密封。类似地,在形成密封的区域中膜的变薄可能导致针孔或其他缺陷。弱化的密封可能导致袋泄漏或者甚至失效。
简要概述
本发明的一个或更多个实施方式利用具有分阶段变形图案的热塑性袋提供了益处和/或解决了本领域中的一个或更多个前述或其他问题。具体而言,一个或更多个实施方式包括热塑性袋,该热塑性袋具有辗扩和SELF化或其它相对于袋的侧边而分阶段或对齐的变形图案。例如,一个或更多个实施方式涉及使用相对于热塑性袋的宽度而分阶段的工具来形成袋。更具体地,工具设定尺寸和构造成使得一转(one revolution)(或其一部分)等于热塑性袋的宽度。以这种方式,工具可以被构造成产生变形图案,该变形图案从热塑性袋的第一侧沿着热塑性袋的宽度到热塑性袋的相对侧变化。例如,一个或更多个实施方式包括减少或消除热塑性袋的形成有侧密封或其他密封的区域中的变形图案。附加的或可替代的实施方式包括具有带有不同变形图案的区的热塑性袋,这些变形图案提供不同的特性(例如,功能性或美观性)。这些区可以沿着热塑性袋的宽度对齐地变化,并且可选地也可以沿着热塑性袋的高度变化。不同的区可以为热塑性袋提供分阶段变形,从而提供防泄漏、液体容纳和其他益处。
一个实施例包括热塑性袋,该热塑性袋包括热塑性膜材料的第一侧壁和第二侧壁。热塑性袋包括将第一侧壁和第二侧壁的相应第一侧边缘固定在一起的第一侧密封。热塑性袋还包括将第一侧壁和第二侧壁的相应第二侧边缘固定在一起的第二侧密封。从第一侧边缘延伸到第二侧边缘的底部边缘可以连接第一侧壁和第二侧壁。热塑性袋还包括在第一侧壁和第二侧壁中形成的变形图案。变形图案在第一侧边缘和第二侧边缘之间延伸的长度小于热塑性袋的宽度。
另一个实施例包括热塑性袋,该热塑性袋具有热塑性膜材料的第一侧壁和第二侧壁。热塑性袋包括将第一侧壁和第二侧壁的相应第一侧边缘固定在一起的第一侧密封。热塑性袋还包括将第一侧壁和第二侧壁的相应第二侧边缘固定在一起的第二侧密封。从第一侧边缘延伸到第二侧边缘的底部边缘可以连接第一侧壁和第二侧壁。第一壁中的第一区域包括第一变形图案。第一壁中的第二区域包括第二变形图案。第一区域位于第二区域和第一壁的第一侧边缘之间。第二区域位于第一区域和第一壁的第二侧边缘之间。
除了前述之外,一种形成具有分阶段变形的热塑性袋的方法包括将热塑性膜推进到一对相互啮合的辊中。该方法还包括将热塑性膜推进通过相互啮合的辊,从而在热塑性膜中产生变形。相互啮合的辊的单次旋转跨越热塑性膜的第一长度。该方法还包括在热塑性膜中形成成对的侧密封,从而限定热塑性袋,该热塑性袋具有的宽度为第一长度的倍数。
本发明的示例性实施方式的附加特征和优点将在下面的描述中阐述,并且部分地将从描述中是明显的,或者可以通过这种示例性实施方式的实践来学习。这种实施方式的特征和优点可以借助于在所附权利要求书中特别指出的工具和组合来实现和获得。这些和其他特征将从以下描述和所附权利要求书中变得更加明显,或者可以通过下文所阐述的这种示例性实施方式的实践来学习。
附图简述
为了描述可以获得本发明的上述和其他优点和特征的方式,将通过参考附图中图示的本发明的具体实施方式来呈现上面简要描述的本发明的更具体的描述。应该注意的是,附图不是按比例绘制的,并且为了说明的目的,在所有附图中,相似结构或功能的元件通常由相同的参考数字表示。应理解这些附图仅描绘了本发明的典型实施方式,并且因此,这些附图不被认为是对其范围的限制,通过使用附图,将使用附加的具体特征和细节来描述和解释本发明,在附图中:
图1A-图1C图示了根据本发明的一个或更多个实施方式的各种膜的视图;
图2图示了根据本发明的一个或更多个实施方式的具有分阶段变形图案的热塑性袋的视图;
图3A图示了根据本发明的一个或更多个实施方式的具有分阶段变形图案的热塑性袋的视图;
图3B图示了根据本发明的一个或更多个实施方式的处于展开或拉伸状态的具有图3A的分阶段变形图案的热塑性袋的视图;
图4图示了根据本发明的一个或更多个实施方式的具有分阶段变形图案的另一热塑性袋的视图;
图5图示了根据本发明的一个或更多个实施方式的具有分阶段变形图案的又一热塑性袋的视图;
图6A图示了根据本发明的一个或更多个实施方式的经过分阶段相互啮合的辊的热塑性膜的示意图;
图6B图示了在经过图6A的分阶段相互啮合的辊之后的热塑性膜的放大透视图;
图6C图示了根据本发明的一个或更多个实施方式的图6A的一对分阶段相互啮合的辊的侧视图;
图6D图示了使用图6A的分阶段相互啮合的辊形成的一系列热塑性袋的视图,这些热塑性袋具有根据本发明的一个或更多个实施方式的分阶段变形图案;
图7图示了根据本发明的一个或更多个实施方式的与多个袋的宽度对准的另一对分阶段相互啮合的辊的侧视图;
图8图示了根据本发明的一个或更多个实施方式的通过使两个膜一起经过图6A的分阶段相互啮合的辊而形成的多层热塑性膜的放大透视图;
图9A图示了根据本发明的一个或更多个实施方式的一对热塑性膜的放大横截面视图,该对热塑性膜经过分阶段相互啮合的辊以产生具有分阶段变形的层压件(laminate);
图9B图示了根据本发明的一个或更多个实施方式的一对热塑性膜的放大横截面视图,该对热塑性膜经过分阶段相互啮合的辊以产生没有变形的区;以及
图10图示了根据本发明的一个或更多个实施方式的袋制造过程的示意图。
详细描述
本发明的一个或更多个实施方式包括具有分阶段变形图案的热塑性袋。具体而言,一个或更多个实施方式包括具有变形图案或没有变形图案的热塑性袋,变形图案从热塑性袋的第一侧沿着热塑性袋的宽度变化到热塑性袋的相对侧。一个或更多个实施方式包括剪裁热塑性袋以包括具有不同变形图案的区,从而为不同的区提供不同的美学或功能特性。
例如,一个或更多个实施方式包括在密封附近具有一种变形类型或变形图案的袋,其提供增加的弹性,以便吸收力并减少密封上的应力和拉紧。同一个袋可以包括在侧密封附近的区域之间的区,该区具有另一种不同的变形类型或变形图案。例如,袋的中心可以包括图案,该图案包括功能性拉伸或引导液体远离袋的侧密封或角落以减少泄漏。更具体地说,袋的中心可以包括变形图案,该变形图案使得袋的中心比侧边拉伸得更多,使得液体聚集在远离密封的位置。
此外,在一个或更多个实施方式中,袋侧边的区可以没有变形,而袋中间的区可以包括变形。以这种方式,袋的包括侧密封的部分可以没有变形。在袋的包括侧密封的部分中没有变形可以为侧密封提供增加的强度。例如,没有变形可以避免由通过具有变形的膜部分形成密封而产生的拉链效应。此外,没有变形和相关联的拉伸膜部分可以确保形成侧密封的区域是厚的和均匀的,从而导致强密封并减少侧密封的泄漏和失效。
如本文所用,术语“变形(deformation)”或“变形(deformations)”是指在热塑性膜中永久形成的结构。例如,变形可以包括由辗扩形成的交替的较厚的肋和较薄的腹板(web)、通过SELF化形成的肋状元件、或通过压花形成的移位设计。如本文所用,术语“变形图案(deformation pattern)”或“变形图案(deformation patterns)”是指一系列重复的变形。如本文所用,术语“分阶段变形图案”是指从热塑性袋的第一侧沿着热塑性袋的宽度到热塑性袋的相对侧变化的变形图案。换句话说,分阶段变形图案是在整个热塑性袋的宽度上不一致或不均匀地重复的变形图案。例如,分阶段变形图案包括具有第一变形图案的第一区和具有第二变形图案的第二区,其中第一区和第二区至少部分地沿着热塑性袋的宽度对齐。可替代地,第一区可以具有比第二区更深的变形图案。
为了产生分阶段变形图案,一个或更多个实施例包括使用相互啮合的辊,这些辊设定尺寸和构造成基于热塑性袋的宽度。换句话说,相互啮合的辊被分阶段或对准以对应于热塑性袋的宽度的倍数。相互啮合的辊具有沿着相互啮合的辊的圆周变化的齿或齿轮,以便在膜中产生从袋的一侧到袋的相对侧变化的图案。
通过使辗扩的或SELF化的热塑性膜分阶段,一个或更多个实施方式提供了热塑性袋,该热塑性袋具有带有定制强度和/或美学特征的区或区部。例如,一个或更多个实施方式包括减少或消除热塑性的区域(在该区域中,在热塑性袋中形成有侧密封或其他密封)中的辗扩或SELF化。更进一步的实施方式包括热塑性袋,该热塑性袋具有变化的辗扩或SELF化图案,这些图案在机器方向、横向方向或两者上产生具有独特性能的区或区部。例如,一个或更多个实施方式包括热塑性袋,该热塑性袋带有具有不同功能特性(不同地拉伸、不同地引导液体、具有不同的强度或其他材料特性)或美学特性的区。
在一个或更多个实施方式中,具有分阶段变形图案的热塑性袋可以包括一个或更多个视觉提示,其指示具有不同物理特性的袋的区域。视觉提示可以包括图案、肋、拉伸或其他可见特征。例如,在一个或更多个实施方式中,具有分阶段变形图案的热塑性袋在第一区中具有第一图案(例如,增量拉伸或SELF化的设计),并且在第二区中具有第二图案,其中第二图案不同于第一图案。第一图案可以提供视觉提示,即具有分阶段变形图案的热塑性袋的第一区具有一种(或一组)物理特性和/或功能益处。第二图案可以提供视觉提示,即具有分阶段变形图案的热塑性袋的第二区具有另一种(或另一组)物理特性和/或功能益处。
一个或更多个实施方式的结构可以包括多个膜(例如,两个或更多个)。一个或更多个实施方式可以包括经由辗扩、结构性类弹性膜(SELF)工艺、压花、粘合剂、超声波结合或其他技术来层压热塑性膜的层。以这种方式,层的层压可以产生不连续的结合部。
不连续的结合部可以增强具有分阶段变形图案的热塑性袋的强度和其他特性。具体而言,一个或更多个实施方式提供了在具有分阶段变形图案的热塑性袋的相邻膜之间形成结合部,该接合部是相对轻微的,使得作用在具有分阶段变形图案的热塑性袋上的力首先通过破坏结合部而被吸收,而不是通过撕裂或以其他方式导致具有分阶段变形图案的热塑性袋的膜失效而被吸收或在此失效之前被吸收。这种实施方式可以提供整体较薄的结构,该结构采用减少量的原材料,但仍保持或增加了强度参数。可替代地,这种实施方式可以使用给定量的原材料,并提供具有增加的强度参数的结构。
具体而言,根据一个或更多个实施方式的具有分阶段变形图案的热塑性袋的相邻膜的轻微结合部或结合区可以用于在允许同一力导致具有分阶段变形图案的热塑性袋的单独的膜失效之前,首先经由结合部的断裂来吸收力。这种作用可以为具有分阶段变形图案的热塑性袋提供增加的强度。在一个或更多个实施方式中,轻微结合部或结合区包括结合强度,该结合强度有利地小于单独的膜中的每一个膜的最弱抗撕裂性,从而导致在膜失效之前结合部失效。实际上,一个或更多个实施方式包括结合部,该结合部刚好在具有分阶段变形图案的热塑性袋的层的任何局部撕裂之前释放。
因此,在一个或更多个实施方式中,具有分阶段变形图案的热塑性袋的轻微结合部或结合区可能在任一单独的层经历分子级变形之前失效。例如,施加的拉紧可以在单独的膜的任何分子级变形(拉伸、撕裂、刺穿等)之前将轻微结合部或结合区拉开。换句话说,与具有分阶段变形图案的热塑性袋的任何层的分子级变形相比,轻微结合部或结合区可以对施加的拉紧提供较小的抵抗力。发明人惊奇地发现,与等厚度的单层膜或其中多个膜紧密地结合在一起或连续地结合(例如,共挤出)的不连续层压结构相比,这种轻微结合的构造可以为具有分阶段变形图案的热塑性袋提供增加的强度特性。
一个或更多个实施方式提供了定制具有分阶段变形图案的热塑性袋的层之间的结合部或结合区,以确保轻微结合部和相关联的增加的强度。例如,一个或更多个实施方式包括修改或定制具有分阶段变形图案的热塑性袋的相邻层之间的结合强度、结合密度、结合图案或结合尺寸中的一个或更多个,以提供强度特征优于或等于单独的膜的强度特征总和的结构。这种结合剪裁可以允许在较低基重(原材料的量)下具有分阶段变形图案的热塑性袋与较高基重的单层或共挤出膜相比相同地或更好地执行。具有分阶段变形图案的热塑性袋的层之间的结合部可以被定制成当受到与放入垃圾袋中的物体一致的力、与垃圾袋从容器(例如垃圾桶)中取出一致的力或者与垃圾袋从一个位置被运送到另一个位置一致的力时,该结合部失效。
一个或更多个实施方式包括热塑性膜的增量地拉伸或其他成形后(例如,挤出后)过程,以产生分阶段变形。例如,一个或更多个实施方式包括使用MD辗扩、TD辗扩、对角线方向(“DD”)辗扩、形成可拉紧的网格(strainable networks)、压花或其组合来增量地拉伸膜。使用本文所述的方法增量地拉伸膜可以赋予膜肋或其它结构,并增加或以其它方式修改膜的拉伸强度、抗撕裂性、抗冲击性或弹性中的一个或更多个。此外,一个或更多个实施方案涉及具有环境或冷(非加热)条件的成形后过程。这与大多数在加热条件下拉伸膜的常规过程有很大不同。根据一个或更多个实施方式,在环境或冷条件下拉伸可以约束膜中的分子,使得这些分子不像在加热条件下那样容易被定向。这种冷增量拉伸可以帮助提供保持或增加热塑性膜的强度的意想不到的结果,尽管规格减小。
合适的热塑性材料、热塑性膜及其制成方法的概述在以下段落和图1A-图1C中描述。在此描述之后,提供了包括分阶段变形的热塑性袋的描述以及形成分阶段变形的过程的细节。
首先,一个或更多个实施方式的膜的热塑性材料可以包括但不限于热塑性聚烯烃,包括聚乙烯及其共聚物和聚丙烯及其共聚物。基于烯烃的聚合物可以包括最常见的基于乙烯或丙烯的聚合物,诸如聚乙烯、聚丙烯,以及共聚物,诸如乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、乙烯丙烯酸甲酯(EMA)和乙烯丙烯酸(EAA),或者此类聚烯烃的共混物。
根据本发明的适合于用作膜的聚合物的其它示例包括弹性体聚合物。合适的弹性体聚合物也可以是生物可降解的或环境可降解的。用于膜的合适的弹性体聚合物包括聚(乙烯-丁烯)、聚(乙烯-己烯)、聚(乙烯-辛烯)、聚(乙烯-丙烯)、聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)、聚(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)、聚(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯)、聚(酯-醚)、聚(醚-酰胺)、聚(乙烯-乙酸乙烯酯)、聚(乙烯-甲基丙烯酸酯)、聚(乙烯-丙烯酸)、聚(乙烯-丙烯酸丁酯)、聚氨酯、聚(乙烯-丙烯-二烯)、乙烯-丙烯橡胶。
下文的示例和描述涉及由线性低密度聚乙烯形成的膜。本文使用的术语“线性低密度聚乙烯”(LLDPE)定义为意指乙烯和少量含4个-10个碳原子的烯烃的共聚物,其具有从约0.910至约0.926的密度以及从约0.5至约10的熔融指数(MI)。例如,本文的一些示例使用辛烯共聚单体,溶液相LLDPE(MI=1.1;ρ=0.920)。此外,其它示例使用气相LLDPE,其是用滑移/AB配制的己烯气相LLDPE(MI=1.0;ρ=0.920)。更进一步的示例使用气相LLDPE,其是用滑移/AB配制的己烯气相LLDPE(MI=1.0;ρ=0.926)。可以理解,本发明不限于LLDPE,并且可以包括“高密度聚乙烯”(HDPE)、“低密度聚乙烯”(LDPE)和“极低密度聚乙烯”(VLDPE)。事实上,由任何前述热塑性材料或其组合制成的膜可以适合于与本发明一起使用。
实际上,本发明的实施方式可以包括任何柔性或易弯的热塑性材料,其可以形成为或拉伸成腹板或膜。此外,热塑性材料可以包括单层或多层。热塑性材料可以是不透明的、透明的、半透明的或着色的。此外,热塑性材料可以是透气的或不透气的。
如本文所用,术语“柔性”是指能够挠曲或弯曲的材料,特别是重复地挠曲或弯曲,使得这些材料响应于外部施加的力而是柔韧和可屈服的。因此,“柔性”在意义上与术语不可弯曲的、刚性的或不可屈服的基本上相反。因此,柔性的材料和结构可以在形状和结构上进行改变,以适应外力并符合与其接触的物体的形状,而不会失去其完整性。根据进一步的现有技术材料,提供了在所施加的拉紧的方向上表现出“类弹性”行为的腹板材料,而不使用添加的传统弹性材料。如本文所用,术语“类弹性”描述了腹板材料的行为,当受到所施加的拉紧时,腹板材料在所施加的拉紧的方向上延伸,并且当所施加的拉紧被释放时,腹板材料在一定程度上返回到它们的预拉紧状态。
除了热塑性材料之外,本发明的一个或更多个实施方式的膜还可以包括一种或更多种添加剂。可以包含在一个或更多个实施例中的附加的添加剂包括增滑剂、防粘连剂、成孔剂(voiding agent)或增粘剂。此外,本发明的一个或更多个实施方式包括不含成孔剂的膜。无机成孔剂的一些示例包括碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡、硫酸钙、硫酸镁、硫酸钡、氧化钙、氧化镁、氧化钛、氧化锌、氢氧化铝、氢氧化镁、滑石、粘土、二氧化硅、氧化铝、云母、玻璃粉、淀粉等。用于聚乙烯(PE)的有机成孔剂的一些示例包括聚苯乙烯和其它与PE不相容的聚合物,并且它们相对于PE具有合适的粘度比。
在一个或更多个实施例中,一个或更多个实施方式的膜可以包括提供颜色的颜料。如本文所用,术语“一种颜料或多种颜料(pigment or pigments)”是指有机和无机性质的固体,这些固体被如下定义:当它们用在系统中并掺入热塑性材料中时,这些固体吸收部分光并反射其互补部分,该互补部分形成热塑性材料层的颜色。合适颜料的代表性但非限制性的示例包括无机有色颜料,诸如氧化铁,呈其所有黄色、棕色、红色和黑色的色调;并且呈其所有的物理形式和粒度类别,氧化铬颜料(也与镍和钛酸镍共沉淀)、源自铜酞菁的蓝色和绿色颜料(也以各种α、β和ε结晶形式氯化和溴化)、源自硫化铅的黄色颜料、源自钒酸铅铋的黄色颜料、源自硫铬钼酸铅(lead sulphochromate molybdate)、氧化铅、硫化镉、硒化镉、铬酸铅、铬酸锌,钛酸镍等的橙色颜料。出于本发明的目的,术语“有机颜料”还包括由有机燃烧产生的黑色颜料(所谓的“炭黑”)。有机有色颜料包括基于芳基酰胺的有机性质的黄色颜料、基于萘酚的有机性质的橙色颜料、基于二酮吡咯并吡咯(diketo-pyrrolo-pyrole)的有机性质的橙色颜料、基于偶氮染料锰盐的红色颜料、基于β-氧萘甲酸锰盐的红色颜料、红色有机喹吖啶酮颜料和红色有机蒽醌颜料。有机有色颜料包括偶氮和重氮颜料、酞菁、喹吖啶酮颜料、苝系颜料(perylene pigments)、异吲哚啉酮、蒽醌、硫靛、溶剂染料等。
颜料可以是反光的(例如白色颜料)或吸光的(例如黑色颜料)。适合于一个或更多个实施方式的颜料的示例包括二氧化钛、氧化锑、氧化锌、白铅、立德粉(Lithopone)、粘土、硅酸镁、重晶石(BaSO4)和碳酸钙(CaCO3)。
根据本文的公开内容,人们将会理解,制造商可以使用多种技术形成用于本发明的一个或更多个实施方式的膜或腹板。例如,制造商可以形成热塑性材料和一种或更多种添加剂的前体混合物。然后,制造商可以使用常规的平坦或浇铸挤出或共挤出来由前体混合物形成膜,以生产单层膜、双层膜或多层膜。可替代地,制造商可以使用合适的工艺(诸如吹制膜工艺)来形成膜,以生产单层膜、双层膜或多层膜。如果给定最终用途需要,则制造商可以通过截留气泡、拉幅机或其他合适的工艺来定向膜。此外,制造商可以可选地在此后对膜进行退火。
膜制成过程的一个可选部分是已知为“定向(orientation)”的程序。聚合物的定向是指其分子组织,即分子相对于彼此的定向。类似地,定向的过程是将方向性(定向)施加到膜中的聚合物排列上的过程。定向的过程被用来赋予膜所需的特性,包括使挤铸膜更坚韧(更高的拉伸特性)。根据膜是通过挤铸为平坦膜还是通过吹制为管状膜制成的,定向过程可能需要不同的程序。一般来说,吹制膜往往具有更大的刚度和韧性。相比之下,挤铸膜通常具有更大的膜透明度以及厚度和平整度的均匀性的优点,通常允许使用更宽范围的聚合物并产生更高质量的膜。
当膜已经在单一方向(单轴定向)上拉伸时,所得的膜可以沿着拉伸的方向呈现强度和刚度,但在另一个方向上(即横跨拉伸方向)可能较弱,当挠曲或拉动时常常裂开。为了克服这种限制,可以采用双向或双轴定向,以在两个方向上更均匀地分布膜的强度质量。大多数双轴定向过程使用顺序地拉伸膜的设备,首先在一个方向上拉伸并且然后在另一个方向上拉伸膜。
在一个或更多个实施方式中,本发明的一种或更多种膜是吹制膜或挤铸膜。吹制膜和挤铸膜是通过挤出形成的。所使用的挤出机可以是使用模具的常规挤出机,这将提供所需的规格。在美国专利第4,814,135号;第4,857,600号;第5,076,988号;第5,153,382号中描述了一些有用的挤出机;这些美国专利中的每一个通过引用以其整体并入本文。可用于生产本发明中所用膜的各种挤出机的示例可以是用吹制膜模具、空气环和连续取出设备改进的单螺杆型。在一个或更多个实施方式中,制造商可以使用多个挤出机来供应不同的熔体流,进料块可以将这些熔体流顺序安置到多通道模具的不同通道中。多个挤出机可以允许制造商形成具有层的膜,这些层具有不同的组成。
在吹制膜过程中,模具可以是带有圆形开口的直立圆柱体。辊可以将熔化的塑料向上拉离模具。当膜向上行进时,空气环可以冷却膜。空气出口可以迫使压缩空气进入挤出的圆形轮廓的中心,从而产生气泡。空气可以使挤出的圆形横截面扩大模具直径的倍数。这个比率被称为“吹胀比率(blow-up ratio)”当使用吹制膜过程时,制造商可以将膜折叠成膜的双层。可替代地,制造商可以切割并折叠膜,或者切割并保持膜未折叠。
在任何情况下,在一个或更多个实施例中,挤出过程可以对吹制膜的聚合物链定向。特别地,挤出过程可以导致吹制膜的聚合物链主要沿机器方向定向。如本文所用,主要沿特定方向定向意味着聚合物链相比于另一个方向而沿特定方向定向得更多。然而,人们应该理解,主要沿特定方向定向的膜仍然可以包括沿除特定方向之外的方向定向的聚合物链。因此,在一个或更多个实施例中,初始膜或起始膜(根据本文所述原理被拉伸或结合或层压之前的膜)可以包括主要沿机器方向定向的吹制膜。
吹胀管状原料或气泡的过程可以进一步对吹制膜的聚合物链定向。特别地,吹胀过程可以导致吹制膜的聚合物链双轴定向。尽管是双轴定向的,但在一个或更多个实施例中,吹制膜的聚合物链主要沿机器方向定向(即,相比于横向方向沿机器方向定向得更多)。
本发明的一个或更多个实施方式的膜可以具有在约0.1密耳至约20密耳之间、合适地从约0.2密耳至约4密耳、合适地在约0.3密耳至约2密耳的范围内、合适地从约0.6密耳至约1.25密耳、合适地从约0.9密耳至约1.1密耳、合适地从约0.3密耳至约0.7密耳、以及合适地从约0.35密耳至约0.6密耳的起始规格。此外,本发明的一个或更多个实施方式的膜的起始规格可能不一致。因此,本发明的一个或更多个实施方式的膜的起始规格可以沿着膜的长度和/或宽度变化。
如上所述,膜的一个或更多个实施方式本身可以包括单层或多层。换句话说,单独的膜本身可以各自包括多个层压层。这种层可以比下面更详细描述的有意结合所提供的结合显著更紧密地结合在一起。紧密的和相对弱的层压都可以通过由机械压力连结层、用结合剂连结层、用热和压力连结、涂布、挤出涂覆及其组合来实现。单独的层的相邻子层可以被共挤出。共挤出导致紧密的结合,使得结合强度大于所得层压物品的抗撕裂性(即,不是允许相邻层通过层压结合部的断裂而剥离开,而是膜将撕裂)。
图1A-图1C图示了在一个或更多个实施方式中使用的单独的膜。图1A图示了单层108的膜102a。在另一实施方式中,如图1B所图示,膜102b可以具有两层(即,双层膜)。特别地,膜102b可以包括第一层110和第二层112。第一层110和第二层112可以可选地包括不同等级的热塑性材料或者包括不同的添加剂(包括聚合物添加剂)。在又一实施方式中,如图1C所示,膜102c可以包括三层(即,三层膜)。例如,图1C图示了膜102c可以包括第一层114、第二层116和第三层118。三层膜102c可以包括A:B:C构型,其中所有三层在规格、成分、颜色、透明度或其他特性中的一个或更多个方面不同。可替代地,三层膜102c可以包括A:A:B结构或A:B:A结构,其中两层具有相同的组成、颜色、透明度或其他特性。在A:A:B结构或A:B:A结构中,A层可以包括相同的规格或不同的规格。例如,在A:A:B结构或A:B:A结构中,膜可以包括20:20:60、40:40:20、15:70:15、33:34:33、20:60:20、40:20:40或其他比率的层比率。
示例膜包括三层B:A:B结构,其中层的比率可以是20:60:20。外部B层(即114、118)可以包括密度为0.918的己烯LLDPE和密度为0.920的茂金属LLDPE的混合物。内部A芯层(116)可以包括密度为0.918的己烯LLDPE、密度为0.918的丁烯LLDPE、从垃圾袋再生的树脂的混合物。
在另一个示例中,膜102c是共挤出的三层B:A:B结构,其中层的比率是15:70:15。B:A:B结构还可以可选地具有大于20:60或小于15:70的B:A比率。在一个或更多个实施方式中,LLDPE可以占膜102c中总热塑性材料的大于50%。
现在参考图2,示出了具有分阶段变形图案的热塑性袋200的实施方式。热塑性袋200包括第一侧壁202和第二侧壁204。第一侧壁202和第二侧壁204中的每一个可以包括上面关于图1A-图1C所描述的膜102a、102b、102c中的一个。第一侧壁202和第二侧壁204中的每一个包括第一侧边缘206、相对的第二侧边缘208、在第一侧边缘206和第二侧边缘208之间延伸的底部边缘210。第一侧壁202和第二侧壁204还包括与底部边缘210相对的在第一侧边缘206和第二侧边缘208之间延伸的顶部边缘212。
在一些实施方式中,第一侧壁202和第二侧壁204沿着第一侧边缘206、第二相对侧边缘208和底部边缘210连结在一起。第一侧壁202和第二侧壁204可以通过任何合适的工艺(诸如,例如热密封)沿着第一侧边缘206和第二侧边缘208以及底部边缘210连结。具体而言,图2图示了第一侧密封214在第一侧边缘204附近将第一侧壁202和第二侧壁204固定在一起。类似地,第二侧密封216在第二侧边缘208附近将第一侧壁202和第二侧壁204固定在一起。在可替代的实施方式中,第一侧壁202和第二侧壁204可以不沿着侧边缘连结。而是,第一侧壁202和第二侧壁204可以是单个的统一件(uniform piece)。换句话说,第一侧壁202和第二侧壁204可以形成套筒或气囊结构。
在一些实施方式中,底部边缘210或侧边缘206、208中的一个或更多个可以包括折叠部。换句话说,第一侧壁202和第二侧壁204可以包括单个的整体材料件。第一侧壁202和第二侧壁204的顶部边缘212可以限定通向具有分阶段变形图案的热塑性袋200的内部的开口。换句话说,开口可以定位成与具有分阶段变形图案的热塑性袋200的底部边缘210相对。此外,当放置在垃圾容器中时,第一侧壁202和第二侧壁204的顶部边缘212可以折叠在容器的边沿上。
在一些实施方式中,具有分阶段变形图案的热塑性袋200可以可选地包括位于顶部边缘212附近的闭合机构,以用于密封热塑性袋200的顶部,从而形成至少基本上完全封闭的容器或器皿。如图2所示,在一些实施方式中,闭合机构包括位于折边220中的拉带218。特别地,第一侧壁202和第二侧壁204的顶部边缘212可以折叠回内部容积中,并且可以通过折边密封222附接到内表面,以形成折边220。拉带218沿着顶部边缘212延伸穿过折边220。折边220包括延伸穿过折边220并暴露拉带216的一部分的孔224(例如。凹口)。在使用期间,拉动拉带218穿过孔224将导致顶部边缘212收缩。结果是,拉动拉带218穿过孔224将导致具有分阶段变形图案的热塑性袋200的开口至少部分地闭合或尺寸减小。拉带闭合机构可以与本文描述的任何实施方式一起使用。
尽管具有分阶段变形图案的热塑性袋200在本文中被描述为包括拉带闭合机构,但是本领域普通技术人员将容易认识到,其他闭合机构可以被实施到具有分阶段变形图案的热塑性袋200中。例如,在一些实施方式中,闭合机构可以包括翼片、粘合性胶带、缝摺和折叠闭合部、互锁闭合部(例如拉链闭合部)、滑块闭合部或本领域技术人员已知的用于闭合袋的任何其他闭合结构中的一个或更多个。此外,虽然图2图示了具有分阶段变形图案的热塑性袋200是垃圾袋,但是在其他实施例中,具有分阶段变形图案的热塑性袋200可以包括食品袋或其他类型的热塑性袋。
如上所述,热塑性袋200包括分阶段变形图案。换句话说,热塑性袋200不包括横跨袋200的整个宽度延伸的单一变形图案。例如,图2示出了变形的棋盘图案226没有延伸横跨袋200的整个宽度。特别地,在第一侧壁和第二侧壁中形成的变形的棋盘图案226在第一侧边缘206和第二侧边缘208之间延伸的长度小于热塑性袋200的整个宽度。
特别地,沿着袋200的宽度有第一区、区部或区域230,第二区、区部或区域232和第三区、区部或区域234。第一区230从第一侧边缘206向第二侧边缘208延伸。第三区234从第二侧边缘208向第一侧边缘206延伸。第二区232位于第一区230和第三区234之间。如图所示,第一区230和第三区234没有变形。因此,变形从没有变形的区域到包括变形的区域横跨热塑性袋200的宽度而变化。
由于第一区230和第三区234没有变形,所以第一区230和第三区234具有的平均规格或厚度可以大于包括变形的棋盘图案226的中间区部的平均规格或厚度。在一个或更多个实施方式中,第一区230和第三区234中的每一个的长度在1/16英寸和8英寸之间,并且在高度上从底部边缘210延伸到顶部边缘212。在其他实施方式中,第一区230和第三区234中的每一个在1英寸和4英寸之间。在一个或更多个实施例中,第一区230和第三区234的宽度相等。在可替代的实施例中,第一区230和第三区234具有不相等或不同的宽度。
对分阶段变形的示出可以为不同的区提供不同的功能和/或美学特征。特别地,第一区230和第三区234的增加的厚度和均匀性可以帮助确保位于其中的侧密封214、216是坚固的。类似地,变形的棋盘图案226可以为袋200的中心提供展开以容纳插入袋200中的垃圾或其他物体的能力。
此外,分阶段的区的不同外观和感觉可以向具有不同特性的消费者提供信号。例如,第一区230和第三区234的增加的厚度可以向用户表明(signal)强度。类似地,棋盘图案226可以表明柔性和可拉伸的强度。
如图2所示,变形的棋盘图案226可以包括凸起的肋状元件的重复图案。特别地,变形的棋盘图案226可以包括以宏观图案236排列的第一多个肋状元件和以微观图案238排列的第二多个凸起的肋状元件。凸起的肋状元件的宏观图案236和微观图案238可以横跨热塑性袋200的中间区232重复,以形成棋盘图案。在一个或更多个实施方式中,宏观图案236在视觉上不同于微观图案238。如本文所用,术语“在视觉上不同”是指当腹板材料或采用腹板材料的物体经受正常使用时,膜的对于正常肉眼来说容易辨别的特征。
如本文所使用的,宏观图案是在一个或更多个方向上大于微观图案的图案。例如,如图2所示,宏观图案236具有比微观图案238的凸起的肋状元件更大/更长的凸起的肋状元件。在可替代的实施方式中,给定宏观图案的表面面积比由给定微观图案覆盖的表面面积覆盖更多的表面面积。在另外的实施方式中,相比于微观图案的相邻的凸起的肋状元件之间的腹板部分,宏观图案可以包括相邻的凸起的肋状元件之间的更大/更宽的腹板部分。
图2图示了沿着袋200的宽度形成不同区的分阶段变形。此外,如图2所示,袋200可以包括沿着袋200的高度具有不同变形的区。特别地,沿着袋200的高度有第四区、区部或区域240,第五区、区部或区域242和第六区、区部或区域244。第四区240从底部边缘210向顶部边缘212延伸。第六区244从顶部边缘212向底部边缘210延伸。第五区242位于第四区240和第六区244之间。如图所示,第四区240和第六区244没有变形。因此,变形从没有变形的区域到包括变形的区域横跨热塑性袋200的高度而变化。
由于第四区240和第六区244没有变形,所以第四区240和第六区244具有的平均规格或厚度可以大于包括变形的棋盘图案226的中间区部的平均规格或厚度。在一个或更多个实施方式中,第四区240和第六区244中的每一个的高度在1/16英寸和8英寸之间,并且在宽度上从第一侧边缘206延伸到第二侧边缘208。在其他实施方式中,第四区240和第六区244中的每一个的高度在1英寸和4英寸之间。在一个或更多个实施例中,第四区240和第六区244的高度相等。在可替代的实施例中,第四区240和第六区244具有不相等或不同的宽度。
图2图示了具有单一变形图案(例如棋盘图案)的热塑性袋200。本发明不限于此。在可替代的实施方式中,热塑性袋可以包括多个不同的变形图案,这些变形图案沿着袋的宽度和可选地高度变化。每种不同的变形图案可以为具有分阶段变形的热塑性袋的不同的位置/区提供不同的益处。
例如,图3A图示了具有多个不同的变形图案的具有分阶段变形的热塑性袋200a。特别地,热塑性袋200a包括横跨袋200a的宽度的多个不同的变形图案。特别地,热塑性袋200a包括上侧区302、304,该上侧区包括第一变形图案306(例如,菱形SELF化)。第一变形图案312可以为热塑性袋200a的靠近侧密封214、216的上侧区302、304提供增加的柔性和弹性。由第一变形图案306提供的增加的柔性和弹性可以用作减震器来缓冲施加在侧密封214、216上的应力或拉紧。具体而言,当物体被放置在热塑性袋200a中侧边缘206、208附近时,第一变形图案306可以展开以吸收一些拉紧并防止至少一部分拉紧作用在侧密封214、216上。
如图3A所示,上部第一区308可以包括第二变形图案310。第二变形图案310可以包括DD辗扩,并且可以具有一定的尺寸和定向,以便将进入热塑性袋200a的流体导入热塑性袋200a的中心。热塑性袋200a的上部第二区312可以包括第三变形图案314。第三变形图案312可以包括DD辗扩,并且可以具有一定的尺寸和定向,以便将进入热塑性袋200a的流体导入热塑性袋200a的中心。
热塑性袋200a可以具有底部区域316、下部区域318、中心区域320、上部区域322和顶部区域224。底部区域316从底部边缘210向顶部边缘212延伸第一距离。下部区域318从底部区域316向顶部边缘212延伸第二距离。顶部区域324从折边向底部边缘210延伸第三距离。上部区域322从顶部区域324向底部边缘210延伸第四距离。中心区域320位于上部区域322和下部区域318之间。
如图所示,上部第一区308和上部第二区312都可以位于上部区域322中,使得上部第一区308和上部第二区312在特定的高度处对齐。此外,上部第一区308位于热塑性袋200a的第一侧半部中。上部第二区312位于热塑性袋200a的第二侧半部中。热塑性袋200a的第一侧半部包括第二变形图案310,并且没有第三变形图案314(以及可选地除第二变形图案310之外的所有变形图案)。类似地,热塑性袋200a的第二侧半部包括第三变形图案314,并且没有第二变形图案310(以及可选地除第三变形图案314之外的所有变形图案)。因此,上部区域322中的分阶段变形横跨膜的宽度从第一变形图案306到第二变形图案310到第三变形图案314再到第一变形图案306过渡。
下部中间区326可以包括第四变形图案328。第四变形图案328可以包括MD辗扩。第四变形图案328可以包括一定的尺寸和定向,以便将流体引导到热塑性袋200a的底部中。在热塑性袋200a的下部区域318中,变形图案可以沿着宽度从第一变形图案306到第四变形图案328再到第一变形图案306变化。
热塑性袋200a的底部中间区330可以包括第五变形图案332。第五变形图案332可以包括TD辗扩或TD SELF化,随着第五变形图案332靠近热塑性袋200a的底部边缘210,该变形在宽度上减小。当热塑性袋200a被拉紧时,第五变形图案332的变化的宽度可以导致热塑性袋200a的底部中间区330展开并在第一侧密封214和第二侧密封216的底部边缘下方延伸。特别地,图3B图示了热塑性塑料袋200a在与垃圾袋的正常使用一致的情况下被拉紧。如图3B所示,热塑性袋200a的底部中间区330已经展开到侧密封214、216的底部下方。具体而言,第五变形图案332的尺寸和构型在被拉紧时产生碗形和热塑性袋200a的最低部分。第二变形图案308、第三变形图案314和第四变形图案328的液体引导特征的组合可以将液体引导到底部中间区330的已经在侧密封214、216下方展开的碗形区域中。因此,袋的分阶段变形可以引导液体远离侧密封214、216,以减少或消除液体在侧密封214、216处的潜在泄漏。
在一个或更多个实施方式中,热塑性袋200a的底部中间区330可以包括液体吸收插入物。这样,当液体被引导到热塑性袋200a的底部中间区330时,液体吸收插入物可以吸收液体以减少潜在的泄漏。具体而言,液体吸收插入物可以包括吸收剂,诸如超吸收聚合物,其能够吸收并保留流体其自身重量的许多倍。因此,分阶段变形可以将液体引导到袋的底部处的液体吸收插入物,然后吸收液体。
在一个或更多个实施方式中,液体吸收插入物可以包括悬浮在粘合剂基质中的吸收材料的混合物。特别地,可以通过将吸收剂(诸如超吸收聚合物)与粘合剂互混来制成液体吸收插入物。超吸收聚合物能够在水中吸收并保留其自身重量的许多倍。超吸收聚合物和共聚物包括但不限于部分中和的水凝胶形成的胶凝材料(诸如聚丙烯酸酯胶凝材料和丙烯酸酯接枝淀粉胶凝材料(例如丙烯酸钾和丙烯酸钠))、聚丙烯酸钠、溶液聚合物和超吸收纤维。例如,聚丙烯酸钠是一种亲水性聚合物材料,其能够在水中保持高达其重量的20倍,在某些情况下,能够在水中保持高达其重量的50倍。超吸收聚合物通常以微粒或片状晶体的形式可获得,这种形式可以容易地与粘合剂基质互混并悬浮在粘合剂基质中。在其他实施方式中,代替超吸收聚合物或除了超吸收聚合物之外,吸收剂可以包括但不限于粘土、二氧化硅、滑石、硅藻土、珍珠岩、蛭石、碳、高岭土、云母、硫酸钡、硅酸铝、碳酸钠、碳酸钙、吸收胶凝材料、起绉纸、泡沫、木浆、棉花、棉絮、纸、纤维素填料、海绵和干燥剂。
尽管热塑性袋200和200a中的每一个在侧边缘206、208处包括侧密封214、216中没有变形的区,但是本发明不限于此。例如,图4图示了具有分阶段变形的热塑性袋200b,其中侧密封214、216的至少一部分在变形上形成。具体而言,热塑性袋200b包括底部区330a,该底部区330a包括第一变形图案332a,当第一变形图案332a靠近热塑性袋200b的底部边缘210时,第一变形图案332a在宽度上减小。当热塑性袋200b被拉紧时,第一变形图案332a的变化的宽度可以导致热塑性袋200b的底部区330a展开并在第一侧密封214和第二侧密封216的底部边缘下方延伸,如以上关于图3A和图3B所述的。
如图4所示,侧密封214、216的底部部分可以形成在热塑性袋200b没有变形的区域中,以帮助确保侧密封214、216在袋200b的拐角处是牢固的。从第一侧边缘206延伸到第二侧边缘208的袋200b的中间区402可以包括第二变形图案404。第二变形图案404可以包括TD辗扩。袋200b的上部区406可以包括第三变形图案226a,类似于上面参照图2描述的棋盘图案226。第三变形图案226a也可以从第一侧边缘206延伸到第二侧边缘208。因此,如图4所示,侧密封214、216可以形成在第二变形图案404和第三变形图案226a上。在变形上形成的侧密封214、216的部分可以是侧密封214、216不太容易泄漏或失效的部分(例如,不是袋202b的拐角)。
图5图示了具有分阶段变形图案的另一种热塑性袋200c。类似于图2的热塑性袋200,热塑性袋200c包括第一区、区部或区域230,第二区、区部或区域232以及第三区、区部或区域234。第一区230从第一侧边缘206向第二侧边缘208延伸。第三区234从第二侧边缘208向第一侧边缘206延伸。第二区232位于第一区230和第三区234之间。如图所示,第一区230和第三区234没有变形。因此,变形从没有变形的区域到包括变形的区域横跨热塑性袋200c的宽度变化。第一区230和第三区234的增加的厚度和均匀性可以帮助确保位于其中的侧密封214、216是坚固的。
第二区232包括没有变形的底部区500、具有第一变形图案505的中间区502、具有第二变形图案506的上部区504以及没有变形的上部区508。第一变形图案505包括宏观图案(球状图案)中的第一多个凸起的肋状元件530和微观图案(菱形图案)中的第二多个凸起的肋状元件520。如图所示,微观图案中的第二多个凸起的肋状元件520嵌套在宏观图案内。此外,第一变形图案505包括腹板区域540。腹板区域540可以包围凸起的肋状元件的微观图案和宏观图案。此外,如图8A所示,腹板区域540以正弦图案排列。腹板区域540的图案可以影响凸起的肋状元件在被拉紧并随后被释放时如何展开和移动。此外,腹板区域540的图案可以将液体引导到袋200c的底部。第二变形图案506可以包括菱形SELF化。
如前所述,可以使用相对于热塑性袋的宽度分阶段的工具来形成分阶段变形。更具体地,工具设定尺寸和构造成使得一转(或其一部分)等于热塑性袋的宽度。如上所述,以这种方式,工具可以被构造成产生变形图案,该变形图案从热塑性袋的第一侧沿着热塑性袋的宽度到热塑性袋的相对侧变化。
图6A示出了一对SELF化相互啮合的辊606、612(例如,第一SELF化相互啮合的辊606和第二SELF化相互啮合的辊612),以用于产生分阶段变形。如图6A所示,第一SELF化相互啮合的辊606可以包括多个脊610和槽608,这些脊和槽在正交于旋转轴线604的方向上大致径向向外地延伸。第二SELF化相互啮合的辊612还可以包括多个脊622和槽620,这些脊和槽在垂直于旋转轴线614的方向上大致径向向外地延伸。如图6A所示,在一些实施例中,第二SELF化相互啮合的辊612的脊618可以包括多个凹口616,多个凹口616限定多个间隔开的齿618。
如图6A所示,使膜(诸如膜602)经过SELF化相互啮合的辊606、612,可以产生具有一个或更多个可拉紧的网格的热塑性膜634,该可拉紧的网格由结构性类弹性工艺形成,其中可拉紧的网格具有变形的棋盘图案650。如本文所用,术语“可拉紧的网格”是指一组相互连接和相互关联的区域,这些区域能够在预定方向上延伸到某种有用的程度,从而响应于所施加的和随后释放的伸长部而为腹板材料提供类弹性的行为。
图6B示出了具有分阶段变形的热塑性膜634的一部分。一起参考图6A和图6B,当膜602经过SELF化相互啮合的辊606、612时,齿618可以将膜的一部分压出由膜限定的平面,以使膜的一部分在Z方向上永久变形。例如,齿618可以在Z方向上间断地拉伸膜602的一部分。膜602的在齿618的凹口区域616之间通过的部分将在Z方向上保持基本上未成形。作为前述的结果,具有变形图案650的热塑性膜634包括多个隔离的变形的、凸起的肋状元件642a、642b和至少一个未变形的部分(或腹板区域)640a(例如,相对平坦的区域)。如本领域普通技术人员将理解的,肋状元件642a、642b的长度和宽度取决于齿618的长度和宽度以及相互啮合的辊606、612的接合的速度和深度。肋状元件642a、642b和未变形的腹板区域640a形成可拉紧的网格。
如图6B所示,膜634的可拉紧的网格可以包括第一较厚的区域644、第二较厚的区域646以及连接第一较厚的区域644和第二较厚的区域646的拉伸的较薄的过渡区域648。第一较厚的区域644和拉伸的较薄的区域648可以形成可拉紧的网格的凸起的肋状元件642a、642b。在一个或更多个实施例中,第一较厚的区域644是在Z方向上具有最大位移的膜部分。在一个或更多个实施例中,因为通过在垂直于热塑性膜的主表面的方向上推动肋状元件642a、642b而使膜在Z方向上移位(从而向上拉伸区域648),当膜经受本发明的一个或更多个实施例的SELF化工艺时,膜的总长度和宽度基本上不变。换句话说,膜602(在经历SELF化工艺之前的膜)可以具有与SELF化工艺产生的膜634基本上相同的宽度和长度。
如图6B所示,肋状元件可以具有长轴和短轴(即,肋状元件被拉长,使得这些肋状元件比其宽度更长)。如图6A和图6B所示,在一个或更多个实施例中,肋状元件的长轴平行于机器方向(即膜被挤出的方向)。在可替代的实施例中,肋状元件的长轴平行于横向方向。在另外的实施例中,肋状元件的长轴相对于机器方向以1度和89度之间的角度定向。例如,在一个或更多个实施例中,肋状元件的长轴与机器方向成45度的角度。在一个或更多个实施例中,长轴是线性的(即,在直线上)。在可替代的实施例中,长轴是弯曲的或者具有其他非线性形状。
肋状元件642a、642b可以在“分子级变形”之前经历基本上“几何变形”。如本文所用,术语“分子级变形”是指发生在分子级上且正常肉眼不可辨别的变形。也就是说,即使人们可能能够辨别分子级变形的影响,例如膜的伸长或撕裂,人们也不能辨别允许或导致其发生的变形。这与术语“几何变形”形成对比,“几何变形”是指当被SELF化的膜或包含这种膜的物品受到施加的载荷或力时,正常肉眼大致可辨别的变形。几何变形的类型包括但不限于弯曲、展开和旋转。
因此,在施加力时,肋状元件642a、642b可以在经历分子级变形之前经历几何变形。例如,在肋状元件642a、642b的任何分子级变形之前,沿垂直于肋状元件642a、642b的长轴方向施加到膜634的拉紧可以将肋状元件642a、642b拉回到与腹板区域640a相同的平面中。与由分子级变形所呈现的阻力相比,几何变形可以对施加的拉紧产生小得多的阻力。
在一个或更多个实施方式中,第一图案624在视觉上不同于第二图案626。如本文所用,术语“在视觉上不同”是指当腹板材料或包含腹板材料的物体经受正常使用时,对于正常肉眼来说容易辨别的腹板材料的特征。
在一个或更多个实施例中,凸起的肋状元件642b的第一图案624包括宏观图案,而凸起的肋状元件642a的第二图案626包括宏观图案。如本文所用,宏观图案是在一个或更多个方向上大于微观图案的图案。例如,如图6A所示,宏观图案624具有相比于微观图案626的凸起的肋状元件642a更大/更长的凸起的肋状元件642b。在可替代的实施例中,给定宏观图案624的表面面积相比于由给定微观图案626覆盖的表面面积覆盖更多的表面面积。在另外的实施例中,宏观图案624可以包括相比于微观图案626的相邻的凸起的肋状元件之间的腹板部分更大/更宽的相邻的凸起的肋状元件之间的腹板部分。
如上所述,凸起的肋状元件642b比凸起的肋状元件642a长。在一个或更多个实施例中,凸起的肋状元件642b具有的长度至少是凸起的肋状元件642a的长度的1.5倍。例如,凸起的肋状元件642b具有的长度可以是凸起的肋状元件642a的长度的1.5倍至20倍之间。具体而言,凸起的肋状元件642b具有的长度可以是凸起的肋状元件642a的长度的2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、8倍或10倍。
如图6A和图6B所示,相互啮合的辊612还可以包括没有脊610和槽608的至少一个区域635和/或另一种构型的具有脊和槽的区域,以形成除棋盘图案之外的变形图案(例如,形成菱形图案的槽和脊)。区域635可以沿着相互啮合的辊612的长度延伸。如图6A所示,区域635可以导致在膜634的具有分阶段变形的区651中不形成变形。
如上所述,工具(例如,相互啮合的辊606、612中的至少一个)设定尺寸和构造成使得一转(或其一部分)等于热塑性袋的宽度。例如,相互啮合的辊606、612中的至少一个设定尺寸和构造成使得一转等于单个热塑性袋的宽度。例如,如图6D所示,相互啮合的辊的周长(从区域635的中间开始)可以等于热塑性袋200的宽度662。因此,考虑图6C和图6D,形成具有分阶段变形的热塑性袋的方法可以包括将热塑性膜602推进到一对相互啮合的辊606、612中。将热塑性膜602推进通过相互啮合的辊606、612在热塑性膜中产生变形642a、642b。相互啮合的辊606、612的单次旋转跨越热塑性膜的第一长度。热塑性袋具有的宽度是第一长度的倍数。如下所述,在形成分阶段变形图案之后,该方法可以包括在热塑性膜中形成成对的侧密封,从而限定宽度为第一长度的倍数的热塑性袋。在图6C和图6D所示的实施例中,第一长度的倍数是1,这样热塑性袋200的宽度662等于或近似等于相互啮合的辊606、612的周长。
在可替代的实施例中,第一长度的倍数是2、3、4、5或类似倍数。例如,图7图示了一对相互啮合的辊606a、612b,其具有的周长是热塑性袋200的宽度662的两倍。如图7所示,相互啮合的辊612b具有没有脊610和槽608的两个区域635a、635b。
在一个或更多个实施方式中,具有分阶段变形的膜(以及因此的侧壁)可以包括两个或更多个不同的热塑性膜(即,两个单独地挤出的膜)。不同的热塑性膜可以不连续地彼此结合。例如,在一个或更多个实施例中,两个膜层可以一起经过一对分阶段SELF化辊,以产生具有分阶段变形650的多层轻度结合的层压膜800,如图8所示。多层轻度结合的层压膜800可以包括第一热塑性膜602a,该第一热塑性膜602a部分不连续地结合到第二热塑性膜602b。在一个或更多个实施例中,第一热塑性膜602a和第二热塑性膜602b之间的结合部与第一较厚的区域644对齐,并且通过使凸起的肋状元件642b、642a的分阶段SELF化辊移位的压力形成。因此,结合部可以平行于凸起的肋状元件642b、642a,并且位于第一热塑性膜602a和第二热塑性膜602b的凸起的肋状元件642b、642a之间。
如本文所用,术语“层压(lamination)”、“层压件(laminate)”和“层压膜”是指通过将两层或更多层膜或其它材料结合在一起而制成的过程和最终产品。当提及多层膜的多层的结合而使用时,术语“结合”可以与层的“层压”互换使用。根据本公开的方法,多层膜的相邻层彼此层压或结合。这种结合特意产生层与层之间的相对弱的结合部,该结合部具有的结合强度小于膜的最弱层的强度。这允许层压结合部在膜层以及因此的结合部失效之前失效。
术语“层压件”还包括包含一个或更多个粘结层的共挤出多层膜。作为动词,“层压”意指将两种或更多种单独地制成的膜物品彼此附连或粘附(例如,通过粘合剂结合、压力结合、超声波结合、电晕层压、静态结合、粘结结合等)以便形成多层结构。作为名词,“层压件”意指通过刚才描述的附连或粘附生产的产品。
如本文所用,术语“部分地不连续结合”或“部分地不连续层压”是指两层或更多层的层压,其中层压在机器方向或横向方向上基本上连续,但在机器方向或横向方向中的另一个方向上不连续。可替代地,部分地不连续层压是指两层或更多层的层压,其中层压在物品的宽度上基本上连续,但在物品的高度上不连续,或者在物品的高度上基本上连续,但在物品的宽度上不连续。更具体地说,部分地不连续层压是指两层或更多层的层压,其中重复的结合图案通过在机器方向或横向方向上重复无边界区域而被打破。
在一个或更多个实施例中,第一膜602a和第二膜602b可以经由一个或更多个MD辗扩、TD辗扩、DD辗扩、SELF化、压力结合、电晕层压、粘合剂或其组合而不连续地结合在一起。在一些实施方式中,第一膜602a和第二膜602b可以被结合,使得结合区域具有的结合强度低于第一膜602a和第二膜602b中最弱膜的强度。换句话说,结合区域在第一膜602a或第二602b失效之前可能会失效(例如。破裂分开)。结果是,不连续地结合第一膜602a和第二膜602b也可以增加或以其他方式改变膜的拉伸强度、抗撕裂性、抗冲击性或弹性中的一个或更多个。此外,第一膜602a和第二膜602b之间的结合区域可以提供额外的强度。这种结合区域可以被破坏以吸收力,而不是这种力导致膜撕裂。
此外,热、压力、超声波结合、电晕处理或用粘合剂涂覆(例如,印刷)可用于与通过使一对膜经过分阶段相互啮合的辊而产生的压力结合相关。利用电晕放电处理可以通过增加膜表面的粘性来增强上述方法中的任何一种,以便提供更强的层压结合部,但这仍然弱于单独的层的抗撕裂性。不连续地将第一膜602a和第二膜602b结合在一起产生第一膜602a和第二膜602b之间的未结合区域和结合区域。
当具有分阶段变形650的多层轻度结合的层压膜800形成为袋时,第一膜602a可以形成第一侧壁和第二侧壁中的每一个的外层,并且第二膜602b可以形成第一侧壁和第二侧壁中的每一个的内层。
多层的使用也允许创造更进一步的美学特征。特别地,一个或更多个实施方式包括具有第一层的多层膜,该第一层具有第一颜色、透明度或半透明度。第一层不连续地结合到第二层,使得膜间断地彼此接触。第二层具有不同于第一颜色、透明度或半透明度的第二颜色、透明度或半透明度。膜之间的间距、由分阶段变形提供的纹理以及第一颜色、透明度或半透明度和第二颜色、透明度或半透明度的组合中的一个或更多个可以为结构提供不同于单独的层的外观的意外外观。例如,多层膜可以表现为除第一层或第二层的颜色之外的颜色。例如,多层膜可以具有不同于第一膜和第二膜两者的颜色的颜色。
在一个或更多个实施例中,第一层可以包括透明层并且第二层可以包括着色层(并且特别是非金属颜料)。在这样的实施例中,多层膜可以具有金属外观,尽管没有任何金属颜料。在另一个实施例中,第一层可以包括用第一颜色轻微着色的层,并且第二层可以包括用第二颜色(其不同于第一颜色)着色的层。在这样的实施例中,多层膜可以具有第三颜色的外观,尽管没有任何第三颜色的颜料。在一个或更多个实施例中,第三颜色是比第二层的颜色更浅的颜色。
一个或更多个实施方式还可以包括使基本上未着色或轻微着色的第一层的部分与着色下层紧密或直接接触。使下层和第一层直接接触会导致紧密接触的区域或区的外观或颜色发生变化。特别是,紧密接触的区域会失去独特的外观,并且替代的是具有第一层或第二层的颜色。因此,一个或更多个实施方式包括通过使第一层和第二层紧密接触来创建视觉上不同的区。
根据这里的公开内容,人们将会理解,具有意外外观的多层膜的第一层和第二层可以使用各种不同的技术而彼此紧密接触。具体而言,一个或更多个实施方式包括将多层膜的层与意外外观热密封在一起。热密封可以在第一层和第二层之间产生紧密接触,从而导致热密封区域呈现第一层或第二层之一的视觉特征。因此,热密封区域可以表现出第一层或第二层的颜色,而不是具有出人意料的外观(例如,金属外观)。
如前所述,可以使用分阶段SELF化辊、分阶段MD辗扩辊、分阶段TD辗扩辊、分阶段DD辗扩辊、分阶段压花辊或具有一种或更多种前述技术的组合的分阶段辊来形成分阶段变形。例如,用于产生热塑性袋200a的分阶段辊可以包括分阶段SELF化部分、分阶段DD辗扩部分、分阶段MD辗扩部分、分阶段TD辗扩部分、分阶段压花部分中的一个或更多个,或者处于层压物品的多层结构分阶段部分紧密接触的情况下。
现在参考图9A,一对分阶段MD辗扩辊的一部分的横截面被示出为形成变形并将一对膜结合在一起。具体而言,图9A图示了根据本发明的实施方式部分不连续地结合相邻膜915的示例性过程,以产生具有分阶段变形图案的多层膜913。特别地,图9A图示了MD辗扩过程,该过程通过使各层经过一对分阶段MD相互啮合的辊912、914来部分不连续地层压单独的相邻层915。作为MD辗扩的结果,具有分阶段变形图案的多层膜913也在机器方向MD上间断地拉伸。
相互啮合的辊912、914可以非常类似于细节距正齿轮(fine pitch spur gear)。具体而言,MD相互啮合的辊912、914可以包括多个突出的脊924、926。脊924、926可以沿着MD相互啮合的辊912、914在大致平行于旋转轴线且垂直于膜913的机器方向的方向上延伸,膜913具有经过MD相互啮合的辊912、914的分阶段变形图案。此外,脊924、926可以从旋转轴线大致径向向外地延伸。脊924、926的尖端可以具有各种不同的形状和构型。例如,脊924、926的尖端可以具有如图9A所示的圆角形状。在可替代的实施方式中,脊924、926的尖端可以具有尖锐角度的角。图9A还图示了槽928、930,该槽可以分开相邻的脊924、926。
第一辊912上的脊924可以相对于第二辊914上的脊926偏移或交错。因此,当分阶段MD相互啮合的辊912、914相互啮合时,第一辊912的槽928可以接纳第二辊914的脊926。类似地,第二辊914的槽930可以接纳第一辊912的脊924。
根据本文的公开内容,人们将会理解,脊924、926和槽928、930的构型可以防止脊924、926在相互啮合期间接触,从而在操作期间没有旋转扭矩被传递。此外,当膜层915经过分阶段MD相互啮合的辊912、914时,脊924、926和槽928、930的构型可以影响拉伸量和由部分地不连续层压产生的结合强度。
脊924、926的接合的节距和深度可以至少部分地确定由分阶段MD相互啮合的辊912、914引起的增量拉伸和部分地不连续层压的量。如图9A所示,节距932是同一辊上两个相邻脊的尖端之间的距离。“接合的深度”(“DOE”)934是在相互啮合期间不同的分阶段MD相互啮合的辊912、914的脊924、926之间的重叠量。
DOE 934与节距932的比率可以至少部分地确定由部分地不连续结合提供的结合强度。根据一个实施例,由任何辗扩操作提供的DOE与节距的比率小于约1.1:1,合适地小于约1.0:1,合适地在约0.5:1和约1.0:1之间,或者合适地在约0.8:1和约0.9:1之间。
如图9A所示,膜层915行进通过分阶段MD相互啮合的辊912、914的方向平行于机器方向并垂直于横向方向。当热塑性膜层915在分阶段MD相互啮合的辊912、914之间通过时,脊924、926可以在机器方向上增量地拉伸膜层915。在一个或更多个实施方式中,在机器方向上拉伸膜层915可以减小膜的规格并增加膜层915的长度。在其他实施方式中,膜层915可以在拉伸之后回弹,使得膜层915的规格不减小(例如,相同或更大的规格)。此外,在一个或更多个实施方式中,在机器方向上拉伸膜层915可以减小膜层915的宽度。例如,随着膜层915在机器方向上拉长,膜层915的长度可以在横向方向上减小。
特别地,当膜层915在MD相互啮合的辊912、914之间前进时,第一辊912的脊924可以将膜层915推入第二辊914的槽930中,并且反之亦然。由脊924、926拉动膜层915可以拉伸膜层915。MD相互啮合的辊912、914可能不会沿着膜层915的长度均匀地拉伸膜层915。具体而言,MD相互啮合的辊912、914能够拉伸膜层915的在脊924、926之间的部分多于拉伸膜层915接触脊924、926的部分。因此,MD相互啮合的辊912、914可以将大致条纹的图案36赋予或形成到膜层915中。如本文所用,术语“赋予”和“形成”是指在拉伸膜时在膜中产生所需的结构或几何形状,当膜不再经受任何拉紧或外部施加的力时,该结构或几何形状将至少部分地保持所需的结构或几何形状。
图9A图示了膜层915(即,尚未经过MD相互啮合的辊912、914的膜)可以具有基本上平坦的顶部表面938和基本上平坦的底部表面940。具有分阶段变形图案的多层膜913可以包括最初彼此分开的两层910和910’。膜层915可以具有在其主表面(即顶部表面938和底部表面940)之间延伸的初始厚度或起始规格942(即942a和942b的总和)。在至少一个实施方式中,起始规格942以及单独的层910和910’的规格942a、942b可以沿着膜层915的长度是基本上均匀的。因为每一层910和910’的接触表面有些粘性,所以当这些层被MD相互啮合的辊912、914拉过和拉伸时,这些层变得轻微地结合在一起。那些未拉伸或拉伸程度较低的区变得结合在一起。
在一个或更多个实施方式中,膜层915不需要具有完全平坦的顶部表面938,而是可以是粗糙的或不平坦的。类似地,膜层915的层910和910’的底部表面940或第二定向表面也可以是粗糙的或不平坦的。此外,起始规格942、942a和942b不需要在整个膜层915上一致或均匀。因此,起始规格942、942a和942b可因产品设计、制造缺陷、公差或其它加工问题而变化。根据一个实施例,单独的层910和910’中的一个或更多个可以在定位成邻近另一层(分别为910’或910)之前被预拉伸(例如,通过MD辗扩、TD辗扩等)。
图9A图示了膜层915可以包括两个初始分开的膜层910、910’。在可替代的实施方式中,膜层915(以及由此得到的具有分阶段变形图案的多层膜913)可以包括三个初始分开的膜层:中间膜层和两个第一膜层。在其他实施例中,可以提供多于三层(四层、五层、六层或更多部分不连续地或不连续地层压层)。
如图9A所示,在对相邻层915拉伸和部分不连续地层压时,具有分阶段变形图案的间断地结合和拉伸的多层膜913可以包括图案936。图案936可以包括与未拉伸区域(或拉伸较少的)或较厚的肋944相邻的一系列交替的拉伸(或拉伸较多的)区域或较薄的腹板946。图9A图示了分阶段MD相互啮合的辊912、914可以增量地拉伸和部分不连续地结合膜910、910’,以产生具有分阶段变形图案的多层膜913,该分阶段变形图案包括结合区域或结合部949和未结合区域947。例如,图9A图示了具有分阶段变形图案的多层膜913的膜层910、910’可以在较厚的肋944处层压在一起,而拉伸(即,较薄的)区域946可以不层压在一起。
如图9A所示,具有分阶段变形图案的多层膜913的结合区域949可以具有平均厚度或规格950a。平均规格590a可以近似等于起始膜的组合起始规格942a、942b。在附图中,为了清楚的目的,在无边界区域947处的层之间的间隔被夸大。在一个或更多个实施方式中,平均规格950a可以小于组合起始规格942a-942b。未结合区域947的膜910、910’可以各自具有平均厚度或规格942c、942d。在一个或更多个实施方式中,平均规格942c、942d小于起始规格942a、942b。尽管多层轻度层压膜的未拉伸区域或较厚的肋944可以通过分阶段MD相互啮合的辊912、914拉伸到小的程度(或在单独的操作中拉伸),但与拉伸区域946相比,未拉伸区域或较厚的肋944可以被拉伸得明显更少。
在任何情况下,图9A图示了MD相互啮合的辊912、914可以将最初单独分层的膜915加工成具有分阶段变形图案的MD增量地拉伸的多层膜913。如前所述,具有分阶段变形图案的MD增量地拉伸的多层膜913可以包括变形的图案936,其中该结合沿着连续线或区域发生,该连续线或区域沿着平行于TD方向的膜的宽度。图案936可以包括一系列交替的未结合区域947和结合区域949。结合区域949可以包括膜910、910’的未拉伸区域或较厚的肋944之间的结合部。换句话说,具有分阶段变形图案的MD增量地拉伸的多层膜913的结合部可以直接位于未拉伸区域或较厚的肋944之间、与未拉伸区域或较厚的肋944对齐并结合在一起。沿着相关的线,未结合区域947可以分开拉伸或较薄的区域946。
如上文关于图6A所述的,分阶段相互啮合的辊可以包括没有脊和槽的区域635,以形成没有变形的区(例如,在袋的侧边缘处形成侧密封的区)。可替代地,相对于产生变形的分阶段相互啮合的辊的其他区域,分阶段相互啮合的辊可以包括具有降低的高度的脊和槽的区域,而不是不包括没有脊和槽的区域。例如,图9B图示了一对具有降低的高度的脊的分阶段MD辗扩辊的一部分的横截面。如与图9A的比较所示,具有降低的高度的脊924a、926a和槽928a、930a导致较小的DOE 934a(例如,10密耳至20密耳)。具有降低的高度的脊924a、926a和较小的DOE 934a导致所得膜910a没有变形或包括具有减小的尺寸的变形。通过包括具有降低的高度的脊924a、926a,而不是包括没有脊和槽的区域635,分阶段相互啮合的辊可以保持与膜的接触,以减少膜在高速制造过程期间的聚束或其它移动。
本发明的一个或更多个实施方式还可以包括形成具有分阶段变形的热塑性袋的方法。图10和伴随的描述描述了这样的方法。当然,作为预备事项,本领域普通技术人员将认识到,可以修改本文详细解释的方法。例如,可以省略或扩展所描述的方法的各种动作,可以包括附加的动作,并且可以根据需要改变所描述的方法的各种动作的顺序。
特别地,为了生产具有分阶段变形的热塑性袋,热塑性材料的连续腹板可以通过高速制造环境(诸如图10中图示的环境)进行加工。在图示的过程1000中,生产可以通过从辊1004展开第一热塑性材料的第一连续腹板或膜1080并沿着机器方向1006推进腹板来开始。展开的腹板1080可以具有可以垂直于机器方向1006的宽度1008,该宽度在第一边缘1010和相对的第二边缘1012之间测量。展开的腹板1080可以具有在第一表面1016和第二表面1018之间测量的初始平均厚度1060。在其他制造环境中,腹板1080可以以其他形式提供,或者甚至直接从热塑性成形过程中挤出。
过程1000还可以可选地包括从辊1002上展开第二热塑性材料的第二连续腹板或膜1082,并沿着机器方向1006推进腹板。第二膜1082可以包括与第一膜1080相似或相同的宽度和/或厚度。在可替代的一个或更多个实施方式中,第二膜1082的宽度和/或厚度中的一个或更多个可以不同于第一膜1080的宽度和/或厚度。
为了提供成品袋的侧壁,膜1080、1082可以通过折叠操作1020绕着机器方向1006折叠成第一半部1022和相对的第二半部1024。当如此折叠时,第一边缘1010可以邻近膜1080、1082的第二边缘1012移动。因此,在折叠操作1020之后沿机器方向1006前进的膜1080、1082的宽度可以是宽度1028,该宽度可以是初始宽度1008的一半。可以理解的是,展开的膜1080、1082的宽度中间的部分可以成为折叠腹板的外边缘1026。在任何情况下,折边可以沿着相邻的第一边缘1010和第二边缘1012形成,并且在折边和拉带操作1030期间可以插入拉带1032。
为了在膜1080、1082中形成分阶段变形,并可选地将多个膜结合在一起,加工设备包括分阶段相互啮合的辊1042、1043,诸如上文所述的那些辊。折叠的膜1080、1082可以沿着机器方向1006在分阶段相互啮合的辊1042、1043之间推进,分阶段相互啮合的辊1042、1043可以设置成在相反的旋转方向上旋转,以赋予最终的分阶段变形图案1068。为了有助于变形的形成,分阶段相互啮合的辊1042、1043可以通过例如液压致动器被强制推向或指向彼此。辊被压在一起的压力可以在从30PSI(2.04atm)到100PSI(6.8atm)的第一范围内、在从60PSI(4.08atm)到90PSI(6.12atm)的第二范围内、以及在从75PSI(5.10atm)到85PSI(5.78atm)的第三范围内。在一个或更多个实施方式中,压力可以是约80PSI(5.44atm)。
图10所示的实施方式包括分阶段相互啮合的辊1042、1043,其具有没有脊和槽或者包括高度降低的脊和槽的区域1050,以形成没有变形或者包括尺寸减小的变形的区1052。在可替代的实施方式中,分阶段相互啮合的辊可以缺少没有脊和槽或者包括高度降低的脊和槽的区域1050。可替代地,分阶段相互啮合的辊可以包括不同图案或形式的脊和槽,它们沿着分阶段相互啮合的辊的圆周和/或长度变化。在任何情况下,分阶段相互啮合的辊可以在折叠膜1080、1082中形成分阶段变形。在可替代的实施方式中,膜1080、1082在折叠操作1020之前和/或在拉带操作1030之前经过分阶段相互啮合的辊。
在图示的实施方式中,分阶段相互啮合的辊1042、1043可以被布置成使得它们与折叠膜1080、1082的宽度1028共同延伸或比该宽度1028更宽。在一个或更多个实施方式中,由相互啮合的辊1042、1043产生的变形图案1068可以从折叠边缘1026附近延伸到相邻边缘1010、1012。为了避免将变形施加到膜1080、1082的包括拉带1032的部分上,分阶段相互啮合的辊1042、1043的相应端部1054可以是光滑的并且没有脊和槽。因此,靠近在分阶段相互啮合的辊1042、1043的光滑端1054之间通过的那些边缘的相邻边缘1010、1012和膜1080、1082的相应部分可以不被施加变形。
加工设备可以包括夹送辊1062、1064,以适应膜1080、1082的宽度1028。为了生产成品袋,加工设备可以进一步加工折叠膜1080、1082。例如,为了形成成品袋的平行侧边缘,膜1080、1082可以进行密封操作1070,其中热密封1072可以形成在折叠边缘1026和相邻边缘1010、1012之间。热密封可以将折叠膜1080、1082的半部1022、1024熔合在一起。热密封1072可以沿着折叠膜1080、1082间隔开,并且与折叠的外边缘1026一起可以限定单独的袋。热密封1072可以由加热装置(诸如热刀)制成。穿孔操作1081可以用穿孔装置(诸如穿孔刀)在热密封1072中形成穿孔1082,使得单独的袋1090可以与膜1080、1082分开。在一个或更多个实施方式中,在折叠膜1080、1082可以被引导通过穿孔操作之前,膜1080、1082可以被折叠一次或更多次。包含袋1090的膜1080、1082可以卷绕成卷1086以用于包装和分配。例如,卷1086可以放置在盒或袋中以出售给顾客。
在该过程的一个或更多个实施方式中,切割操作1088可以代替穿孔操作1080。膜1080、1082被引导通过切割操作1088,切割操作1088将膜1080、1082在某一位置切割成单独的袋1090,然后卷绕到卷1086上以用于包装和分配。例如,卷1086可以放置在盒或袋中以出售给顾客。袋可以在卷绕成卷1086之前交错放置。在一个或更多个实施方式中,在折叠腹板被切割成单独的袋之前,膜1080、1082可以被折叠一次或更多次。在一个或更多个实施方式中,袋109i0可以被放置在盒或袋中,而不是放置在卷1086上。
本发明可以以其它具体的形式来实施,而不脱离本发明的精神或本质特征。所描述的实施方式在所有方面应被认为仅仅是说明性的而非限制性的。因此,本发明的范围由所附的权利要求指定,而不是由前面的描述指定。此外,上述要素在所有其可能的变型中的任何的组合都被本发明所涵盖,除非本文另有指示或另外与上下文明显矛盾。属于权利要求的等同物的含义和范围内的所有变化将被包括在权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种热塑性袋,包括:
热塑性膜材料的第一侧壁和第二侧壁;
第一侧密封,所述第一侧密封将所述第一侧壁和所述第二侧壁的相应的第一侧边缘固定在一起;
第二侧密封,所述第二侧密封将所述第一侧壁和所述第二侧壁的相应的第二侧边缘固定在一起;
底部边缘,所述底部边缘从所述第一侧边缘延伸到所述第二侧边缘;以及
变形图案,所述变形图案在所述第一侧壁和所述第二侧壁中形成,所述变形图案在所述第一侧边缘和所述第二侧边缘之间延伸的长度小于所述热塑性袋的宽度。
2.根据权利要求1所述的热塑性袋,其中:
从所述第一侧边缘向所述第二侧边缘延伸的所述第一侧壁和所述第二侧壁的第一部分没有变形图案,其中所述第一侧密封位于所述第一侧壁和所述第二侧壁的所述第一部分内;并且
从所述第二侧边缘向所述第一侧边缘延伸的所述第一侧壁和所述第二侧壁的第二部分没有变形图案,其中所述第二侧密封位于所述第一侧壁和所述第二侧壁的所述第二部分内。
3.根据权利要求1所述的热塑性袋,其中,所述变形图案位于所述热塑性袋的底部部分中,并且随着所述变形图案接近所述底部边缘而在宽度上减小。
4.根据权利要求3所述的热塑性袋,其中,所述变形图案设定尺寸和构造成使得当所述热塑性袋被拉紧时,所述热塑性的所述底部部分展开并在所述第一侧密封和所述第二侧密封的底部端下方延伸。
5.根据权利要求4所述的热塑性袋,还包括位于所述热塑性袋的所述底部部分内的液体吸收部件。
6.根据权利要求1所述的热塑性袋,还包括在所述第一侧壁和所述第二侧壁中形成的第二变形图案。
7.根据权利要求6所述的热塑性袋,其中,所述变形图案和所述第二变形图案包括不同的拉伸特征。
8.根据权利要求6所述的热塑性袋,其中,所述变形图案位于所述热塑性袋的第一侧半部中;并且所述第二变形图案位于所述热塑性袋的第二侧半部中。
9.根据权利要求8所述的热塑性袋,其中:
所述热塑性袋的所述第一侧半部没有所述第二变形图案;并且
所述热塑性袋的所述第二侧半部没有所述第一变形图案。
10.根据权利要求6所述的热塑性袋,其中,所述变形图案和所述第二变形图案设定尺寸和构造成将添加到所述热塑性袋中的液体引导到所述热塑性袋的中心。
11.根据权利要求1所述的热塑性袋,其中,所述第一侧壁和所述第二侧壁包括多个层,所述多个层不连续地结合在一起。
12.根据权利要求11所述的热塑性袋,其中:
所述第一侧壁和所述第二侧壁的外层具有第一颜色;
所述第一侧壁和所述第二侧壁的内层具有由颜料产生的第二颜色,所述第一颜色不同于所述第二颜色;并且
其中所述外层与所述内层紧密接触的部分包括所述第二颜色。
13.一种热塑性袋,包括:
热塑性膜材料的第一侧壁和第二侧壁;
第一侧密封,所述第一侧密封将所述第一侧壁和所述第二侧壁的相应的第一侧边缘固定在一起;
第二侧密封,所述第二侧密封将所述第一侧壁和所述第二侧壁的相应的第二侧边缘固定在一起;
底部边缘,所述底部边缘从所述第一侧边缘延伸到所述第二侧边缘;
所述第一侧壁中的第一区域,所述第一区域包括第一变形图案;以及
所述第一侧壁中的第二区域,所述第二区域包括第二变形图案,其中:
所述第一区域位于所述第二区域和所述第一侧壁的所述第一侧边缘之间,并且
所述第二区域位于所述第一区域和所述第一侧壁的所述第二侧边缘之间。
14.根据权利要求13所述的热塑性袋,还包括:
所述第一侧壁中的第三区域,所述第三区域没有变形,其中所述第三区域位于所述第一区域和所述第一侧壁的所述第一侧边缘之间;以及
所述第一侧壁中的第四区域,所述第四区域没有变形,其中所述第四区域位于所述第二区域和所述第一侧壁的所述第二侧边缘之间。
15.根据权利要求14所述的热塑性袋,其中:
所述第一侧密封位于所述第三区域内;并且
所述第二侧密封位于所述第四区域内。
16.根据权利要求13所述的热塑性袋,还包括所述第一侧壁中的第四区域,所述第四区域包括第三变形图案,其中所述第四区域位于所述第一区域和所述第二区域与所述热塑性袋的所述底部边缘之间。
17.根据权利要求16所述的热塑性袋,其中,所述第三变形图案设定尺寸和构造成使得当所述热塑性袋被拉紧时,所述热塑性袋的底部部分展开并在所述第一侧密封和所述第二侧密封的底部端下方延伸。
18.根据权利要求13所述的热塑性袋,其中,所述第一变形图案和所述第二变形图案包括一个或更多个增量地拉伸的腹板,所述腹板与较厚的肋或可拉紧的网格交替。
19.根据权利要求18所述的热塑性袋,其中,所述第一变形图案和所述第二变形图案包括可拉紧的网格,所述可拉紧的网格被构造成当所述热塑性袋被拉紧时为所述第一侧密封和所述第二侧密封提供减震。
20.一种形成具有分阶段变形的热塑性袋的方法,包括:
将热塑性膜推进到一对相互啮合的辊中;
将所述热塑性膜推进通过所述相互啮合的辊,从而在所述热塑性膜中产生变形,其中所述相互啮合的辊的单次旋转跨越所述热塑性膜的第一长度;以及
在所述热塑性膜中形成成对的侧密封,从而限定热塑性袋,所述热塑性袋具有的宽度为所述第一长度的倍数。
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