CN115180302A - 成型柔性装运包装件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种柔性包装件,该柔性包装件具有内片,该内片具有第一表面和第二表面。该柔性包装件具有制品贮存器和一个或多个膨胀室,制品贮存器用于接纳待装运的制品。膨胀室可充胀或以其他方式膨胀以向柔性包装件提供结构并保护制品贮存器中的制品。
Description
技术领域
本公开整体涉及装运包装件,并且具体地讲涉及由一种或多种柔性材料制成的装运包装件。
背景技术
电子商务,即利用互联网搜索和购买商品,正在成为一种非常受消费者欢迎的购物方式。电子商务有很多优点,诸如节省时间;市场竞争;在家、工作场所或几乎在任何地方购物;并且重要的是,购买者不必从购买地运输购买的制品到使用地。在电子商务系统中,消费者购买的商品一般由销售者或销售者使用的服务运输到消费者家中或使用地。许多电子商务零售商依赖于通过邮寄,包括邮政服务和其他私人和半私人邮寄服务,或通过其他包裹或包裹式递送服务来装运其商品。通常对买卖双方而言此类邮寄和包裹服务都是相当方便的。然而,由于装运期间人工费用和保护商品所需的材料的成本,易碎、笨重和/或大件商品的装运可能相当昂贵。
这些方面和与通过当前邮寄和包裹递送服务来装运商品相关的其他方面产生了独特的问题,如果不解决这些问题,可能会对所销售商品的成本和质量产生负面影响。例如,当将商品装运给消费者时,一般需要将商品置于对发货人和消费者而言牢固且轻便的包装件中。即,包装件应当被设计成能够在整个装运过程中保护所装运产品免受外部条件的影响,并且优选地使得材料用量、重量和体积最小化。包装件还应易于构造、打包、闭合、贴标、打开和丢弃。如果装运包装件不满足这些特性中的任何一个特性或全部特性,则可能导致额外的成本、为销售者或买家造成不便、损坏产品和/或引起消费者的不满。
目前,大多数装运包装件是由纸或塑料制成的某种形式的柔性袋(例如,包壳),或通常由瓦楞纸板或硬纸板制成的盒子。虽然这些装运包装件可用来装运许多不同类型的商品并且相当廉价,但它们一般是通用的,因为它们不提供定制尺寸以适配所装运产品。这可导致需要附加包装以防止损坏所装运产品、由于包装不适配而在装运卡车和仓库中占用的大量体积以及消费者难以打开和/或丢弃装运包装件。为了处理不适配的通用包装件,销售者常常用某种类型的材料来填充外部装运包装件,旨在填充未被商品自身占用的空置区域。另选地,销售者可采用附加方法来操纵产品,和/或向产品或初级包装中添加保护层以确保产品在被放置在通用容器中时可以是安全的。然而,这两种情形过程让包装过程增加了更多步骤、造成包装和打包过程的重量、废料以及成本增加,并且常常使得消费者在打开包装件时的体验不太理想(例如,“打包填料”从包装件中掉落、需要工具来打开包装件等)。此外,当前装运包装件中的许多包装件不能抵抗天气或环境的影响,并且可能因为降水、潮湿表面和/或湿气而损坏或使所装运产品损坏。因此,通常此类包装件被包裹在附加材料中,或者如果包装件在任意时间段内被留在外面或无人看管,则必须将其放置在受保护的位置。
此外,由柔性材料诸如膜和纤维网制成的包装通常会在装运和/或搬运期间造成问题,因为它们难以在传送设备上运输和/或难以堆叠。此类缺陷可导致产品和设备破损以及运输和搬运所需的成本和时间增加。此外,此类柔性包装件通常不能以有利地保护其中的产品和/或提供改进的运输和搬运方式成型。
因此,希望提供低成本但在适配所装运产品方面可定制的装运包装件。还期望提供不需要附加填充来保护商品的装运包装件。还期望提供易于打包的装运包装件。还期望提供易于打开的装运包装件。还期望提供轻质但足以为所装运商品提供保护的装运包装件。还期望提供易于闭合的装运包装件。还期望提供易于丢弃的装运包装件。还期望提供在使用前后占据体积很小,并且在被构造用于装运时体积够用的装运包装件。还期望提供可易于在传送设备上传送的柔性包装件。还期望提供一种可易于堆叠的柔性包装件。还期望提供由柔性材料诸如膜、纤维网、片材等制成的包装件,该包装件可被有利地成型以保护包装件的内容物,使得易于搬运和运输、易于填充和/或能够与类似的或不同的包装件堆叠。还期望提供由柔性材料制成的装运包装件,该包装件通过使其中的某些室膨胀来成型。还期望提供由柔性材料制成的装运包装件,该包装件通过使其中的某些室膨胀来成型并且包括角撑板以帮助提供期望的形状并帮助使得不同尺寸的产品能够更好地贴合在包装件内同时保持其期望形状。
还期望提供由两个或更多个柔性材料层制成的装运包装件,该包装件通过使其中的某些室膨胀来成型,并且在层之间包括一个或多个膨胀控制边缝以帮助提供期望的形状。还期望提供由柔性材料制成的装运包装件,该包装件包括一个或多个膨胀室,该膨胀室可膨胀以使包装件成型为平行六面体形状。还期望提供具有足够强度和形成强密封件的能力而不损害材料的结构完整性的柔性材料,以便在充胀和装运过程期间不破裂;并且具有足够的灵活性以允许充胀而不会沿着密封线破坏柔性材料。还期望提供具有抗蠕变阻力的柔性材料,以防止在充胀时和装运过程期间的临界量的蠕变。还期望提供能够在用于装运过程的室中维持足够空气屏障的柔性材料。
期望在包装的构造中使用的柔性材料是将允许包装(例如,在其使用之后)例如容易地再循环的单一材料类型。可能期望柔性材料是层压材料或不同等级的单种材料类型的共挤出。给定当前可用的回收流,可能期望层压柔性材料包括不同等级的聚乙烯。
本文所述的本发明实施方案中的一个或多个实施方案可提供这些和其他有益效果。
发明内容
提供一种用于装运一个或多个制品的柔性包装件,该柔性包装件包括:内片,该内片具有第一表面和第二表面、内片第一部分和内片第二部分;外片,该外片具有外片第一部分和外片第二部分,外片第一部分的至少一部分连接到内片的第一表面以在该部分与第一表面之间形成一个或多个初级膨胀室,内片第二部分从内片第一部分延伸并且折回到内片第一部分的第二表面上以在内片第二部分与内片第一部分之间形成制品贮存器;膨胀端口,该膨胀端口与一个或多个初级膨胀室流体连接,通过膨胀端口能够将膨胀材料引入到一个或多个膨胀室中;可闭合开口,一个或多个制品能够插入到可闭合开口中;其中内片和外片包括具有三层或更多层的多层聚乙烯膜。
提供一种用于一个或多个制品的柔性包装件,该柔性包装件包括制品贮存器、顶表面和底表面;内片和柔性次级内片,内片和次级内片在外接缝处接合在一起,并且形成适于接收初级膨胀材料的一个或多个初级膨胀室;以及柔性次级外片和外片,该次级外片和外片在外接缝处接合在一起,并且形成适于接收次级膨胀材料的一个或多个次级膨胀室,并且;其中一个或多个非膨胀室在一个或多个初级膨胀室上设置于顶表面上;其中内片和外片包括具有三层或更多层的多层聚乙烯膜。
提供一种制备柔性包装件的方法,包括以下步骤:设置内片,该内片具有内片第一部分、内片第二部分、内片第一表面、内片第二表面;以与内片面对面关系设置外片,该外片具有外片第一部分和外片第二部分;将外片第一部分的至少一部分接合到内片第一部分的第一表面以在该部分与第一表面之间形成一个或多个第一初级膨胀室;将外片第二部分的至少一部分接合到内片第二部分的第一表面以在该部分与第一表面之间形成一个或多个第二初级膨胀室;将内片第一部分的第二表面的至少一部分与内片的第二部分的第二表面的一部分接合,从而在该至少一部分与该部分之间形成制品贮存器;设置膨胀端口,该膨胀端口与第一初级膨胀室或第二初级膨胀室中的至少一者流体连接,通过膨胀端口能够将膨胀材料引入到膨胀室中;设置可闭合开口,一个或多个制品能够插入到可闭合开口中,该开口从柔性包装件的外部延伸到制品贮存器;以及设置制品取出特征部,该制品取出特征部允许使用者打开柔性包装件并且从制品贮存器中取出一个或多个制品。
附图说明
提供了若干附图以帮助读者理解本发明。附图旨在结合本说明书进行查看,并非旨在限制超出本说明书的用语。参考标号用于标识附图的不同特征部。在整个说明书和附图中使用相同的参考标号来示出相同的特征部,而不管所描绘的本发明的变型形式如何。
图1示出了处于未膨胀状态的本文所公开类型的柔性包装件的平面图。
图2示出了图1的柔性包装件的侧视图。
图3示出了图1的柔性包装件的底视图。
图4是图1的柔性包装件的横截面图,如通过截面4-4所见,制品贮存器内具有制品,其中包装件处于膨胀状态。
图5示出了处于收缩状态的图1至图4的包装件。
图6示出了处于未膨胀状态的本文所公开类型的柔性包装件的平面图。
图7示出了图6的柔性包装件的侧视图。
图8示出了图6的柔性包装件的底视图。
图9示出了处于未膨胀状态的本文所公开类型的柔性包装件的平面图。
图10示出了图9的柔性包装件的侧视图。
图11示出了图9的柔性包装件的平面图。
图12是图9的柔性包装件的横截面图,如通过截面12-12所见,制品贮存器内具有制品,其中包装件处于膨胀状态。
图13示出了处于收缩状态的图9的柔性包装件。
图14是示出处于膨胀构型的柔性包装件的平面图。
图15是示出处于膨胀构型的图14的柔性包装件的侧视图。
图16是制品贮存器内具有两个制品的图14的柔性包装件的横截面图。
图17是具有平行六面体形状的本发明的柔性包装件的等轴视图。
图18A是图17的柔性包装件的顶部的平面图。
图18B是图17的柔性包装件的底部的平面图。
图19是图17的柔性包装件的侧视图。
图20是通过剖面线20-20截取的图18A的柔性包装件的横截面图。
图21是根据本发明的柔性包装件的等轴视图。
图22是根据本发明的两个堆叠柔性包装件的横截面图。
图23是用于本发明的三层多层膜的描绘。
图24是用于本发明的五层多层膜的描绘。
图25是用于本发明的七层多层膜的描绘。
图26是用于本发明的十一层多层膜的描绘。
图27是本发明的包装件的另选实施方案的等轴横截面图,该另选实施方案具有围绕包装件的一部分设置的外部包裹物。
图28是本公开的包装件的简化平面图。
图29是本发明的包装件的坯件的平面图,该坯件在形成为包装件之前以平坦状态示出。
图30A是由类似于图29中所示坯件形成的包装件的透视图。
图30B是通过横截面平面30B-30B的图30A中所示包装件的横截面图。
图31是本发明的包装件的坯件的另选实施方案的平面图,该坯件在形成为包装件之前示出为平坦状态。
图32A至图32K是实施例A-K的图示。
具体实施方式
本公开描述了具有一种或多种柔性材料的包装件,诸如初级包装件、次级包装件、装运包装件、展示包装件和/或其他包装件。虽然本发明在本文中被描述和说明为柔性包装件,但本公开并不旨在将本发明的范围限制于特定用途,并且本公开应被认为适用于具有所公开特征的所有不同类型的包装件。由于这些包装件由柔性材料制成,因此当与常规刚性包装件相比时,这些包装件可花费更低制造成本、可使用更少材料、可提供更好的保护并且可更容易装饰。这些包装件可花费更低制造成本,因为柔性材料的转换(从片形式至成品)通常比刚性材料的形成(从块形式至成品)需要更少的能量和更低的复杂性。这些包装件可使用更少材料,因为其被构造成具有新型支撑结构,新型支撑结构不需要使用在常规刚性容器中使用的厚实心壁。这些包装件也可更容易装饰,因为其柔性材料在被构造成三维柔性包装件之前或之后可容易地印刷。此类柔性包装件不易于磨损、凹陷和破裂,因为当接触表面和物体时,柔性材料允许它们的外表面变形,然后回到其初始形状。它们可通过使用抵抗天气或环境的影响的材料制成包装件来提供更好的保护,并且以此种方式构造材料(例如,部分膨胀)提供保护以防在装运和搬运期间跌落和受到其他物理力。
重要的是,尽管本公开的柔性包装件由柔性材料制成,但其可被构造成具有足够的结构完整性,使得其可按预期成功接收和容纳一个或多个制品或产品。同样,这些包装件可被构造成具有足够的结构完整性,使得其可成功承受来自装运和搬运的外力和环境条件。
本发明的包装件的又一个期望特征是,它们可容易地被成型和构造成用于机器搬运以及与自动驾驶车辆和无人机一起使用。包装件提供对碰撞和掉落的保护,并且具有可用于为人类和机器提供抓持区域的可膨胀室。
如本文所用,术语“闭合”是指包装件的一种状态,其中防止包装件贮存器内的任何制品或产品(例如因形成屏障的一种或多种材料)脱离包装件,但是包装件不一定是气密密封的。例如,闭合包装件可包括通气孔,其允许包装件中的顶部空间与包装件外部环境中的空气流体连通。
如本文所用,当提及柔性包装件时,术语“一次性的”和“单次使用”是指在用于其预期目的(例如,将产品装运给最终使用者)之后,不被构造成用于相同目的,而是被构造成用于处理(即,作为废物、堆肥和/或可再循环材料)的包装件。本文所公开的柔性包装件中的任一个柔性包装件的一部分、多个部分或全部可被构造成一次性的/可再循环的。
如本文所用,当提及柔性包装件时,术语“耐用的”是指旨在使用多于一次的包装件。本文所公开的柔性包装件中的任一个柔性包装件的一部分、多个部分或全部可被构造成耐用的/可再循环的。
如本文所用,当提及柔性包装件时,术语“膨胀的”或“充胀的”是指一种或多种柔性材料的状态,该柔性材料被构造成当膨胀材料设置在柔性材料之间时改变形状。在膨胀结构具有设置在其中的一种或多种膨胀材料之前,膨胀结构的一个或多个尺寸(例如,长度、宽度、高度、厚度)显著大于其一种或多种柔性材料的组合厚度。膨胀材料的示例包括液体(例如水)、气体(例如压缩空气)、液态产品、泡沫(其可在添加到结构支撑体积中之后膨胀)、共反应材料(其产生气体或泡沫)或相变材料(其可以固体或液体形式添加,但是转变成气体;例如,液氮或干冰),或本领域已知的其他合适的材料,或这些中任一者的组合(例如液态产品和液氮)。膨胀材料可在大气压下添加,或在大于大气压的压力下添加,或经添加以提供将使压力增加至高于大气压的某些压力的材料改变。对于本文所公开的柔性包装件中的任一个柔性包装件,其一种或多种柔性材料可根据其制造、销售和使用在各个时间点膨胀。例如,可以在把待在包装件中装运的制品或产品插入到包装件中之前或之后,和/或在最终使用者购买柔性包装件之前或之后使包装件的一个或多个部分膨胀。
如本文所用,术语“柔性包装件”是指被构造成具有用于容纳一个或多个待装运制品的制品贮存器的柔性包装件。柔性包装件的示例为由一种或多种柔性材料制成的膜、织造纤维网、非织造纤维网、纸材或基于箔的包装件。
如本文所用,当提及柔性包装件时,术语“柔性材料”是指薄的容易变形的片状材料,其具有在1,000N/m-2,500,000N/m范围内的柔性因子。柔性材料可被构造成具有1,000N/m-2,500,000N/m的柔性因子,或1,000N/m-2,500,000N/m中的任何整数柔性因子值,或在由这些值中的任一个形成的任何范围内,诸如1,000N/m-1,500,000N/m、1,500N/m-1,000,000N/m、2,500N/m-800,000N/m、5,000N/m-700,000N/m、10,000N/m-600,000N/m、15,000N/m-500,000N/m、20,000N/m-400,000N/m、25,000N/m-300,000N/m、30,000N/m-200,000N/m、35,000N/m-100,000N/m、40,000N/m-90,000N/m,或45,000N/m-85,000N/m等。在本公开中,术语“柔性材料”、“柔性片”、“片”和“片状材料”互换使用并旨在具有相同含义。可为柔性材料的材料的示例包括以下中的任何一者或多者:膜(诸如塑料膜)、弹性体、发泡片、箔、织物(包括织造物和非织造物)、生物源材料和纸材,该材料呈任何构型,作为一种或多种单独材料,或作为层压体的一个或多个层,或作为复合材料的一个或多个部分,呈微米层或纳米层结构,并且呈如本文所述的或如本领域已知的任何组合形式。柔性材料的一部分、多个部分或全部可以本领域已知的任何方式涂覆或不进行涂覆、处理或不进行处理、加工或不进行加工。柔性材料的一部分、多个部分,或约全部,或大约全部,或基本上全部,或几乎全部,或全部可由可持续的生物来源的再循环、可再循环和/或可生物降解的材料制成。本文所描述的柔性材料中的任一柔性材料的一部分、多个部分,或约全部,或大约全部,或基本上全部,或几乎全部,或全部可为部分地或完全半透明的、部分地或完全透明的,或者部分地或完全不透明的。用于制造本文所公开的包装件的柔性材料可以本领域已知的任何方式形成,并可使用本领域已知的任何种类的接合或密封方法接合在一起,包括例如热密封(例如导电密封、脉冲密封、超声密封等)、焊接、卷曲、粘结、粘附等,以及这些中的任一者的组合。
如本文所用,术语“接合”是指其中元件直接连接或间接连接的构型。
如本文所用,当提及柔性材料的一个或多个片时,术语“厚度”是指当片铺平时,垂直于片的外主表面测量的线性尺寸。垂直于其上放置包装件的表面测量包装件的厚度,使得如果包装件不处于膨胀状态,则片将平放。为了比较处于未膨胀状态、膨胀状态和收缩状态的包装件的厚度,应在相同表面上以相同取向测量每种状态的厚度。对于任何构型,厚度被认为是以该特定取向在制品表面或表面上得到的最大厚度测量结果。
如本文所用,术语“制品贮存器”是指被构造成接收和容纳一个或多个制品或产品的可封闭三维空间。该三维空间可包封体积,即“制品贮存器体积”。制品或产品可由形成制品贮存器的材料直接容纳。通过直接容纳该一个或多个产品,产品与形成可封闭三维空间的材料接触,不需要中间材料或包装件。在本公开中,术语“贮存器”和“制品贮存器”可互换使用并旨在具有相同含义。本文所描述的柔性包装件可被构造成具有任何数目的贮存器。此外,贮存器中的一个或多个贮存器可被包封在另一个贮存器内。本文所公开的贮存器中的任一个贮存器可具有任何尺寸的贮存器体积。贮存器可在任何取向上具有任何形状。
如本文所用,当提及柔性包装件时,术语“膨胀室”是指由一种或多种柔性材料制成的可填充空间,其中空间被构造成至少部分地填充有一种或多种膨胀材料,该膨胀材料在一种或多种柔性材料中产生张力,并形成膨胀体积。
如本文所用,当提及柔性包装件时,术语“未膨胀”是指在使室膨胀之前,当室不包括膨胀材料时膨胀室的状态。
如本文所描述的柔性包装件可跨各种行业用于各种产品。例如,如本文所描述的柔性包装件可用于在消费品行业中装运,包括但不限于以下产品:清洁产品、消毒剂、盘碟洗涤组合物、衣物洗涤剂、织物柔顺剂、织物染料、表面保护剂、化妆品、皮肤护理产品、头发护理产品、皂、身体磨砂膏、剥脱剂、收敛剂、洗擦洗剂、脱毛剂、止汗剂组合物、除臭剂、剃刮产品、剃刮前产品、剃刮后产品、牙膏、漱口水、个人护理产品、婴儿护理产品、女性护理产品、驱虫剂、食品、饮料、电子器件、医疗装置和用品、药物、补充剂、玩具、办公用品、家居用品、汽车用品、航空用品、农业用品、衣服、鞋子、珠宝、工业产品,以及可能期望通过邮寄或其他包裹服务装运的任何其他物品等。
本文所公开的柔性包装件可被构造成具有总体形状。在未膨胀状态下,总体形状可对应于任何已知的二维形状,包括多边形(通常由成角度连接的直线部分构成的形状)、曲线形状(包括圆形、椭圆形和不规则曲线形状)以及它们的组合。在膨胀状态下,总体形状可对应于任何其他已知的三维形状,包括任何种类的多面体、任何种类的类棱柱、任何种类的棱柱(包括直角棱柱和均匀棱柱)和任何种类的平行六面体。
图1示出了处于未膨胀状态的本文所公开类型的柔性包装件10的顶板2的平面图。如本文所用,术语“板”是指包装件10的一部分,并且可为接合到其他材料以形成包装件10的独立材料件,或者可为构成包装件10的其他部分的一个或多个材料件的一部分。如图所示,包装件10包括内片12和外片14。内片12沿初级膨胀室接缝20至少部分地接合到外片14。如图所示,包装件10具有长度L、宽度W、侧面9和侧面11以及相对的端部6和端部8。
图2示出了图1的柔性包装件的侧视图。如图可见,包装件10在处于未膨胀状态时可为相对薄的、平坦的和平面的。即,当与包装件10处于未膨胀状态或构型的长度L和宽度W以及包装件10处于膨胀构型的厚度T2相比时,包装件10的未膨胀厚度T1相对较小(例如图4)。如图2所示,图1的包装件10可以由接合在一起的两个独立的两片式零件构成以形成包装件10的顶板2和底板4。顶板2在一个或多个外部接缝22处沿包装件10的侧面9和侧面11的至少一部分接合到底板4。术语“顶部”和“底部”并非旨在进行限制,而仅仅是为了帮助更清楚地将包装件的部件彼此区分开。因此,除非特别说明,否则这些术语不应被视为以任何方式限制包装件的取向。外部接缝22可采用任何期望的形状和尺寸,并且可通过任何合适的方法或材料形成。例如,外部接缝22可通过胶、热(例如,超声、导电密封、脉冲密封、超声密封或焊接)、机械卷曲、缝合,或通过用于接合材料片的任何其他已知或开发的技术形成。
图3示出了图1的柔性包装件10的底板4的平面图。如图所示,底板4具有内片12和外片14。类似于图1所示,内片12至少部分地连接到外片14以形成下文更详细地描述的一个或多个初级膨胀室24。如果设置多于一个初级膨胀室24,则初级膨胀室24可彼此独立(例如,离散)或彼此流体连通,这取决于包装件的期望特性。当使用离散的初级膨胀室时,设想任何数目的此类室,并且离散室可以在整个包装件中对称地或不对称地设置。当流体连通时,初级膨胀室24可作为单个单元膨胀(例如,充胀)或收缩,而如果初级膨胀室彼此独立,则初级膨胀室可单独膨胀或收缩或一起膨胀,并且接下来彼此密封。另外,可使用歧管等来减少将膨胀材料引入膨胀室24中所需的端口的数目。歧管可以由包装件的柔性材料形成为包装件坯件的一部分或与包装件分开提供。歧管的全部或部分可在使用之后移除,或可在整个使用过程中保持为包装件10的部分。
图4为通过截面4-4截取的图1所示柔性包装件10的横截面图。包装件10被示出处于膨胀状态,并且其中具有制品100。如图可见,内片12至少在外部接缝22的区域中接合到外片14以形成初级膨胀室24。初级膨胀室24处于膨胀构型,其中初级膨胀室24中已设置有膨胀材料25。膨胀材料25增加形成初级膨胀室24的体积的片之间的间距,使得膨胀的初级膨胀室24各自具有比初级膨胀室24未填充有膨胀材料25时的体积更大的体积。初级膨胀室24可以在柔性包装件10处于膨胀构型时向柔性包装件提供结构刚度、机械保护和/或形状。初级膨胀室还可以帮助约束放置到包装件10中的任何制品100。
处于其膨胀构型的包装件10具有膨胀厚度T2。膨胀厚度T2显著大于未膨胀厚度T1。包装件在其未膨胀状态与膨胀状态之间改变尺寸的能力是本发明的包装件独特且有利的原因中的一个原因。包装件10可以未膨胀状态制造、装运和储存,然后仅在需要时膨胀。这使得在包装件10使用之前的搬运和储存方面效率显著。在包装件10的装运生命周期结束时也是如此。无论意图再利用或丢弃包装件10,都可以使其从膨胀状态收缩为收缩状态。如本文所用,术语“收缩”意指已释放来自导致膨胀室膨胀的流体的任何压力。“收缩状态”是包装件10已通过将膨胀材料引入到一个或多个膨胀室中而膨胀,但随后膨胀室已被打开或以其他方式与周围大气环境流体连通并且膨胀室均相对于周围大气环境的压力处于平衡状态的情况。除非本文另外阐述,否则对处于收缩状态的包装件10进行的任何测量均应当在制品贮存器28中没有任何制品100的情况下进行。
图5示出了已移除制品100之后处于其收缩状态的图1至图4的包装件。包装件10具有可显著小于膨胀厚度T2的收缩厚度T3。因此,与包装件10相关的废弃物的体积最小化,并且/或者可储存包装件10以供稍后使用或将其装运到另一位置进行再利用或翻新。虽然包装件10在使用之前、使用期间和使用之后的厚度的具体差异将根据具体的包装件和所用的材料而变化,但本发明的包装件10可提供未膨胀厚度T1,其小于膨胀厚度T2的1/15,小于膨胀厚度T2的1/20,小于膨胀厚度T2的1/25,小于膨胀厚度T2的1/50,或甚至更小。类似地,本发明的包装件10可提供收缩厚度T3,该收缩厚度小于膨胀厚度T2的1/10,小于膨胀厚度T2的1/15,小于膨胀厚度T2的1/20,小于膨胀厚度T2的1/25,或甚至更小。此外,本发明的包装件10可被构造成使得未膨胀厚度T1和收缩厚度T3均小于膨胀厚度T2的1/15,小于膨胀厚度T2的1/20,小于膨胀厚度T2的1/25,或甚至更小。
如图4所示,制品100位于内片12之间的空间中。内片12之间的空间在本文中称为制品贮存器28。根据包装件10的具体构型,制品贮存器28可以在单个内片12的两个部分之间形成,或者可以在两个或更多个不同内片12之间形成。制品贮存器28旨在围绕放置在其中的一个或多个制品100的至少一部分。针对不同形状的制品100、不同尺寸的制品100和/或不同数目的制品100,可使用不同形状的包装件10。然而,本发明的包装件10的优点中的一个优点是,可设计和构造单一尺寸和形状的包装件以适配于许多不同尺寸的制品100。这是由于构成包装件10的材料的柔性性质以及包装件10的部分可膨胀或收缩以紧密地适配(例如)制品100周围的内片12并且甚至使得制品在包装件100中部分或完全固定的事实。另选地或除此之外,可以向制品贮存器28施加真空或部分真空,使得制品贮存器中的内部压力小于周围大气的环境压力。真空可有助于使内片12与制品100接触并将它们紧密地保持在适当位置。移除制品贮存器28中的一些或全部空气还可帮助使包装件10成型。即,可使用真空朝向制品贮存器28牵拉包装件10的一个或多个部分,诸如端部6和端部8、侧面9和侧面11、顶片2和/或底片4中的所有或预定部分。这可以是为制品提供预定形状而不需要如本文所阐述实际接合或缝接包装件10的部分的非永久性方式。另外,真空可与密封边缝区域或成型特征部结合使用,以提供处于其膨胀形式的包装件的期望形状。另外,根据所装运的特定制品100,移除空气和/或用除空气之外的流体例如氮气填充贮存器28可提供附加有益效果。例如,用氮气填充贮存器28可有助于减少水蒸气和氧气对一些物品可能具有的负面影响。当然,根据所装运物品和发货人的需要,也可以使用其他流体。
虽然相对于图1所示和所述的包装件10具有接合在一起的两个片,即内片12和外片14,以形成包装件10的顶板2,但可根据包装件10的所需端部结构使用任何数目的片。可使用不同数目的片来提供附加的强度、装饰、保护和/或其他特性。
图6示出了处于未膨胀状态的本文所公开类型的柔性包装件10的顶板2的平面图。如图所示,包装件10包括内片12、外片14和次级外片16。内片12至少部分地连接到外片14以形成初级膨胀室24。另外,外片14沿次级膨胀室接缝27至少部分地接合到次级外片16以形成至少一个次级膨胀室26。如图所示,包装件10具有长度L、宽度W、侧面9和侧面11以及相对的端部6和端部8。
图7示出了图6的柔性包装件的侧视图。如图可见,包装件10在处于其未膨胀状态时是相对薄的、平坦的和平面的。即,当与包装件10处于未膨胀状态的长度L和宽度W相比时,包装件10的厚度T1相对较小。如图7所示,图6的包装件10由三片柔性材料的堆叠构成,该材料折叠到其自身上以形成顶板2、底板4、第一端部部分6和第二端部部分8。顶板2沿包装件的侧面9和侧面11的至少一部分接合到底板4。与图1至图4的描述一样,术语“顶部”和“底部”并非旨在进行限制,而仅仅是为了帮助更清楚地将包装件的部件彼此区分开。因此,除非特别说明,否则这些术语不应被视为以任何方式限制包装件的取向。顶板2可通过一个或多个外部接缝22接合到底板4。外部接缝22可采用任何期望的形状和尺寸,并且可通过任何合适的方法或材料形成,如上所阐述。
图8示出了图6的柔性包装件10的底板4的平面图。如图所示,底板4、内片12、外片14和次级外片16。类似于图6所示,内片12至少部分地连接到外片14以形成初级膨胀室24。另外,外片14沿次级膨胀室接缝27至少部分地接合到次级外片16以形成至少一个次级膨胀室26。
图9示出了处于未膨胀状态的本文所公开类型的柔性包装件10的顶板2的平面图。如图所示,包装件10包括内片12和外片14。内片12在外接缝22处至少部分地接合到外片14。如图所示,包装件10具有长度L、宽度W、侧边9、侧边11以及相对的端部6和端部8。包装件10还包括在外接缝22处至少部分地接合到内片12和外片14的次级内片23和次级外片16。如图所示,包装件10具有在顶板2上提供标签区域3的非膨胀室34。包装件10还可以包括一个或多个膨胀端口50以允许使用者将膨胀材料引导到一个或多个膨胀室中以使包装件10膨胀,以及具有闭合机构31的可闭合开口30。可闭合开口允许使用者在装运之前将一个或多个制品放置在包装件10中。非膨胀室34从膨胀端口50密封,并且在包装件10的膨胀(或膨胀材料的充胀物为空气)时,非膨胀室34将不膨胀并且非膨胀室34在顶板2上提供标签区域3。标签区域是平坦的或基本上平坦的并且具有足够的尺寸,使得可以将邮寄信息直接提供到包装件上,例如通过印刷或通过将标签直接添加到可以在装运过程期间维持的标签区域上。
图10示出了图9的柔性包装件的侧视图。如图可见,包装件10在处于非膨胀状态时可为相对薄的、平坦的和平面的。即,当与包装件10处于未膨胀状态或构型(如图9所示)的长度L和宽度W以及包装件10处于膨胀构型(例如图12)的厚度T2相比时,包装件10的未膨胀厚度T1相对较小。如图10所示,图9的包装件10可以由折叠的四层材料构成以形成包装件10的顶板2和底板4。顶板2在一个或多个外接缝22处沿包装件10的纵向侧面11的至少一部分接合到底板4。术语“顶部”和“底部”并非旨在进行限制,而仅仅是为了帮助更清楚地将包装件的部件彼此区分开。因此,除非特别说明,否则这些术语不应被视为以任何方式限制包装件的取向。外接缝22可采用任何期望的形状和尺寸,并且可通过任何合适的方法或材料形成。例如,外接缝22可通过胶、热(例如,超声、导电密封、脉冲密封、超声密封或焊接)、机械卷曲、缝合或通过用于接合材料片的任何其他已知或开发的技术形成。虽然图10中示出了一个外接缝22,但是包装件10可以构造有多于一个外接缝22,例如,在两个侧面、三个侧面或四个侧面上形成的外接缝22,因为包装件的形状允许。
图11示出了图9的包装件10的底板4的平面图。如图所示,底板4具有内片12、次级内片23、外片14和次级外片16。内片12至少部分地连接到次级内片23至少一个或多个外接缝22并且形成下文更详细地描述的一个或多个初级膨胀室24。次级外片16可以沿至少一个或多个外接缝22接合到外片14。如图11所示,包装件10具有可以在底板4上提供标签区域3的非膨胀室34。
图12为通过截面12-12截取的图9所示柔性包装件10的横截面图。包装件10示出为处于膨胀状态。包装件10具有在包装件10的底板4上提供标签区域3的非膨胀室34。标签区域可以是任何合适的尺寸,并且通常至少足够大以显示装运信息,诸如例如,4英寸×6英寸标准装运标签。如图可见,内片12至少在外接缝22的区域中接合到次级内片23。如图所示,内片12和次级内23接合以形成一个或多个初级膨胀室24。初级膨胀室24处于膨胀构型,其中初级膨胀室24中已设置有膨胀材料25。膨胀材料25增加形成初级膨胀室24的体积的片之间的间距,使得膨胀的初级膨胀室24各自具有比初级膨胀室24未填充有膨胀材料25时的体积更大的体积。一个或多个初级膨胀室24被充胀以向包装件10提供结构并且拉伸外片14和次级外片16,使得标签区域3设置在包装件10的顶板2或底板4上。初级膨胀室24还可以在包装件10处于膨胀构型时向该包装件提供结构刚度、机械保护和/或形状。初级膨胀室还可以帮助约束放置到包装件10中的任何制品。
此外,如图12所示,在至少外接缝22的区域中,次级外片16接合到外片14、内片12和次级内片23,并且次级外片16和外片14接合以形成一个或多个次级膨胀室26。初级膨胀室26处于膨胀构型,其中初级膨胀室26中已设置有次级膨胀材料29。次级膨胀材料29增加形成次级膨胀室26的体积的片之间的间距,使得膨胀的次级膨胀室26各自具有比次级膨胀室26未填充有次级膨胀材料29时的体积更大的体积。次级膨胀室26可以向包装件10提供外框架,并且还可以在包装件10处于膨胀构型时向该包装件提供结构刚度、机械保护和/或形状。如图12所示,包装件10可以被设计成使得次级膨胀室26形成包装件10的支撑件32。
柔性包装件10还可以包括一个或多个膨胀端口50,膨胀端口可以被设置以允许使用者将膨胀材料引导到初级膨胀室24和次级膨胀室26中的一者或多者中。初级膨胀室24可通过诸如经由膨胀端口50在初级膨胀室24中设置初级膨胀材料25而膨胀。次级膨胀室26可通过在次级膨胀室26中设置次级膨胀材料29而膨胀。次级膨胀材料29可以是与用于使初级膨胀室24膨胀的初级膨胀材料25相同或不同的材料。如果设置多于一个初级膨胀室24,则初级膨胀室24可彼此独立(例如,离散)或彼此流体连通,这取决于包装件的期望特性。如果设置多于一个次级膨胀室26,则次级膨胀室26可彼此独立(例如,离散)或彼此流体连通,这取决于包装件的期望特性。当使用离散的次级膨胀室时,设想任何数目的此类室,并且离散室可以在整个包装件中对称地或不对称地设置。初级膨胀室24和次级膨胀室26也可彼此独立或彼此流体连通,这取决于包装件的期望特性。初级膨胀室和次级膨胀室内的压力可以相同或可以不同。
处于其膨胀构型的包装件10具有膨胀厚度T2。膨胀厚度T2显著大于未膨胀厚度T1。包装件在其未膨胀状态与膨胀状态之间改变尺寸的能力是本发明的包装件独特且有利的原因中的一个原因。包装件10可以未膨胀状态制造、装运和储存,然后仅在需要时膨胀。这使得在包装件10使用之前的搬运和储存方面效率显著。在包装件10的装运生命周期结束时也是如此。无论意图再利用或丢弃包装件10,都可以使其从膨胀状态收缩为收缩状态。如本文所用,术语“收缩”意指已释放来自导致膨胀室膨胀的膨胀材料的任何压力。“收缩状态”是包装件10已通过将膨胀材料引入到一个或多个膨胀室中而膨胀,但随后膨胀室已被打开或以其他方式与周围大气环境流体连通并且膨胀室均相对于周围大气环境的压力处于平衡状态的情况。除非本文另外阐述,否则对处于收缩状态的包装件10进行的任何测量均应当在制品贮存器28中没有任何制品100的情况下进行。
图13示出了已移除制品100之后处于其收缩状态的图9至图12的包装件。包装件10具有可显著小于膨胀厚度T2的收缩厚度T3。因此,与包装件10相关的废弃物的体积最小化,并且/或者可储存包装件10以供稍后使用或将其装运到另一位置进行再利用或翻新。虽然包装件10在使用之前、使用期间和使用之后的厚度的具体差异将根据所用的具体包装件和材料而变化,但本发明的包装件10可提供未膨胀厚度T1,其小于膨胀厚度T2的1/10,小于膨胀厚度T2的1/15,小于膨胀厚度T2的1/20,小于膨胀厚度T2的1/25,小于膨胀厚度T2的1/50,或甚至更小。类似地,本发明的包装件10可提供收缩厚度T3,该收缩厚度小于膨胀厚度T2的1/10,小于膨胀厚度T2的1/15,小于膨胀厚度T2的1/20,小于膨胀厚度T2的1/25,或甚至更小。此外,本发明的包装件10可被构造成使得未膨胀厚度T1和收缩厚度T3均小于膨胀厚度T2的1/15,小于膨胀厚度T2的1/20,小于膨胀厚度T2的1/25,或甚至更小。
如图12所示,制品100位于内片12之间的空间中。内片12之间的空间在本文中称为制品贮存器28。根据包装件10的具体构型,制品贮存器28可以在单个内片12的两个部分之间形成,或者可以在两个或更多个不同内片12之间形成。制品贮存器28旨在围绕放置在其中的一个或多个制品100的至少一部分。针对不同形状的制品100、不同尺寸的制品100和/或不同数目的制品100,可使用不同形状的包装件10。然而,本发明的包装件10的优点中的一个优点是,可设计和构造单一尺寸和形状的包装件以适配于许多不同尺寸的制品100。这是由于构成包装件10的材料的柔性性质以及包装件10的部分可膨胀或缩小以紧密地适配(例如)制品100周围的内片12并且甚至使得制品在包装件100中部分或完全固定的事实。另选地或除此之外,可以向制品贮存器28施加真空或部分真空。真空可有助于使内片12与制品100接触并将它们紧密地保持在适当位置。根据所装运的特定制品100,移除空气和/或用除空气之外的流体(例如氮气)填充贮存器可提供附加有益效果。例如,用氮气填充贮存器28可有助于减少水蒸气和氧气对一些物品可能具有的负面影响。当然,根据所装运物品和发货人的需要,也可以使用其他流体。
虽然相对于图12所示和所描述的包装件10具有接合在一起的四个片(即内片12、次级内片23、外片14和次级外片16)以形成包装件10,但可根据包装件10的所需端部结构使用任何数目的片。可使用不同数目的片来提供附加的强度、装饰、保护和/或其他特性。
图14示出了处于膨胀构型的本文所描述和图6至图8所示类型的柔性包装件10的平面图。图14的包装件10包括柄部5。柄部5可以为包装件10的使用者提供附加的便利性。柄部5可充当包装件10供使用者抓持的一部分,或可充当挂钩或其他抓握特征部以帮助使用者拿起、搬动、移动、取向、悬挂、定位或以其他方式抓握包装件10。包装件10可具有任何数目的柄部5,并且该一个或多个柄部可与形成包装件10的片中的任何一个或多个片成为整体。另选地或除此之外,柄部5可包括添加到包装件10的一种或多种材料,并且可与包装件10的一个或多个特征部(诸如制品取出特征部55、制品贮存器28、可闭合开口30、收缩特征部、歧管或包装件10的任何其他特征部)可操作地相关联。
图15示出了图14的柔性包装件10的侧视图。如图所示,包装件10包括与包装件10的侧面9和侧面11相邻地设置的外部接缝22。图6至图10所示的包装件10被设计和构造成当处于其膨胀状态时形成大致矩形的平行六面体。然而,可通过改变外部接缝22的形状、方向、宽度和其他尺寸,形成包装件10的片的形状以及其他接缝和结构特征部来形成任何期望的形状。
图16示出了根据本文所公开类型的柔性包装件10的横截面图,包装件10处于膨胀状态并且其中具有制品100。两个面对的内片12之间的空间形成制品贮存器28。内片12具有第一表面13和与第一表面相对的第二表面15。如图可见,内片12至少在外部接缝22的区域中接合到外片14以形成初级膨胀室24。膨胀室24处于膨胀构型,其中膨胀室24中已设置有膨胀材料25。膨胀材料25增加形成膨胀室24的体积的片之间的间距,使得膨胀的膨胀室24各自具有比膨胀室24未填充有膨胀材料25时的体积更大的体积。当初级膨胀室24处于膨胀状态时,内片的第二表面15的至少一部分可接触制品100。
此外,如图16所示,次级外片16可沿至少次级膨胀室接缝27接合到外片14以形成次级膨胀室26。次级膨胀室26可通过在次级膨胀室26中设置次级膨胀材料29而膨胀。次级膨胀材料29可以是与用于使膨胀室24膨胀的初级膨胀材料25相同或不同的材料。次级外片16也被示出为沿外接缝22接合到外片14。
类似于初级膨胀室24,次级膨胀室26可用于在柔性包装件10处于膨胀构型时向柔性包装件提供结构刚度、机械保护和/或形状。如果设置多于一个次级膨胀室26,则次级膨胀室26可彼此独立或彼此流体连通。另外,次级膨胀室26可以与初级膨胀室24流体连通,或者次级和初级膨胀室可彼此隔开。次级和初级膨胀室可在包装件10的制造和填充期间的某个时刻处流体连通,然后在某个稍后的时间点彼此隔开或不连续。这可通过密封室的部分和/或通过使用一个或多个阀来控制流体在室之间的流动来完成。
对于具有单个初级膨胀室24和单个次级膨胀室26的包装件,可能期望室中的压力彼此相等或不同。此外,在包装件10包括多于一个初级膨胀室和/或多于一个次级膨胀室26的情况下,可能期望膨胀室中的一些或全部膨胀室具有相同的内部压力或者一个或多个初级膨胀室24中的任一个初级膨胀室膨胀至与剩余初级膨胀室中的任一个或多个初级膨胀室和/或次级膨胀室26中的一个或多个次级膨胀室不同的压力。调节不同膨胀室中的压力可提供使包装件的部分(例如,形成包装件的框架的膨胀室)加强的有益效果,但允许设置更柔性的膨胀室,例如与制品贮存器28中的制品100接触的膨胀室。示例包括但不限于其中初级膨胀室24具有比次级膨胀室26更高的内部压力的构型,或反之亦然。一些具体但非限制性的示例包括其中初级膨胀室24中的至少一个初级膨胀室的内部压力为约环境压力至约25psig、约1psig至约20psig、约2psig至约15psig、约3psig至约8psig或约3psig至约5psig,并且次级膨胀室26中的至少一个次级膨胀室的内部压力为约环境压力至约25psig、约1psig至约20psig、约2psig至约15psig、约3psig至约10psig、约4psig至约10psig,或约5psig至约10psig或约7psig至约9psig。在一个示例中,初级膨胀室24中的一个或多个初级膨胀室的内部压力在约2psig至约8psig或约3psig至约5psig之间,并且次级膨胀室26中的一个或多个次级膨胀室的内部压力在约5psig与约10psig或约7psig至约9psig之间。
内片12、外片14和/或次级外片16和/或次级内片23(如果存在的话)可在任何数目的位置彼此接合,从而产生任何数目、形状和尺寸的膨胀室。初级膨胀室接缝20和/或次级膨胀室接缝27可具有任何长度、宽度和形状。初级膨胀室接缝20和/或次级膨胀室接缝27可通过任何合适的方法或材料形成。例如,接缝20、27可通过胶、热(例如,超声、导电密封、脉冲密封、超声密封或焊接)、机械卷曲、缝合,或通过用于接合材料片的任何其他已知或开发的技术形成。接缝20、27可以是连续的或间断的,可以是直的或弯曲的,并且可以是永久的或暂时的。接缝20、27的形状可用于单独或与其他结构元件共同形成膨胀室24或26的形状。例如,次级膨胀室26可通过次级膨胀室接缝27与设置在次级室26内的附加材料的组合或接合而成型。此外,可通过使用对形成片的材料的化学或机械改性来使室24、26成形。例如,内片12、外片14和/或次级外片16和/或次级内片23(如果存在的话)的一部分可被加热、环轧、化学处理或改性以使其比处理之前更柔性或更不柔性、可延展、不可延展、更强、更弱、更短或更长。
膨胀室24、26可具有各种形状和尺寸。膨胀室24、26的一部分、多个部分,或约全部,或大约全部,或基本上全部,或几乎全部,或全部可以为直的、弯曲的、成角度的、分段的,或其他形状,或这些形状中的任一者的组合。膨胀室24、26的一部分、多个部分,或约全部,或大约全部,或基本上全部,或几乎全部,或全部可具有任何合适的横截面形状,诸如圆形、椭圆形、正方形、三角形、星形,或这些形状的修改型式,或其他形状,或这些形状中的任一者的组合。膨胀室24、26可具有沿长度的一部分、多个部分,或约全部,或大约全部,或基本上全部,或几乎全部或全部为管状或凸形或凹形的总体形状。膨胀室24、26可具有任何合适的横截面积、任何合适的总体宽度和任何合适的总体长度。膨胀室24、26沿其长度的一部分、多个部分,或约全部,或大约全部,或基本上全部,或几乎全部或全部可以为基本上均匀的,或沿其长度的一部分、多个部分,或约全部,或大约全部,或基本上全部,或几乎全部或全部可以本文所描述的任何方式变化。例如,膨胀室24、26的横截面积可沿其长度的一部分、多个部分或全部增大或减小。
通常,在使用者通过膨胀端口50引入膨胀材料之后,膨胀端口暂时或永久地闭合以防止膨胀材料从膨胀室24、26逸出。在闭合膨胀端口50的整个操作期间,压力源可保持与膨胀室24、26流体连通,以有助于保持膨胀室24、26中的所需压力。可使用任何方法来闭合膨胀端口,包括本文关于制作室接缝20和27所描述的方法以及适用于闭合所用的特定膨胀端口50的任何其他方法。根据包装件10的所需最终用途,膨胀端口50可以是气密密封闭合的或非气密密封闭合的。此外,膨胀端口50可包括除密封件之外的闭合件,诸如例如,阀、顶盖、折叠区段、用以保持膨胀端口50闭合的材料,诸如粘合剂,或任何其他闭合件或闭合装置。闭合件可以是单次使用的(例如,一旦闭合,就不能在不损坏包装件10、膨胀端口50或闭合件的情况下打开),或者可以是可重复使用的,诸如螺纹顶盖或摩擦配合插头或可重复使用一次或多次的其他闭合件。
在任何构型中,可能期望包括与制品贮存器28流体连通的一个或多个通气孔21(例如,图8所示)以允许施加真空和/或允许流体在初级膨胀室24的膨胀期间或之后逸出制品贮存器28。可以在包装件被完全构造之后密封通气孔21,或者可保持通气孔部分或完全打开以允许流体流入和/或流出制品贮存器28。通气孔21可被构造成自密封的或者可通过一些单独的步骤和/或工具来密封。通气孔21可例如包括阀并且可以是单向的或双向的。即,通气孔可允许流体在两个方向上(进出)流动或仅在一个方向上流动。根据需要,还可设置一个或多个通气孔21以允许流体流向包装件21的其他部分或从中流出。
本发明的包装件10包括一个或多个可闭合开口30,可通过这些开口将一个或多个制品100放置到制品贮存器28中。可闭合开口30优选地为构成制品贮存器28的片的未接合部分。例如,在包装件10的一个端部6、8处的内片12可在包装件10的宽度W的全部或一部分上保持不接合以形成可闭合开口30。可闭合开口30可位于包装件10上的任何位置,并且可被构造成最佳地满足使用者的需要。例如,如果需要较大的开口,则可闭合开口30可沿着侧边11设置。另外,可以将可闭合开口30设置成穿过构成包装件10的片中的一个或多个片。因此,例如,内片12、外片14和/或次级外片16和/或次级内片(如果存在的话)可包括穿过其中的开口以形成可闭合开口30。至少,在可闭合开口30闭合之前,其应当提供进入制品贮存器28的通道。这允许使用者在装运之前将一个或多个制品100放置在制品贮存器28中。在另选的实施方式中,可在任何片被接合在一起之前或在一些片但不是所有片被接合之后,将制品100放置在贮存器28中。
可闭合开口30可以是使用者所需的任何尺寸,并且如果使用闭合机构/材料,则可闭合开口可包括任何类型的闭合机构31或材料。例如,可闭合开口30可包括粘合剂、机械闭合件、磁体、夹片、折叠闭合装置或使用者所需的任何其他闭合机构。如图1所示,闭合机构31可以在可闭合开口30或包装件10的任何其他部分处与包装件10接合,或者可与其分离。闭合机构31可以是单次使用机构或可以是可重复使用的。闭合机构的示例包括但不限于钩-环紧固件、拉锁、纽扣、胶带、粘合剂、磁条、缝合、线丝、带、干涉型紧固件以及适用于柔性包装件10的特定用途的任何其他类型的闭合机构。
在不使用不同闭合机构31的情况下,可通过密封位于可闭合开口30的区域中的材料来闭合可闭合开口30。可使用热源、化学品、摩擦源、静电源、声源或其他源来完成此类密封以闭合可闭合开口30。还可以在可闭合开口30的位置提供附加材料,以帮助提供所需的闭合。例如,可提供具有不同熔融温度或强度分布的附加材料。另外,可以在可闭合开口的区域中提供诸如颗粒、金属、磁体等材料,以允许利用不同的设备和工艺密封材料。附加地或另选地,可通过使膨胀室24或26中的一个或多个膨胀室膨胀来闭合可闭合开口30。
可闭合开口30可被构造成可重复使用的(即,可打开和闭合多于一次)或可以是单次使用型开口。还可包括其他特征部以有助于使包装件更使用者友好。例如,可闭合开口30可以是与包装件10的其余部分不同的颜色,或者可包括纹理、标记或其他特征部以使其对使用者更显而易见。另外,可闭合开口30中可具有片、涂层或其他材料,以有助于使用者在插入制品100时打开可闭合开口30。
可闭合开口30可被构造成使得其可与膨胀端口50中的一个或多个膨胀端口同时闭合和/或通过相同的设备闭合。例如,包装件10可被构造成使得可闭合开口可为热密封闭合的,同时膨胀端口50中的一个或多个膨胀端口为热密封闭合的。另选地,可闭合开口50可被构造成与膨胀端口50不同时和/或通过不同的方式闭合。因此,可以将制品100放置在包装件100中,并且可闭合开口30闭合的时间与膨胀室24、26膨胀的时间不同。例如,在制品100必须防尘,但包装件10在时间和/或位置不同于将制品100放置在包装件10中的时间和位置之前不能最终膨胀以用于装运的情况下,这可允许更好的总体结果。在此类情况下,可闭合开口30可以在将制品100放置在制品贮存器28中之后闭合,并且不需要等到膨胀室24、26膨胀以便装运之后再闭合。
包装件10可包括一个或多个制品取出特征部55,如图1和图6和图9所示。制品取出特征部55用于打开包装件10,使得最终使用者可从制品贮存器28取出制品100。包装件10可包括任何期望数目的制品取出特征部55,并且制品取出特征部可位于包装件10上的任何位置。通常,仅需要单个制品取出特征部55,但可存在一些情况,其中期望两个或更多个制品取出特征部以使包装件10更易于使用和/或允许从不同的制品贮存器28或制品贮存器28的不同区域取出制品100。制品取出特征部55可包括可用于打开包装件并且允许使用者在制品贮存器28中存取制品100的任何元件、部件、结构等。制品取出特征部55的示例包括撕拉条、拉锁、弱线、穿孔、锋利工具以及可用于打开包装件10的其他装置。
可能期望制品取出特征部55形成包装件10的一部分,使得不需要附加工具在制品贮存器28中存取制品。另选地,可用于打开包装件10的工具可附接到包装件10,设置在包装件10中,成为包装件的一部分,或者以其他方式提供以便于打开此类包装件10。工具(如果使用的话)可以是可重复使用的、一次性的或单次使用的。
还可能期望制品取出特征部55与膨胀室24、26中的一个或多个膨胀室可操作地相关联。即,当使用制品取出特征部来打开包装件10时,膨胀室24、26中的一个或多个膨胀室也被打开,从而允许膨胀材料逸出。当最终使用者在取出制品10之后打算使包装件10收缩或返回到其未膨胀状态时,该构型可为优选的。制品取出特征部55可与膨胀室24、26中的一个或多个膨胀室可操作地相关联,以提供膨胀材料的立即释放或延时释放。此外,制品取出特征部可被构造成使膨胀室24、26中的一个或多个膨胀室在与其他膨胀室24、26中的一个或多个膨胀室不同的时间和/或在包装件打开或制品取出过程期间的任何时间释放压力或收缩。
制品取出特征部55可被构造成永久性地破坏包装件10或其任何部分。例如,制品取出特征部在展开时可使得包装件10不适合重新使用。这可能是由于包装件10的某个部分被撕裂或以其他方式使得膨胀室24、26中的一个或多个膨胀室或制品贮存器28不可用。另选地,制品取出特征部55可被构造成可重复使用的并且允许包装件被重复用作柔性包装件10。例如,制品取出特征部55可被构造成使得其在展开时提供进入制品贮存器28的通道,但不使膨胀室中的任一个膨胀室收缩或以其他方式受到干扰。在此类构型中,有可能打开包装件10以取出其中的任何制品100,但不以其他方式使包装件10收缩、损坏或破坏。因此,这可允许包装件10的再利用。这对于产品退回和旨在用于展示、存储或为其中的制品100提供一些其他功能特性的包装件10而言是尤其有益的。
包装件还可包括与制品取出特征部55成为整体或隔开的室收缩特征部。如本文所用,“室收缩特征部”用于描述用于使膨胀室收缩的任何特征部,并且可包括室收缩特征部或组合的制品取出特征部和室收缩特征部。室收缩特征部的示例包括但不限于撕拉条;用于刺穿包装件10的一个或多个层的工具;可打开闭合件,例如旋盖、按扣盖、粘合剂闭合件、机械闭合件;以及其他闭合装置和机构。另一个示例包括在膨胀室24、26中的一个或多个膨胀室中的孔上方提供贴纸或其他覆盖材料,该贴纸或其他覆盖材料可被移除以释放膨胀材料25。另一个实例包括产生撕拉条,该撕拉条将包装件对分并且释放在穿孔线的两侧上的膨胀材料。如上所述,可能期望和/或有利的是,当包装件10被构造成(例如膨胀)用于包括装运在内的用途时,其呈现特定的三维形状和/或具有一个或多个表面,该表面具有某些几何特征。例如,可能期望包装件10的总体形状为大致平行六面体或外表面中的至少两个表面大致彼此平行。例如,可能期望包装件10具有六个侧面,其中三对侧面大致彼此平行并且大致垂直于另外两对侧面。还设想了其他形状,包括具有两个侧面、三个侧面、四个侧面、五个侧面或任何其他期望数目的侧面的包装。大致平行六面体形状的包装件趋于优选地用于装运和搬运,因为它们通常具有可充当底部或基座的至少一个外表面和可充当顶部或堆叠表面的至少一个外表面,其中包装件10可座置在该底部或基座上,其他包装件或制品可堆叠在该顶部或堆叠表面上。每个侧面优选地包括大致平坦的外表面,但这不是必需的。如本文所用,术语“平坦的”和“大致平坦的”不仅旨在描述绝对平坦的表面,而是还包括非完全弯曲的表面和特征部。即,表面或特征部可为平坦的或大致平坦的,即使其具有一些固化或不平的区域,只要它表现的表面形貌有三个或更多的点在连接形成平面时不会切过该表面的任何部分。这确保了无论可能存在的任何特定表面形貌如何,该特征都为包装件10呈现稳定的表面。在包装件10上提供一个或多个大致平坦的表面可有助于确保包装件可由常规传送系统(例如,传送带、辊、斜槽等)搬运,并且可允许在储存设施和运输载具中进行更高效的打包。
图17至图19描绘了根据本发明的柔性包装件10的示例。图17是包装件10的等轴视图,图18A是包装件10的顶部平面图,图18B是包装件10的底部平面图,并且图19是包装件10的侧视图。包装件具有顶板2、底板4、第一侧板9、与第一侧板9相对的第二侧板11、第一端板6以及与第一端板6相对的第二端板8。第一端板6和第二端板8各自均在顶板2与底板4以及第一侧板9与第二侧板11之间延伸。第一侧板9和第二侧板11各自均在顶板2与底板4之间以及第一端板6与第二端板8之间延伸。中心平面CP对分第一端板6、第二端板8、第一侧板9和第二侧板11。
如图20所示(该图为通过20-20截取的图17至图19所示的示例性包装件10的横截面),包装件10还包括内片12,该内片具有内片第一表面13、内片第二表面15以及内片第一部分123和内片第二部分124。包装件10还包括外片14,该外片具有外片内表面141、外片外表面142、外片第一部分143、和外片第二部分144。外片第一部分143的外片内表面141的至少一部分接合到内片第一部分123的内片第一表面13以在它们之间形成一个或多个第一初级膨胀室241。外片第二部分144的外片内表面141的至少一部分接合到内片第二部分124的内片第一表面13以在它们之间形成一个或多个第二初级膨胀室242。内片第一部分123的内片第二表面15的至少一部分与内片第二部分124的内片第二表面15的一部分以面对面关系设置并且接合,从而在它们之间形成制品贮存器28。制品贮存器28具有其中内片第一部分123和内片第二部分124接合在一起的周边281和位于周边281内的中心区域282。中心区域282内的内片第一表面13的至少一部分接合到外片内表面141,从而形成膨胀控制边缝60。
膨胀控制边缝60可由任何接合方法形成或可包括任何接合方法,诸如粘合剂、热接合、超声、接缝、缝合、将片材熔融在一起,或任何其他方法或它们的组合。膨胀控制边缝60可用于帮助控制包装件10的形状。例如,膨胀控制边缝60可在膨胀材料25被引入一个或多个第一初级膨胀室241中时,控制一个或多个第一初级膨胀室的尺寸和/或形状。更具体地,在任何膨胀室膨胀时,膨胀控制边缝60可保持外片14的全部或部分比外片原本(无边缝时)更靠近内片12。边缝60可为任何形状、长度、宽度或厚度,并且可为连续的或间断的。边缝60可为永久性的使得其不能够被释放,或可为可释放的。边缝60可在包装件10膨胀之前或之后形成,并且可设置在包装件10上的任何位置以及形成包装件10的任何部分的任何两个或更多个片之间。在所示的示例中,包装件10包括设置在顶板中心区82中的三个膨胀控制边缝60、底板中心区76中的三个膨胀控制边缝60和侧板9和11以及端板6和8中的每一者中的一个膨胀控制边缝60。
如图17至图20所示,次级外片16可至少部分地接合到外片外表面142以形成多个次级膨胀室26。如上所述,任何数目的次级膨胀室26是可能的,并且可基于包装件10的期望形状和其他特性来选择次级膨胀室26的位置、形状和尺寸。至少一个次级膨胀室26可至少部分地设置在顶板80中,与顶板2和第一端板6、第二端板8、第一侧板9和第二侧板11之间的第一接合处170相邻。与第一接合处170相邻设置的至少一个次级膨胀室26可提供顶部表面80,其他包装件或制品可设置或堆叠在顶部表面上,或包装件10可设置或堆叠在顶部表面上。顶部表面80可围绕顶片中心区82的全部或部分。此外,制品10可包括至少一个次级膨胀室26,该次级膨胀室至少部分地设置在底板4中并且与底板4和第一端板6、第二端板8、第一侧板9和第二侧板11之间的第二接合处72相邻。与第二接合处72相邻设置的至少一个次级膨胀室26可提供基座78,包装件10可设置或堆叠在该基座上。基座78可围绕底片中心区76的全部或部分。
在包括次级外片16的实施方案中,次级外片16的任何部分可接合到形成包装件10的一部分的任何其他片。例如,次级外片16可沿外部接缝22的全部或部分接合到外片14和/或内片12和/或次级内片23(如果存在的话)。此外,可用膨胀控制边缝60将次级外片16接合到外片14。在此类情况下,如果包装件还包括位于外片14和内片12之间的膨胀控制边缝60,则位于次级外片16和外片14之间的膨胀控制边缝60可以与内片12和外片14之间或内片12与次级内片23(如果存在的话)之间的膨胀控制边缝60相同、形成其部分、不同和/或位于相同或不同位置中。在图17至图20中,膨胀控制边缝60接合内片12和外片14并且接合外片14和次级外片16,然而,如所提及的,不必一定如此。不同的边缝60可用于不同片之间的膨胀控制边缝60中的一些或全部膨胀控制边缝。
膨胀控制边缝60一起可用于帮助控制包装件10的形状,使得其膨胀到期望形状并保持期望形状,例如大致平行六面体形状。如上所述,也可使用其他方式来帮助为包装件10提供期望形状。例如,可从制品贮存器28中移除空气以产生完全或部分真空以帮助将包装件10的部分保持为期望构型。其他方式包括静电、摩擦、磁体、缝合、胶带、胶、粘结以及用于将材料保持在适当位置的其他已知方式可单独使用或与任何其他合适的缝接方式组合使用。当然,可通过改变构成包装件的片的形状和尺寸、膨胀室的位置、尺寸和数目以及膨胀控制边缝60的形状、尺寸和数目来获得其他形状。
附加地或另选地,包装件10的形状可受到放置在膨胀室中的膨胀材料25的量的影响。例如,一个或多个膨胀室可膨胀到大于或小于一个或多个其他膨胀室的内部压力。在一个示例性实施方案中,一个或多个次级膨胀室26可膨胀到使得其具有比一个或多个初级膨胀室24的内部压力小的内部压力。例如,与贮存器281的中心区域相邻设置的一个或多个次级膨胀室26可膨胀到比一个或多个初级膨胀室24的内部压力小的内部压力。这可有助于使包装件10成型,使得顶板、底板、侧板或端板中的一者或多者呈现大致平坦的表面,而不是弯曲或凸出的表面。另外,可以设想的是,膨胀室中的一个或多个膨胀室在使用期间可不膨胀。即,在使用期间膨胀室中的一个或多个膨胀室可不包括膨胀材料25,或者膨胀材料25可不使膨胀室膨胀。例如,与贮存器282的中心区域相邻设置的一个或多个次级膨胀室26可保持未膨胀。同样,这可有助于使包装件10根据需要成型。除了不在要保持未膨胀的一个或多个膨胀室中提供膨胀材料25之外,还可使用未活化的可活化膨胀材料25并且/或者可在一个或多个膨胀室中提供孔使得引入的膨胀材料25仅仅通过孔逸出膨胀室。
可帮助减少包装件10中所用材料的量并且帮助减小包装件10的总体尺寸的一个特征是将顶板2和底板4彼此分离,使得当包装件10膨胀以供使用时顶板和底板间隔开。如上所述,这样做的一种方式是在顶板2和底板4之间提供侧面9和11以及端部6和8。可通过将构成包装件10的材料片折叠成某种构型以形成角撑75(诸如图19所示的角撑)来提供端板6和8。例如,形成端部6和8的材料向内折叠并且在折叠时通过角撑接缝73接合或以其他方式相对于其接触的侧板9或11保持在适当位置。在所示的实施方案中,端部6和8各自具有角撑板77,角撑板沿角撑接缝73接合到侧面9和11。这产生角撑75,该角撑将顶板2与底板4分开并且允许包装件具有大致彼此平行且大致垂直于顶板2和底板4的一个或多个端部6和/或8。侧面9和11可为顶板2和侧板4的伸出部,并且通过角撑接缝73保持为大致垂直于顶板2和底板4的取向。当然,这仅仅是用于解释包装件10可如何被构造成提供期望形状的一个示例性实施方案。还设想了其他构型,其包括其他类型的角撑75、不同的折叠图案和/或包装件10的板和侧面相对于彼此的不同取向。
如上所述,柔性包装件的一个通常的期望特征是,包装件具有稳定的基座,包装件可放置在该基座上。确保例如在底板4上提供稳定的基座78的一种方式是确保基座78是包装件10的从中心平面CP延伸比底板4的任何其他部分更大距离的部分。具体地讲,例如,如图22所示,可能期望基座78从中心平面CP延伸距离——基座距离BD、并且优选地最大基座距离BD,该距离大于底板中心区76从中心平面CP延伸的距离——中心区距离CRD、并且优选地最大中心区距离CRD。包装件10的顶部表面80或任何其他板可与之类似。例如,可能期望确保顶部表面80从中心平面CP延伸比顶板2的任何其他部分更大的距离。具体地讲,可能期望顶部表面80从中心平面CP延伸某个距离——顶部表面距离TSD、并且优选地最大顶部表面距离TSD,该距离大于顶板中心区82从中心平面CP延伸的距离——顶板中心区距离TCRD、并且优选地最大顶板中心区距离TRCD。
对于某些包装件可能期望的另一个特征是提供包装件10的一个或多个表面与其他表面和/或其他包装件10嵌套的结构。例如,可能期望一个包装件的顶板2被构造成与另一个或多个包装件的底板4嵌套。所谓嵌套,是指一个包装件10的结构特征部能够以预定方式配合在另一个制品(例如另一个包装件10或表面)的结构特征部内或以其他方式与另一个制品的结构特征部相互作用,以便改善这两个制品的相互配合或在特定空间中的共存。嵌套可允许减少装运或储存多个包装件所需的空间,可有助于防止包装件移位、移动或掉落,并且可有助于确保包装件根据需要与其他包装件或表面一起取向等。可通过将包装件10的表面或板中的一者或多者成型为有意地与另一个表面、制品或包装件相互作用来实现嵌套。例如,包装件10的顶板2可被成型为与另一个包装件10的底板4嵌套。另选地或除此之外,包装件的其他侧面、端部或板可被构造成用于嵌套。图21和图22中示出了被构造成用于嵌套的包装件10的一个示例。如图所示,顶板2包括延伸超过顶板2的顶部表面80的突起膨胀室90。在所示的实施方案中,突起膨胀室90一般呈从包装件10的顶部表面80向外延伸的长方体形状。同一包装件10具有设置在底板4上的向内延伸的凹陷部92,该凹陷部的尺寸和形状被设计成使得突起膨胀室90可至少部分地配合在凹陷部92内。当然,任何侧面、端部或板可具有一个或多个突起部90或凹陷部,并且突起部90和凹陷部可具有任何期望的形状、高度或深度。
如上所述,柔性包装件10可任选地包括一个或多个取出特征部55,诸如撕拉条,或允许使用者在制品贮存器28被闭合之后进入制品贮存器的任何其他特征。取出特征部55可被构造成允许进入制品贮存器28而不另外影响包装件10,或者可被构造成使膨胀室中的任一个或多个膨胀室收缩。一个或多个取出特征部55可被构造成至少部分地横跨一个侧面、端部或板提供进入制品贮存器28的通道,或者可完全横跨任何一个或多个端部、侧面或板延伸。例如,一个或多个取出特征部55可在三个侧面上提供进入制品贮存器28的通道,从而允许包装件10像蛤壳那样在所有侧面和边缘上被完全打开以允许顶板2和底板4彼此完全分离,或者在一个或两个侧面或边缘上以允许通道更像包壳或小袋。
包装件10可由各种材料制成。此类材料可包括但不限于例如膜、织造材料、非织造材料、纸材、箔和/或任何其他柔性材料。事实上,本发明的包装件10的优点是,其可基本上、几乎完全或完全由柔性材料制成,但仍然提供通过现有包裹和邮件递送系统成功地、经济地装运消费品所需的刚度、强度和保护。例如,包装件10可仅包括或由一种或多种膜材料制成,而无需附加的刚性内部元件或外部元件诸如木材、金属、固体泡沫或刚性塑料或纸板盒来向包装件10提供形状和/或结构。换句话说,包装件10可由或基本上由柔性材料组成。这对于制造商和消费者双方均可为有利的,因为柔性材料诸如膜片通常比更大体积的物品诸如纸板盒和其他结构包装构件更易于搬运、装运和储存。
如果使用膜,则膜可包括例如聚乙烯、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。片可包括和/或涂覆有相异材料。此类涂层的示例包括但不限于聚合物涂层、金属化涂层、陶瓷涂层和/或金刚石涂层。片可以是塑料膜,其厚度使得片为适形的并且可易于由于人施加的力而变形。内片12、外片14和次级外片16的厚度可分别大致相等。另选地,片的厚度可以不同。在将除多层聚乙烯层压膜之外的材料掺入包装件中的情况下,它们优选地以低含量使用(即,包装件的总重量的小于10%或小于5%或小于1%)和/或容易地从包装中分离。
可用于本发明的多层膜包括聚乙烯和/或聚乙烯共聚物的层压体,并且基本上不含非聚乙烯聚合物和共聚物。具体地,聚乙烯聚合物和共聚物优选地为总聚合物含量的>80wt%,更优选地>90wt%,并且最优选地>95wt%。出于本发明的目的,聚乙烯聚合物和/或共聚物是含有>50wt%的基于乙烯单体的重复单元的聚合物或共聚物。聚乙烯聚合物或共聚物的非限制性示例包括LLDPE、聚乙烯塑性体、LDPE、EVA(具有<50wt%的VA含量)、EVOH(具有>50wt%的乙烯单体单元)、聚烯烃离聚物(具有>50wt%的乙烯单体单元)和EAA(具有>50wt%的乙烯单体单元)。非乙烯聚合物和共聚物的非限制性示例包括聚丙烯、聚异丁烯、聚1-丁烯、聚酰胺、聚碳酸酯、EVOH(具有乙烯含量<50wt%)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、PVA和PVOH。多层膜的多层可以通过本领域已知的任何方式接合,如共挤出、粘合剂粘结、吹塑、流延等。共挤出膜可以包括膜内相邻层之间的粘结层。本发明的多层膜可以包括常见的非聚合添加剂,诸如滑动剂、抗嵌段剂、AO、能量吸收剂、颜料等。本发明的多层膜可以包括各种常用的表面处理,诸如电晕处理、清漆或表面印刷。
本发明的多层膜可以包括三个或更多个层,该三个或更多个层可以呈层压形式。多层膜可以包括内层、一个或多个外层,诸如第一外层和第二外层,以及一个或多个中间层。在实施方案中,可存在1至约20个中间层、约2至约16个中间层、约2至约12个中间层、约2至约10个中间层、约2至约8个中间层、约2至约6个中间层,或约2至约4个中间层。如本文所用,术语“层压”不旨在要求任何特定类型的接合,而是仅指示膜内的包括用于包装上的柔性材料的各个层面对面地设置,一个在另一个之上。其他类型的层压结构也可适用。非限制性示例包括由共挤出物或多层的粘合剂层压体产生的层压体。本发明的膜可以通过吹塑膜或流延膜工艺产生。在实施方案中,多层膜可以包括两个外层,其可以相同或不同(例如,在结构、厚度、化学组成、添加剂等方面不同)。优选地,外层中的至少一个外层具有低于约130C的主要熔点(例如低密度聚乙烯材料、线性低密度聚乙烯材料或低熔融聚乙烯材料)。此类材料的非限制性示例包括聚乙烯塑性体、某些乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)和某些聚乙烯离聚物。在实施方案中,多层膜可以包括一个或多个中间层,当存在多于一个中间层时,单独的中间层也可以相同或不同(例如在结构、厚度、化学组成、添加剂等方面不同)。中间层可以具有高于130C的主要熔点。此类聚乙烯材料的非限制性示例包括各种HDPE、coHDPE和MDPE。在实施方案中,每个层的表面可以与相邻层的表面呈部分、实质或完全接触。在实施方案中,层的表面可以化学或物理结合到相邻层的表面。在实施方案中,在相邻层之间可以存在互相混合以在层之间形成粘结层。相应层中的每个相应层包括聚乙烯材料。
聚乙烯材料可包括低密度聚乙烯(LDPE)、聚乙烯极性共聚物、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度均聚乙烯/高密度聚乙烯共聚物(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)和极低密度聚乙烯(VLDPE)中的一者或多者。聚乙烯的极性共聚物可以包括聚乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯-MAH、聚乙烯-丙烯酸(EAA)、聚乙烯-甲基丙烯酸和聚乙烯离聚物。可以选择聚乙烯材料以在常规聚乙烯再循环流中可再循环,也就是说,包括聚乙烯材料的层压制品可以在当前可用的基础设施中再循环,而不需要将层压体的层彼此分离。
低熔点聚乙烯基聚合物和共聚物(LM-PE)由于其低熔点而是优选的热密封材料,其增加密封界面处的间隙,并且优选作为聚乙烯层压板材料的外层。对于本发明,LM-PE被定义为具有优选低于100℃、更优选地低于95℃并且最优选地低于90℃的主要熔点的聚乙烯基聚合物或共聚物。非限制性实例包括聚烯烃塑性体,诸如Dow亲和力、ExxonMobil精确等。低熔点聚乙烯共聚物的另外的示例包括EVA和离子聚合物,诸如来自Dow/Dupont的各种Surlyn等级。LM-PE层可以包括多层膜结构的10%-50%,优选地10%-25%。LM-PE层优选地设置在多层膜结构的外表面中的至少一个外表面(优选地两个外表面)上,并且可以进一步作为多层膜的至少一个内层或中间层并入。
外表面上的LM-PE提供在形成柔性包装件的外表面处的PE多层膜可以最容易热密封(当采用热密封时)。虽然可以热密封其它类型的PE(即LLDPE、HDPE、LDPE、MDPE),但是由LM-PE形式提供的热密封件更完全且更快速,并且提供充胀柔性包装件的改进的爆裂强度。例如,如果热密封件形成较差,则充胀柔性包装件可能通过热密封接缝爆裂。此外,作为内层或中间层并入LM-PE可以将HDPE层与更柔性的材料分开。这可以防止一层HDPE材料中的失效通过整个HDPE结构传播。
HDPE和coHDPE材料的特征在于材料的固态密度通常大于约0.95g/cc。HDPE的非限制性示例包括NovaHPs167-AB。HDPE或coHDPE层可以包括总多层膜的20%-65%,优选地30%-50%。HDPE或coHDPE作为多层膜的内层或中间层并入并且可以作为一个或多个层设置在多层膜内。当HDPE或coHDPE作为多层膜内的多个层并入时,HDPE或coHDPE层可以通过LM-PE、LLDPE或任何其它各种PE的层分离。
将HDPE或coHDPE并入多层膜结构中向整个结构提供刚度、强度和蠕变阻力。此外,HDPE或coHDPE提供气体屏障。不足的HDPE或coHDPE将导致气体充胀压力下的过度蠕变、负载失效和气压的过度损失。如果使用过多的HDPE或coHDPE,则结构将是脆性的,受到穿刺和撕裂,并且难以形成耐用的热密封件。
LLDPE是聚乙烯共聚物,其中共聚单体通常是高阶α烯烃,诸如丁烯、己烯或辛烯。LLDPE通常具有在约0.910g/cc与0.925g/cc之间的固体级密度。LLDPE的示例包括来自DowChemical的Dowlex 2045G和来自ExxonMobil的ECD 1018。LLDPE层可以包括0%-80%的多层膜结构,优选地35%-55%。LLDPE可以作为多层膜的任何层并入,并且可以被设置为多层内的一个或多个层。当LLDPE以多层膜内的多层并入时,LLDPE层可以通过LM-PE、HDPE/coHDPE或任何其它各种PE的层分离。
LLDPE可以设置在HDPE/coHDPE与LM-PE之间(即,在多层膜的外表面处的LM-PE)。将LLDPE并入多层膜结构中提供弹性、中等强度、高冲击、高抗撕裂性、中度蠕变阻力和一些空气屏障。
图23至图26中描绘了本发明的多层膜结构的示例性实施方案。
图23描绘了包括三层、内层1010和第一外层1020和第二外层1030的多层膜1000。在实施方案中,三层多层膜可以是约100μm厚。多层膜的两个外层为各自约33μm厚的LLDPE,并且占多层膜的总厚度的66%。多层膜的内层包括HDPE(约34μm厚,或总多层膜的约34%)。
在实施方案中,三层多层膜可以是约75μm厚。多层膜的两个外层是各自约25μm厚的低熔融LLDPE,并且占多层膜的总厚度的66%(对于多层膜的总共10%)。多层膜的内层包括HDPE(约34u厚,或总多层膜的约34%)。
在实施方案中,三层多层膜可以是约100μm厚。多层膜的两个外层是各自约25μm厚的低熔融LLDPE,并且占多层膜的总厚度的50%(对于多层膜的总共10%)。多层膜的内层包括HDPE(约50μm厚,或总多层膜的约50%)。
在实施方案中,三层多层膜可以是约100μm厚。多层膜的两个外层是各自约40μm厚的LLDPE,并且占多层膜的总厚度的80%。多层膜的内层包括HDPE(约20μm厚,或总多层膜的约20%)。
图24描绘了包括五个层(内层1110、第一外层1120和第二外层1130、第一中间层1140和第二中间层1150)的多层膜1100。在实施方案中,多层膜可以是约100μm厚。多层膜的两个外层是各自约5μm厚的LM-PE,并且占多层膜的总厚度的5%(对于多层膜的总共10%)。内层包括HDPE(约35μm厚,或总多层膜的约35%),并且两个中间层包括LLDPE,其中的每个中间层对于总多层膜的总共55μm或55%为约27.5μm。
图25描绘了包括七个层(内层1210、第一外层1220和第二外层1230、第一中间层1240、第二中间层1250、第一二级中间层1260和第二二级中间层1270)的多层膜1200。在实施方案中,多层膜可以是约75μm厚。在实施方案中,多层膜的两个外层是各自约7μm厚的LM-PE,并且占多层膜的总厚度的约9%;7μm的LM-PE层包括内层(对于多层膜的总共约28%)。第一中间层和第二中间层包括HDPE(各自约9μm厚,或总多层膜的约24%),并且第一二级中间层和第二二级中间层包括LLDPE(其中的每个LLDPE为约18μm厚,对于总多层膜的总共48%)。
在实施方案中,七层多层膜可以是约100μm厚。多层膜的两个外层是各自约7μm厚的LM-PE,并且占多层膜的总厚度的约7%;还包括7μm的LM-PE层作为内层(对于多层膜的总共约28%)。第一中间层和第二中间层包括HDPE(各自约20μm厚,或总多层膜的约40%),并且第一二级中间层和第二二级中间层包括LLDPE(其中的每个LLDPE为约20μm厚,对于总多层膜的总共40%)。
在实施方案中,七层多层膜可以是约120μm厚。多层膜的两个外层可以是各自约10μm厚的LM-PE,并且占多层膜的总厚度的约8%;还包括10μm的LM-LLDPE层作为内层(对于多层膜的总共约25%)。第一中间层和第二中间层包括HDPE(各自约20μm厚,或总多层膜的约33%),并且第一二级中间层和第二二级中间层包括LLDPE(其中的每个LLDPE为约25μm厚,对于总多层膜的总共42%)。
在实施方案中,七层多层膜可以是约60μm厚。多层膜的两个外层可以是各自约10μm厚的LM-PE,并且占多层膜的总厚度的约8%;还包括10μm的LM-PE层作为内层(对于多层膜的总共约25%)。第一中间层和第二中间层包括HDPE(各自约10μm厚,或总多层膜的约33%),并且第一二级中间层和第二二级中间层包括LLDPE(其中的每个LLDPE为约12.5μm厚,对于总多层膜的总共42%)。
在实施方案中,七层多层膜可以是约100μm厚。多层膜的两个外层可以是各自约5μm厚的LM-PE,并且占多层膜的总厚度的约10%。第一中间层和第二中间层包括HDPE(各自约17μm厚,或总多层膜的约34%),并且第一二级中间层和第二二级中间层包括LLDPE中间体(其中的每个LLDPE中间体为约25μm厚);还包括6μm的LM-PE层作为内层(对于多层膜的总共约56%)。
在实施方案中,可能期望具有不同材料固定件的非对称层结构。
在实施方案中,五层多层膜可以是约100μm厚。多层膜的一个外层可以是约5μm厚的LM-LLDPE,并且占多层膜的总厚度的约5%,多层膜的另一外层可以是约17.5μm的HDPE,并且占多层膜的总厚度的17.5%。一个中间层包括55μm厚或总多层膜的约55%的LLDPE。多层膜的另一个中间层可以是约5μm厚的LM-LLDPE,并且占多层膜的总厚度的约5%。多层膜的第二中间层可以是约17.5μm的HDPE,并且占多层膜的总厚度的17.5%。
图26描绘了包括十一个层(内层1310、第一外层1320和第二外层1330、第一中间层1340、第二中间层1350、第一二级中间层1360和第二二级中间层1370、第一三级中间层1380和第二三级中间层1390、第一四级中间层1400和第二二级四级层1410)的多层膜1300。在实施方案中,十一层多层膜可以是约90μm厚。多层膜的两个外层可以是各自约10μm厚的LM-PE,并且占多层膜的总厚度的约22%。第一中间层和第二中间层以及第一三级层和第二三级层包括HDPE(各自约5μm厚,或总多层膜的约22%);并且内层、第一二级层和第二二级层,以及第一四级层和第二四级层包括LLDPE(其中的每者为约10μm厚;对于多层膜的总共约56%)。
此外,可使用带涂层的纸膜材料。另外,可使用由非织造或织造材料层压的膜材料。
构成包装件10的片可提供多种颜色和设计,以便吸引消费者的兴趣来购买包装件10中保存的产品。另外,形成片的材料可以是着色的、有色的、透明的、半透明的或不透明的。在膜制作过程中,可通过使用添加剂或母料来改变这种光学特性。任何前述光学改性剂可以并入到膜层压结构的任何层中。另外,其他装饰技术可呈现在片的任何表面上或片的内部结构内,诸如夹式印刷油墨(sandwich printed ink)、透镜、全息图、防伪特征、冷箔、热箔、压印、金属油墨、转印、清漆、涂层等。优选地,包括颜料、油墨、箔的添加剂,或诸如用于改变成品片材等的所得光泽和无光泽水平的添加剂以足够低的水平使用,使得它们不干扰PE层压膜的可再循环性。片中的任何一个或全部片均可包括标记,使得消费者可容易地识别包装件10的制品贮存器28中保存的产品的性质或产品的任何给定特性,以及包装件10中保存的产品的制造商的品牌名称、包装件10的发件人,或任何第三方,诸如产品的制造商或包装件10的发件人的保证人。标记可包含装饰性元素。标记还可以在使用产品和/或包装件100时提供注释或操作指南,并且可以与本文所公开的任何功能特征部(例如,可闭合开口30或制品取回特征部55)相邻并入,作为有助于识别特征的位置和/或目的的手段。具体地讲,外片14的第一表面17或第二表面19可以是大致平坦的并且没有中断。因此,可将多种品牌标记施加到包装件10的外片14的第一表面17或第二表面19,以供发货人或消费者查看。
形成片的柔性膜材料可以是有色的或着色的。在使用任何印刷方法(凹版印刷、柔性版印刷、数字印刷、丝网印刷、喷墨、激光喷射等)形成包装件预成型件之前,柔性膜材料也可预印刷有艺术作品、颜色和/或标记。另外,组装的包装件10可以在形成之后使用所述的印刷装置中的任一个印刷装置印刷。包装件10的任何和所有表面均可为印刷的或未印刷的。另外,可对形成片的层压膜的某些层压体进行表面印刷或背面印刷。可能期望在将层压层与其它层压层组合之前印刷层压层的一个表面,使得印刷表面位于片内部。此外,可在片上印刷功能性油墨。功能性油墨是指包括提供装饰有益效果、纹理涂层或其他有益效果的油墨,其他有益效果包括例如但不限于印刷传感器、印刷电子器件、印刷RFID,以及光敏染料和激光标记添加剂。附加地或另选地,可在膨胀之前或之后向构成柔性包装件10的片或柔性包装件10自身施加标签,例如但不限于柔性标签或热缩管,以提供包装件10的期望的视觉外观。由于膜可被印刷成平坦的并且随后被成形为三维物体,因此艺术作品可被设计成精确地适形于包装件10自身或其中的制品100。例如,印刷物中的一些或全部印刷物可相对于其期望的成品外观变形,使得标记在被形成为三维对象时获得其期望的成品外观。此类预失真印刷可用于功能标记,诸如徽标、图表、条形码和要求精确以便执行其预期功能的其他图像。
可分别向初级膨胀室24和次级膨胀室26中提供多种初级膨胀材料25和/或次级膨胀材料29。初级膨胀材料25和/或次级膨胀材料可为气体、液体、固体或它们的组合。固体膨胀材料的一个示例为固化泡沫。此类材料可作为改变成固体的流体或作为固体引入到膨胀室中。如果使用泡沫,则其可以是体积随着泡沫固化而增加的可膨胀泡沫。此类泡沫的示例包括但不限于异氰酸酯和多元醇的两部分液体混合物,该混合物在适当的条件下组合时固化以形成固体泡沫。此类膨胀材料25的一个优点是,在无需密封膨胀室的情况下也可将其用于预期目的,这可简化制造和/或膨胀室填充过程。膨胀材料可包括芳香、香味、颜色或具有其他消费者可注意到的属性,这些属性可在膨胀材料包封在膨胀室内时或在从膨胀室中释放时提供美学和/或功能有益效果。例如,膨胀材料25可包含香味,使得当膨胀室中的一个或多个膨胀室收缩时,香味释放到空气中。此外,可使用提供防紫外线、绝缘或另一种所需功能的膨胀材料。
膨胀材料25可为可根据使用者需求随时膨胀的“按需膨胀”材料。例如,引入到室中的流体的相变可引起膨胀室24、26的膨胀。相变的示例可包括注入一定量的冷却材料,例如但不限于液氮或干冰。通过将室密封与外部环境隔绝并且允许膨胀材料在达到环境温度时蒸发和/或升华,片之间的压力可导致膨胀室膨胀。化学反应性材料,例如但不限于弱酸(诸如柠檬酸)与弱碱(诸如碳酸氢钠)可被引入到室中,并且可根据使用者需要活化。在此类构型中,可不必具有使用者可将膨胀材料引入到其中的开口或端口。
如果使用化学反应性材料,则它们可彼此分离以允许使用者确定何时使膨胀室膨胀。例如,可使用易碎密封隔开化学反应性材料,该易碎密封可被破坏以诱发反应引起膨胀室膨胀。另外,可选择在某些环境条件下(例如在某些温度下)彼此不反应的化学反应性材料。当期望膨胀室中的一个或多个膨胀室膨胀时,包装件10可暴露于环境条件,例如,通过提高环境温度,从而导致化学反应性材料彼此反应以引起膨胀。化学反应性材料可彼此不反应,除非经受电磁能,包括例如但不限于UV光或微波能。在此类情况下,当期望膨胀室中的一个或多个膨胀室膨胀时,包装件10可暴露于电磁能,从而导致化学反应性材料彼此反应以引起膨胀。对于可用于使用者能够在任何期望的时间和/或在除制造或完成位置之外的位置使膨胀室膨胀的情况,此类按需膨胀材料25可为尤其期望的。例如,使用者可购买包装件10,将其带回家或带到装运位置,将制品100放置在贮存器28中并使膨胀室膨胀。
虽然膨胀材料可提供任何所需膨胀量,但已发现,适用于用来装运典型的消费产品的柔性包装件10的压力通常为约环境压力至约25psig,或约1psig至约20psig。根据所装运制品100、装运方法、预期的环境条件,诸如柔性包装件10将暴露于的温度和/或海拔,在膨胀室24、26中的一个或全部膨胀室中可期望更高或更低的压力。
本发明的包装件10可被构造成具有任何所需的机械特性、化学特性、环境特性(例如,温度、湿度、光照、声音、粉尘、大气压、降水等),以及所需的其他性能特性。例如,包装件10可包括抵抗湿气、水、光、某些化学品和/或气体渗透的材料。本发明的包装件10的优点是,其可被构造成满足或超过许多最常见的包装件装运要求,例如,如ISTA性能测试等行业标准中所设定的要求,而无需多种不同的包装件材料或难以构造和/或存储包装件。
包装件10可被构造成耐受穿越环境气压变化区域的装运的严苛性,诸如在山上运输或经由空运装运。环境压力的变化可包括大气压力的升高和大气压力的降低以及环境压力的变化,诸如在加压货舱中。高海拔上的运输和/或经由空运的装运通常包括环境气压的降低。此类环境压力的降低可导致膨胀室24、26膨胀至低于其位于或接近海平面时的爆裂压力以至于在装运期间爆裂。膨胀室24和26可在低于其爆裂压力时充分膨胀,使得它们在装运期间在降低的环境压力下不爆裂,并且/或者可包括通气孔或阀以允许膨胀材料中的一些或全部膨胀材料在膨胀室接近其爆裂压力时逸出。
就机械保护而言,包装件10可被设计和构造成具有如下特性:帮助保护其中装运的任何制品100免于因机械力诸如跌落、堆叠、刺穿、挤压、撕拉、夹拧等而损坏。与其他属性一样,包装件10可通过如下方式被具体地设计成满足使用者在机械保护方面的需求:为包装件10的不同部分选择适当的材料,适当地设计包装件10的形状,使一个或多个膨胀室24、26适当地膨胀等等。
在装运期间要加以防范的最重要的机械损伤力之一是跌落。包装件通常不能为跌落提供足够的保护,因为它们允许其中所装运制品在跌落时“反弹”。当包装件中的任何保护材料达到其保护极限并且其中的制品经受其掉落到的表面的完全抗力时,发生反弹。已发现,本发明的包装件10尤其适用于阻抗其中装运的制品的反弹,并且因此可有效地防止制品的破碎和其他损坏。
另外,包装件10可包括一种或多种绝热材料。绝热材料是将导致如在贮存器28和包装件的外部之间测量的R值增加的材料。在一个示例中,膨胀室24、26中的一个或多个膨胀室可包括绝热材料。绝热材料的非限制性示例包括R值大于空气的泡沫和气体,诸如例如惰性气体诸如氩气。
包装件10的总体形状可包括至少一个相对平坦的部分或“面”。该部分可用于施加装运标签或使用说明。尽管不是必需的,但具有相对平坦的部分在通过常规装运系统搬运包装件10方面可为有用的。例如,当以一定角度传送包装件时,圆形包装件具有翻滚的趋势,而包括相对平坦部分的包装件不太可能具有该缺点。包装件10的总体形状可大致为多面体。包装件的总体形状可为大致矩形的棱柱。此类形状还可便于更好地堆叠、更好地适配常规装运设备和更好地搬运。
可能期望包装件10具有一个或多个相对平坦的面向外的表面。相对平坦的面向外的表面可提供允许容易地施加标签和/或印刷的有益效果,并且还可使得包装件10在装运和储存期间更稳定。在本文所述的本发明的包装件中提供一个或多个相对平坦的表面的一个困难是,当膨胀室膨胀时,膨胀室常常产生弯曲和/或不规则表面。因此,期望具有本文所述的本发明的包装件的优点,而且还期望一个或多个相对平坦的表面的附加有益效果。设想了提供此类期望的相对平坦的表面的若干方式。例如,可提供如图27所示的外部包裹物300,该外部包裹物围绕包装件10的一些或全部并且提供一个或多个面向外的相对平坦的表面310。
外部包裹物300可由任何期望的材料制成,包括塑料膜、箔、织造材料、非织造材料、复合材料、纸材和/或任何其他柔性材料。如果外部包裹物永久地附接到包装件10,则优选地外部包裹物也由聚乙烯材料制成。如果外部包裹物不由聚乙烯材料制成,则优选地,外部包裹物可拆卸地附接到包装件10。当然,也可使用非柔性材料,但在期望柔性包装件的有益效果的情况下,此类材料趋于为次优选的。尤其可用的材料的示例为收缩膜、拉伸膜和其他聚合物膜。此类材料可例如形成为可围绕包装件10的全部或一部分放置的套管,或者可为包裹在包装件10周围并被切割成期望尺寸的离散片和/或连续材料。在一些实施方案中,外部包裹物300围绕包装件10的整个周长延伸,并且在其他实施方案中,外部包裹物300可为仅在包装件10的周长的一部分上延伸的离散材料片。例如,外部包裹物300可以在包装件10的一个或多个侧面上延伸,或者可以在包装件10的仅单个侧面或单个侧面的一部分上延伸。还设想了多个外部包裹物300。例如,不同的材料或相同的材料可用于包装件10上的多个层中或不同的位置中。
外部包裹物300或其任何部分可印刷、机械改性或化学改性或以其他方式设置有一个或多个标记,包括但不限于字母、数字、字符、图形等。标记可为二维的或三维的。附加地或另选地,外部包裹物300可设置有香味、纹理或其他功能特性。此外,外部包裹物300可设置有涂层或其中嵌入有用来提供一些其他有益效果的材料,所述有益效果诸如防紫外线、耐磨、抗撕裂性或耐刺穿性、绝缘性、摩擦系数改性或使用者可能期望的任何其他有益特性。外部包裹物300还可以为包装件10提供尺寸稳定性和/或均匀性,这可有利于装运、搬运、堆叠和存储。例如,外部包裹物300可提供或可用于接合一个或多个柄部、抓持区域、挂钩或其他功能特征部。图28是示出本发明的包装件10的示例的简化图,其中外部包裹物300具有孔315、狭缝325、穿孔330和外部包裹物柄部340。当然,这些和其他功能特征部的任何组合可以包括和形成于或接合到外部包裹物300。此类功能特征部还可以与装饰性或指示性标记诸如外部包裹物标记310对齐,以帮助使用者使用包装件10和/或提供美学上期望的构型。
采用外部包裹物300的有益效果很多,上文中指出了其中一些有益效果。然而,一些最有益方面与美观和印刷或装饰的便利性有关。如上所述,使用外部包裹物300可提供相对平坦的表面,标签可放置在该表面上并且/或者油墨或另一种材料可印刷在该表面上(例如,外部包裹物300可为装运标签或其他标签)。此外,使用外部包裹物300还允许在不同于包装件10的制造、填充、膨胀和/或闭合的时间、过程和/或位置印刷和/或以其他方式处理构成外部包裹物300的材料。因此,这允许包装件的后期定制。这也可使得印刷和处理外部包裹物300的速度高于原本当外部包裹物300的印刷必须和包裹物与包装件10成一整体、接合到包装件或围绕包装件设置同时进行时的速度。这还允许包装件10在膨胀之后更简单地印刷,因为即使在膨胀之后,外部包裹物300也可提供平坦表面。此外,外部包裹物300还可在包装件上提供“告示板”以允许改善与使用者和/或最终消费者的沟通。此外,这还允许在印刷和装饰方面更通用地生产包装件10,这可节省成本,然后在后期提供期望的信息、美观性和/或贴标签,从而允许更好的定制和更高效的处理。另外,提供相对平坦的表面允许使用现有的贴标和搬运设备,并且还可有助于储存和/或装运以及提供看起来更完善或更精致的包装件。
外部包裹物的任何部分或表面可为印刷的或以其他方式包括外部包裹物标记320(例如,如图27所示),并且外部包裹物300或其部分可为不透明、半透明或透明的。此外,外部包裹物标记310和/或外部包裹物300的任何不透明、半透明或透明部分中的任何一者或多者可与任何标记84、包装件10的任何其他片的透明、半透明或不透明部分对齐。
外部包裹物300可为独立的一个或多个材料件,材料件可固定到包装件10的任何部分上或可不与之接合。如前所述,如果外部包裹物永久地附接到包装件10,则优选地外部包裹物也由聚乙烯材料制成。外部包裹物可包裹在包装件10的一部分或全部周围。外部包裹物可被拉伸和/或收缩以紧密地贴合在包装件10周围。例如,在将制品100放置在包装件10中并且膨胀室中的一个或多个膨胀室膨胀之后,可使用拉伸包裹物或可收缩材料诸如收缩包裹物或收缩套管并包裹在包装件周围。另选地,在将制品放置在包装件10中之前和/或在膨胀室中的一个或多个膨胀室膨胀之前,可将拉伸包裹物或不可拉伸材料包裹在包装件周围或附连到包装件。此外,还可使用收缩包裹物材料,该材料可围绕包装件的一部分设置,然后收缩以提供绷紧的相对平坦的表面。外部包裹物300可被提供为包装件10的整体部分,或者可为可基于特定使用者的需要使用或不使用的一个或多个独立件。
将外部包裹物300提供为独立于构成包装件10的其余部分的全部或一部分的材料具有若干优点。一个示例是,外部包裹物300可由具有与包装件10的其余部分不同的特性的材料制成,并且这可使得总体包装件更便宜。例如,外部包裹物300可由比包装件10的其余部分更强、更厚、更耐刺穿等的材料制成。由于外部包裹物300的材料可独立于构成包装件的其他材料,因此使用者可以为外部包裹物300选择更昂贵的材料,并且为包装件10的其余部分选择原本在不使用外部包裹物300时将用于特定情况的更便宜的材料。另一个示例是外部包裹物300可以是可再循环的和/或可重复使用的,但在与基于聚乙烯的包装件10不同的再循环流中。因此,可能期望使外部包裹物300由与包装件10不同的材料制成。
如上所述,可能期望包装件10针对膨胀室中的一个或多个膨胀室具有单个、双个或更多的冗余。通过使室彼此分立,它们可为彼此提供冗余。即,在一个室收缩时,其他室可保持膨胀构型。尤其期望的是当膨胀室提供包装件10的结构刚度和/或形状时可以如下方式提供:使得在膨胀室中的一个或多个膨胀室损坏或收缩时,一个或多个其他膨胀室保持(膨胀)并且可继续提供包装件10的结构刚度和/或形状。这可帮助确保包装件10保持其形状和/或保护能力,在其整个使用过程中可易于搬运,和/或为其中的任何制品提供期望的保护,即使包装件10在使用期间损坏。
图29是包括已接合在一起形成膨胀室(诸如次级膨胀室26)的三种柔性材料的预成型件110的示例。如图所示,预成型件110尚未被组装到最终包装件10中。如图所示,存在三个离散的次级膨胀室26,即第一室400、第二室410和第三室420。虽然示出了三个离散次级膨胀室26,但是可存在少至一个离散次级膨胀室26和期望数目的离散次级膨胀室26,包括但不限于两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个或甚至更大数目。另外,如本文所述,可存在任何数目的离散初级膨胀室24以及离散初级膨胀室24与次级膨胀室26的任何组合。图31中示出了具有五个分离的次级膨胀室26的包装件预成型件110的示例。
如图29所示,在一个或多个次级膨胀室中实现冗余的一种方式是将包装件预成型件110和所得包装件10(图30中所示)构造成使得膨胀室中的至少两个膨胀室沿包装件10的一部分彼此相邻。如本文所用,“相邻”不要求特征部接触、彼此直接挨着或以任何方式连接。相反,相邻特征部可紧邻,也可被其他特征部分离,只要它们可执行期望的功能即可。例如,第一室400可大致设置在预成型件110的中心,使得第一室400大致位于包装件10的顶板2和底板4的中心。第二室410沿将成为将顶板2与侧面9、11中的一者分开的线的部分设置在第一室400的外侧。第三室420设置在预成型件110上的第二室410的外侧,并且形成包装件10的侧面9、11中的一者的至少一部分。第三室420和第二室410沿包装件10的至少一部分彼此相邻,使得在这些室中的一个室(例如,在装运或搬运期间意外地)收缩时,另一个室将不一定收缩,并且将因此能够在两个室彼此相邻的位置中为收缩的室提供冗余。
如图29、图30A和图30B所示,第一室400、第二室410和第三室420可全部延伸穿过包装件10的至少顶板2、底板4和第一端部部分6。当使用歧管450或其他类似结构将膨胀材料引导到膨胀室中时,这允许单个膨胀端口50。这还提供膨胀室沿至少整个顶板2、底板4和第一端部部分6的冗余。然而,可以设想任何一个膨胀室均可定位在包装件10上的任何位置,并且可延伸穿过包装件10的任何特定侧面、板或部分的全部或仅一部分。因此,可以设想,例如,包装件10具有沿包装件10的顶板2的一个或多个侧面设置的第一室400和沿第一室400的全部或一部分设置的第二室410。附加膨胀室可位于包装件10的任何部分、板或侧面中,并且可设有冗余(例如,离散的且相邻的)膨胀室,或者可为与其他膨胀室不相邻的离散膨胀室,或者可为彼此流体连通的单个或多个膨胀室。
图31示出了本发明的一个另选实施方案,其中包装件10包括五个不同的离散次级膨胀室,即第一室400、第二室410、第三室420、第四室430和第五室440。第一室400大致设置在底板4中的预成型件110的中心,使得第一室400大致位于包装件10的底板4的中心。第二室410设置在包装件10的底板4中的第一室400的外侧,并且延伸到第一端部部分6和第二端部部分8中。第三室420设置在第二室410的外侧,并且在顶板2和底板4中形成包装件10的侧边9、11中的一者的至少一部分。第三室420也延伸穿过第一端边6和第二端边8。第四室430设置在预成型件110上的第三室420的外侧,并且延伸穿过顶板2、底板4、第一端部部分6和第二端部部分8。第五室440设置在第二端部部分8中。如图所示,所有室与歧管450流体连通,但这些室中的任何一个或多个室可完全独立于其他室,或者可与一个或多个歧管或其他结构连通以有助于室的膨胀。
如图29至图31所示,包装件10可被构造成使得膨胀室中的一个或多个膨胀室(单独地或组合地)提供框架状结构500,该框架状结构在膨胀室处于膨胀构型时帮助限定包装件10的形状。框架状结构500中包括的室可膨胀以为包装件10提供刚性框架。例如,在具有六个侧面(例如平行六面体)的包装件10中,框架状结构500可包括沿包装件10的侧面中的全部或一些侧面的周边或周长设置的膨胀室。框架状结构500可通过将离散膨胀室彼此相邻地定位在优选的位置中而在其全部或其任何部分中具有冗余。例如,如果整个框架状结构500都存在冗余是优选的,则两个或更多个离散膨胀室可沿框架状结构500的全部彼此相邻地定位。另选地,如果仅期望框架状结构在某些区域中存在冗余,则离散膨胀室可仅在那些区域中彼此相邻地定位。
可能优选的是,在膨胀室中的一个或多个膨胀室收缩时,维持框架状结构500或其任何部分中的对称性。这可有助于确保包装件10在离散室中的一个室收缩时,在包装件10的至少一部分中保持优选的形状。例如,可能期望包装件10即使在膨胀室收缩时也保持大致平行六面体形状和/或侧面中的一个或多个侧面上的大致平坦的表面。因此,包装件10可被设计成使得任何一个或多个部分或侧面均具有膨胀室,这些膨胀室被成型成为该侧面或部分提供对称性。图29至图31所示的示例性实施方案包括提供对称性的膨胀室。例如,在图29中,第一室400在包装件10的整个中心区510中具有对称性。第二室410相对于顶板2的中心线CL具有对称性。第一室400也关于中心线CL对称,并且其他室也可以关于包装件10的中心线或其他特征部具有对称性。第三室420沿顶板2、底板4、第一端部部分6和第二端部部分8的侧面具有对称性。因此,例如,如果第二室410收缩并且第一室400和第三室420保持膨胀构型,则顶板2和底板4将保持大致相同的形状,如同第二室410处于膨胀构型时一样。在没有此类对称性的情况下,包装件10有可能在一个或多个区域中呈现不均匀的形状(例如,顶板或底板的一个侧面膨胀而另一个侧面不膨胀),并且可使得包装件10更难以传送和/或搬运,并且可使得包装件10对于使用者来讲不太美观。
在任何实施方案中,膨胀室中的一些或全部膨胀室可形成为离散室,或者可形成为一个或多个连续室,所述一个或多个连续室通过使其部分密封或以其他方式闭合而分离以形成彼此不流体连通的不同的室。当形成包装件时,可以进行膨胀室的分离。一个或多个膨胀端口可用于填充多个不同的室。可能期望以使膨胀端口彼此相邻定位的方式将包装分成不同的室。膨胀室的分离也可发生在膨胀材料25提供到膨胀室中之后。这可以通过任何合适的方式关闭任何膨胀室的一部分来完成,包括但不限于粘合剂、热密封、超声波密封、化学密封、机械密封、收紧、折叠、激光密封等。优选热密封。另选地或另外地,任何一个或多个室可以包括一个或多个单向阀,以防止膨胀材料25从一个室或其部分移动到另一个室或室的另一部分中。单向阀优选地也由聚乙烯材料制成,诸如包括包装件10的聚乙烯层压膜。当使用离散的膨胀室时,设想任何数目的此类室,并且离散室可以在整个包装件中对称地或不对称地设置。
此外,还有可能使一个较小直径的膨胀室(或膨胀端口)在另两个膨胀室之间延伸以保护较小直径的室在装运和搬运期间免受损坏。在示例性实施方案中,第一次级膨胀室26的至少一部分从膨胀端口50在至少两个其他次级膨胀室26之间延伸,并且具有小于其他两个次级膨胀室的直径,使得当膨胀时,其他两个次级膨胀室向外延伸超过第一次级膨胀室,并且可在膨胀室膨胀时为第一次级膨胀室提供保护。
可根据多种方法来制造根据本公开的包装件10。例如,包装件10可根据下述方法组装。将第一膜(内片12)和第二膜(外片14)彼此叠放。通过热密封形成一个或多个初级膨胀室接缝20。通过热密封操作形成的初级膨胀室接缝20限定膨胀室24。为了进一步限定膨胀室24,热密封模具可包括以任何期望的厚度(例如,约0.325英寸宽)形成密封的特征部。在热密封之前,单向膜阀可以放置在内片12和外片14之间,膜阀跨越片12和14将具有接缝20的位置。单向膜阀通常是已知的,并且在例如美国专利公布2006/0096068中有所描述。单向膜阀可在膜阀的至少一部分上包括油墨或聚合物材料,该油墨或聚合物材料使膜阀能够被密封到由热密封模具产生的接缝中,但不将膜阀密封关闭。
热密封模具可用于形成接缝20。如果是这样,则将模具加热到所需温度并且抵靠第一膜12和第二膜14按压以形成接缝20。材料的未附接片层(诸如Teflon)可以临时使用在热密封模具和被密封的膜片之间,以控制模具与被加热的膜之间的热传递,并防止膜燃烧/粘附到热密封模具。内片12和外片14可相对于热密封模具二次定位以产生附加的接缝和初级膨胀室24。如果包装件10包括三个或更多个形成其任何部分的片,则另外的热密封模具可以类似地用于通过将第三片(例如,次级外片16)放置到第一两个片(例如,内片12和外片14)上并以类似的方式施加热密封模具来形成次级膨胀室26。如果使用附加的片,则可以以类似的方式接合它们。
如果包装件10包括四个或更多个片,那么可以以不同的顺序接合片。例如,在使用四个片的情况下,可以接合对应于内片12和次级内片23的第一片和第二片;并且可以接合对应于外片14和次级外片16的第三片和第四片;并且然后可以接合两对接合的片。然后,第一片和第二片的接合形成初级膨胀室24,并且然后第三片和第四片的接合形成次级膨胀室26。
在膨胀室形成之后,片的端部和/或侧面可接合以形成制品贮存器28和包装件10的大致形状。可通过膨胀端口50引入空气或另一种膨胀材料以使膨胀室膨胀。可引入任何合适的压力的空气。例如,可引入约1psig至约20psig的压力的空气以使室24膨胀,而不存在第一膜和第二膜因过压而破裂的风险。此外,如所指出的那样,可使用其他膨胀材料,并且初级膨胀室24和次级膨胀室26(如果有的话)可膨胀至不同的压力。
多个包装件10可由较大的连续材料片形成。包装件10可同时形成或按顺序形成。如本文所公开的包装件10由多层PE层压膜构成并且可进一步使用以下美国专利和申请中所公开的用于包装件10的任何和所有材料、结构和/或特征,以及制备和/或使用此类包装件10的任何和所有方法:(1)2012年5月7日提交的名称为“Film Based Packages”的美国专利9,815,258;(2)2012年5月7日提交的名称为“Film Based Packages”的美国公布2013/0292395 A1;(3)2012年7月26日提交的名称为“Film Based Package Having aDecoration Panel”的美国公布2013/0292287 A1;(4)2012年11月19日提交的名称为“Packages Made from Flexible Material”的美国专利申请61/727961;(5)2012年8月6日提交的名称为“Methods of Making Film Based Packages”的美国专利10,040,581;(6)2013年3月13日提交的名称为“Flexible Packages with Multiple Product Volumes”的美国公布2013/0292413 A1;以及(7)2013年3月15日提交的名称为“Flexible Materialsfor Flexible Containers”的美国专利9,469,088(61/789135);这些专利中的每个专利据此以引用方式并入本文。
实施例
为了测试蠕变失效,产生了每个层压材料的三个膨胀结构。
一系列测试包装件包括形成初级膨胀室24和次级膨胀室26的内片12、外片14和次级外片16。使用热密封由各种多层PE层压膜构造测试包装件以产生如上所述的接缝和密封件。测试包装件以一式三份评估爆裂强度、蠕变和空气损失。结果表格化于表1中。
通过经由膨胀端口50使包装件膨胀直到膨胀室中的至少一个膨胀室爆裂来测量爆裂强度。分别测试初级和次级膨胀室(表1中的数据取自次级膨胀室)。喷嘴将通过膨胀端口50插入,并且端口将在喷嘴周围密封,因此空气不会逸出。然后将压力每30秒增加0.5psi增量。当膜失效时,将记录爆裂值。
对蠕变和空气损失进行测试包括将外膨胀室充胀到8psi,以及将内膨胀室充胀到3psi。然后将结构放置在室温(21C)下并定期检查以确定结构是否未能维持压力。如果结构在3周后保持充胀,则层压材料通过蠕变测试。
通过制备如用于蠕变测试的包装件来测试空气损失。空气损失测试包括使包装件不受干扰地处于室温(21C)下3周,以及确定次级膨胀室中的气压(初级膨胀室未评估)。如果次级膨胀室压力保持高于原始充胀压力的50%,则层压结构通过空气损失测试。如果次级膨胀室压力下降到8psi的原始压力的50%以下,则包装件未通过空气损失测试。
表
图32A至图32K中的描绘
所有膜均为100u厚
LLD1=作为ECD-1018由ExxonMobil供应的线性低密度聚乙烯
LLD2=作为ECD-1023由ExxonMobil供应的线性低密度聚乙烯
HD=作为6410-HD由Dow供应的高密度聚乙烯
LM1=作为Affinity 1888由Dow供应的低熔融聚乙烯
LM2=作为Affinity 1850由Dow供应的低熔融聚乙烯
本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反,除非另外指明,否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如,公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
除非明确排除或换句话讲有所限制,本文中引用的每篇文献,包括任何交叉引用或相关专利或专利公布,均据此以引用方式全文并入本文。对任何文献的引用均不是承认其为本文公开的或受权利要求书保护的任何文献的现有技术、或承认其独立地或以与任何其它一个或多个参考文献的任何组合的方式提出、建议或公开任何此类实施方案。此外,当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文献中相同术语的任何含义或定义矛盾时,应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。
尽管本文举例说明和描述了特定实施方案、变型形式和特征结构,但应当理解,在不脱离受权利要求书保护的主题的实质和范围的情况下,可作出各种其他改变和修改。此外,虽然本文描述了受权利要求书保护的主题的各种方面,但此类方面无需以组合方式来利用。因此有意地在所附权利要求中涵盖在受权利要求书保护的主题的范围内的所有此类改变和修改形式。
Claims (32)
1.用于一个或多个制品的柔性包装件,包括:
a.内片,所述内片具有第一表面和第二表面、内片第一部分和内片第二部分;
b.外片,所述外片具有外片第一部分和外片第二部分,所述外片第一部分的至少一部分连接到所述内片的所述第一表面以在所述部分与所述第一表面之间形成一个或多个初级膨胀室,所述内片第二部分从所述内片第一部分延伸并且折回到所述内片第一部分的所述第二表面上以在所述内片第二部分与所述内片第一部分之间形成制品贮存器;
c.膨胀端口,所述膨胀端口与所述一个或多个初级膨胀室流体连接,通过所述膨胀端口能够将膨胀材料引入到所述一个或多个膨胀室中
d.可闭合开口,所述一个或多个制品能够插入到所述可闭合开口中;其中所述内片和所述外片包括具有两层或更多层的多层聚乙烯膜。
2.根据权利要求1所述的柔性包装件,其中所述多层聚乙烯膜包括内层和第一外层或第二外层中的至少一者。
3.根据权利要求2所述的柔性包装件,其中所述内片或所述外片进一步包括一个或多个中间层。
4.根据权利要求3所述的柔性包装件,其中所述内片或所述外片包括1个至约20个的中间层。
5.根据权利要求1所述的柔性包装件,其中所述内片和所述外片包括具有三层或更多层的多层聚乙烯膜。
6.根据权利要求1所述的柔性包装件,其中所述多层聚乙烯膜的平均厚度在约50微米至约250微米范围内。
7.根据权利要求6所述的柔性包装件,其中所述多层聚乙烯膜包括内层以及在第一外层或第二外层中的至少一者,其中所述外层中的至少一个外层的平均厚度为所述多层聚乙烯膜的约5%至约10%。
8.根据权利要求7所述的柔性包装件,其中所述内层的平均厚度为所述多层聚乙烯膜的约2%至约60%。
9.根据权利要求7所述的柔性包装件,其中所述多层聚乙烯膜进一步包括一个或多个中间层,所述一个或多个中间层的平均总厚度为所述多层聚乙烯膜的约20%至约60%。
10.根据权利要求9所述的柔性包装件,其中所述一个或多个中间层包括低熔融PE、LLDPE或HDPE中的至少一者。
11.根据权利要求1所述的柔性包装件,所述柔性包装件进一步包括设置成与所述制品贮存器流体连通的通气孔。
12.根据权利要求1所述的柔性包装件,其中所述外片具有面向所述内片的内表面和与所述内表面相对的外表面,并且其中所述柔性包装件进一步包括与所述外片的所述外表面相邻地设置并且至少部分地接合所述外表面的次级外片,所述次级外片和所述外片形成一个或多个次级膨胀室。
13.根据权利要求12所述的柔性包装件,其中所述一个或多个次级膨胀室在处于膨胀构型时为所述柔性包装件提供结构刚性和/或形状。
14.根据权利要求12所述的柔性包装件,所述柔性包装件具有两个或更多个次级膨胀室,其中所述次级膨胀室中的至少一些次级膨胀室彼此独立。
15.根据权利要求12所述的柔性包装件,其中所述内片、所述外片和/或所述次级外片中的至少一者由不同于所述内片、所述外片和/或所述次级外片中的至少另一者的材料制成。
16.根据权利要求1所述的柔性包装件,其中当所述一个或多个制品设置于所述制品贮存器中时,所述内片与所述一个或多个制品接触。
17.根据权利要求1所述的柔性包装件,其中当所述一个或多个初级膨胀室处于膨胀构型时,所述内片使所述一个或多个制品至少部分地固定在所述制品贮存器内。
18.根据权利要求1所述的柔性包装件,所述柔性包装件不具有除了所述初级膨胀室和/或所述次级膨胀室之外的结构支撑特征部。
19.根据权利要求1所述的柔性包装件,所述柔性包装件具有两个或更多个初级膨胀室,其中所述两个或更多个初级膨胀室中的至少一些初级膨胀室彼此独立。
20.根据权利要求1所述的柔性包装件,所述柔性包装件包括外部包裹物,所述外部包裹物围绕所述包装件的至少一部分并且为所述包装件提供至少一个相对平坦的面向外的表面。
21.根据权利要求12所述的柔性包装件,所述柔性包装件进一步包括制品取出特征部,所述制品取出特征部允许使用者打开所述柔性包装件并且从所述制品贮存器中取出所述一个或多个制品。
22.根据权利要求21所述的柔性包装件,其中所述制品取出特征部在被启用时打开所述柔性包装件并且使所述一个或多个初级膨胀室和所述一个或多个次级膨胀室收缩。
23.用于一个或多个制品的柔性包装件,包括制品贮存器、顶表面和底表面;
内片和柔性次级内片,所述内片和所述次级内片在外接缝处接合在一起,并且形成适于接收初级膨胀材料的一个或多个初级膨胀室;和
柔性次级外片和外片,所述次级外片和所述外片在外接缝处接合在一起,并且形成适于接收次级膨胀材料的一个或多个次级膨胀室;
其中所述一个或多个非膨胀室在所述一个或多个初级膨胀室上设置于所述顶表面上;
其中所述内片和所述外片包括具有两层或更多层的多层聚乙烯膜。
24.根据权利要求23所述的柔性包装件,所述柔性包装件进一步包括一个或多个非膨胀室,其中所述一个或多个非膨胀室是标签表面。
25.根据权利要求23所述的柔性包装件,其中所述柔性包装件具有一个或多个膨胀端口,并且所述一个或多个初级膨胀室和所述一个或多个次级膨胀室与所述一个或多个膨胀端口流体连通。
26.制备柔性包装件的方法,包括以下步骤:
a.设置内片,所述内片具有内片第一部分、内片第二部分、内片第一表面、内片第二表面;
b.以与所述内片面对面关系设置外片,所述外片具有外片第一部分和外片第二部分;
c.将所述外片第一部分的至少一部分接合到所述内片第一部分的所述第一表面以在所述部分与所述第一表面之间形成一个或多个第一初级膨胀室;
d.将所述外片第二部分的至少一部分接合到所述内片第二部分的所述第一表面以在所述部分与所述第一表面之间形成一个或多个第二初级膨胀室;
e.将所述内片第一部分的所述第二表面的至少一部分与所述内片的所述第二部分的所述第二表面的一部分接合,从而在所述至少一部分与所述部分之间形成制品贮存器;
f.设置膨胀端口,所述膨胀端口与所述第一初级膨胀室或所述第二初级膨胀室中的至少一者流体连接,通过所述膨胀端口能够将膨胀材料引入到所述膨胀室中;
g.设置可闭合开口,所述一个或多个制品能够插入到所述可闭合开口中,所述开口从所述柔性包装件的外部延伸到所述制品贮存器;以及
h.设置制品取出特征部,所述制品取出特征部允许使用者打开所述柔性包装件并且从所述制品贮存器中取出所述一个或多个制品。
27.根据权利要求26所述的方法,其中所述外片具有内表面和外表面,所述内表面面向所述内片,并且其中次级外片材料与所述外片的至少一部分的所述外表面相邻地设置并且接合所述外表面以形成一个或多个次级膨胀室。
28.根据权利要求27所述的方法,其中两个或更多个次级膨胀室被设置成彼此流体连通。
29.根据权利要求26所述的方法,其中所述一个或多个次级膨胀室中的至少一个次级膨胀室被设置成与所述第一初级膨胀室或所述第二初级膨胀室中的一者或多者流体连通。
30.根据权利要求26所述的方法,其中通过将膨胀材料引入到所述第一初级膨胀室或所述第二初级膨胀室和/或所述第二膨胀室中来使一个或多个第一初级膨胀室或第二初级膨胀室膨胀。
31.根据权利要求26所述的方法,其中一个或多个初级膨胀室或次级膨胀室膨胀到与其他初级膨胀室或次级膨胀室中的至少一者或多者不同的内部压力。
32.根据权利要求26所述的方法,所述方法进一步包括提供设置成与所述制品贮存器流体连通的通气孔。
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