專利名稱：具有可延伸把手的袋子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通常用于容納和處置各種物件的袋子，更具體的是涉及具有整體封閉系統(tǒng)的袋子。
背景技術(shù)：
袋子，特別是柔性袋，通常由較為廉價(jià)的聚合物材料制造。這些袋子已經(jīng)得以廣泛使用，用于容納和/或處置各種物件和/或材料。在此所用的術(shù)語(yǔ)“柔性的”是指能夠(尤其是反復(fù)地)撓曲或彎曲的材料，因?yàn)樗鼈冊(cè)诖拥氖褂闷陂g響應(yīng)常常發(fā)生的外界外加力時(shí)是柔順的或可屈服的。因此，在響應(yīng)使用中常常發(fā)生的外力時(shí)，“柔性的”在意義上基本上與術(shù)語(yǔ)“非柔性的”、“剛性的”或“不屈服的”相反。因此，柔性的材料和結(jié)構(gòu)可以在形狀和結(jié)構(gòu)方面改變，以適應(yīng)外力并同與其接觸的物體的形狀相一致，而不損壞其完整性。例如，柔性袋可用作耐用垃圾罐的襯墊。
為了存儲(chǔ)或處置容納在柔性袋中的材料，在現(xiàn)有技術(shù)中公知有數(shù)種封閉袋子的技術(shù)。例如，絞合系繩得以普遍采用。然而，絞合系繩需要與垃圾袋分離的部件，即，絞合系繩本身。該分離的部件會(huì)丟失或不小心拋棄。而且，絞合系繩在提供袋子安全封閉方面沒(méi)有獲得巨大成功。
本領(lǐng)域中公知的另一種技術(shù)是在袋子開(kāi)口處采用正弦曲線形邊緣。這些邊緣可以重疊并系在一起形成把手，如1993年9月21日授予Greyenstein的美國(guó)專利US5,246,110所述。然而，變?yōu)榘咽值恼仪€形邊緣不均勻地懸垂在以柔性袋作為襯墊的任何耐久容器頂部上方。這就使當(dāng)柔性袋使用時(shí)產(chǎn)生不均勻且難看的外觀。此外，形成把手的材料的拉伸特性普遍相當(dāng)于形成袋子的平衡狀態(tài)(balance)的。其防止把手在系緊過(guò)程中先拉緊，并形成易于使用的封閉袋子的裝置。
本領(lǐng)域公知的另一種技術(shù)是在袋子頂部周邊提供束繩，如1988年10月18日授予Osborn的美國(guó)專利US4778283所述。然而，束繩封閉件在使用中較貴并經(jīng)常撕裂。
在此將其中的公開(kāi)參考引用的、1999年6月18日以Jackson名義提交的共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利申請(qǐng)09/336211和1999年6月18日以Meyer等人的名義提交的09/336212公開(kāi)了具有封閉件的柔性袋。特別是，公開(kāi)了束繩型封閉件、可系型把手或褶帶(flap)，絞合系繩或互鎖條帶封閉件、粘結(jié)劑基封閉件、互鎖機(jī)械密封件、可拆除系繩，或由袋子成分構(gòu)成的條帶和熱密封件。
本發(fā)明提供了一種用于易于使用的柔性袋的密封件，其與袋子成一整體，并利用了袋子的優(yōu)選的材料特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種由至少一片柔性材料組成半封閉容器的袋子。該容器具有由周邊限定的開(kāi)口。袋子具有大致垂直于開(kāi)口的填充方向。袋子具有與周邊并置的封閉區(qū)。封閉區(qū)包括第一區(qū)和第二區(qū)。當(dāng)柔性材料片受到外加拉伸力時(shí)，第一區(qū)經(jīng)歷基本上分子級(jí)變形，而第二區(qū)初始經(jīng)歷基本上幾何變形。袋子的封閉區(qū)可在填充方向上響應(yīng)這種拉伸力而延伸。拉伸力可以大致平行于填充方向施加。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的柔性袋處于封閉、中空狀態(tài)下的平面圖；圖2是柔性袋的一種聚合物膜材料處于基本上松弛狀態(tài)的局部視圖；圖3是圖2的聚合物膜處于局部受張力狀態(tài)下的局部視圖；圖4是圖2的聚合物膜處于受張力更大狀態(tài)下的局部視圖；圖5是本發(fā)明所用片材的另一實(shí)施例的局部俯視平面圖；圖6是圖5中的片材處于局部受張力狀態(tài)下的局部俯視平面圖；圖7是圖1的袋子的另一實(shí)施例；圖8是圖1的袋子的又一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的袋子10的一個(gè)實(shí)施例。袋子10還具有由周邊14限定的開(kāi)口12。與開(kāi)口12相對(duì)的是袋子10的底部16。盡管示出了只具有一個(gè)開(kāi)口12的袋子10，但是可以構(gòu)想的是具有不止一個(gè)相同或不同大小的開(kāi)口12的袋子10也包涵在本發(fā)明范圍之內(nèi)。袋子10的開(kāi)口12和底部10中間的是袋子10的袋體。
與開(kāi)口12并置的是用于封閉袋子10的整體的封閉件。封閉件可完全密封袋子10以在正常使用過(guò)程中防止內(nèi)容物丟失，或簡(jiǎn)單松散地密封袋子10以使從袋子10中丟失的內(nèi)容物最少。如此處所用的那樣，如果封閉件完全由袋子10的原材料形成并且與袋子10的袋體在結(jié)構(gòu)上沒(méi)有變化的話，則考慮該封閉件與袋子10成一體。因此，認(rèn)為絞合系繩、束繩封閉件、互鎖條帶封閉件，以及機(jī)械密封件都不是整體的封閉件。
在根據(jù)圖1的實(shí)施例中，袋子10由柔性材料制成，并包括由一片柔性片材沿一條折痕線自身折疊并沿各側(cè)縫自身粘結(jié)形成的袋子10的袋體?？梢岳斫獯?0可沿其它折痕線折疊，也可以沿其它側(cè)縫粘結(jié)?；蛘?，袋子10可為一個(gè)整體構(gòu)造。袋子10還可以由連續(xù)筒狀片材52構(gòu)成，因而沒(méi)有側(cè)縫，并用底部16的底縫代替底部16的折痕線。
可以構(gòu)想根據(jù)本發(fā)明的袋子10可根據(jù)最終用途而具有各種大小。例如，根據(jù)本發(fā)明的袋子10可以只有幾立方厘米的容積，用于存儲(chǔ)藥丸、硬幣等?；蛘?，根據(jù)本發(fā)明的袋子10可以有幾升的容積，用于存儲(chǔ)如庭院廢物等垃圾。
袋子10的周邊14限定了相當(dāng)于袋子10的橫截面的開(kāi)口12。盡管示出了具有不變橫截面的袋子10，但可理解具有變化橫截面的袋子10也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。盡管所示的袋子10在袋子10整個(gè)深度的任一處都具有平行于由開(kāi)口12限定的平面的橫截面，但可理解具有橫截面設(shè)置成相對(duì)于開(kāi)口12的平面成銳角關(guān)系的傾斜結(jié)構(gòu)的袋子10也包涵在本發(fā)明內(nèi)。
垂直于開(kāi)口12的平面的是填充方向24。填充方向24通常是向袋子10中放入內(nèi)容物和/或取出內(nèi)容物的方向。當(dāng)然，可以理解不必將內(nèi)容物在完全與填充方向24一致和平行的方向上放入袋子10中或從袋子10中取出，但是填充方向24代表著填充或清空袋子10的主要方向。袋子10打開(kāi)時(shí)，徑向垂直于填充方向24的是橫向。當(dāng)袋子10處于平坦、封閉狀態(tài)時(shí)，橫向位于袋子10的平面之內(nèi)。
盡管附圖示出的是具有大致直的周邊14的袋子10，但可以認(rèn)識(shí)到具有正弦曲線形周邊的袋子10也是本領(lǐng)域中公知的。正弦曲線形周邊用于為橫系袋子10的開(kāi)口12提供把手，同時(shí)形成閉合。如果選擇具有非附圖所示的一種周邊14的袋子10，那么填充方向24垂直于在最接近袋子10底部16的周邊14的點(diǎn)處形成的袋子10的橫截面。
在此所用的封閉區(qū)26是與周邊14并置的袋子10的區(qū)域。封閉區(qū)26在大致平行于填充方向24的方向上可延伸。封閉區(qū)26包括響應(yīng)所外加張力而可延伸的袋子10的區(qū)域。重要的是，封閉區(qū)26比袋子10的不包括封閉區(qū)26的那些區(qū)域具有更大程度的彈性延伸性。對(duì)于用作廚房中普通的垃圾容器的袋子10來(lái)說(shuō)，優(yōu)選的是，封閉區(qū)26具有近似于10至15厘米的彈性延伸性。通常較大的袋子10將需要較大的封閉區(qū)26，以便過(guò)渡到袋子10的開(kāi)口12。封閉區(qū)26在位于袋子10平面內(nèi)的兩個(gè)垂直的方向中的任一個(gè)方向上都可以是可延伸的，盡管延伸性的主方向通常平行于填充方向24。
在優(yōu)選實(shí)施例中，更加詳細(xì)地檢查封閉區(qū)26，該封閉區(qū)26完全限定了袋子10的開(kāi)口12的范圍。然而，可以意識(shí)到封閉區(qū)26不必完全限定袋子10的開(kāi)口12的范圍。例如，封閉區(qū)26可對(duì)著袋子10的多個(gè)相對(duì)的區(qū)段。在該實(shí)施例中，優(yōu)選地封閉區(qū)26總共對(duì)著整個(gè)180度，雖然較小的封閉區(qū)26對(duì)于較小的袋子10是足夠的?；旧?，封閉區(qū)26只需要對(duì)著足夠的周線以形成用于關(guān)閉袋子10的兩個(gè)或需要時(shí)的多個(gè)把手。優(yōu)選地整體在各區(qū)段之間等分。在該實(shí)施例中，封閉區(qū)26的每個(gè)區(qū)段可獨(dú)立于其它區(qū)段起作用，并形成用于平行于填充方向24局部延伸并系到封閉區(qū)26其它區(qū)段上的把手。在封閉區(qū)26各區(qū)段之間的是袋子10的不必大致在平行于填充方向24的方向上延伸的那些部分。袋子10的這些中間部分可以在大致平行于袋子10的周邊14的周線方向上較為不能伸展的或可伸展的。
優(yōu)選的是，封閉區(qū)26在填充方向24上朝向袋子10底部16可選地與周邊14間隔開(kāi)。該間隔形成了袋子10周邊14附近的周邊區(qū)28。該周邊區(qū)28設(shè)置在袋子10的周邊14和封閉區(qū)26之間。周邊區(qū)28比封閉區(qū)26在填充方向24上的延伸性小。優(yōu)選的是，周邊區(qū)28包圍袋子10的周邊14。然而，如上針對(duì)可行的各種結(jié)構(gòu)所述，如果封閉區(qū)26包括袋子10的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)段，那么周邊區(qū)28可置于包括封閉區(qū)26的區(qū)段的邊緣和周邊14之間。
周邊區(qū)28的目的是防止發(fā)生在袋子10的周邊14的過(guò)度薄弱。據(jù)信這種安排減少在周邊14處發(fā)散的裂口所導(dǎo)致的袋子10的不期望撕裂的發(fā)生。周邊區(qū)28具有平行于填充方向24的寬度，優(yōu)選至少為0.3厘米，較優(yōu)選至少為0.6厘米，最優(yōu)選至少為0.95厘米；并且優(yōu)選小于10厘米，較優(yōu)選小于2.5厘米，最優(yōu)選小于1.9厘米。如果袋子10的周邊14為正弦曲線形，或者為另一種不規(guī)則形狀，則優(yōu)選周邊區(qū)28大致平行于周邊14。
參照2-4，諸如那些在此圖示并描述的適用于本發(fā)明使用的材料，以及制造并表征該材料的方法在共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利US5518801中有所描述，其于1996年5月21日授予Chappell等人，其在此合并而作為參考。這些材料適用于封閉區(qū)26，以及有可能適用于根據(jù)本發(fā)明的袋子10的袋體。特別適合的材料包括具有0.003±0.001厘米厚度的線性低密度聚乙烯，其從Heritage Bag Company of Atlanta，Georgia公司，或從Clorox Company of SanFrancisco，California公司購(gòu)得。
參照?qǐng)D2-4，片材52包括不同區(qū)域的“可變形網(wǎng)絡(luò)(strainable network)”。在此所用的術(shù)語(yǔ)“可變形網(wǎng)絡(luò)”是指互連和相關(guān)的區(qū)域組，它們能夠在預(yù)定方向上延伸到某種有用的程度，為片材52提供響應(yīng)所外加并隨后釋放的伸長(zhǎng)的類彈性行為?？勺冃尉W(wǎng)絡(luò)至少包括第一區(qū)64和第二區(qū)66。片材52包括在第一區(qū)64和第二區(qū)66間交界處的過(guò)渡區(qū)65。過(guò)渡區(qū)65將表現(xiàn)出第一區(qū)64和第二區(qū)66二者性能的復(fù)雜結(jié)合。可以認(rèn)識(shí)到適用于本發(fā)明使用的這些片材52的每一個(gè)實(shí)施例都具有一個(gè)過(guò)渡區(qū)；然而，這些材料由第一區(qū)64和第二區(qū)66中的片材52的特性所限定。因此，由于不取決于過(guò)渡區(qū)65中片材52的復(fù)雜特性，所以以下說(shuō)明將只關(guān)注于第一區(qū)64和第二區(qū)66中的片材52的特性。
片材52具有第一表面52a和相對(duì)的第二表面52b。在圖2所示優(yōu)選實(shí)施例中，可變形網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)第一區(qū)64和多個(gè)第二區(qū)66。第一區(qū)64具有第一軸線68和第二軸線69，其中第一軸線68優(yōu)選比第二軸線69長(zhǎng)。第一區(qū)64的第一軸線68基本上平行于片材52的縱軸“L”，而第二軸線69基本上平行于片材52的橫軸“T”。優(yōu)選的是，第一區(qū)64的第二軸線(第一區(qū)64的寬度)為約0.01英寸至約0.5英寸，較優(yōu)選的是約0.03英寸至約0.25英寸。第二區(qū)66具有第一軸線70和第二軸線71。第一軸線70基本上平行于片材52的縱軸，而第二軸線71基本上平行于片材52的橫軸。優(yōu)選的是，第二區(qū)66的第二軸線(第二區(qū)66的寬度)為約0.01英寸至約2.0英寸，較優(yōu)選的是約0.125英寸至約1.0英寸。在圖2的優(yōu)選實(shí)施例中，第一區(qū)64和第二區(qū)66基本上是線性的，在基本平行于片材52的縱軸的方向上連續(xù)延伸。
第一區(qū)64具有彈性模量E1和橫截面積A1。第二區(qū)66具有彈性模量E2和橫截面積A2。
在所示實(shí)施例中，片材52的“形成”使得當(dāng)經(jīng)受基本平行于縱軸方向上所施加的軸向伸長(zhǎng)時(shí)，片材52表現(xiàn)出沿軸線的抵抗力，其在所示實(shí)施例的情形中基本上平行于幅片(web)的縱軸。在此所用的術(shù)語(yǔ)“形成”是指在這樣的片材52上所需結(jié)構(gòu)或幾何形狀的形成，即，所述片材在沒(méi)有受到任何外界外加伸長(zhǎng)或力時(shí)基本上保持所需結(jié)構(gòu)或幾何形狀。本發(fā)明的片材52由至少第一區(qū)64和第二區(qū)66構(gòu)成，其中第一區(qū)64與第二區(qū)66從視覺(jué)上可區(qū)分。在此所用的術(shù)語(yǔ)“視覺(jué)上可區(qū)分”是指當(dāng)片材52或包含片材52的物體經(jīng)受正常使用時(shí)易于被正常裸眼識(shí)別的片材52的特征。在此所用的術(shù)語(yǔ)“表面路徑長(zhǎng)度(surface-pathlength)”是指在基本平行于軸線的方向上沿所討論區(qū)域的形貌表面(topographic surface)的量度。確定各個(gè)區(qū)域的表面路徑長(zhǎng)度的方法可以在以上參考并納入的Chappell等人的專利的測(cè)試方法部分中找到。
形成用于本發(fā)明的這種片材52的方法包括但不限于借助嚙合壓板或滾筒的壓花、熱塑成形、高壓液壓成形、或鑄塑。盡管幅片52的整個(gè)部分已經(jīng)受到成形操作，但本發(fā)明還可以在實(shí)踐中只對(duì)其一部分進(jìn)行成形，如構(gòu)成袋體10的那部分材料，這將在下文詳細(xì)描述。
在所示的優(yōu)選實(shí)施例中，第一區(qū)64基本上是平坦的。就是說(shuō)，第一區(qū)64內(nèi)的材料在幅片52經(jīng)歷成形步驟的前和后均處于基本相同的狀態(tài)。第二區(qū)66包括多個(gè)隆起的肋狀件74。肋狀件74可被制成凸起的、凹陷的(debossed)或者二者的結(jié)合。肋狀件74具有基本上平行于幅片52的橫軸的第一或主軸線76，以及基本上平行于幅片52的縱軸的第二或輔軸線77。平行于肋狀件74的第一軸線76的長(zhǎng)度至少等于平行于第二軸線77的長(zhǎng)度，且優(yōu)選比其長(zhǎng)。優(yōu)選的是，第一軸線76與第二軸線77的比值至少約1∶1或更大，較優(yōu)選是至少約2∶1或更大。
第二區(qū)域66中的肋狀件74可通過(guò)未成形區(qū)域彼此隔開(kāi)。優(yōu)選的是，肋狀件74彼此相鄰，并通過(guò)垂直于肋狀件74的主軸線76測(cè)量的小于0.10英寸的未成形區(qū)域隔開(kāi)，較優(yōu)選的是，肋狀件74是連續(xù)的，其間基本上沒(méi)有未成形區(qū)域。
第一區(qū)64和第二區(qū)66各自具有“投影路徑長(zhǎng)度”。在此所用的術(shù)語(yǔ)“投影路徑長(zhǎng)度”是指被平行光投射的區(qū)域的陰影長(zhǎng)度。第一區(qū)64的投影路徑長(zhǎng)度和第二區(qū)66的投影路徑長(zhǎng)度彼此相等。
如幅片處于松弛狀態(tài)下、在平行于幅片52縱軸的方向上表面形貌(topographically)測(cè)量的那樣，第一區(qū)域64具有表面路徑長(zhǎng)度L1，其小于第二區(qū)域66的表面路徑長(zhǎng)度L2。優(yōu)選的是，第二區(qū)域66的表面路徑長(zhǎng)度大于第一區(qū)域64的至少約15％，較優(yōu)選大于第一區(qū)域64至少約30％，最優(yōu)選大于第一區(qū)域64至少約70％。通常，第二區(qū)域66的表面路徑長(zhǎng)度越大，幅片在遇到力壁(force wall)之前的伸長(zhǎng)量越大。用于測(cè)量這類材料的表面路徑長(zhǎng)度的合適技術(shù)在上述參考并納入的Chappell等人的專利中有所描述。
片材52表現(xiàn)出基本上小于類似材料成分的其它同樣基底幅片的減輕的“泊松橫向收縮效應(yīng)”。測(cè)量材料的泊松橫向收縮效應(yīng)的方法可在上述參考并納入的Chappell等人的專利的測(cè)試方法部分中找到。優(yōu)選的是，適用于本發(fā)明的幅片在幅片受到約20％伸長(zhǎng)時(shí)的泊松橫向收縮效應(yīng)小于約0.4。優(yōu)選的是，當(dāng)幅片受到約40、50或甚至60％伸長(zhǎng)時(shí)，幅片表現(xiàn)出小于約0.4的泊松橫向收縮效應(yīng)。較優(yōu)選的是，當(dāng)幅片受到約20、40、50或60％伸長(zhǎng)時(shí)，泊松橫向收縮效應(yīng)小于約0.3。這類幅片的泊松橫向收縮效應(yīng)由第一和第二區(qū)66分別占有的幅片材料量所確定。隨著由第一區(qū)64占有的片材52的面積增加，泊松橫向收縮效應(yīng)也有所增加。相反，隨著由第二區(qū)66占據(jù)的片材52的面積增加，泊松橫向收縮效應(yīng)降低。優(yōu)選的是，由第一區(qū)占據(jù)的片材52的面積百分比為約2％至約90％，較優(yōu)選為約5％至約50％。
具有至少一層彈性體材料的現(xiàn)有技術(shù)的片材52通常具有大的泊松橫向收縮效應(yīng)，即，當(dāng)片材響應(yīng)外加力而伸長(zhǎng)時(shí)將會(huì)“頸縮”。用于本發(fā)明的幅片材料如果沒(méi)有基本上消除泊松橫向收縮效應(yīng)的話，則可將其設(shè)計(jì)成適中的。
對(duì)于片材52，由箭頭80表示的外加軸向伸長(zhǎng)D的方向基本上垂直于肋狀件74的第一軸線76。肋狀件74能夠在基本上垂直于它們的第一軸線76的方向上伸直或幾何變形，以使幅片52能延伸。
當(dāng)片材52的幅片受到由箭頭80表示的外加軸向伸長(zhǎng)D時(shí)，作為對(duì)于外加伸長(zhǎng)的分子級(jí)變形的結(jié)果，具有較短表面路徑長(zhǎng)度L1的第一區(qū)64提供了初始抵抗力P1的大部分。在此階段，第二區(qū)66中的肋狀件74經(jīng)歷幾何變形，或者伸直，且對(duì)于外加伸長(zhǎng)提供最小抵抗力。在過(guò)渡到下一個(gè)階段中，肋狀件74變得與外加伸長(zhǎng)平齊(即，共面)。即，第二區(qū)66正表現(xiàn)出從幾何變形到分子級(jí)變形的變化。這就是力壁的開(kāi)始。在圖4的階段中，第二區(qū)66中的肋狀件74變得基本上與外加伸長(zhǎng)的平面對(duì)齊(即，共面)，即第二區(qū)域66已達(dá)到其幾何變形的極限，并開(kāi)始經(jīng)由分子級(jí)變形而抵抗進(jìn)一步變形?，F(xiàn)在作為分子級(jí)變形的結(jié)果，第二區(qū)66對(duì)于進(jìn)一步外加伸長(zhǎng)起到第二抵抗力P2的作用。由第一區(qū)64的分子級(jí)變形和第二區(qū)66的分子級(jí)變形二者產(chǎn)生的伸長(zhǎng)抵抗力形成了總抵抗力PT，其大于由第一區(qū)64的分子級(jí)變形和第二區(qū)66的幾何變形所提供的抵抗力。
當(dāng)(L1+D)小于L2時(shí)，抵抗力P1基本上大于抵抗力P2。當(dāng)(L1+D)小于L2時(shí)，第一區(qū)64提供初始抵抗力P1，其通常滿足下式P1＝(A1×E1×D)/L1當(dāng)(L1+D)大于L2時(shí)，第一和第二區(qū)66對(duì)于外加伸長(zhǎng)D提供了合成的總抵抗力PT，其通常滿足下式PT＝(A1×E1×D)/L1+(A2×E2×|L1+D-L2|)/L2在到達(dá)圖4所示的階段之前，在相應(yīng)于圖2-3的階段中發(fā)生的最大伸長(zhǎng)量是所形成的幅片材料的“有效伸長(zhǎng)(available stretch)”。該有效伸長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于第二區(qū)66經(jīng)歷幾何變形的距離。有效伸長(zhǎng)的范圍可在約10％至100％或更多的范圍內(nèi)變化，并可在較大程度上控制在第二區(qū)66中的表面路徑長(zhǎng)度L2超過(guò)第一區(qū)64和基底薄膜組分中的表面路徑長(zhǎng)度L1的程度。術(shù)語(yǔ)“有效伸長(zhǎng)”并不是用于暗示對(duì)本發(fā)明的幅片可能經(jīng)歷的伸長(zhǎng)的限制，因?yàn)榇嬖谛枰扉L(zhǎng)量超過(guò)有效伸長(zhǎng)的應(yīng)用場(chǎng)合。
當(dāng)片材52受到外加伸長(zhǎng)時(shí)，由于片材52在外加伸長(zhǎng)方向上延伸而且一旦外加伸長(zhǎng)去除之后便返回到其基本松弛狀態(tài)，所以其表現(xiàn)出類彈性行為，除非片材52延伸超過(guò)屈服點(diǎn)。片材52能夠經(jīng)受外加伸長(zhǎng)的多次循環(huán)，而不損失其基本上恢復(fù)的能力。因而，一旦外加伸長(zhǎng)去除之后，幅片能夠返回至其基本松弛的狀態(tài)。
雖然片材52可以容易并逆反地在外加軸向伸長(zhǎng)的方向上延伸(在基本垂直于肋狀件74的第一軸線的方向上)，但幅片材料不易于在基本平行于肋狀件74的第一軸線的方向上延伸。肋狀件74的形成允許肋狀件74在基本垂直于肋狀件74的第一或主軸線方向上幾何變形，同時(shí)要求基本分子級(jí)變形以在大致平行于肋狀件74第一軸線的方向上延伸。
延伸幅片所需的外加力的值取決于片材52的組分和橫截面積以及第一區(qū)64的寬度和間隔，較窄的和間隔較寬的第一區(qū)64要求較低的外加延伸力，以實(shí)現(xiàn)對(duì)于給定組分和橫截面積的所需伸長(zhǎng)。第一區(qū)64的第一軸線(即，長(zhǎng)度)優(yōu)選大于第一區(qū)64的第二軸線(即，寬度)，其具有優(yōu)選的長(zhǎng)度與寬度比值為約5∶1或更大。
肋狀件74的深度和重復(fù)次數(shù)也可變化，以控制適用于本發(fā)明片材52的幅片的有效伸長(zhǎng)。如果對(duì)于給定重復(fù)次數(shù)的肋狀件74，賦予肋狀件74的成形高度或程度有增加，則有效伸長(zhǎng)可增加。同樣地，如果對(duì)于給定的成形高度或程度，肋狀件74的重復(fù)次數(shù)增加，則有效伸長(zhǎng)可增加。
通過(guò)將這類材料應(yīng)用于本發(fā)明的柔性袋10，幾種功能性特性可得以控制。該功能性特性是片材52施加的抵抗外加伸長(zhǎng)的抵抗力和在遇到力壁之前片材52的有效伸長(zhǎng)。由片材52施加的抵抗外加伸長(zhǎng)的抵抗力是材料(如，組分、分子結(jié)構(gòu)和取向等)和橫截面積、以及由第一區(qū)64占據(jù)的片材52的投影表面積的百分比的函數(shù)。第一區(qū)64占據(jù)的片材52的百分比越大，對(duì)于給定材料組分和橫截面積，幅片施加的抵抗外加伸長(zhǎng)的抵抗力越大。第一區(qū)64覆蓋的片材52的百分比部分地(如果不是完全地)由第一區(qū)64的寬度和相鄰的第一區(qū)64之間的間隔確定。
幅片材料的有效伸長(zhǎng)由第二區(qū)66的表面路徑長(zhǎng)度確定。第二區(qū)66的表面路徑長(zhǎng)度至少部分地由肋狀件74的間隔、肋狀件74的重復(fù)次數(shù)和垂直于幅片材料平面測(cè)量的肋狀件74的形成深度確定。一般，第二區(qū)66的表面路徑長(zhǎng)度越大，則幅片材料的有效伸長(zhǎng)越大。
如上述參照?qǐng)D2-4所述，當(dāng)?shù)诙^(qū)66的肋狀件74經(jīng)歷幾何運(yùn)動(dòng)時(shí)，片材52初始表現(xiàn)出對(duì)于由第一區(qū)64提供的伸長(zhǎng)的一定抵抗。隨著肋狀件74過(guò)渡到材料第一區(qū)64的平面中，對(duì)于伸長(zhǎng)的增加的抵抗力隨著整個(gè)片材52經(jīng)歷分子級(jí)變形而表現(xiàn)出來(lái)。因而，圖2-4所示的和在以上參考和納入的Chappell等人的專利中描述的那類片材52在形成為諸如本發(fā)明的柔性袋10的封閉容器時(shí)具備本發(fā)明的性能優(yōu)點(diǎn)。
如在圖2-4所示的用于本發(fā)明的片材52呈現(xiàn)出三維橫截?cái)嗝嫘螤?，其中片?2自片材52的主平面向外變形(處于松弛狀態(tài))。這就為抓持提供了額外表面積并消除了通常與基本平坦的、光滑表面有關(guān)的光澤。當(dāng)用一只手抓袋子10時(shí)，三維肋狀件74還提供了“墊子似的”觸感，還有助于相對(duì)于傳統(tǒng)袋子10材料的所需觸感，并且使得厚度感和耐久性得以提高。附加的紋理還降低了由某種類型的膜材料產(chǎn)生的噪音，引起聽(tīng)覺(jué)感舒適。
將原材料形成為適用于本發(fā)明的片材52的幅片的合適的機(jī)械方法在本領(lǐng)域中是公知的，并在前述Chappell等人的專利以及1997年7月22日授予Anderson等人的共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利US5650214中公開(kāi)，其公開(kāi)的內(nèi)容在此引用作為參考。
現(xiàn)在參考圖5，用于第一和第二區(qū)66的其它圖案也可用于適用于本發(fā)明的片材52。片材52在圖5中顯示為基本上松弛的狀態(tài)。片材52具有兩個(gè)中心線，即，一條縱向中心線，其在下文中也被稱為軸、線或方向“L”；一條橫貫的或橫向中心線，其在下文中也被稱為軸、線或方向“T”。橫向中心線“T”大致垂直于縱向中心線“L”。圖5-6所述類型的材料在前述Anderson等人的專利中有詳細(xì)描述。
如上針對(duì)圖2-4所述，片材52包括不同區(qū)域的“可變形網(wǎng)絡(luò)”?？勺冃尉W(wǎng)絡(luò)包括視覺(jué)上彼此不同的多個(gè)第一區(qū)64和多個(gè)第二區(qū)66。片材52還包括位于第一區(qū)64和第二區(qū)66之間的界面處的過(guò)渡區(qū)65。過(guò)渡區(qū)65將具有第一區(qū)64和第二區(qū)66兩者的行為的復(fù)雜組合，如上所述。
片材52具有(圖5-6中面對(duì)讀者的)第一表面和相對(duì)的第二表面(未示出)。在圖5-6中的優(yōu)選實(shí)施例中，可變形網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)第一區(qū)64和多個(gè)第二區(qū)66。第一區(qū)64的一部分(總地標(biāo)作61)基本上是線性的并在第一方向上延伸。第一區(qū)的剩余部分(總地標(biāo)作62)基本上是線性的并在基本上垂直于第一方向的第二方向上延伸。盡管優(yōu)選第一方向垂直于第二方向，但第一方向和第二方向之間的其它角度關(guān)系也是合適的，只要第一區(qū)61和62相互交叉即可。優(yōu)選的是，第一和第二方向之間的角度在大約45°至大約135°范圍內(nèi)，90°是最優(yōu)選的。第一區(qū)61和62的交叉形成了一個(gè)由圖5中虛線63表示的界線，其徹底包圍著第二區(qū)66。
優(yōu)選的是，第一區(qū)64的寬度68為大約0.01英寸至大約0.5英寸，較優(yōu)選的是大約0.03英寸至大約0.25英寸。但是，對(duì)于第一區(qū)64，其它寬度尺寸也是合適的。由于第一區(qū)61和62彼此垂直而且被等距隔開(kāi)，因此第二區(qū)66為正方形。但是，對(duì)于第二區(qū)66，其它形狀也是合適的，而且可以通過(guò)改變第一區(qū)64之間的間距和/或第一區(qū)61和62相互的排列而實(shí)現(xiàn)。第二區(qū)66具有第一軸線70和第二軸線71。第一軸線70基本上平行于幅片材料52的縱軸，而第二軸線71基本上平行于幅片材料52的橫軸。第一區(qū)64具有彈性模量E1和橫截面積A1。第二區(qū)66具有彈性模量E2和橫截面積A2。
在圖2-6所示的實(shí)施例中，第一區(qū)64基本平坦。即，第一區(qū)64中的材料在幅片52經(jīng)歷的成形步驟之前和之后處于大致相同的情形下。第二區(qū)域66包括多個(gè)隆起的肋狀件74。肋狀件74可以是凸起的、凹陷的、或是它們的組合。肋狀件74具有大致平行于幅片52的縱軸的第一或主軸76，以及大致平行于幅片52的橫軸的第二或輔軸77。
第二區(qū)66中的肋狀件74可以通過(guò)未成形區(qū)域彼此隔開(kāi)，該未成形區(qū)域基本上不凸或凹陷、或簡(jiǎn)單地形成為間隔區(qū)的。優(yōu)選的是，肋狀件74彼此相鄰，并且以垂直于肋狀件74的主軸76測(cè)量的小于0.01英寸的未成形區(qū)域隔開(kāi)，較優(yōu)選的是，肋狀件74之間實(shí)質(zhì)上無(wú)未成形區(qū)域而是連續(xù)的。
第一區(qū)64和第二區(qū)66各自具有“投影路徑長(zhǎng)度”。在此所用的術(shù)語(yǔ)“投影路徑長(zhǎng)度”是指被平行光投射的區(qū)域的陰影長(zhǎng)度。第一區(qū)64的投影路徑長(zhǎng)度和第二區(qū)66的投影路徑長(zhǎng)度彼此相等。
當(dāng)幅片處于松弛狀態(tài)下時(shí)，在平行方向上以表面形貌測(cè)量的第一區(qū)域64具有表面路徑長(zhǎng)度L1，其小于第二區(qū)域66的表面路徑長(zhǎng)度L2。優(yōu)選的是，第二區(qū)域66的表面路徑長(zhǎng)度大于第一區(qū)域64至少約15％，較優(yōu)選大于第一區(qū)域64至少約30％，最優(yōu)選大于第一區(qū)域64至少約70％。通常，第二區(qū)域66的表面路徑長(zhǎng)度越大，幅片在遇到力壁之前的伸長(zhǎng)量越大。
對(duì)于幅片材料52，圖5-6中由箭頭80表示的外加軸向伸長(zhǎng)D的方向基本上垂直于肋狀件74的第一軸線76。這是因?yàn)槔郀罴?4能夠在基本上垂直于它們的第一軸線76的方向上伸直或幾何變形以允許幅片52中的延伸的事實(shí)而引起的。
參照?qǐng)D6，由于幅片52經(jīng)歷圖5-6中由箭頭80表示的外加軸向伸長(zhǎng)D，所以具有較短表面路徑長(zhǎng)度L1的第一區(qū)64向?qū)?yīng)于階段I的外加伸長(zhǎng)提供了作為分子級(jí)變形的結(jié)果的初始抵抗力P1的大部分。同時(shí)在階段I中，第二區(qū)域66中的肋狀件74經(jīng)歷幾何變形，或者伸直，并對(duì)外加伸長(zhǎng)提供最小阻力。此外，作為通過(guò)使第一區(qū)61和62交叉而形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，第二區(qū)域66的形狀有所改變。因而，隨著幅片52經(jīng)歷外加伸長(zhǎng)，第一區(qū)61和62經(jīng)歷幾何變形或彎曲，由此改變了第二區(qū)66的形狀。第二區(qū)66在平行于外加伸長(zhǎng)方向的方向上延伸或變長(zhǎng)，并且在垂直于外加伸長(zhǎng)方向的方向上褶疊或收縮。
適于構(gòu)造本發(fā)明柔性袋10的各種組分包括基本上不滲透的材料，如，聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、鋁箔、帶涂層(涂蠟等)和不帶涂層的紙、帶涂層的無(wú)紡布等；以及基本上滲透的材料，如稀松布、網(wǎng)狀織物、機(jī)織物、無(wú)紡布、或者穿孔或多孔的薄膜，不論其本質(zhì)上主要是二維結(jié)構(gòu)或形成為三維結(jié)構(gòu)。這些材料可以包括單一組分或?qū)?，或者可以為多種材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
一旦所需的片材52以任何所需且合適的方式制造，包括用于袋子10的袋體的所有或部分材料，則袋子10可以由任何公知和合適的方式構(gòu)造，如那些在本領(lǐng)域中公知的用于制造呈可商業(yè)提供的形式的袋子10的那些方式。熱、機(jī)械、或粘結(jié)劑密封技術(shù)可以用于將袋子10的各種部件或元件自身接合或彼此接合。此外，袋子10的袋體可以熱成形、吹制、或者模制，而不是依靠折疊和粘接技術(shù)來(lái)由材料幅片或材料片來(lái)構(gòu)造袋子10的袋體。兩個(gè)近期的美國(guó)專利，即1996年9月10日授予Porchia等人的US5554093和1996年11月19日授予Dais等人的美國(guó)專利US5575747說(shuō)明了現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于柔性存儲(chǔ)袋10的情況，所述柔性存儲(chǔ)袋10總體結(jié)構(gòu)上類似于那些附圖中所示的結(jié)構(gòu)，但是為常見(jiàn)的類型。
具有由包括兩個(gè)不同區(qū)域的前述材料制成的封閉區(qū)26的一個(gè)益處是第二區(qū)66的肋為將封閉區(qū)26的相對(duì)側(cè)面系在一起提供了增強(qiáng)的觸感和抓持表面。其降低了使袋子10掉地或處理不當(dāng)?shù)目赡苄?，特別是當(dāng)內(nèi)容物較大或較重時(shí)。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是對(duì)于上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)，肋狀件74的取向大致垂直于填充方向24。這種布置不僅使封閉區(qū)26具有良好質(zhì)地，而且使封閉區(qū)26的伸展方向平行于填充方向24。
示例圖1的示例性袋子10具有平行于填充方向24取向的總體尺寸84厘米，以及平坦?fàn)顟B(tài)下的總體橫向尺寸61厘米?？煽紤]將袋子10分成四個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)完全環(huán)繞袋子10伸展。各區(qū)在填充方向24上彼此隔開(kāi)。袋子10可以由0.019厘米厚的聚乙烯制成。
第一區(qū)28是周邊區(qū)28。周邊區(qū)28靠近袋子10的周邊14，并且除了原材料中固有的之外，沒(méi)有誘導(dǎo)延伸性(induced extensibility)。第二區(qū)26是封閉區(qū)26。封閉區(qū)26靠近周邊區(qū)28，并朝向袋子10的底部16設(shè)置。封閉區(qū)26具有在由箭頭80表示的填充方向24上取向的誘導(dǎo)延伸性。第三區(qū)30靠近第二區(qū)26，并具有在由箭頭80表示的橫向上取向的誘導(dǎo)延伸性。第四區(qū)32靠近袋子10的底部16，并且如同第一區(qū)28一樣不具有誘導(dǎo)延伸性。不具有誘導(dǎo)延伸性的第一和第四區(qū)28、32分別在填充方向24上具有尺寸1.3和6.4厘米。在填充方向24上，第二區(qū)26的尺寸為55.9厘米，而第三區(qū)30的尺寸為20.3厘米。延伸性可以為平行于填充方向24的袋子10的總體尺寸的約40％，盡管更大或更小的延伸性也是合適的。
參照?qǐng)D7，其示出了代表根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的袋子10的第二個(gè)示例。該袋子10具有49.2升的容積，填充方向24上的總體尺寸為75厘米，平坦時(shí)橫向尺寸為61厘米。該袋子10具有上述四個(gè)區(qū)。第一區(qū)28為周邊區(qū)28。該周邊區(qū)28靠近周邊14，在填充方向24上具有尺寸4.5厘米并且無(wú)誘導(dǎo)延伸性。第二區(qū)26為封閉區(qū)26。封閉區(qū)26靠近第一區(qū)并朝向袋子10的底部16設(shè)置。第二區(qū)26具有如箭頭80所示的填充方向24上的誘導(dǎo)延伸性和在填充方向24上的尺寸32.4厘米。第三區(qū)30靠近第二區(qū)，并具有如箭頭80所示的橫向上的延伸性和在填充方向24上的尺寸33.0厘米。第四區(qū)32靠近袋子10的底部16，不具有誘導(dǎo)延伸性，在填充方向24上的尺寸為5.1厘米。疊加在第一和第二區(qū)28、26上的是第五區(qū)34，其具有相對(duì)于由箭頭80指示的填充方向成45°取向的延伸性。第五區(qū)34具有在填充方向24上的尺寸32.4厘米。45°延伸性具備較大強(qiáng)度以及消除使用中產(chǎn)生的過(guò)度延伸性的益處。而且，這種安排允許片材52從袋子10的中心向邊緣牽引。盡管圖7的袋子10具有相對(duì)于填充方向24成45°角度關(guān)系的第五區(qū)34，但是事實(shí)上，這種第五區(qū)34可具備22°至67°的角度并仍保持上述益處。這種安排保持有上述益處，即，使材料在填充方向24具有延伸性，以能夠形成把手來(lái)封閉袋子10。
參照?qǐng)D8，示出了第三個(gè)示例的袋子10。該袋子10具有和圖7的袋子10相同的總體尺寸、容積和周邊區(qū)28。圖8的袋子10使誘導(dǎo)延伸區(qū)域38和不具有超出原材料所具有的延伸性的誘導(dǎo)延伸性的區(qū)域39交替。誘導(dǎo)延伸性的區(qū)域38具有平行于由箭頭80指示的填充方向24的延伸性。這些誘導(dǎo)延伸性的區(qū)域38為該袋子10提供了封閉系統(tǒng)。交替的區(qū)域從袋子10的周邊14延伸到袋子10的底部16，并以縱軸平行于填充方向24取向。區(qū)域38、39的寬度范圍可以為0.6至3.0厘米或更大。寬度平行于橫向。區(qū)域38、39的寬度可以相等或不等。如上述由兩個(gè)示例所示，該袋子10的周邊14和底部16中的任一個(gè)或二者可選地具有不帶誘導(dǎo)延伸性的連續(xù)周邊區(qū)。
權(quán)利要求
1.一種由至少一片柔性材料構(gòu)成的袋子，所述柔性材料組成具有由周邊限定的開(kāi)口的半封閉容器，所述袋子具有大致垂直于所述開(kāi)口的填充方向，所述袋子包括與所述周邊并置的封閉區(qū)，所述封閉區(qū)包括第一區(qū)和第二區(qū)，當(dāng)所述材料片受到外加拉伸力時(shí)，所述第一區(qū)經(jīng)歷基本上分子級(jí)變形，而所述第二區(qū)初始經(jīng)歷基本上幾何變形，其特征在于，所述袋子的所述封閉區(qū)在所述填充方向上可響應(yīng)大致平行于所述填充方向施加的拉伸力延伸。
2.如權(quán)利要求1所述的袋子，其中，所述袋子具有底部，所述底部與所述開(kāi)口相對(duì)，所述封閉區(qū)與所述袋子的所述底部不相交。
3.如權(quán)利要求1和2所述的柔性袋子，其中，所述封閉區(qū)圍繞所述袋子的所述開(kāi)口。
4.如權(quán)利要求1、2和3所述的柔性袋子，其中，所述第一區(qū)和所述第二區(qū)彼此可從視覺(jué)上區(qū)分開(kāi)。
5.如權(quán)利要求1、2、3和4所述的柔性袋子，其中，所述第二區(qū)包括多個(gè)隆起的肋狀件，每個(gè)所述隆起的肋狀件具有主軸線和與其正交的輔軸線，其中所述主軸線大致垂直于所述填充方向。
6.如權(quán)利要求1、2、3、4和5所述的柔性袋子，其特征在于，所述封閉區(qū)與所述周邊通過(guò)鄰近所述周邊的周邊區(qū)而間隔開(kāi)，所述周邊區(qū)不具有誘導(dǎo)的彈性。
7.一種由至少一片柔性材料構(gòu)成的袋子，所述柔性材料組成具有由周邊限定的開(kāi)口的半封閉容器，所述袋子具有大致垂直于所述開(kāi)口的填充方向，所述袋子包括與所述周邊并置的封閉區(qū)，所述封閉區(qū)包括第一區(qū)和第二區(qū)，當(dāng)所述材料片受到外加拉伸力時(shí)，所述第一區(qū)經(jīng)歷基本上分子級(jí)變形，而所述第二區(qū)初始經(jīng)歷基本上幾何變形，其特征在于，所述袋子的所述封閉區(qū)在所述填充方向上可響應(yīng)大致平行于所述填充方向施加的拉伸力而延伸，所述封閉區(qū)還包括在相對(duì)于所述填充方向成近似22至67度的角度上響應(yīng)在相對(duì)于所述填充方向成近似22至67度的相同角度上施加的拉伸力而延伸的區(qū)域。
8.如權(quán)利要求7所述的袋子，其中，所述袋子具有底部，所述底部與所述開(kāi)口相對(duì)，所述袋子具有與所述封閉區(qū)并置并朝向所述袋子的所述底部設(shè)置的帶有誘導(dǎo)延伸性的第二區(qū)，所述第二區(qū)在垂直于所述填充方向的方向上可響應(yīng)在大致垂直于所述填充方向的相同方向上施加的拉伸力而延伸。
9.如權(quán)利要求8所述的袋子，其中，所述第二區(qū)與所述袋子的所述底部不相交。
10.如權(quán)利要求7、8和9所述的袋子，其中，所述角度相對(duì)于所述填充方向成95度。
全文摘要
一種由柔性片材制成的袋子，具有由周邊限定的開(kāi)口。與周邊并置的是封閉區(qū)。封閉區(qū)具有在垂直于袋子開(kāi)口的方向上的誘導(dǎo)延伸性，從而在封閉區(qū)材料延伸時(shí)，可方便地形成把手系繩。把手系繩捆在一起形成用于袋子的整體封閉件。誘導(dǎo)延伸性通過(guò)具有不同延伸模式的雙重區(qū)域網(wǎng)絡(luò)提供。雙重區(qū)域網(wǎng)絡(luò)還具備增大的抓持表面以形成把手系繩的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B65D33/16GK1437548SQ01811429
公開(kāi)日2003年8月20日 申請(qǐng)日期2001年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月19日
發(fā)明者貝弗利·A·J·杰克遜, 丹尼爾·R·塞羅尼 申請(qǐng)人:寶潔公司