JP2021504084A - レールセグメン及び屈曲ポストを有する締結システム - Google Patents

レールセグメン及び屈曲ポストを有する締結システム Download PDF

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Abstract

締結システムは、裏材と、裏材から突出するレールセグメンの列とをそれぞれ有する第1及び第2締結部材を含む。レールセグメンは、裏材に付着したベース部と、裏材から遠位のキャップ部と、を有する。キャップ部は、ベース部の幅よりも大きいキャップ幅を有する。少なくとも第1の締結部材の裏材から突出するポストの列が存在する。第1及び第2の締結部材が締結されると、ポストがレールセグメンから離れるように屈曲する一方、第1及び第2締結部材のレールセグメンのキャップ部は互いを通りこして、第1締結部材及び第2締結部材が締結された後に元の位置に復帰する。包装体の一部に取り付けられている締結システムも開示される。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2017年11月27日に出願された米国特許仮出願第62/591,000号及び2018年3月27日に出願された同第62/648,515号の優先権を主張し、これらの開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
背景技術
締結具は、構成体、機械装置、医療機器、自動車アセンブリ、パーソナルケア製品、及び織物産業などの様々な用途で使用される。一般的に知られている締結具は、リベット、スナップ、及びボタンからフックアンドループ締結具までに及び、これらはそれぞれ、2つの物品を一緒に組み立てるための構成要素(例えば、雄型及び雌型構成要素)とは異なった接合を含む。自己嵌合締結具又はフック・フック式締結具と呼ばれることもあるいくつかの締結具は、雄型及び雌型構成要素を含まない相互連結部材から構成される。2つの物品を一緒に組み立てるために、各締結部材は、それぞれの物品の表面に取り付けられ、締結部材が嵌合されるときに2つの物品が共に接合される。
同じ締結部材上に異なる構造を含む特定の締結具が報告されている。例えば、米国特許第5,586,372号(Eguchi)、5,884,374号(Clune)、6,276,032号(Nortman)、及び6,546,604号(Galkiewicz)を参照されたい。異なる構造は、異なる形状、サイズ、又は係合機能を有してもよい。
再閉鎖可能包装体は、乾燥商品、ポテトチップスやチーズなどの食品、動物フード、芝手入れ製品などの各種消費財用容器として使用することができる。このような包装体は、様々な形状及びサイズで利用可能である。更に、様々な再閉鎖可能包装体は、包装体の所望の回数の開放及び閉鎖に合わせて、包装体内に配置された消費財の保管を維持することができる多用途容器とすることができる。例えば、多用途包装体は、包装体内に配置された内容物へのユーザによるアクセスを提供した後、内容物の包装体からの流出を防止するために閉鎖することができる。これらの多用途包装体は、繰り返し開放及び閉鎖することができる内蔵締結具を含むことができる。更に、様々な多用途包装体は、包装体の最初の開放後に再密封されて、内容物の新鮮さを保ち、空気、水分、及び様々な汚染物質などの各種外部要素の侵入を防止することができる。
典型的には、再閉鎖可能包装体は、1つ以上の可撓性材料を含む1つ以上のシート又はフィルムから作製することができる。フィルムは、折り畳まれ、一緒に封止されて、内部容積と、消費財を容積内に配置し得る開口部と、を有するパウチを形成することができる。締結具は、閉鎖構成から開放構成へ繰り返し操作され得る開口部に隣接して配置することができる。
自己嵌合締結具を有するいくつかの再閉鎖可能包装体が報告されている。例えば、米国特許第8,641,278号(Ducauchuis)及び米国特許出願公開第2006/0168776号(Dais)及び第2013/0071047号(VanLoocke)を参照されたい。
本開示は、裏材上にレールセグメンの列及びポストの列を含む締結システムを提供する。典型的かつ有利には、締結部材の固有の構造は、係合するレールセグメンの過度の塑性(すなわち、不可逆的)変形を伴わずに、複数サイクルの締結及び解除を可能にすることができる。本開示の締結システムは、再閉鎖可能包装体のための自己嵌合締結具として有用であり得る。
一態様では、本開示は、締結システムを提供する。締結システムは、第1及び第2の締結部材を含み、各締結部材がそれぞれ、長さ、幅、及び厚さを有する裏材と、裏材から突出するレールセグメンの列と、を有する。レールセグメンはそれぞれ、裏材に付着したベース部と、裏材から遠位のキャップ部と、を有する。キャップ部は、ベース部の幅よりも大きいキャップ幅を有し、キャップ部は、対向する側部でベース部に張り出している。少なくとも第1の締結部材の裏材から突出するポストの列が存在する。いくつかの実施形態では、レールセグメンの列とポストの列とが交互になっている。ポストはそれぞれ、レールセグメンの高さ以下の高さを有する。第1及び第2の締結部材が締結されると、ポストがレールセグメンから離れるように屈曲する一方、第1及び第2締結部材のレールセグメンのキャップ部は互いを越えて、第1締結部材及び第2締結部材が締結された後に元の位置に戻る。
別の態様では、本開示は、包装体の一部に取り付けられている締結システムを提供する。
本願において、
本明細書に記載されている全ての見出しは、読者の利便性のためのものであって、特に断りのない限り、見出しの後に続く文面の意味を限定するために使用されるものではない。
用語「含む(comprises)」及びその変化形は、これらの用語が本明細書及び特許請求の範囲に現れる場合、限定的な意味を有するものではない。このような用語は、記載されたある1つの工程若しくは要素、又は複数の工程若しくは要素の群が含まれることを示唆するが、いかなる他の工程若しくは要素、又は複数の工程若しくは要素の群も排除されないことを示唆するものと理解される。
「a」、「an」及び「the」などの用語は、単数の実体のみを指すことを意図するものではなく、具体例を例示するために用いることができる一般的な種類を含む。「1つの(a)」、「1つの(an)」及び「その(the)」などの用語は、「少なくとも1つの」という用語と互換可能に使用される。
列挙に続く、「のうちの少なくとも1つを含む」という語句は、列挙中の項目のうちのいずれか1つ、及び列挙中の2つ以上の項目の任意の組み合わせを含むことを指す。列挙に続く、「のうちの少なくとも1つ」という語句は、列挙中の項目のうちのいずれか1つ、又は列挙中の2つ以上の項目の任意の組み合わせを指す。
本明細書で使用されるとき、用語「又は」は、内容がそうでない旨を特に明示しない限り、概して「及び/又は」を含む通常の意味で使用される。
用語「及び/又は」は、列挙された要素のうちの1つ若しくは全て、又は列挙された要素のうちの任意の2つ以上の組み合わせを意味する。
本明細書で使用する場合、用語「機械方向」(MD)は、製造工程中の材料の走行ウェブの方向を意味する。ストリップが連続ウェブから切られるとき、機械方向における寸法は、ストリップの長さ「L」に相当する。用語「機械方向」及び「長手方向」は、同じ意味で使用される場合もある。本明細書で使用する場合、用語「機械横方向」(CD)という用語は、機械方向に対して本質的に垂直な方向を指すために使用される。ストリップが連続ウェブから切られるとき、機械横方向における寸法は、ストリップの幅「W」に相当する。したがって、用語「幅」は通常、レールセグメント及びポストを担持する表面である裏材の第1の表面の平面における、短い方の寸法を指す。本明細書で使用する場合、用語「厚さ」は通常、裏材の第1の表面に直交する寸法である、締結具の最小寸法を指す。
本明細書で使用する場合、用語「交互に」は、1列のレールセグメントが任意の2つの隣接するポストの列間に配置されており(すなわち、ポストの列は、列間に1列のみのレールセグメントを有する)、1列のポストが2つの隣接するレールセグメントの列間に配置されていることを指す。
本明細書で使用する場合、用語「垂直」は、裏材とレールセグメント及び/又はポストとの間の関係が略垂直であることを指す。「略垂直」とは、裏材及びレールセグメント又はポストの列によって画定される平面が、垂直から最大で10(いくつかの実施形態では、最大で7.5又は5)度ずれ得ることを意味する。
測定した量との関連において、本明細書で使用する場合、用語「約」は、測定を行い、測定の目的及び使用される測定機器の精度に見合う水準の注意を払う当業者によって予測されるような測定量の変動を指す。本明細書において、数字の前の「最大」(例えば、最大で50)は、その数(例えば、50)を含む。
全ての数値範囲は、特に記述されない限り、これらの範囲の端点、及び端点同士の間の非整数値を含む(例えば、1〜5は、1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5などを含む)。
本開示のこれらの態様及び他の態様は、以下の「発明を実施するための形態」から明らかとなるであろう。しかしながら、上記の概要は、いかなる場合であっても、特許請求される主題に対する限定として解釈されるべきではなく、その主題は、添付の「特許請求の範囲」によってのみ定義されるものであるが、手続きの過程で補正される場合もある。
本開示は、本開示の様々な実施形態についての下記の詳細な説明を添付の図面と併せて考察することにより、より完全に理解し得る。
本開示の締結部材の一実施形態の概略斜視図である。 図1Aの締結部材の概略側面図である。 図1Aの締結部材の概略側面図であり、図1Bに示される側面図と直交する。 本開示の締結部材の別の実施形態の概略斜視図である。 図2Aの締結部材の概略側面図である。 両方の締結部材が図2A及び2Bの締結具を含む、本開示の締結システムの一実施形態の概略側面図である。 締結中に変形した本開示の締結システムの一実施形態の概略側面図であり、有限要素モデリングによって計算されたひずみが濃淡で示されている。 締結後の図3Aの締結システムの概略側面図であり、有限要素モデリングによって計算された残留ひずみが陰影によって示されている。 本開示による締結具の概略側面図であり、有限要素モデリングによって計算された締結後の永久塑性変形が陰影によって示されている。 再閉鎖可能包装体の一実施形態の概略前面図である。 図5の再閉鎖可能包装体の概略後面図である。 図5の再閉鎖可能包装体の概略上面斜視図である。 閉鎖構成に配置された本開示の締結システムの一実施形態を備えた、図5の再閉鎖可能包装体の一部の概略断面図である。 上側シール領域が無傷であり、開放構成に配置された本開示の締結システムの一実施形態を備えた、図5の再閉鎖可能包装体の一部の概略断面図である。 開放構成に配置された本開示の締結システムの一実施形態を備えた、図5の再閉鎖可能包装体の一部の概略断面図である。 は、締結具が閉鎖構成にあるときの、図5の再閉鎖可能包装体の開口部の一実施形態の概略断面図である。 再閉鎖可能包装体の別の実施形態の概略斜視図である。 図11の再閉鎖可能包装体の概略前面図である。 再閉鎖可能包装体の別の実施形態の概略斜視図である。 図13の再閉鎖可能包装体の概略前面図である。 再閉鎖可能包装体を形成するために使用される装置及び方法の一実施形態の斜視図である。 実施例2で作製された締結部材の顕微鏡写真である。
発明の詳細な説明
本開示の締結システムにおいて有用な締結具の一実施形態を図1A、1B、及び1Cに示す。締結具1は、長さ(l)、幅(w)、及び厚さ(t)を有する裏材2を含む。締結具1は、レールセグメント4の列14を含む。図1A、図1B、及び図1Cに示す実施形態では、レールセグメント4は、裏材2から垂直に突出する。レールセグメント4はそれぞれ、裏材2に付着したベース部10と、裏材2から遠位のキャップ部8と、を有する。キャップ部8は、ベース部10の幅X1よりも大きいキャップ幅X4を有し、キャップ部8は、対向側でベース部10に張り出している。ベース部10のキャップ幅X4と幅X1との比は、典型的には少なくとも1.25:1、1.5:1又は2:1であり、最大で3:1、4:1、又は5:1であり得る。図1Bは、キャップ張り出し距離X6を示す。いくつかの実施形態では、キャップ部8は、ベース部10の全ての側でベース部10に張り出している。図1Cは、締結具1の長さ(l)に平行な方向のキャップ張り出し距離Y5を示す。キャップはまた、キャップ厚を有し、キャップが直線状でない場合、裏材の上方のキャップ上の最高点に接している線と、裏材の上方のキャップ上の最低点に接している線との間の距離として測定される。例えば、図1Bに示す実施形態では、キャップ厚はZ1−Z2である。用語「レールセグメントの列」では、各列14は、2つ以上のレールセグメント4を含むと理解すべきである。締結具1は、連続的なレールを含まず、その代わりに、レールセグメント4は、裏材2上で互いに分離されている。例えば、列14のレールセグメント4のキャップ8は、締結具1の長さ(l)に平行な方向にキャップ間距離Y3だけ分離されている。
レールセグメント4のベース部10は、ベース部10の幅X1よりも大きい長さY1を有する。いくつかの実施形態では、ベース部10の長さY1と幅X1との比は、少なくとも約1.5:1、2:1、3:1、4:1、5:1、10:1、又は15:1である。レールセグメント4のベース部10は、様々な断面形状を有してもよい。例えば、ベース部10の断面形状は、多角形であってもよく(例えば、矩形、六角形、又は八角形)、ベース部10の断面形状は湾曲していてもよい(例えば、楕円形)。ベース部10は、基部からその遠位端まで先細になっていてもよい。この場合、及び湾曲ベース部の場合、ベース部10の幅X1に対する長さY1の比は、最長点及び最広点から測定される。図1Bに示すように、最長点でのベース部の長さY1は、キャップ部の長さとほぼ同じである。
図1Cに示される実施形態などの実施形態では、基部から遠位端まで先細になるベース部10は、傾斜面と、傾斜面と裏材2との間のテーパ角A1と、を有する。いくつかの実施形態では、ベース部10の傾斜面と裏材2との間のテーパ角A1は、91度〜130度の範囲、いくつかの実施形態では、91度〜125度、95度〜120度、95度〜115度、95度〜110度、93度〜105度、又は95度〜100度の範囲である。
いくつかの実施形態では、レールセグメント4は、最大3ミリメートル(mm)、1.5mm、又は1mmの最大高さZ1(裏材2の上方)を有し、いくつかの実施形態では、少なくとも0.1mm又は0.2mmの最小高さを有する。レールセグメント4の高さZ1は、0.3mm〜0.7mm、0.3mm〜0.6mm、又は0.35mm〜0.55mmの範囲であり得る。レールセグメント4のキャップ部8の厚さZ7は、0.03mm〜0.3mm、0.04mm〜0.15mm、又は0.04mm〜0.1mmの範囲であり得る。いくつかの実施形態では、レールセグメント4のベース部10は、最大約0.5mm、0.4mm、0.3mm、又は0.2mmの最大幅X1、及び少なくとも0.05mm、0.1mm、又は0.125mmの最小幅を有する。ベース部10のいくつかの有用な幅X1は、0.05mm〜0.5mm、0.1mm〜0.2mm、又は0.125mm〜0.175mmの範囲である。レールセグメント4の有用なキャップ幅X4は、0.1mm〜1.0mm、0.3mm〜0.5mm、0.3mm〜0.45mm、又は0.3mm〜0.4mmの範囲である。レールセグメント4のいくつかの有用なキャップ張り出し距離X6は、0.025mm〜0.4mm、0.05mm〜0.3mm、又は0.1mm〜0.25mmの範囲である。いくつかの実施形態では、レールセグメント4は、最大約1.5mm(いくつかの実施形態では、最大1.25、1.0、0.9mm、又は0.8mm)の最大長さY1と、少なくとも約0.1mm、0.2mm、0.4mm、又は0.5mmの最小長さY1と、を有する。レールセグメントの長さY1は、0.1mm〜1.5mm、0.2mm〜1.0mm、又は0.600mm〜0.800mmの範囲であり得る。レールセグメント4の長さ方向におけるいくつかの有用なキャップ張り出し距離Y5は、0.025mm〜0.2mm、0.025mm〜0.1mm、又は0.04mm〜0.075mmの範囲である。いくつかの実施形態では、締結具1の長さ(l)に平行な方向のキャップ間距離Y3は、最大約0.5mm、0.4mm、0.3mm、又は0.25mmであり、及び少なくとも約0.05mm、0.1mm、又は0.125mmである。有用なキャップ間距離Y3は、0.05mm〜0.5mm、0.1mm〜0.3mm、又は0.125mm〜0.225mmの範囲である。
本開示の締結システム内の締結具は、典型的には、少なくとも第1の締結部材上のポストの列を含む。図1A、1B、及び1Cに示される実施形態では、締結具1は、裏材2から垂直に突出するポスト6の列16を含む。いくつかの実施形態では、レールセグメント4の列14とポスト6の列16とが交互になっている。締結具1は、少なくとも2、3、5、又は10個のポスト6の列16と交互になっている少なくとも2、3、5、又は10個のレールセグメント4の列14を有することができる。用語「ポストの列」では、各列16は、2つ以上のポスト6を含むと理解すべきである。締結具1は、連続的な隆起部を含まず、その代わりに、ポスト6は、裏材2上で互いに分離されている。例えば、列16のポスト6は、締結具1の長さ(l)に平行な方向に距離Y4だけ分離されている。一般に、ポストは、レールセグメントの長さとは異なる長さを有する。図1A、1B、及び1Cに示される実施形態では、レールセグメント4のベース部10の長さY1は、ポスト6の長さY2よりも大きく、ポストの列16のうち1列のポスト6の数は、レールセグメントの列14のうち1列のレールセグメント4の数よりも多い。レールセグメント4のベース部10の長さY1は、ポスト6の長さY2の少なくとも2倍、3倍、又は4倍とすることができる。ポストの列16のうち1列のポスト6の数は、レールセグメントの列14のうち1列のレールセグメント4の数の少なくとも1.5倍、2倍、又は3倍とすることができる。締結具1は、自己嵌合締結具として有用であるため、ポストの高さは一般に、レールセグメントの高さ以下である。図1A、1B、及び1Cに示される実施形態では、ポスト6の高さZ3は、レールセグメント4の高さZ1よりも小さい。いくつかの実施形態では、ポスト6の高さZ3は、レールセグメント4の高さZ1の最大95、90、80、75、又は70%である。
本開示の締結システムにおいて有用なポストは、裏材に平行な平面内に様々な断面形状を有してもよい。例えば、ポストの断面形状は、正多角形であってもなくてもよい多角形(例えば、正方形、長方形、菱形、六角形、五角形、又は十二角形)であってもよい、又は、柱体の断面形状は、湾曲していてもよい(例えば、円形又は楕円形)。いくつかの実施形態では、ポストは、裏材に付着した基部と遠位端とを有し、遠位端は、基部の断面積以下の断面積を有する。ポストは、基部からその遠位端まで先細になってもよいが、これは必須ではない。いくつかの実施形態では、ポストは、基部の幅よりも大きいキャップ幅を有する遠位キャップを有する。キャップは、対向側でベース部に張り出してもよく、又は全ての側でベース部に張り出してもよい。本開示の締結具において有用なキャップ付きポストは、マッシュルーム(例えば、ステムから拡張された円形又は楕円形のヘッドを有する)、釘、T、又はゴルフティーなどの様々な有用な形状を有することができる。
再び図1A、1B、及び1Cを参照すると、いくつかの実施形態では、締結具に有用なポスト6は、最大約0.5mm、0.4mm、0.3mm、又は0.2mmの最大幅X2と、少なくとも0.05mm、0.1mm、又は0.125mmの最小幅とを有し、ポスト6のいくつかの有用な幅X2は、0.05mm〜0.5mm、0.1mm〜0.2mm、又は0.125mm〜0.175mmの範囲である。いくつかの実施形態では、本開示の締結具に有用なポスト6は、最大約0.5mm、0.4mm、0.3mm、又は0.2mmまでの最大長さY2と、少なくとも0.05mm、0.1mm、又は0.125mmの最小幅を有する。ポスト6のいくつかの有用な幅Y2は、0.05mm〜0.5mm、0.1mm〜0.2mm、0.1mm〜0.15mm、又は0.125mm〜0.175mmの範囲である。いくつかの実施形態では、締結具1の長さ(l)に平行な方向のポスト6間の距離Y4は、最大約1.5mmであり(いくつかの実施形態では、最大1.25、1.0、0.9mm又は0.8mm)、少なくとも約0.1mm、0.2mm、又は0.4mmである。ポスト6間の距離Y4は、0.1mm〜1.5mm、0.2mm〜1.0mm、又は0.400mm〜0.600mmの範囲であり得る。
図1Cに例示される実施形態などの実施形態では、基部から遠位端へと先細になるポスト6は、傾斜面と、傾斜面と裏材2との間のテーパ角A2と、を有する。いくつかの実施形態では、ポスト6の傾斜面と裏材2との間のテーパ角A2は、91度〜130度の範囲、いくつかの実施形態では、91度〜125度、91度〜120度、91度〜115度、91度〜110度、91度〜105度、又は95度〜100度の範囲である。
いくつかの実施形態では、ポスト6は、(裏材2の上方で)最大2.85ミリメートル(mm)、1.25mm、又は1mmの最大高さZ3を有し、いくつかの実施形態では、少なくとも0.08mm又は0.16mmの最小高さを有する。ポストの高さZ3は、0.2mm〜0.6mm、0.3mm〜0.6mm、0.3mm〜0.4mm、又は0.35mm〜0.55mmの範囲であり得る。いくつかの実施形態では、ポストのそれぞれは、少なくとも1.5:1、少なくとも2:1、又は少なくとも3:1の高さ−幅アスペクト比を有する。いくつかの実施形態では、ポストはそれぞれ、少なくとも1.5:1、少なくとも2:1、又は少なくとも3:1の高さ−長さアスペクト比を有する。
本開示の締結システムにおいて有用な締結具の別の実施形態を図2A及び2Bに示す。本実施形態では、レールセグメント4のキャップ部8は、図1A、1B、及び1Cに示される実施形態のキャップ部8とは異なる形状を有する。図1A、1B、及び1Cに示される締結具について上述した実施形態のいずれかの特徴及び寸法は、図2A及び2Bに示される締結具と組み合わせて使用することができる。
締結具1は、例えば、本開示の締結システムにおける自己嵌合締結具として有用である。本明細書で使用する場合、自己嵌合は、締結が同じタイプの締結要素(例えば、締結ヘッド)を相互係合することによって達成される締結具を指す。いくつかの実施形態では、自己嵌合は、締結が同一形状の締結要素を相互係合することによって達成される締結具を指す。いくつかの実施形態では、自己嵌合は、例えば、図1A及び2Aを参照して、締結具の長さ(L)又は幅(W)のいずれかに平行な軸に沿って折り畳まれた構成にあるときに、締結具がそれ自体と係合できることを指す。それぞれが例えば図2A及び2Bに示される構造を有する2つの締結部材(例えば、第1及び第2の締結部材(1、5))は、図2Cに示すように、自己嵌合の係合で共に締結され得る。いくつかの実施形態では、第1の締結部材1は、実施形態のいずれかにおいて上述したような締結具であり、第2の締結部材は、レールセグメンを含んでもよいが、ポストを含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、第1の締結部材及び第2の締結部材は両方ともポストを含んでもよいが、同一でなくてもよい。例えば、第1の締結部材1は、図1Aに示されるようなキャップ形状を有してもよく、第2の締結部材5は、図2Aに示されるようなキャップ形状を有してもよい。これらの実施形態のいずれにおいても、第1及び第2の締結部材1、5が締結されると、図3Aに示されるように、ポストが典型的にはレールセグメンから離れるように曲がる一方、第1及び第2の締結部材のレールセグメンのキャップ部は互いを超える。次いで、第1及び第2の締結部材が図3Bに示されるように締結された後、ポストは元の位置に戻る。
したがって、いくつかの実施形態では、ポストの曲げ剛性は、レールセグメントの曲げ剛性よりも低い。小さい歪み挙動の曲げ剛性kは、式k=3EI/Hによって決定され、式中、Eは、ポスト及びレールセグメントを構成する材料の係数であり、Hは、ポスト又はレールセグメントの高さであり、I=WL/12であり、式中、Wは幅であり、Lは、ポスト又はレールセグメントの長さである。いくつかの実施形態では、レールセグメントのベース部の長さは、ポストの長さよりも長い。これらの実施形態では、ベース部の幅及びポストの幅が同様である場合、レールセグメントの曲げ剛性は、ポストの曲げ剛性よりも大きくなる。再び図1Aを参照すると、レールセグメント4の列14は全体として、ポスト6の列16よりも大きい曲げ剛性を有することができる。ポストの列16にポスト6がより多く存在する場合、ポスト6の列16が全体としてレールセグメント4の列14よりも小さい曲げ剛性を有するように、ポストの曲げ剛性を(例えば、選択長さ又は幅によって)調整することができる。レールセグメント又はポストの各列の曲げ剛性は、各列のレールセグメント又はポストの数と、レールセグメント又はポストのそれぞれの曲げ剛性とによって決定することができる。
いくつかの実施形態では、本開示の締結システムは、解放可能に締結可能である。本明細書で使用する場合、用語「解放可能に締結可能な」は、締結部材が締結具の機能を損なうことなく、締結部材が1回以上、締結構成と非締結構成とを交代させることができることを意味する。典型的かつ有利には、本開示の締結具の固有の構造は、係合するレールセグメントの過度の塑性(すなわち、不可逆的)変形を伴わずに、複数サイクルの締結及び解除を可能にすることができる。以下の実施例に詳細に記載されるように、レールセグメントを含むがポストを有しない比較例の締結具は、レールセグメントが相互連結のために互いに押圧されて互いを越えるときに締結させることができる。比較例の締結具のレールセグメントのキャップ部は、図4に示されるような係合後、相対的に高いレベルの塑性(すなわち、不可逆的)変形を呈する。塑性変形により、締結具の形状が最初の及び後続の係合によって変化するために、比較例の締結具の解除及び再締結の機能が制限され得る。対照的に、本開示の締結システムでは、第1及び第2の締結部材が締結されるとき、図3Aに示されるように、第1及び第2の締結部材のレールセグメンのキャップ部が互いを越える間に弾性変形する。本開示の締結システムのレールセグメンのキャップ部は、図3Bに示すように、係合後に相対的に低い塑性(すなわち、不可逆的)変形を呈する。
図1A〜C及び2A〜Cに示す締結具1は、例えば、自己嵌合締結具として有用であり、隣接列14、16におけるポスト6のうちの1つと、レールセグメント4の1つのベース部10との間の最短距離X8は、レールセグメント4のキャップ部8の挿入を可能にするのに十分な幅である。距離X8は、X4について実施形態のいずれかにおいて上述したように、X4と略同じであってもよい。いくつかの実施形態では、距離X8は、キャップ幅X4の約20、15、又は10パーセント以内である。いくつかの実施形態では、ベース部10の幅X1に対する距離X8の比は、2:1〜5:1又は2:1〜4:1の範囲である、又はこの比は、約3:1であってもよい。隣接列14、16におけるポスト6のうちの1つと、レールセグメント4のキャップ部8のうちの1つとの間の距離X3及びX5は、キャップ幅X4がベース部X1の幅よりも広いため、距離X8よりも概ね小さい。いくつかの有用な距離X3及びX5は、0.08mm〜0.8mm、0.1mm〜0.5mm、0.2mm〜0.4mm、又は0.2mm〜0.35mmの範囲である。ポスト6と2つの隣接列のレールセグメント4のキャップ部8との間の距離X3とX5は等しくある必要はない。
いくつかの実施形態では、第1及び第2の締結部材は、締結されるとき、裏材の長さに平行な方向に互いに対して摺動することができる。このことは、例えば、第1及び第2の締結部材が最初に締結されるとき、第1及び第2の締結部材の相互に対する位置合わせが望ましくない場合に有利であり得る。所望の位置合わせを達成するために、第1及び第2の締結部材を定位置まで摺動させることができる。
本開示のいくつかの実施形態による締結システムの第1及び第2の締結部材は、一緒に接続されても接続されなくてもよい。いくつかの実施形態では、第1及び第2の締結部材は、2つの別個の基板に接続されてもよい。いくつかの実施形態では、第1及び第2の締結部材は、第1の締結部材が折り畳まれて第2の締結部材と接触する同じストリップ材の一部であってもよい。
本開示による締結システムにおいて有用な締結具では、レールセグメン、ポスト、及び裏材の少なくとも一部は一体である(すなわち、全体にユニットとして同時に形成され、単体となっている)。裏材上のレール部材や直立ポストなどの締結要素は、例えば、締結要素の反転形状を有する空洞部を備えた連続的に移動する成形型に、熱可塑性材料を供給することによって製造することができる。この熱可塑性材料を、2つのローラによって形成されたニップ、又はダイ面とローラ表面との間のニップの間に通過させることができ、これらのローラのうちの少なくとも一方が空洞部を有する。ニップによって提供される圧力が、それらの空洞部内に樹脂を押し込む。一部の実施形態では、より容易に空洞部に充填するために、真空を使用して空洞部を空にすることができる。このニップは、十分に大きい間隙を有することにより、空洞部の上には、一貫した裏材が形成される。裏材は、裏材を貫通する穴を有さずに形成してもよい。成形型表面及び空洞部は、一体形成された裏材及び締結要素をストリッパロールなどによって成形型表面から剥離する前に、所望により空冷又は水冷することができる。
裏材上に締結要素を形成するための好適な型表面としては、複数の空洞部を周辺に画定する一連のプレートから形成されるもののようなツールロールが挙げられ、例えば米国特許第4,775,310号(Fischer)に記載されているものが挙げられる。空洞部は、例えば、ドリル加工又はフォトレジスト技術によって、それらのプレートに形成することができる。他の好適なツールロールとしては、ワイヤーラップロールを挙げることができ、これは、それらの製造方法と共に、例えば、米国特許第6,190,594号(Gormanら)に開示されている。直立締結要素を有する裏材を形成するための方法の別の例としては、米国特許第7,214,334号(Jensら)に記載されているような、締結要素形状の空洞のアレイを画定する可撓性の成形型ベルトを用いるものが挙げられる。直立締結要素を有する裏材を形成するための、更なる他の有用な方法は、米国特許第6,287,665号(Hammer)、同第7,198,743号(Tuma)、及び同第6,627,133号(Tuma)に見出すことができる。
空洞部を出る際に形成されるレールセグメンがキャップを有しない場合、第1及び第2の締結部材は、互いに対していかなる密閉関係も有しない。続いて、米国特許第5,077,870号(Melbyeら)に記載されているようなキャッピング方法によってレールセグメント上にキャップを形成することができる。典型的には、キャッピング方法は、熱及び/又は圧力を使用してレールセグメントの先端部を変形することを含む。この熱及び圧力は、双方が使用される場合には、順次に、又は同時に加えることが可能である。レールセグメントの形成はまた、例えば米国特許第6,132,660号(Kampfer)及び/又は第6,592,800号(Levitt)に記載されているように、キャップの形状を変える工程を含むこともできる。例えば、これらのプロセスのうちの1つ以上は、図1Aに示すキャップ部8の形状を図2Aに示す形状に変更するのに有用であり得る。レールセグメントの形成はまた、例えば米国特許第6,000,106号(Kampfer)に記載されているように、キャップをエンボス加工する工程を含むこともできる。これらのキャッピングプロセスのうちの1つ以上の後に、本開示の締結システム内の第1及び第2の締結部材を一緒に閉鎖することができる。第1及び第2の締結部材を閉鎖及び剥離するのに必要な力の量は、キャッピングプロセスを調整することによって所望に応じて調節することができる。
裏材上の要素を締結するための別の有用な方法は、例えば、米国特許第4,894,060号(Nestegard)に記載されている異形材押出である。通常、この方法では、熱可塑性樹脂フローストリームが、(例えば、放電加工により切削された)パターン化されたダイリップに通されて、ウェブ下流の隆起部を有するウェブが形成され、これら隆起部がスライスされ、ウェブが延伸されて、分離された締結要素が形成される。隆起部は、締結要素に対する前駆体と見なしてもよく、形成されるレールセグメント及びポストの断面形状を呈してもよい。隆起部は、隆起部の伸張に沿って離散した複数の位置で横方向にスライスされ、形成すべき締結要素の長さに略対応する隆起部方向の長さを有する、隆起部の個々の部分が形成される。裏材を可塑変形するように延伸させることにより、締結要素が分離される。
本開示の締結システムにおいて有用な締結具は、熱可塑性材料を含む様々な好適な材料から作製されてもよい。上述の方法を用いて締結具を作製するのに好適な熱可塑性材料の例としては、ポリエチレン及びポリプロピレンなどのポリオレフィンホモポリマー、エチレン、プロピレン、及び/又はブチレンのコポリマー、エチレンビニルアセテート及びアクリル酸エチレンなどのエチレンを含有するコポリマー、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリエチレンブチラート及びポリエチレンナフタレートなどのポリエステル、ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)などのポリアミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリ(ビニルアルコール)、ポリエーテルエーテルケトンなどのケトン、ポリフェニレン硫化物、並びにこれらの混合物が挙げられる。いくつかの実施形態では、締結具を作製するのに有用な熱可塑性材料は、ポリオレフィン、ポリアミド、又はポリエステルのうち少なくとも1つを含む。一部の実施形態では、締結具を作製するのに有用な熱可塑性材料は、ポリオレフィン(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、エチレンコポリマー、プロピレンコポリマー、ブチレンコポリマー、並びにこれらの材料のコポリマー及び配合物)である。いくつかの実施形態では、本開示の締結システムにおいて有用な締結具は、これらの熱可塑性材料のいずれかとエラストマーとの配合物から作製される。このような結合層に有用なエラストマーの例としては、ABAブロックコポリマーなどのエラストマー(例えば、Aブロックはポリスチレン系であり、主に置換(例えば、アルキル化)又は非置換部分から形成され、Bブロックは主に共役ジエン(例えば、水素化されていてもよいイソプレン及び1,3−ブタジエン)から形成される)、ポリウレタンエラストマー、ポリオレフィンエラストマー(例えば、メタロセンポリオレフィンエラストマー)、オレフィンブロックコポリマー、ポリアミドエラストマー、エチレンビニルアセテートエラストマー、及びポリエステルエラストマーが挙げられる。有用なポリオレフィンエラストマーの例としては、エチレンプロピレンエラストマー、エチレンオクテンエラストマー、エチレンプロピレンジエンエラストマー、エチレンプロピレンオクテンエラストマー、ポリブタジエン、ブタジエンコポリマー、ポリブテン又はこれらの組合せが挙げられる。エラストマーは、以下に記載される様々な商業的供給源から入手可能である。これらのエラストマーのいずれも、最大20、15、又は10重量%の量で熱可塑性材料のいずれかとの配合物内に存在してもよい。
本開示の締結システムにおいて有用な締結具の裏材は、様々な厚さを有してもよい。図1A〜1C及び図2A〜2Cに示される実施形態を含むいくつかの実施形態では、レールセグメント4及びポスト6と一体の裏材2の厚さ(Z4−Z5)は、最大約300マイクロメートル(μm)、250マイクロメートル、又は200マイクロメートル、及び少なくとも約50マイクロメートル又は75マイクロメートルであってもよい。この厚さは、裏材の第1の主面から突出するレールセグメント及びポストの高さを含まない。一部の実施形態では、熱可塑性裏材の厚さは、50〜約300マイクロメートル、約50〜約200マイクロメートル、又は約50〜約150マイクロメートルの範囲である。
図1A〜1C及び図2A〜2Cに示される実施形態を含むいくつかの実施形態では、レールセグメントの列14及びポストの列16は、それぞれ独立して隅肉部12上に形成される。図1Bを参照すると、裏材2の上の隅肉部厚さZ6は、最大約100マイクロメートル(μm)、75マイクロメートル、又は50マイクロメートル、及び少なくとも約10マイクロメートル又は15マイクロメートルであってもよい。この厚さは、裏材の第1の主面から突出するレールセグメント及びポストの高さを含まない。一部の実施形態では、隅肉部の厚さZ6は、10〜約100マイクロメートル、約15〜約75マイクロメートル、又は約20〜約50マイクロメートルの範囲である。いくつかの実施形態では、レールセグメント、ポスト、及び隅肉部を除く裏材は、厚さがほぼ均一である。厚さがほぼ均一である熱可塑性材料の場合、裏材における任意の2つの点の間の厚さの差は、最大5、2.5、又は1パーセントであってもよい。
裏材の第1の表面上のレールセグメントは、1平方センチメートル(cm)当たり少なくとも10個(63平方インチin)の密度を有することができる。例えば、レールセグメントの密度は、少なくとも100/cm(635/in)、248/cm(1600/in)、394/cm(2500/in)、又は550/cm(3500/in)であってもよい。いくつかの実施形態では、レールセグメントの密度は、最大1575/cm(10000/in)、最大約1182/cm(7500/in)、又は最大約787/cm(5000/in)であってもよい。例えば、10/cm(63/in)〜1575/cm(10000/in)又は100/cm(635/in)〜1182/cm(7500/in)の範囲の密度が有用であり得る。レールセグメントの密度は、図1Bに示すように、隣接列のレールセグメントの中心間距離として測定される、レールセグメント間の距離X7に関連する。レールセグメントの列間の様々な距離X7が有用であり得る。いくつかの実施形態では、レールセグメントの列間の距離X7は、0.25mm〜2.5mm、0.5mm〜1.5mm、又は0.6mm〜1.2mmである。レールセグメント及びポストの列間の間隔は、例えば、図8〜10に示されるように均一である必要はない。
いくつかの実施形態では、裏材は、一軸又は二軸延伸することができる。機械方向への延伸は、例えば、速度の増加するロール上にウェブを方向付けることによって、裏材の連続ウェブ上で実施することができる。機械横方向への延伸は、例えば、分岐レール又は分岐ディスクを使用する連続ウェブ上で実行可能である。熱可塑性層の一軸及び連続二軸延伸を可能にする、汎用的な延伸方法は、フラットフィルムテンタ装置を用いる。かかる装置は、複数のクリップ、グリッパ、又は他のフィルム縁部把持手段を、熱可塑性ウェブの両側の両縁部に沿って使用して、分岐レールに沿って異なる速度で把持手段を推進させることによって、所望の方向に一軸及び二軸延伸が得られるように、熱可塑性層を把持する。一般に、機械方向のクリップ速度を速くすると、機械方向の延伸がもたらされる。機械方向及び横方向に対してある角度で延伸することも、フラットフィルムテンタ装置によって可能である。一軸延伸及び二軸延伸はまた、例えば、米国特許第7,897,078号(Petersenら)及び本明細書で引用された文献において開示されている方法及び装置によっても達成することができる。フラットフィルムテンタ延伸装置は、例えば、Bruckner Maschinenbau GmbH、Siegsdorf、独国、から市販されている。
一部の実施形態では、延伸後、熱可塑性フィルムは、最大150μm、125μm、100μm、80μm、又は75μmの平均厚さを有する。いくつかの実施形態では、延伸後の裏材の平均厚さは、30μm〜150μm、50μm〜150μm、又は50μm〜125μmの範囲内である。一般に、裏材は、延伸前にも延伸後にも、貫通穴を有しない。いくつかの実施形態では、延伸後のレールセグメント及び/又はポストの密度は、最大約1182/cm(7500/in)又は最大約787/cm(5000/in)であってよい。例えば、2/cm(13/in)〜1182/cm(7500/in)、124/cm(800/in)〜787/cm(5000/in)、248/cm(1600/in)〜550/cm(3500/in)、又は248/cm(1600/in)〜394/cm(2500/in)の範囲の延伸後の密度が有用であり得る。ここでも、レールセグメント及びポストの列間の間隔は、均一である必要はない。
いくつかの実施形態では、裏材は多層構成体を含む。多層構成体は、2〜10、2〜5、又は2〜3層を含むことができる。複数の層は、フィルム、接着剤、及び結合層を含むことができる。複数の層は、コーティング、接着剤結合、及び押出積層を含む様々な方法を用いて共に接合することができる。いくつかの実施形態では、突出レールセグメント及びポストを有する裏材は、熱可塑性材料の多層溶融ストリームから(例えば、上述の方法のいずれかを使用して)作製することができる。この結果、主に裏材を形成するものとは異なる熱可塑性材料から少なくとも部分的に形成される突出レールセグメント及びポストを得ることができる。多層溶融ストリームから製造された直立柱体の様々な構成が、例えば、米国特許第6,106,922号(Cejkaら)に示されている。いくつかの実施形態では、レールセグメントの高さと合わせた裏材(多層裏材を含む)の厚さは、最大3300、2000、1000、900、800、700、650、600、500、540、又は400マイクロメートルである。いくつかの実施形態では、第1及び第2の締結部材が互いに係合される本開示による締結システムの厚さは、最大3300、2000、1000、900、800、750、又は700マイクロメートルである。
締結具の曲げ剛性(例えば、締結具の幅に平行な軸上の)は、裏材を構成する材料の係数、裏材を構成する層の厚さ、裏材上の構造体(レールセグメント及びポストを含む)間の距離、及び曲げ軸に平行な締結具の寸法によって影響される。一般に、材料、締結具内の層の厚さ、及び構造間の距離は、締結具に望ましい曲げ剛性を提供するように選択することができる。有利には、本開示の締結システムにおいて有用な締結具の多くの実施形態では、締結具の曲げ剛性は、締結具が屈曲したときに締結具が意図せず開放しないように十分に低い。これらの実施形態のいくつかでは、締結具の閉鎖構成における曲げ剛性は、例えば、以下の実施例に記載されるように、曲げ剛性試験法によって測定される、100mN/mm〜1500mN/mm、200mN/mm〜1200mN/mm、又は300mN/mm〜1000mN/mmの範囲である。
いくつかの実施形態では、本開示の締結システムにおいて有用な締結具及び/又は締結具の裏材は、結合層を含む。結合層は、レールセグメント及びポストと一体の裏材よりも低い融点を有するエラストマー材料又は他の材料を含むことができる。このような結合層に有用なエラストマーの例としては、ABAブロックコポリマーなどのエラストマー(例えば、Aブロックはポリスチレン系であり、主に置換(例えば、アルキル化)又は非置換部分から形成され、Bブロックは主に共役ジエン(例えば、水素化されていてもよいイソプレン及び1,3−ブタジエン)から形成される)、ポリウレタンエラストマー、ポリオレフィンエラストマー(例えば、メタロセンポリオレフィンエラストマー)、オレフィンブロックコポリマー、ポリアミドエラストマー、エチレンビニルアセテートエラストマー、及びポリエステルエラストマーが挙げられる。有用なポリオレフィンエラストマーとしては、エチレンプロピレンエラストマー、エチレンオクテンエラストマー、エチレンプロピレンジエンエラストマー、エチレンプロピレンオクテンエラストマー、ポリブタジエン、ブタジエンコポリマー、ポリブテン又はこれらの組合せが挙げられる。様々なエラストマーポリマー及び他のポリマーは、様々な程度のエラストマー特性を有するように配合してもよい。例えば、これらのエラストマー材料のいずれも、レールセグメント及びポストと一体の裏材を形成するために、上記の熱可塑性樹脂のいずれかとの配合物において、50%重量%〜95重量%の範囲で存在してもよい。
数多くのタイプのエラストマーが市販されており、これらには、BASF(米国ニュージャージー州フォーハムパーク)から、「STYROFLEX」の商品名で市販されているもの、KratoN Polymers(米国テキサス州ヒューストン)から「KRATON」の商品名で市販されているもの、Dow Chemical(米国ミシガン州ミッドランド)から「PELLETHANE」、「INFUSE」、「VERSIFY」、「NORDEL」、及び「ENGAGE」の商品名で市販されているもの、DSM(オランダ、HeerleN)から「ARNITEL」の商品名で市販されているもの、E.I.duPoNt de Nemours aNd CompaNy(米国デラウエア州ウィルミントン)から「HYTREL」の商品名で市販されているもの、ExxoNMobil(米国テキサス州アービング)から「VISTAMAXX」の商品名で市販されているもの、その他が含まれる。
いくつかの実施形態では、本開示の締結システムにおいて有用な締結具及び/又は締結具の裏材は、ホットメルト接着剤の層を含む。ホットメルト接着剤は、典型的には、室温で非粘着性であり、ホットメルトの使用は、フィルムの取扱い及び積層中の装置上の汚染を低減させることができる。好適なホットメルト接着剤としては、エチレン−ビニルアセテートコポリマー、エチレン−アクリレートコポリマー、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、スチレンブロックコポリマー、ポリカプロラクトン、及びポリカーボネートに基づくものが挙げられ、様々な粘着付与樹脂、可塑剤、顔料、充填剤、及び安定剤を含むことができる。好適なホットメルト接着剤の例としては、ミネソタ州セントポールの3M Companyから商品名「3M SCOTCH−WELD」ホットメルト接着剤(例えば、製品3731B及び3764PG)で入手可能なものが挙げられる。
いくつかの実施形態では、結合層又はホットメルト接着剤は、時間及び圧力に応じて、90℃〜125℃の温度範囲で熱活性化され、再閉鎖可能包装体で使用されるフィルムなどの基板への固定結合を行うのに有用であり得る。再び図1Bを参照すると、結合層又はホットメルト接着剤層3は、任意の有用な厚さZ5を有することができる。いくつかの実施形態では、結合層又はホットメルト接着剤層3は、最大0.1mm、0.075mm、0.05mm、又は0.025mmの厚さZ5を有する。典型的には、結合層又はホットメルト接着剤層3は、少なくとも0.005mm又は0.01mmの厚さを有する。有用な厚さZ5は、0.005mm〜0.1mm、0.005mm〜0.05mm、及び0.01mm〜0.025mmの範囲の厚さを有する。
本開示の締結システムは、様々な目的のために2つの物品を一緒に接合するために有用であり得る。例えば、本開示の締結具は、再閉鎖可能包装体のための自己嵌合締結具として有用であり得る。自己嵌合締結具は、包装体又はパウチに接続することができる。自己嵌合締結具は、開放構成及び閉鎖構成を有することができる。開放構成にある時、自己嵌合締結具は、パウチの最初の開放後、パウチ内に配置された開口部を通じてパウチの内部容積へのアクセスを可能にするように適合されている。更に、閉鎖構成にある時、自己嵌合締結具は、開口部を通じたパウチの内部容積へのアクセスを防止するように適合されている。
図5〜10は、再閉鎖可能包装体の100の一実施形態の様々な図である。再閉鎖可能包装体100は、内部容積122と、内部容積へのアクセスを提供する開口部124と、を画定するパウチ120を含む。パウチ120は、開口部124に隣接して配置された上側シール領域140を更に含み、このシール領域は、破断してパウチの最初の開放を可能にするように適合されている。再閉鎖可能包装体100は、パウチ120に接続された自己嵌合締結具150を更に含む。自己嵌合締結具150は、任意の好適な締結具、例えば、図1A〜C及び2A〜Cの締結具1を含む本開示の締結システムを含むことができる。自己嵌合締結具150は、(図7に示されるような)開放構成と(図5〜6に示されるような)閉鎖構成とを含む。開放構成にあるとき、自己嵌合締結具150は、シール領域140が破断された後に、開口部124を通じたパウチ120の内部容積122へのアクセスを可能にするように適合されている。更に、閉鎖構成にあるとき、自己嵌合締結具150は、開口部124を通じたパウチ120の内部容積122へのアクセスを防止するようになっている。
本明細書で使用する場合、用語「アクセスを可能にする」は、再閉鎖可能包装体100のユーザが、開口部124を通じてパウチ120の内部容積122に到達し、内部容積内に配置された消費財の少なくとも一部を把持できることを意味する。更に、本明細書で使用する場合、用語「アクセスを防止する」は、再閉鎖可能包装体のユーザが、まず自己嵌合締結具150を操作することなく、開口部124を通じてパウチ120の内部容積122に到達し、内部容積内に配置された消費財の少なくとも一部を把持することができないことを意味する。
パウチ120は、内部容積122を画定する任意の好適な袋又は包装体を含むことができる。更に、パウチ120は、任意の好適な品目を収容するように適合することができる。1つ以上の実施形態では、パウチ120は、任意の好適な消費者製品、例えば、クラッカー、ポテトチップ、及びチーズなどの食品、粒状又は粉末状製品、動物飼料、芝生及び庭園製品などを含有するように適合することができる。
パウチ120は、任意の適切な技術を使用して製造することができる。図5〜10に示される実施形態では、パウチ120は、図6に示されるように、パウチの第1及び第2の側縁部134、136に略平行である垂直方向に延在する後側シール領域138に沿って接続された単一の材料又はフィルム片から形成される。更に、パウチ120は、上側シール領域140及び下側シール領域142を含む。後側、上側、及び下側シール領域138、140、142は、任意の好適な技術、例えば超音波溶接、(例えば、本明細書に記載されているホットメルト接着剤を使用する)接着、ヒートシール、及びこれらの組み合わせを使用して形成することができる。1つ以上の実施形態では、シール領域138、140、142は、同じ技術を使用して形成することができる。1つ以上の実施形態では、シール領域138、140、142のうちの1つ以上は、他のシール領域を形成するために利用される技術とは異なる技術を使用して形成することができる。
パウチ120は、任意の適切な寸法を含むことができ、任意の適切な形状又は形状の組み合わせをとることができる。更に、パウチ120は、前側パネル130及び後側パネル132を含む。前側パネル130及び後側パネル132は、第1及び第2の側縁部134、136で合流することができる。1つ以上の実施形態では、前側パネル130及び後側パネル132が一体化するため、パウチ120は、第1及び第2の側縁部134、136の一方又は両方に隣接するシーム又はシール領域を含まない。本明細書で使用する場合、用語「側縁部に隣接する」は、包装体100の要素又は構成要素が、後側シール領域138よりも第1及び第2の側縁部134、136のうちの一方に近く配置されていることを意味する。1つ以上の実施形態では、前側及び後側パネル130、132は、任意の好適な技術を使用して、側縁部134、136で互いに接続することができる。例えば、1つ以上の実施形態では、前側パネル130及び後側パネル132は、別個に作製され、前側パネルを後側パネルに接続することによって、第1及び第2の側縁部134、136において、ともに接合することができる。
パウチ120は、内部容積122へのアクセスを提供する開口部124(図7)を含むことができる。開口部124は、パウチ120内の任意の適切な位置に配置することができる。図7に示されるように、開口部124は、パウチ120の上縁部126に隣接して配置されている。本明細書で使用する場合、用語「上縁部に隣接する」は、包装体100の要素又は構成要素が、パウチの下縁部128よりもパウチ120の上縁部126に近接して配置されていることを意味する。開口部124は、任意の好適な形状をとることができ、任意の好適な寸法を有することができる。1つ以上の実施形態では、開口部は、パウチの第1及び第2の側縁部134、136の間に延在する。1つ以上の実施形態では、1つ以上のシール領域を、開口部124の縁部とパウチ120の第1及び第2の側縁部134、136との間に配置してもよく、そのために開口部は、パウチの第1及び第2の側縁部の一方又は両方に延在しない。1つ以上の実施形態では、パウチ120の開口部124は、パウチの上縁部126によって画定され得る。
1つ以上の実施形態では、パウチ120は、開口部124に隣接して配置されたシール領域を含むことができ、このシール領域は、パウチの最初の開放を可能にするように破断されて適合されており、これによりユーザは、内部容積122内に配置された消費財にアクセスすることができる。本明細書で使用する場合、用語「最初の開放」は、包装体の製造及び充填後、再閉鎖可能包装体がユーザによって最初に開放されることを指す。図5〜10に示される実施形態では、このようなシール領域は、上側シール領域140を含む。上側シール領域140は、パウチの最初の開放前にパウチ120を封止して、内部容積122内に配置された消費財を保存する。このような消費財にアクセスするために、ユーザは、引離し、引裂き、切断などの任意の好適な技術を使用して、上側シール領域140を破断することができる。
パウチ120は、任意の好適な材料、例えば、1つ以上の無機材料、ポリマー材料、及び金属材料を使用して作製することができる。1つ以上の実施形態では、パウチ120は、ポリオレフィン(例えば、配向ポリプロピレンOPP、低密度ポリエチレン(LDPE)、及び線状低ポリエチレン(LLDPE))、ポリエステル(例えば、ポリ(エチレンテレフタレート)(PET))、ポリアクリレート、及びエチレンビニルアルコール(EVOH)などの1つ以上のポリマー材料を含むことができる。これらの材料のフィルムは、例えば単層フィルムとして、及び機能性結合層を含む多層フィルムとして入手可能である。多層フィルムは、共押出又は段階的な押出によって作製することができる。機能性結合層は、パウチについて記載されているポリマー材料のいずれかで、5重量%〜50重量%の機能性ポリマーと配合して作製することができる。多層フィルムは、通常、パウチ120の内側に結合層を備えて構成され、パウチの接着結合及び密封封止を可能にすることができる。結合層樹脂として有用な多くの機能性ポリマーは、例えば、Dow Chemical Companyから商品名「AMPLIFY」で市販されている。1つ以上の実施形態では、パウチ120は、可撓性材料を含むことができる。パウチ上の結合層は、締結具上の結合層に関連して上述したエラストマー材料のいずれかを更に含んでもよい。
パウチ120は、インクジェット印刷、ラミネート、デジタル印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷、インク転写、並びにこれらの組み合わせなどの任意の好適な技術を使用して、前側パネル及び後側パネル130、132の一方又は両方に配置された任意の好適なグラフィック(図示せず)を含むことができる。1つ以上の実施形態では、グラフィック(図示せず)を、パウチの前側パネルに配置することができ、グラフィックの一部は、締結具が閉鎖構成にある時に自己嵌合締結具150上に配置されている。
パウチ120に接続されるのは、実施形態のいずれかにおいて上述したような本開示の自己嵌合締結具150である。自己嵌合締結具150は、任意の好適な位置でパウチ120に接続することができる。図5〜10に示される実施形態では、自己嵌合締結具150は、パウチの上縁部126に隣接するパウチ120に接続される。1つ以上の実施形態では、自己嵌合締結具150は、パウチ120の上縁部126に配置されている。更に、1つ以上の実施形態では、自己嵌合締結具150は、パウチ120の中央領域146に隣接して配置することができる。本明細書で使用する場合、用語「中央領域に隣接する」とは、自己嵌合締結具150がパウチの上縁部126又は下縁部128よりもパウチ120の中央領域146に近接して配置されていることを意味する。
更に、本開示の自己嵌合締結具150は、パウチ120の開口部124に対して任意の好適な位置に配置することができるので、上側シール領域140が破断された後の開放構成にある時に、開口部を通じたパウチの内部容積122へのアクセスを可能にし、かつ閉鎖構成にある時に、開口部を通じたパウチの内部容積へのアクセスを防止するように適合されている。
例えば、図7に示すように、自己嵌合締結具150は、開口部124に隣接して配置されている。本明細書で使用する場合、用語「開口部に隣接する」は、自己嵌合締結具150が、パウチ120内に配置された消費財へのアクセスを可能にし、消費財へのアクセスを防止するために十分に閉鎖されるように、開口部を操作できるように配置されていることを意味する。1つ以上の実施形態では、自己嵌合締結具150は、開口部124内に配置することができる。1つ以上の実施形態では、自己嵌合締結具150は、開口部の縁部に沿って開口部124の外側に配置することができるので、本文書で更に説明するように、開放構成と閉鎖構成との間で締結具を操作して開口部を開閉することができる。
自己嵌合締結具150は、任意の適切な寸法を有し、任意の適切な形状又は形状の組み合わせをとることができる。1つ以上の実施形態では、自己嵌合締結具150は、図5及び6に示すように、パウチの上縁部126に隣接してパウチ120に接続され、パウチの第1及び第2の側縁部134、136の間に延在することができる。自己嵌合締結具150は、パウチの第1及び第2の側縁部134、136の一方又は両方まで延在することができる。1つ以上の実施形態では、自己嵌合締結具150は、締結具の第1の側縁部156及び第2の側縁部158の一方又は両方が、パウチ120の対応する第1及び第2の側縁部134、136から任意の好適な距離だけ離間されるように適合することができる。このような実施形態では、パウチ120は、自己嵌合締結具150の第1及び第2の側縁部156、158とパウチ120の第1及び第2の側縁部134、136との一方又は両方の間に配置された1つ以上のシール領域を含み、締結具は、シール領域に沿ってパウチの幅沿にパウチを封止することができる。
図5〜7のパウチ120の一部の概略断面図である図8に示されるように、自己嵌合締結具150は、第1の締結部材152及び第2の締結部材154を含む。第1の締結部材152は、第2の締結部材154と同じであってもよく、又は第2の締結部材と異なっていてもよい。更に、第1及び第2の締結部材152、154は、任意の好適な位置でパウチ120に接続されていてもよい。図8に示す実施形態では、第1の締結部材152は、前側パネル130の内面131に配置され、第2の締結部材154は、後側パネル132の内面133に配置されている。1つ以上の実施形態では、第1の締結部材152は、パウチ120の上縁部126に隣接する前側パネル130の内面131に配置されていてもよく、第2の締結部材154は、パウチの上縁部に隣接する後側パネル132の内面133に配置されていてもよい。
1つ以上の実施形態では、第1の締結部材152は、第1の締結部材の少なくとも一部が第2の締結部材と嵌合することができるように、前側及び後側パネル130、132に直交する方向で第2の締結部材154と重なり合うことができる。1つ以上の実施形態では、第1の締結部材152は、例えば図8に示されるように、前側及び後側パネル130、132に直交する方向で第2の締結部材154と位置合わせされる。
自己嵌合締結具150は、任意の好適な技術を使用してパウチ120に接続することができる。1つ以上の実施形態では、締結具150は、本明細書に記載されているホットメルト接着剤のいずれかを含む、任意の好適な接着剤又は接着剤の組み合わせを使用してパウチ120に接着される。更に、1つ以上の実施形態では、自己嵌合締結具150は、パウチ120に超音波結合することができる。1つ以上の実施形態では、締結具150は、任意の好適な技術を使用してパウチ120に機械的に取り付けることができる。1つ以上の実施形態では、実施形態のうちのいずれかにおいて本明細書に記載されている結合層は、第1及び第2の締結部材152、154と前側及び後側パネル130、132の一方又は両方の間に配置されてもよい。
結合層又はホットメルト接着剤が、本開示の自己嵌合締結具150をパウチ120に接続するために使用される場合、接着剤又は結合層の加熱は、米国特許第9,096,960号(Bieglerら)、同第9,126,224号(Bieglerら)、及び同第8,956,496号(Bieglerら)に記載されているように、高温衝突流体を使用して実施することができる。いくつかの実施形態では、高温流体は、高温ガス(例えば、空気、除湿空気、窒素、不活性ガス、これらのいずれかの混合物、又は別のガス混合物)である。いくつかの実施形態では、高温流体は高温空気である。高温流体は、結合層又はホットメルト接着剤のみに向けることができる。又は高温流体は、結合層又はホットメルト接着剤とパウチの形成に有用なフィルムの両方に向けることができる。いくつかの実施形態では、高温空気は、パウチに結合される前にだけ、結合層又はホットメルト接着剤に向けられる。いくつかの実施形態では、自己嵌合締結具150をパウチ120に接続することは、上述のもののいずれかを含む高温流体を、自己嵌合締結具のウェブの第2の表面にウェブを移動させながら衝突させることを含み、第2の表面は、レールセグメント及びポストを有する第1の表面と反対側の表面である。これらの実施形態のいくつかでは、ウェブの第2の表面は結合層を含む。いくつかの実施形態では、ウェブの第2の表面は、ホットメルト接着剤を含む。所望により、連続的に又は同時に自己嵌合締結具150をパウチ120に接続することは、上述のもののいずれかを含む高温流体を、パウチを形成するのに有用なフィルムのウェブの表面にウェブを移動させながら衝突させることを含む。自己嵌合締結具150をフィルムに接続することは、自己嵌合締結具のウェブの第2の表面を、パウチを形成するのに有用なフィルムのウェブに接触させることによって実行することができる。加熱されたバーも、自己嵌合締結具をパウチに接続するのに有用であり得る。自己嵌合締結具、結合層、及び/又はホットメルト接着剤を、1回又は複数回加熱バーと接触させて、包装体フィルムへの良好な接着を確保することができる。典型的には、加熱バーは、包装フィルムの非接着剤含有側に接触させられる。
本明細書で述べられるように、自己嵌合締結具150は、開放構成及び閉鎖構成を有する。例えば、図8に示されるように、自己嵌合締結具150は、ユーザがパウチの開口部124を介してパウチ120の内部容積122にアクセスすることを防止するように閉鎖構成にある。更に、図8に示されるように、上側シール領域140は無傷の状態にあり、パウチ120の最初の開放時にはまだ破断されていない。その結果、パウチ120の内部容積部122内に配置された消費財は、シール領域140によって保存することができる。
一般に、自己嵌合締結具150は、袋の製造中に締結具が閉鎖構成をとるように、パウチ120に接続され得る。1つ以上の実施形態では、自己嵌合締結具150は、製造中に開放構成をとるようにパウチ120に接続してもよい。例えば、図9は、図5〜7のパウチ120の一部の概略断面図である。図9に示されるように、自己嵌合締結具150は、開放構成にある。本明細書で使用する場合、用語「開放構成」は、自己嵌合締結具150の1つ以上の部分が、ユーザが開口部124及び自己嵌合締結具を介してパウチ120内に到達し、パウチの内部容積122内に配置された消費財の一部を把持することができるように分離されていることを意味する。
図9にも示されるように、上側シール領域140は、依然として無傷なままであり、パウチ120の最初の開放時にまだ破断されていない。自己嵌合締結具150が、パウチ120の最初の開放前に開放構成をとるように、パウチ120に接続されている実施形態では、ユーザは、前側及び後側パネル130、132の一部を把持し、パネルを相互に引き離す方向に操作することができる。このユーザ操作中、上側シール領域140は、無傷である一方、自己嵌合締結具50の一部は、図9に示されるように開放構成をとるように分離させることができる。1つ以上の実施形態では、その代わりに、パウチ120の最初の開放時のユーザの操作は、自己嵌合締結具150の閉鎖構成から開放構成への操作の前に、上側シール領域140を最初に分離して該シール領域を少なくとも部分的に破断してもよい。
図10は、パウチの最初の開放時に上側シール領域140が破断されて、自己嵌合締結具150が開放構成をとっている、図5〜7のパウチ120の概略断面図である。図10に示されるように、ユーザは、開口部124及び自己嵌合締結具150を通ってパウチ120の内部容積122にアクセスすることができる。次いで、ユーザは、ユーザがパウチ120の内部容積122にもはやアクセスできないように、自己嵌合閉鎖部150を開放構成から閉鎖構成へ操作してもよい。
図11は、自己嵌合締結具150が閉鎖構成にある、図5〜7のパウチ120の開口部124の実施形態の概略断面図である。自己嵌合締結具150は、第1の締結部材152及び第2の締結部材154を含む。図示した実施形態では、第1の締結部材152及び第2の締結部材154は、同じ材料のストリップの一部であり、それ自体の上に折り畳まれる。自己嵌合締結具150は、例えば、図1Aを参照すると、締結具の幅(W)に平行な軸に沿って折り畳まれるため、ポスト6の列が断面図で視認可能である。図11に示される実施形態では、第1の締結部材152は、前側パネル130の内面131に配置され、第2の締結部材154は、パウチの後側パネル132の内面133に配置されている。第1の締結部材152は、前側パネル130の内面131に取り付けられ、第2の締結部材154は、結合層103を使用して後側パネル132の内面133に取り付けられている。有利なことに、この折り畳み構成における自己嵌合締結具150の厚さは、最大1000、900、800、700、600、500、450、又は400マイクロメートルとすることができる。上記厚さにより、袋の製造時、自己嵌合締結具150をこの折り畳み構成でパウチ120に接続することができる。
自己嵌合締結具150を閉鎖構成に操作するために、ユーザは、任意の好適な技術を使用してもよい。例えば、ユーザは、一方の手を前面パネル130に置き、もう一方の手を後側パネル132に置き、第1の締結部材152を第2の締結部材154に押し付けることによって、自己嵌合締結具150を一緒に押圧することができる。更に、例えば、ユーザは、包装体100を平坦な表面に置き、第1及び第2のパネル130、132のいずれかを表面と接触させた後、第1及び第2の締結部材152、154を一緒に押圧することができる。
図8に示される閉鎖構成にあるとき、自己嵌合締結具150は、パウチ120の内部容積122内に配置された消費財が、開口部124を通ってパウチから落下又は漏出するのを防ぐことができる。更に、1つ以上の実施形態では、自己嵌合締結具150は、内部容積122内に配置された消費財が新鮮さを保つように、閉鎖構成でパウチ120を封止してもよい。
任意の好適な技術を利用して、自己嵌合締結具150が閉鎖構成にあるかどうかを判定することができる。例えば、1つ以上の実施形態では、自己嵌合締結具150は、自己嵌合締結具を開放する力が、実施例に記載されているT型剥離試験法での平均最大荷重から判定される際、少なくとも約0.1ニュートン及び1.0ニュートン以下であるときに閉鎖構成にあると見なされる。いくつかの実施形態では、自己嵌合締結具を開放する力は、実施例に記載のT型剥離試験法での平均最大荷重から判定される際、0.2N〜0.9N又は0.3N〜0.8Nの範囲である。
更に、1つ以上の実施形態では、前述のように、開放構成から閉鎖構成を達成するために必要とされる力は、実施例に記載の開放力試験法を利用して判定される際、3.0ニュートン(N)以下だが少なくとも0.3Nである。1つ以上の実施形態では、開放構成から閉鎖構成を達成するために必要とされる力は、開放力試験法を利用して判定される際、0.3N/mm以下だが少なくとも0.03N/mmである。いくつかの実施形態では、開放構成から閉鎖構成を達成するために必要とされる力は、閉鎖力試験方法を利用して判定されるように、0.45N〜2.7N又は0.6N〜2.4Nの範囲である。いくつかの実施形態では、開放構成から閉鎖構成への遷移は、指圧によって容易に達成される。
自己嵌合締結具150及びパウチ120に利用される材料は、図5に示されるように、自己嵌合締結具の長さ104に垂直なパウチ軸102を中心とした曲げ抵抗に任意の望ましい剛性を提供するように選択することができる。任意の好適な技術を利用して、パウチ120及び自己嵌合締結具150の曲げ抵抗の剛性を判定することができる。自己嵌合締結具150は、実施例に記載の曲げ剛性試験法を用いて判定される際、少なくとも約100mN/mm及び最大約1500mN/mmの曲げ剛性を有することができる。いくつかの実施形態では、締結具の曲げ剛性は、曲げ剛性試験法によって測定される際、100mN/mm〜1500mN/mm、200mN/mm〜1200mN/mm、又は300mN/mm〜1000mN/mmの範囲である。これらの範囲内の曲げ剛性を有すると、典型的かつ有利なことに、締結具は、屈曲時も意図せずに開放されない。
本明細書に記載されている再閉鎖可能包装体の様々な実施形態は、パウチの任意の好適な構成を含むことができる。例えば、図12及び13は、再閉鎖可能包装体200の別の実施形態の様々な図である。図5〜11の包装体100に関する設計上の考慮事項及び可能性はすべて、図12及び13の包装体200に等しく当てはまる。再閉鎖可能包装体200は、内部容積222と、内部容積へのアクセスを提供する開口部224とを画定するパウチ220を含む。図12〜13に示される実施形態では、開口部は、パウチ220の上縁部226に隣接して配置されている。パウチ220は、開口部224に隣接して配置された上側シール領域240を更に含み、このシール領域は、破断してパウチの最初の開放を可能にするように適合されている。
パウチ220は、前側パネル230及び後側パネル232を更に含む。パウチ220は、第1の側部シール領域234及び第2の側部シール領域236に沿って封止することのできる単一のフィルムを利用して形成することができる。1つ以上の実施形態では、パウチ220は、上側シール領域240を更に含む。更に、開口部241は、パウチ220をディスプレイラックに吊り下げ得るように、上側シール領域240に隣接して配置することができる。
包装体200は、パウチ220に接続された本開示による自己嵌合締結具250を更に含む。自己嵌合締結具250は、任意の好適な位置でパウチ220に接続することができる。1つ以上の実施形態では、自己嵌合締結具250は、パウチ220の開口部224に隣接して配置されている。
パウチ220は、パウチの下縁部228に隣接して配置された底部ガセット270を含むことができる。底部ガセット270は、パウチの下縁部228から内側に折り畳むことができる。底部ガセット270は、任意の好適な技術又は技術を利用して形成することができる。
図14〜15は、再閉鎖可能包装体300の別の実施形態の様々な図である。図5〜11の再閉鎖可能包装体100に関する設計上の考慮事項及び可能性は全て、図14〜15の包装体300についても等しく当てはまる。再閉鎖可能包装体300は、第1の側部シール領域334及び第2の側部シール領域336で一緒に接合され得る前側パネル330及び後部パネル332を有するパウチ320を含む。前側及び後側パネル330、332はまた、パウチの上縁部326に隣接する上側シール領域340において共に接合することができる。開口部341は、包装体300をディスプレイラック上に吊り下げ得るように、上縁部326に隣接して配置することができる。再閉鎖可能包装体300は、本開示の自己嵌合締結具350を更に含む。
前側パネル330は、ユーザがミシン目を分離し、パウチ320の内部容積322内に配置された消費財にアクセスすることができるように適合されたミシン目付き開口部324を含む。1つ以上の実施形態では、パウチ320は、自己嵌合締結具350に配置された引裂きストリップ(図示せず)を更に含み、このストリップは、ユーザがストリップを取り除き、パウチの内部容積322にアクセスすることができるように適合されている。
自己嵌合締結具350は、前面パネル330の外面331の開口部324に隣接して配置することができる。1つ以上の実施形態では、自己嵌合締結具350の一部が、開口部にわたって延在することができる。例えば、自己嵌合締結具350の第1の締結部材352が開口部324を覆う一方、締結具の第2の締結部材354は、パウチ320が垂直方向に位置合わせされる(すなわち、第1及び第2の側部シール領域334、336に平行に延在するパウチ軸が、地表面に対して略平行である)とき、開口部の上方で前側パネル330の外面331の一部に配置されている第1の部分と、開口部の下方に配置されている第2の部分とを含むことができる。ユーザが第1の締結部材352を把持し、第1の締結部材を第2の締結部材354から離れる方向に引っ張って、自己嵌合締結具を閉鎖構成から開放構成に操作することができるように、凹部302を自己嵌合締結具350に形成することができる。
本明細書において説明されている再閉鎖可能包装体の様々な実施形態は、任意の好適な技術を用いて製造することができる。例えば、図16は、図5〜11の再閉鎖可能包装体100を形成するための装置400及び方法の一実施形態の概略斜視図である。図5〜11の再閉鎖可能包装体100を参照して説明しているが、装置400を利用して、任意の好適な再閉鎖可能包装体を形成することができる。フィルム402は、ロール又はシート形態のいずれかで提供され、ステーション410に搬送され、ここで、閉鎖材408が任意の好適な技術を用いてフィルムに接続される。フィルムは、上縁部404及び下縁部406を含むことができる。閉鎖材408は、例えば、上縁部404に隣接して、フィルム402上の任意の好適な位置に配置することができる。
閉鎖材408は、任意の好適な閉鎖材を含むことができる。1つ以上の実施形態では、閉鎖材408は、第2の締結部材154と嵌合した第1の締結部材152を含む。1つ以上の実施形態では、閉鎖材408は、第1の締結部材152又は第2の締結部材154のいずれかを含むことができる。1つ以上の実施形態では、同じ閉鎖材を使用して、第1の締結部材152及び第2の締結部材154の両方を形成することができる。このような実施形態では、第1の締結部材152がフィルム402の第1の領域に配置され、第2の締結部材154がフィルムの第2の領域に配置されて、パウチ120がフィルムから形成されるときに、第1及び第2の締結部材152、154を位置合わせすることができる。
ステーション411では、フィルム402を、いくつかの個々のシートを形成するためにスリッティング又は切断することができ、個々のシートは、個々のパウチ120を形成するために使用される。更に、ステーション412でパウチの内部容積部122内に消費財416を配置する前に、ステーション411において下側シール領域142をパウチ120の下縁部128に形成することができる。パウチ120の充填後、消費財416が包装体100内で密封されるように、ステーション418において上側シール領域140をパウチの上縁部126に形成することができる。任意の好適な技術を利用して、上側及び下側シール領域140、142を形成することができる。
締結具を備えた再閉鎖可能包装体が報告されているが、締結具は剛性かつ嵩高であり、これらの包装体を製造し、消費財を充填することが困難になることがある。更に、フック及びループを利用する締結具は、保管された消費財又は包装体外の環境から、定着具を汚染する粒子を捕集するおそれがある。そのような汚染は、締結具の完全な閉鎖を妨げることがあり、それによって消費財の一部を包装体から流出させることがあり、又は包装体が消費財の新鮮さを保つのを阻害することがある。
上述の本開示の締結システムの利点に加えて、本開示の締結システムの様々な実施形態は、再閉鎖可能包装体に対して現在利用可能な他の締結具を超える1つ以上の利点を提供することができる。例えば、締結システムの1つ以上の実施形態は、現在利用可能な締結具よりも厚さを低減することができるため、ロールの損失を最小限に抑えつつロールの安定性を損なうことなく、使用される包装フィルムに締結具を連結して包装体を形成することができる。上述したように、いくつかの実施形態では、第1及び第2の締結部材が互いに係合される本開示による締結システムの厚さは、最大1000、900、800、700、600、500、450又は400マイクロメートルである。また、上述のように、いくつかの実施形態では、本開示の締結システムにおいて有用な締結具は、比較的低温(例えば、90〜125℃)で熱活性化され得る結合層又はホットメルト接着剤を含む。いくつかの実施形態では、締結システムの厚さ又は結合層の低温活性化のうちの少なくとも一方は、締結システムが包装体に取り付けられているときに美的利点を提供することができる。例えば、包装体上のいずれのグラフィックも、締結具の場所に歪みをほとんど又は全く与えないであろう。更に、本開示の締結システムは、締結具が屈曲した場合に締結システムが意図せず開放されないように、現在利用可能な締結具よりも可撓性を高めることにより、パウチ内に配置された消費財がパウチから漏出するのを防止することができる。更に、本開示の締結システムの1つ以上の実施形態は、細かな粒子や塩などの食物くずが締結部材を汚染することを防止することによって、より汚染に強くすることができる。
本開示のいくつかの実施形態
第1の実施形態では、本開示は、
第1及び第2の締結部材であって、各締結部材が、長さ、幅、及び厚さを有する裏材と、裏材から突出するレールセグメンの列とを有し、レールセグメンのそれぞれが、裏材に付着したベース部と、裏材から遠位のキャップ部とを有し、キャップ部が、ベース部の幅よりも大きいキャップ幅を有し、キャップ部が、対向する側部でベース部に張り出している、第1及び第2の締結部材と、
少なくとも第1の締結部材の裏材から突出するポストの列であって、レールセグメンの列とポストの列が交互になっており、ポストのそれぞれが、レールセグメンの高さ以下の高さを有し、第1及び第2の締結部材が締結される時、ポストがレールセグメンから離れるように屈曲する一方、第1及び第2の締結部材のレールセグメンのキャップ部が互いを越えて、第1及び第2の締結部材が締結された後に元の位置に戻る、ポストの列と、
を備える締結システムを提供する。
第2の実施形態では、本開示は、第1及び第2の締結部材が締結された時、第1及び第2の締結部材は、裏材の長さに平行な方向で互いに対して摺動することができる、第1の実施形態の締結システムを提供する。
第3の実施形態では、本開示は、ポストの列のうち1列のポストの数がレールセグメンの列のうち1列のレールセグメンの数よりも多い、第1又は第2の実施形態の締結システムを提供する。
第4の実施形態では、本開示は、ベース部の長さがベース部の幅よりも大きい、第3の実施形態の締結システムを提供する。
第5の実施形態では、本開示は、ベース部の長さとベース部の幅との比は、少なくとも1.5:1である、第1〜第4の実施形態のいずれか1つの締結システムを提供する。
第6の実施形態では、本開示は、ベース部の長さとベース部の幅との比は、少なくとも5:1である、第1〜第5の実施形態のいずれか1つの締結システムを提供する。
第7の実施形態では、本開示は、ベース部の長さとベース部の幅との比が少なくとも10:1である、第1〜第6の実施形態のいずれか1つの締結システムを提供する。
第8の実施形態では、本開示は、レールセグメンの高さと合わせた裏材の厚さが、最大3300マイクロメートルである、第1〜第7の実施形態のいずれか1つの締結システムを提供する。
第9の実施形態では、本開示は、レールセグメンのベース部の長さがポストの長さよりも長い、第1〜第8の実施形態のいずれか1つの締結システムを提供する。
第10の実施形態では、本開示は、レールセグメンのベース部の長さがポストの長さの少なくとも2倍である、第1〜第9の実施形態のいずれか1つの締結システムを提供する。
第11の実施形態では、本開示は、レールセグメンのベース部の長さがポストの長さの少なくとも3倍である、第10の実施形態の締結システムを提供する。
第12の実施形態では、本開示は、ポストの列のうち1列のポストの数がレールセグメンの列のうち1列のレールセグメンの数の少なくとも1.5倍である、第1〜第11の実施形態のいずれか1つの締結システムを提供する。
第13の実施形態では、本開示は、ポストの列のうち1列のポストの数がレールセグメンの列のうち1列のレールセグメンの数の少なくとも2倍である、第1〜第12の実施形態のいずれか1つの締結システムを提供する。
第14の実施形態では、本開示は、ポストのそれぞれが、少なくとも1.5:1である高さ対幅アスペクト比、又は少なくとも1.5:1である高さ対長さアスペクト比のうちの少なくとも一方を有する、第1〜第13の実施形態のいずれか1つの締結システムを提供する。
第15の実施形態では、本開示は、ポストのそれぞれが、少なくとも2:1である高さ対幅アスペクト比、又は少なくとも2:1である高さ対長さアスペクト比のうちの少なくとも一方を有する、第14の実施形態の締結システムを提供する。
第16の実施形態では、本開示は、ポストが、レールセグメンよりも低い曲げ剛性を有する、第1〜第15の実施形態のいずれか1つの締結システムを提供する。
第17の実施形態では、本開示は、ポストの高さが、レールセグメンの高さの最大95パーセントである、第1〜第16の実施形態のいずれか1つの締結システムを提供する。
第18の実施形態では、本開示は、ポストが、裏材に付着した基部と、遠位端とを有し、遠位端の断面積は、ベース部の断面積以下である、第1〜第17の実施形態のいずれか1つの締結システムを提供する。
第19の実施形態では、本開示は、キャップ部が、全ての側部でベース部に張り出している、第1〜第18の実施形態のいずれか1つの締結システムを提供する。
第20の実施形態では、本開示は、キャップ部が、対向する側部で少なくとも25マイクロメートルの量、ベース部に張り出している、第1〜第19の実施形態のいずれか1つの締結システムを提供する。
第21の実施形態では、本開示は、ポストのうちの1つと、隣接列のレールセグメンのベース部のうちの1つとの間の最短距離は、キャップ幅の20パーセント以内である、第1〜第20の実施形態のいずれか1つの締結システムを提供する。
第22の実施形態では、本開示は、第1の締結部材が、少なくとも3列のポストの列と交互になっている少なくとも3列のレールセグメンの列を有する、第1〜第21の実施形態のいずれか1つの締結システムを提供する。
第23の実施形態では、本開示は、第1の締結部材が、少なくとも5列のポストの列と交互になっている少なくとも5列のレールセグメンの列を有する、第1〜第22の実施形態のいずれか1つの締結システムを提供する。
第24の実施形態では、本開示は、第1の締結部材と第2の締結部材のうち少なくとも1つが、貫通穴を有さずに形成される、第1〜第23の実施形態のいずれか1つの締結システムを提供する。
第25の実施形態では、本開示は、第1の締結部材と第2の締結部材のうち少なくとも1つの裏材の主表面上の、レールセグメンの列の反対側に、結合層を更に備える、第1〜第24の実施形態のいずれか1つの締結システムを提供する。
第26の実施形態では、本開示は、結合層がポリオレフィンエラストマーを含む、第25の実施形態の締結システムを提供する。
第27の実施形態では、本開示は、包装体の一部に取り付けられている、第1〜第26の実施形態のいずれか1つの締結システムを提供する。
第28の実施形態では、本開示は、包装体の内部に取り付けられている、第27の実施形態のいずれか1つの締結システムを提供する。
第29の実施形態では、本開示は、第2締結部材の裏材から突出するポストの列を更に備え、第2の締結部材の裏材上のレールセグメンの列とポストの列とが交互になっており、ポストのそれぞれが、レールセグメンの高さ以下の高さを有する、第1〜第28の実施形態のいずれか1つに記載の締結システムを提供する。
本開示がより十分に理解され得るように、以下の実施例を記載する。これら実施例は、単に例示を目的とするものであり、いかなる方法でも本開示を限定すると解釈してはならないことを理解すべきである。
T型剥離試験
自己嵌合締結具のバルブを開放する力は、ASTMD1876(表記D1876−08(2015)e1)を利用して判定することができる。一般に、ASTMD1876によって規定される標準的なT型剥離試験は、機械方向及びクロスウェブ方向の両方の代表的サンプル上で12インチ/分(30.5cm/分)の延伸速度で実施され、閉鎖部が開放構成又は閉鎖構成のいずれにあるかを判定するために利用することができる。例えば、図6に示されるように、クロスウェブ方向は、袋100の垂直シーム138に平行であり、機械方向は、垂直シーム138に直交する。
T型剥離は、機械方向に長さ14インチ(35.6cm)であり、後述する幅を有するストリップを使用して測定した。各ストリップを半分に折り畳んで自己嵌合させて、検体を得た。較正された11.5ポンド(5.22kg)のステンレス鋼ローラを使用して、検体を圧延した。ローラを、検体の各側面上で1回完全に往復させた。検体の端部を剥離し、1インチ(2.54cm)を各端部で分離した。分離部分は、インストロン機のグリップ内に留めるために、検体平面に対して垂直に曲げた。12インチ/分(30.5cm/分)のクロスヘッド速度で、4.5インチ(11.4cm)の距離にわたって検体を剥離した。検体当たり3つの複製を使用した。
閉鎖力試験法
締結具を閉鎖するために必要とされる力は、閉鎖装置の開放ストリップを、12インチ/分(30.5cm/分)の速度で引っ張ることによって測定した。間隙の両側は、間隙を維持しながら摩擦を最小限に抑えるために、PTFEの径方向片から構成した。多方向ロードセルを利用して、閉鎖装置に対して垂直及び接線方向の力を測定する。平均運動剥離力は、閉鎖開始後の1インチ(2.54cm)の力と、閉鎖終了前の1インチ(2.54cm)の力を平均化することによって得られる。この測定は、合計3回繰り返された後、平均化される。
閉鎖力試験法を使用して、締結具に対する触覚応答は、運動剥離力曲線の第1の50個の山と第1の50個の谷との間の平均振幅を計算することによって得ることができる。
曲げ剛性試験法
ASTMD790(2003)を使用して、検体の曲げ剛性を測定する。3点曲げ治具を備えた汎用試験機を使用する。検体を閉鎖し、平坦化し、3点曲げ治具に配置した。底部2点間の間隙は12mmに設定し、サンプルを設定距離だけ変位させる力を測定する。上部圧縮点径は4mm、支持径は5mmとした。上側圧縮点は、12インチ/分(30.5cm/分)の直線速度で前進させた。曲げ剛性は、締結要素が滑動し、互いを越えて摺動し始めて第2の主勾配をもたらす前の、力対変位曲線の第1の主勾配から導き出される。
実施例1
二軸40mm押出機を使用して、Dow Chemical USA,Inc.から商品名「Dowlex2027G」で入手した食品グレードMDPE(中密度ポリエチレン)を押出成形した。1.5インチ(3.8cm)単軸押出機を使用して、70重量%の「VISTAMAXX3980FL」高性能ポリマーと、Dow Chemical Company(ミシガン州ミッドランド)から商品名「DOW LDPE722」で入手した30重量%の低密度ポリエチレンの組み合わせを押出成形した。両方の供給流を、Cloeren Inc.(テキサス州オレンジ)によって製造された平坦シートダイ上のダイマニホルドに導入した。溶融ポリマーは、平坦シートダイからシートとして名目上220℃で、ゴムロール及びツールロールを有する圧延キャスト押出引取ニップに押出成形し、100重量%の食品グレードMDPEを含む層がツールロールに対して、70重量%の「VISTAMAXX3980FL」高性能ポリマー)を含む層がゴムロールに対して押し付けられた。ゴムロールは、溶融ポリマーを、50℃〜75℃の公称表面温度を有するツールロールに押し込んだ。溶融ポリマーは、ロール上で固化し、米国特許第6,106,922号(Cejka)によって記載されているように、構造化フィルムが、ゴムロールのニップ点から180度のラップ後に取り出された。ツールロールは、異なる高さを有する、レールセグメントを提供するための空洞とポストを提供するための空洞の組み合わせを有し、レールセグメントを提供する空洞は、ポストを提供する空洞よりも深くなっている。
レールセグメントは、米国特許第5,868,987号(Kampfer)に記載の方法によってキャッピングされ、山と谷を有するキャップを製造した。ウェブは、幅13mmのストリップ状にスリッティングした。ストリップをそれ自体の上に折り畳むことによって手動で試験したところ、締結具は閉鎖しやすく、剥離に対して十分な抵抗を有した。締結具の寸法を下記表1に示す。
実施例2
実施例1で作製されたウェブは、米国特許第6,132,660号(Kampher)に記載の方法を更に施し、キャップを変形させ、キャップの一部を裏材に向かって下方に回転させた。得られた自己嵌合締結具は、以下の表1に列挙される寸法を有する図17に示される外観を有していた。図17に示す画像は、Analytical Scanning Electron Microscope、Model#JSM−6010LAから得た。ウェブの一部は、幅13mmのストリップにスリッティングし、ウェブの一部は幅9mmのストリップにスリッティングした。図2Cに示すように、自己嵌合締結具の13mmのストリップは、それ自体の上に折り重ねられたとき、30mil(762マイクロメートル)未満の厚さを有した。手動で試験したとき、締結具は閉鎖しやすく、漏出なく袋内の内容物を保持するのに十分な剥離耐性を有した。
平滑面上の層を、米国特許第9,126,224号(Biegler)及び同第8,956,496号(Biegler)に記載されているように、200℃の高温衝突空気を使用して熱活性化し、印刷の品質に影響を与えることなく、及び可視フィルムのひずみを最小限にして、5層印刷ポリオレフィン包装フィルムに接合した。高温衝突空気は、締結具の平滑面上の層と、ポリオレフィン包装フィルムの片側との両方に向けられた。締結具の取り外しが手動で実行されたときに、包装フィルムの層の凝集破壊が観察されたため、締結具と包装フィルムとの間の結合強度は適切であると考えられた。
15個の13mmのストリップを、ウェブの異なるゾーンからサンプル採取した。これらの検体を、上記のT型剥離試験法に従って評価した。T型剥離試験は、標本の機械方向(MD)で実施された。15個の13mmのサンプルについて、平均最大負荷は0.424Nであり、標準偏差は0.055Nであり、中央平均負荷は0.302Nであり、標準偏差は0.052Nであった。
実施例3
実施例3は、実施例1に記載のように調製したが、変更点として、Dow Chemical Companyから商品名「DOWLEX2027G MDPE」で入手した100%食品グレードの媒体密度ポリエチレンを、Totalから商品名3571及び10%「VISTAMAXX3980FL」高性能ポリマーとして入手した90%ポリプロピレンで置換した。平滑表面を有するキャップロールを使用して、山と谷を有するキャップの代わりに滑らかなキャップを作製した。キャップは、図1Aに示されるような外観を有していた。自己嵌合締結部はまた、実施例2に記載したような印刷配向包装フィルムに接合され、印刷配向包装フィルムには損傷も皴もなかった。締結具と包装フィルムとの間の結合強度は、包装フィルムから接着された締結具を除去する際に適切であると考えられ、包装フィルムの層の凝集破壊が観察された。
実施例4
包装フィルムへの接合前に、実施例3で作製されたウェブに、米国特許第6,132,660号(Kampfer)に記載の方法を更に施し、キャップを変形させ、キャップの一部を裏材に向かって下方に回転させた。得られた自己嵌合締結具は、以下の表1に列挙される寸法を有する図2A〜2Cに示される外観を有していた。ウェブの一部を幅13mmのストリップにスリッティングし、ウェブの一部を、幅9mmのストリップにスリッティングした。図2Cに示すように、自己嵌合締結具の13mmのストリップがそれ自体の上に折り重ねられたとき、30mil(762マイクロメートル)未満の厚さを有した。
6個の13mmのストリップを、ウェブの3つの異なるゾーンから横断方向に、ウェブの各縁部に向けて1つ、ウェブの中心に向けて1つずつサンプル採取した。各ゾーンから2つのストリップをサンプル採取した。同様に、18個の9mmのストリップを、3つのゾーンからゾーン毎に6個ずつサンプル採取した。これらの検体はそれぞれ、上記の閉鎖力試験法を使用して評価された。検体セットから12インチ/分で閉鎖するための最大及び最小運動剥離力はそれぞれ2.37N及び0.6Nであり、最大及び最小平均運動ピーク振幅はそれぞれ0.84N及び0.39Nであった。データを2つの異なる幅に対して正規化したとき、検体セットから12インチ/分で閉鎖する最大及び最小運動度剥離力はそれぞれ2.1N及び0.69Nであり、最大及び最小平均運動ピーク振幅はそれぞれ0.93N及び0.006Nであった。
6個の13mmストリップ及び18個の9mmストリップを、上述のようにウェブの3つの異なるゾーンからサンプル採取した。これらの標本はそれぞれ、上記の曲げ剛性試験法を用いて評価した。これらの検体について、曲げ剛性は221.7mN/mm〜1149.3mN/mmの範囲で、平均は601.0mN/mm、標準偏差は221.7mN/mmであった。報告された曲げ剛性は、レールセグメントが互いに対して摺動し始める前に、3点屈曲からの力対変位曲線の第1の区間の勾配であった。3点屈曲間に開放する検体は観察されなかった。
15個の13mmのストリップを、ウェブの異なるゾーンからサンプル採取した。これらの検体を、上記のT型剥離試験法に従って評価した。T型剥離試験は、検体の機械方向(MD)で実施された。15個の13mmのサンプルについて、平均最大負荷は0.511Nであり、標準偏差は0.072Nであり、中央平均負荷は0.339Nであり、標準偏差は0.056Nであった。
16個の9mmのストリップを、ウェブの異なるゾーンからサンプル採取した。これらの標本を、上記のT型剥離試験方法に従って評価した。T型剥離試験は、標本の機械方向(MD)で実施された。18個の9mmのサンプルについては、平均最大荷重は0.562Nであり、標準偏差は0.062Nであり、中央平均負荷は0.351Nであり、標準偏差は0.049Nであった。
実施例5
締結具の機能を損なわずに、締結部材の設計が、1回以上締結構成及び解除構成をとり得るかどうかを評価するために、有限要素モデル(FEM)を作成して、システム変形が特徴における塑性ひずみの発生に及ぼす影響を捕捉した。Simulia製のコマーシャルコードAbaqus2017を利用して、モデリング作業を簡易化した。慣性効果を考慮することなく、定常状態における変形結果を捕捉するために標準分析法を利用した。2つの代表的な締結部材ユニットを非締結構成に配置した後、完全な係合が生じるまで互いに向かって変位させた。2つの締結部材ユニットの物理的境界面において、無摩擦接触の定義を確定した。弾性塑性材料の定義は、21,755psiのヤング率、0.33のポアソソン比、10.6%の塑性降伏ひずみ、2320psiの降伏応力、50%の最終ひずみ、及び2900psiの最終応力を使用した。変形可能なメッシュ全体に分散されたノードにおけるひずみ結果を、塑性歪み(不可逆変形)への移行について監視した。代表的なレール及びポスト構成体の有限要素モデルの対数ひずみ(真ひずみ)の結果を図3Aに示す。最小ひずみ(白色)から最大ひずみ(黒色)までの範囲のひずみ輪郭は表面上に示した。図3Aは、11.19%ひずみを有する最大変形状態にある締結システムの構成を示す。図3Bは、0.69%の最大残留ひずみを有する最終締結状態にある締結システムの構成を示す。
例示的実施例A
実施例5の定義を使用してFEMを作成した。キャップ付きレール−キャップ付きレールシステム構成体として、同様の締結特徴部をこのモデルで使用した。最終締結状態での締結特徴部を図4に示す。最終締結構成における公称ひずみの状態は、20.15%の永久塑性変形をもたらし、締結具の有用な寿命を低減させ得る。
本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく、当業者によって、本開示の様々な修正及び変更を実施することができ、かつ本発明は、本明細書に記載されている例示的な実施形態に過度に限定されるものではないことを理解されたい。上記で引用された全ての特許及び特許出願は、その全体が参照により本文書に組み込まれる。

Claims (15)

  1. 第1及び第2の締結部材であって、各締結部材が、長さ、幅、及び厚さを有する裏材と、前記裏材から突出するレールセグメントの列とを有し、前記レールセグメントのそれぞれは、前記裏材に付着したベース部と、前記裏材から遠位のキャップ部とを有し、前記キャップ部は、前記ベース部の幅よりも大きいキャップ幅を有し、前記キャップ部は、対向する側部で前記ベース部に張り出している、第1及び第2の締結部材と、
    少なくとも前記第1の締結部材の前記裏材から突出するポストの列であって、前記レールセグメントの列と前記ポストの列は交互になっており、前記ポストのそれぞれは、前記レールセグメントの高さ以下の高さを有する、ポストの列と、を備え、前記第1及び前記第2の締結部材が締結される時、前記ポストは、前記レールセグメントから離れるように屈曲する一方、前記第1及び第2の締結部材の前記レールセグメントの前記キャップ部は、互いを通りこして、前記第1及び第2の締結部材が締結された後に元の位置に復帰する、締結システム。
  2. 前記第1及び第2の締結部材が締結された時、前記第1及び第2の締結部材は、前記裏材の前記長さに平行な方向に互いに摺動することができる、請求項1に記載の締結システム。
  3. 前記第1の締結部材又は前記第2の締結部材のうちの少なくとも1つの前記裏材は、貫通穴無しで形成される、請求項1又は2に記載の締結システム。
  4. 前記第2の締結部材の前記裏材から突出するポストの列を更に備え、前記第2の締結部材の前記裏材上の前記レールセグメントの列と前記ポストの列は交互になっており、前記ポストのそれぞれは、前記レールセグメントの高さ以下の高さを有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の締結システム。
  5. 前記ベース部の長さと前記ベース部の幅との比は、少なくとも1.5:1である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の締結システム。
  6. 前記レールセグメントの高さと合わせた前記裏材の厚さは、最大3300マイクロメートルである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の締結システム。
  7. 前記ポストの列のうち1列のポストの数は、前記レールセグメントの列のうち1列のレールセグメントの数よりも多い、請求項1〜6のいずれか一項に記載の締結システム。
  8. 前記ポストのそれぞれは、少なくとも1.5:1である高さ対幅アスペクト比、又は少なくとも1.5:1である高さ対長さアスペクト比のうちの少なくとも一方を有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の締結システム。
  9. 前記ポストの高さは、前記レールセグメントの高さの最大95パーセントである、請求項1〜8のいずれか一項に記載の締結システム。
  10. 前記ポストは、前記裏材に付着した基部と、遠位端とを有し、前記遠位端の断面積は、前記ベース部の断面積以下である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の締結システム。
  11. 前記キャップ部は、全ての側部で前記ベース部に張り出している、請求項1〜10のいずれか一項に記載の締結システム。
  12. 前記第1の締結部材は、少なくとも3列の前記ポストの列と交互になっている、少なくとも3列の前記レールセグメントの列を有する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の締結システム。
  13. 前記第1の締結部材又は前記第2の締結部材のうちの少なくとも1つの前記裏材の主表面上の、前記レールセグメントの列の反対側に、結合層を更に備える、請求項1〜12のいずれか一項に記載の締結システム。
  14. 前記結合層は、ポリオレフィンエラストマーを含む、請求項13に記載の締結システム。
  15. 包装体の一部に取り付けられている、請求項1〜14のいずれか一項に記載の締結システム。
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