專利名稱：具有拉帶封閉件的柔性袋的制作方法
技術領域：
該類型的柔性袋通常用于各種家庭物料的容納和廢棄處理。
背景技術：
柔性袋，尤其是由較廉價的聚合材料制成的那些，已廣泛用于各種家庭物料諸如垃圾、草沖剪切物、樹葉等的容納和廢棄處理。
如本文所用，術語"柔性的，，用以指這樣的材料該材料能夠被撓曲或彎曲，尤其是重復地撓曲或彎曲，使得它們響應外加力而易彎曲和可屈服。因此，"柔性的"與術語不可撓曲的、剛性的或不可屈服的具有基本上相反的含義。因此，可改變撓性材料和結構的形狀和結構以適應外力并且適形于與它們接觸的物體的形狀而不失去其完整性。通常可得的柔性袋通常由如下材料形成，所述材料在整個袋結構中具有一致的物理特性，諸如拉伸、張力和/或伸長特性。
使用此類袋的一種常見方法是，將它們作為用于容器諸如垃圾桶或垃圾箱的襯里。常常難以將袋的頂部拉出垃圾桶或垃圾箱的邊緣，以便使袋處在垃圾桶或垃圾箱中的適當位置。物料被放置在袋中，直到袋和/或容器被填滿，或直到袋被填充至期望高度。當袋被填滿，或甚至由于在袋的最上邊緣以上放置了附加物料而超過容量時，消費者常常難以將袋的開口封閉，因為只剩下極少(如果有的話)的自由材料可供將袋開口在內容物的高度以上封閉。如果填充的袋隨后被獨自放在地板上，則經常遇到的另 一 個問題是袋內容物的移位，所述移位在袋內會造成不平衡并且相應地使袋的封閉件打開，因此內容物可能會灑漏。
因此，期望提供一種柔性袋，所述袋更易于牢靠地放置在垃圾桶或垃圾箱的邊緣上，其在填充后更易于封閉并且在封閉后不易重新打開。
發(fā)明概述一種柔性袋，所述袋包括至少一個柔性薄片材料片，所述片被裝配以形成半封閉容器，所述容器具有由周邊限定的開口，所述開口限定開口平面；所述袋具有用于密封所述開口以將所述半封閉容器轉變成封閉容器的拉帶封閉件、鄰近所述拉帶封閉件的上部區(qū)域以及在所述上部區(qū)
域下方的下部區(qū)域，其中所述拉帶封閉件的薄片材料沿至少 一 個軸線表
現(xiàn)出類彈性行為，所述拉帶封閉件的薄片材料包括至少第一區(qū)域和第
二區(qū)域，所述第 一 區(qū)域和所述第二區(qū)域具有相同的材料組成并且各具有
未拉緊投影路徑長度；當所述網狀材料響應施加到所述拉帶封閉件的薄片材料上的外加力而在基本上平行于所述軸線的方向上經受受力伸長時，所述第一區(qū)域經歷顯著分子水平變形并且所述第二區(qū)域初始地經歷顯著幾何變形；當所述受力伸長釋放時，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域基本上恢復至它們的未拉緊投影路徑長度。
附圖概述
雖然本說明書以特別指出并清楚地要求保護本發(fā)明的權利要求結束，但據信由下列說明并結合附圖可更好地理解本發(fā)明，附圖中相同的附圖標號指示相同的元件，并且其中


圖1為如本發(fā)明的一個實施方案所述的柔性袋的平面圖，其中所述袋處于封閉且空置的狀態(tài)；
圖2為其中容納有物料的處于封閉狀態(tài)的圖1的柔性袋的透視圖3A為處于基本上未拉緊狀態(tài)的本發(fā)明的一個實施方案的柔性袋的聚合物薄膜材料的片段透視圖3B為如本發(fā)明的一個實施方案所述的處于部分地拉緊狀態(tài)的柔性袋的聚合物薄膜材料的片段透視圖3C為如本發(fā)明的一個實施方案所述的處于更大拉緊程度的柔性袋的聚合物薄膜材料的片段透視圖4為適用于本發(fā)明的薄片材料的另一個實施方案的平面圖；以及
圖5為處于類似于圖3B所述的部分地拉緊狀態(tài)的圖4的聚合網狀材料的平面圖。
圖6為如本發(fā)明的一個實施方案所述的拉帶的一部分的側視圖。發(fā)明詳述
柔性袋構造
圖1描述如本發(fā)明所述的柔性袋10的一個實施方案。在圖1所述的實施方案中，柔性袋10包括由柔性薄片材料片形成的袋主體20，所述片沿折疊線22折疊到其自身上并且沿側縫24和26粘結到其自身上，以便沿邊緣28形成具有開口的半封閉容器。柔性袋10也包括拉帶封閉件30,該拉帶封閉件鄰近邊緣28定位以用于密封邊緣28以形成全封閉容器，如圖1所示。袋，諸如圖1的柔性袋10，也可由薄片材料的連續(xù)管制成，從而可消除側縫24和26并且可以底縫替代折疊線22。柔性袋10適用于容納和保護可容納在袋主體內的多種物料和/或物體。
在圖1所示的構型中，拉帶封閉件30完全環(huán)繞由邊緣28形成的開口的周邊。然而，在一些情況下，由較小程度的環(huán)繞形成的封閉部件(例如，僅沿邊緣28的一個邊設置的封閉部件)也可提供足夠的封閉完整性。
根據本發(fā)明的一個實施方案，柔性袋10包括鄰近封閉件30的區(qū)域31，所述封閉件鄰近邊緣28。與區(qū)域31相比，拉帶封閉件表現(xiàn)出較低的抗伸長性。
圖1顯示在拉帶封閉件表面上延伸的多個區(qū)域。區(qū)域40包括袋主體20的柔性薄片材料中的數(shù)排深壓花變形，而區(qū)域50包括介于各變形處之間的未變形區(qū)域。如圖1所示，未變形區(qū)域具有軸線，所述軸線在基本上平行于開口邊緣28的平面的方向上在袋主體的材料上延伸(處于封閉狀態(tài)時的軸線)，所述開口邊緣在所示構型中也基本上平行于由底部邊緣22限定的平面或軸線。
在一個實施方案中，薄片材料被取向成使得它們的在袋上部中的伸長軸線一般基本上垂直于由袋的開口或開口邊緣限定的平面。這種取向提供本發(fā)明的一個實施方案的限定的拉伸取向。在一個實施方案中，薄片材料被取向成使得拉帶封閉件的伸長軸線平行于由袋的開口或開口邊緣限定的平面。
有可能由薄片材料來構造基本上整個袋主體，所述材料具有本發(fā)明的實施方案的結構和特性。在某些情況下，期望僅在袋主體的一個或多個部分或區(qū)域中而非在其整體中提供此類材料。例如，可將具有所需拉伸取向的此類材料的帶在袋的一個區(qū)域中提供，所述帶形成圍繞袋主體的完整圓形帶以提供更局部化的拉伸特性。在一個實施方案中，包括袋
' 在一個實L方案中,第口一和第二區(qū)域僅在袋的拉帶封閉件部分中成形。第一和第二區(qū)域的此局部化的成形可選擇性地使袋的拉帶部分可相
對于袋10的其余部分在圓周上擴展。這種相對擴展可使袋10的使用者更容易地包封適于支撐袋10的容器的周邊以有利于袋10的填充。
拉帶封閉件區(qū)域中的第 一和第二區(qū)域的選擇性成形可附加地產生封閉件的有益效果，即，當填充的袋被封閉并后續(xù)地從支撐容器中移除時，與缺乏改進的拉帶封閉件的類似袋相比，所述封閉件更不易打開。不受理論的約束，據信成形的拉帶區(qū)域和成形的薄片材料區(qū)域之間的機械交互作用中存在棘輪效應，并且在拉帶周圍的薄片材料的相應部分的各區(qū)域之間存在附加棘輪效應。
棘輪效應可通過如下方式獲得在拉帶和周圍的褶邊材料中，或僅在拉帶中或周圍的褶邊材料中，形成第一和第二區(qū)域。拉帶和周圍的褶邊材料中的每一個均可連續(xù)地或選擇性地被成形為第 一和第二區(qū)域。所謂選擇性地成形是指材料的離散部分可形成第 一和第二區(qū)域，并且其它部分可不形成此類區(qū)域。第一和第二區(qū)域的此類選擇性成形可獲得選擇性棘輪效應，其中較大的不易打開性更普遍地存在于拉帶的特定預選部分中。
在一個實施方案中，拉帶和周圍的褶邊材料中的每一個均可包括不同圖案的第 一 和第二區(qū)域，以便有利于拉帶的各區(qū)域與周圍的褶邊材料的各區(qū)域交互作用。
在圖6所示的一個實施方案中，拉帶30還可包括一個或多個環(huán)狀分段，其中拉帶被成形為一系列峰32和谷3夂其中環(huán)狀分段的每個谷36均密封到對應于每個環(huán)狀分段的彈性體條36上。這允許將拉帶30延伸成使得拉帶30的暴露部分可用來將拉帶和袋的頂部固定到袋保持容器的唇緣上。
在一個實施方案中，拉帶還可包括彈性體材料，諸如與聚烯烴共混的熱塑性橡膠膠料。在所述任一實施方案中，拉帶、周圍的褶邊材料或其兩者均可壓花，使得在材料中存在圖案，但不形成對于沿圖案的軸線施加的力會產生不同響應的第一和第二區(qū)域。被成形為帶有此類壓花的拉帶和/或褶邊材料的袋可仍然經歷材料的壓花圖案和拉帶封閉件的其它組件之間的棘輪交互作用。
拉帶可包括基本上類似于薄片材料的聚合物的聚合物，或可包括相異的聚合材料?？稍趯⒗瓗砑拥酱麵O上之前或之后，改性薄片材料以包括第一和第二區(qū)域。在添加拉帶之后，改性薄片材料可包括改性拉帶以包括第一區(qū)域和第二區(qū)域。在一個實施方案中，薄片材料(包括被成形以約束拉帶的運動的褶邊密封件)和拉帶可同時使用下述方法改性。
如下所述，據信適用于本發(fā)明的實施方案的材料可提供附加有益效果，因為它們可減小與垃圾桶或其它容器的接觸面積，從而有助于在將內容物放置在其中之后移除袋。薄片材料的三維性質連同其伸長特性也可提供增強的抗撕裂和抗穿刺性以及增強的視覺、聽覺和觸覺印象。伸長特性也允許袋具有更大容量(每單位所用材料的容量)，從而改善此類袋的"里程"。因此，可將比常規(guī)構造的袋更小的袋用于給定的應用。袋也可具有任何所需形狀和構型，包括具有柄部或具體的花樣幾何形狀的袋。
為了更好地示出如本發(fā)明的實施方案所述的柔性袋的結構特征和性
能優(yōu)點，圖3A提供了適用于形成如圖1至2所述的袋主體20的薄片材料片段52的極端放大的局部透視圖。諸如本文所示和所述的適用于如本發(fā)明的實施方案所述用途的那些材料以及用于制造和表征這些材料的方法更詳細地描述于1996年5月21日授予Cha卯ell等人的共同轉讓的美國專利5， 518, 801中。
現(xiàn)在參見圖3A，薄片材料52包括由不同的區(qū)域構成的"可應變網絡"。如本文所用，術語"可應變網絡"是指互連且相關的一組區(qū)域，所述區(qū)域能夠在預定方向上延伸至某種適用程度，從而響應外加的且后續(xù)釋放的伸長而向薄片材料提供類彈性行為。該可應變網絡包括至少第一區(qū)域64和第二區(qū)域66。薄片材料52包括過渡區(qū)域65,該過渡區(qū)域位于第一區(qū)域64和第二區(qū)域66之間的界面處。過渡區(qū)域65將表現(xiàn)出第一區(qū)域和第二區(qū)域這兩個區(qū)域的行為的復雜組合。應當認識到，適用于本發(fā)明所述用途的此類薄片材料的每一個實施方案均將具有過渡區(qū)域，然
而此類材料由第一區(qū)域64和第二區(qū)域66中的薄片材料的行為限定。因 此，以下的說明將關注第一區(qū)域和第二區(qū)域中的薄片材料的行為，僅因 為所述行為不依賴于過渡區(qū)域6 5中的薄片材料的復雜行為。
薄片材料52具有第一表面52a和相對的第二表面526。在圖3A所 示的實施方案中，可應變網絡包括多個第一區(qū)域64和多個第二區(qū)域 66。第一區(qū)域64具有第一軸線68和第二軸線69，其中第一軸線68的 長度優(yōu)選地大于第二軸線69。第一區(qū)域64的第一軸線68基本上平行于 薄片材料52的縱向軸線"L",而第二軸線69基本上平行于薄片材料 52的橫向軸線"T"。優(yōu)選地，第一區(qū)域的第二軸線(即第一區(qū)域的寬 度)為約0. 01英寸至約0. 5英寸，并且更優(yōu)選約0. 03英寸至約0. 25英 寸。第二區(qū)域66具有第一軸線70和第二軸線71。第一軸線70基本上 平行于薄片材料52的縱向軸線，而第二軸線71基本上平行于薄片材料 52的橫向軸線。優(yōu)選地，第二區(qū)域的第二軸線(即第二區(qū)域的寬度)為 約0. 01英寸至約2. O英寸，并且更優(yōu)選約0. 125英寸至約1. O英寸。在 圖3A的實施方案中，第一區(qū)域64和第二區(qū)域66基本上為線性的，它們 連續(xù)地在基本上平行于薄片材料52的縱向軸線的方向上延伸。
第一區(qū)域64具有彈性模量El和橫截面積Al。第二區(qū)域66具有模 量E2和4黃截面積A2。
在所示的實施方案中，薄片材料52已被"成形"，使得當在基本 上平行于縱向軸線的方向上經受受力軸向伸長時，薄片材料52表現(xiàn)出沿 軸線的抗力，所述抗力在所示的實施方案的情形中基本上平行于纖維網 的縱向軸線。如本文所用，術語"成形"是指薄薄片材料上的所需結構 或幾何形狀的形成，所述薄薄片材料當其不經受任何外加伸長或外加力 時，將基本保持所需的結構或幾何形狀。本發(fā)明的實施方案的薄片材料 由至少第一區(qū)域和第二區(qū)域構成，其中第一區(qū)域在視覺上不同于第二區(qū) 域。如本文所用，術語"視覺上不同"是指薄片材料的特征。當薄片材 料或可體現(xiàn)薄片材料的物體經受正常使用時，所述特征易于被正常肉眼 辨別。如本文所用，術語"表面路徑長度"是指在基本上平行于軸線的 方向上沿所討論區(qū)域的外形表面所進行的測量。用于確定相應區(qū)域的表面路徑長度的方法可見于上文參考的Chappell等人的專利中的"測試方 法"部分。
用于成形適用于本發(fā)明的實施方案的此類薄片材料的方法包括但不 限于通過對偶板或輥壓花、熱成形、高壓液壓成形、或鑄造。盡管纖維 網52的整個部分已經經受了成形操作，但也可將本發(fā)明實施為僅使其一 部分(例如材料的構成袋主體20的部分)經受成形，如下文所詳述。
在圖3A所示的實施方案中，第一區(qū)域64為基本上平面的。換句話 講，第一區(qū)域64內的材料在纖維網52經歷成形步驟之前和之后處于基 本上相同的狀態(tài)。第二區(qū)域66包括多個凸起的肋狀元件74。肋狀元件 可為壓花的、具有凹入圖案的、或它們的組合。肋狀元件74具有基本上 平行于纖維網52的橫向軸線的第一或長軸線76和基本上平行于纖維網 52的縱向軸線的第二或短軸線77。平行于肋狀元件74的第一軸線76的 長度至少等于，并且優(yōu)選地大于平行于第二軸線77的長度。優(yōu)選地，第 一軸線76與第二軸線77的比率為至少約1: 1或更大，并且更優(yōu)選至少 約2: 1或更大。
第二區(qū)域66中的肋狀元件74可被未成形區(qū)域相互分離。優(yōu)選地， 肋狀元件74相互鄰近并且被小于0. 10英寸的未成形區(qū)域分離，所述尺 寸垂直于肋狀元件74的長軸線76測量，并且更優(yōu)選地，肋狀元件74為 鄰接的，在它們之間基本上沒有未成形區(qū)域。
第一區(qū)域64和第二區(qū)域66各具有"投影路徑長度"。如本文所 用，術語"投影路徑長度"是指在平行光的照射下區(qū)域所投陰影的長 度。第一區(qū)域64的投影路徑長度與第二區(qū)域66的投影路徑長度互等。
第一區(qū)域64具有表面路徑長度Ll，其小于第二區(qū)域66的表面路徑 長度L2，所述長度為當纖維網處于未拉緊狀態(tài)時沿外形在平行于纖維網 52的縱向軸線的方向上測量。優(yōu)選地，第二區(qū)域66的表面路徑長度大 于第一區(qū)域64的表面路徑長度至少約15%,更優(yōu)選地大于第一區(qū)域的表 面路徑長度至少約30°/ ，并且最優(yōu)選大于第一區(qū)域的表面路徑長度至少 約70%。 一般來講，第二區(qū)域的表面路徑長度越大，則纖維網在遇到力 墻之前的伸長就越大。用于測量此類材料的表面路徑長度的合適技術描 述于上文參考的Cha卯ell等人的專利中。薄片材料52顯示具有改進的"泊松橫向收縮效應"，所述效應基 本上小于否則的話具有類似材料組成的同 一基座纖維網的泊松橫向收縮 效應。用于確定材料的泊松橫向收縮效應的方法可見于上文參考的 Chappell等人的專利中的"測試方法"部分。優(yōu)選地，當纖維網經受約 20%的伸長時，適用于本發(fā)明的纖維網的泊松橫向收縮效應小于約 0.4。優(yōu)選地，當纖維網經受約40°/。、 50%或甚至60%的伸長時，纖維網 表現(xiàn)出小于約0.4的泊松橫向收縮效應。更優(yōu)選地，當纖維網經受 20°/。、 40%、 50%或60%的伸長時，泊松橫向收縮效應小于約0.3。此類 纖維網的泊松橫向收縮效應由分別被第 一 和第二區(qū)域占據的網狀材料的 量來確定。當被第一區(qū)域占據的薄片材料的面積增大時，泊松橫向收縮 效應也增大。相反，當被第二區(qū)域占據的薄片材料的面積增大時，泊松 橫向收縮效應減小。優(yōu)選地，被第一區(qū)域占據的薄片材料的面積百分比 為約2%至約90%,并且更優(yōu)選約5°/。至約50%。
具有至少一個彈性體材料層的現(xiàn)有技術的薄片材料一般將具有較大 的泊松橫向收縮效應，即，當它們響應外加力而伸長時，它們將"頸 縮"。適用于本發(fā)明的網狀材料可被設計成減緩(如果不是基本上消除 的話)泊松橫向收縮效應。
對于薄片材料52,受力軸向伸長D的方向(由圖3A中的箭頭80指 示)基本上垂直于肋狀元件74的第一軸線76。肋狀元件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，以允許在纖維網 52中發(fā)生延伸。
現(xiàn)在參見圖3B,當薄片材料52的纖維網經受受力軸向伸長D (由 圖3B中的箭頭80指示)時，具有較短表面路徑長度Ll的第一區(qū)域64 會由于分子水平變形的緣故而提供大部分的對于受力伸長的初始抗力 Pl。在該階段中，第二區(qū)域66的肋狀元件74經歷幾何變形或伸直，因 此提供最小的對于受力伸長的阻力。在過渡到下一階段的過程中，肋狀 元件74會逐漸變得與受力伸長對齊(即，與其共面)。換句話講，第二 區(qū)域會逐漸表現(xiàn)出從幾何變形到分子水平變形的變化。此為力墻的開 始。在圖3C所示的階段中，第二區(qū)域66中的肋狀元件74已變得基本上 與受力伸長的平面對齊(即，與其共面)(即，第二區(qū)域已達到其幾何 變形的極限)并且開始通過分子水平變形來阻抗進一步的伸長。由于分子水平變形的緣故，第二區(qū)域66現(xiàn)在提供對于進一步的受力伸長的第二 抗力P2。由第一區(qū)域64的分子水平變形和第二區(qū)域66的分子水平變形 提供的對于伸長的抗力形成總抗力PT，所述總抗力大于由第一區(qū)域64 的分子水平變形和第二區(qū)域6 6的幾何變形所提供的抗力。
當(Ll+D)小于L2時，抗力Pl顯著大于抗力P2。當(Ll+D)小于 L2時，第一區(qū)域提供初始抗力Pl, —般滿足公式Pl=(AlxElxD)Ll
當(Ll+D)大于L2時，第一和第二區(qū)域提供對于受力伸長D的組 合的總抗力PT， 一般滿足公式PT-(AlxElxD)Ll+(A2xE2x口Ll+D- L2 □ )L2
在達到圖3C所述的階段之前，在對應于圖3A和3B的階段中所發(fā) 生的最大伸長為成形網狀材料的"可用拉伸"。可用拉伸對應于第二區(qū) 域經歷幾何變形時所經過的距離。可用拉伸的可變范圍為約10%至100% 或更大，并且可主要由第二區(qū)域中的表面路徑長度L2超過第一區(qū)域中的 表面路徑長度L1的程度和基膜的組成來控制。術語"可用拉伸"不旨在 隱含本發(fā)明的纖維網可經受的伸長的極限，因為存在如下應用其中超 過可用拉伸的伸長是可取的。
當薄片材料經受受力伸長時，薄片材料表現(xiàn)出類彈性行為，因為其 在受力伸長的方向上延伸，并且一旦受力伸長被移除，它就恢復至其基 本上未拉緊狀態(tài)，除非薄片材料被延伸超過了屈服點。薄片材料能夠經 歷多次受力伸長循環(huán)而不失去其基本上復原的能力。因此， 一旦受力伸 長被移除，纖維網就能夠恢復至其基本上未拉緊狀態(tài)。
盡管薄片材料可容易地且可逆地在受力軸向伸長的方向上、在基本
上垂直于肋狀元件的第一軸線的方向上延伸，但網狀材料卻不能夠同樣 容易地在基本上平行于肋狀元件的第一軸線的方向上延伸。肋狀元件的 成形允許肋狀元件在基本上垂直于肋狀元件的第一或長軸線的方向上幾 何變形，同時需要顯著分子水平變形以在基本上平行于肋狀元件的第一 軸線的方向上延伸。
延伸纖維網所需的外加力的量取決于薄片材料的組成和橫截面積以 及第一區(qū)域的寬度和間距。對于給定的組成和橫截面積，較窄的和較寬 地間隔開的第 一 區(qū)域需要較低的外加延伸力來獲得所需伸長。第 一 區(qū)域的第一軸線(即，長度)優(yōu)選地大于第一區(qū)域的第二軸線(即，寬
度)，其中長度與寬度的比率為約5: 1或更大。
肋狀元件的深度和頻率也可變化以控制適用于本發(fā)明用途的薄片網 狀材料的可用拉伸。如果對于給定的肋狀元件的頻率，在肋狀元件上所 賦予的成形高度或程度增大，則可用拉伸增大。類似地，如果對于給定 的成形高度或程度，肋狀元件的頻率增大，則可用拉伸增大。
存在數(shù)種功能特性，所述特性可通過將此類材料應用到本發(fā)明的柔 性袋上來控制。這些功能特性為薄片材料所施加的抵抗受力伸長的抗力 和薄片材料在遇到力墻之前的可用拉伸。由薄片材料抵抗受力伸長而施 加的抗力取決于材料(例如，組成、分子結構和取向等)和橫截面積以 及被第 一 區(qū)域占據的薄片材料的投影表面積的百分比。對于給定的材料 組成和橫截面積，薄片材料被第一區(qū)域覆蓋的面積覆蓋百分比越高，則 纖維網將抵抗受力伸長而施加的抗力就越高。薄片材料被第一區(qū)域覆蓋 的覆蓋百分比部分地(或完全地)由第一區(qū)域的寬度和相鄰的第一區(qū)域 之間的間距確定。
網狀材料的可用拉伸由第二區(qū)域的表面路徑長度確定。第二區(qū)域的 表面路徑長度至少部分地由肋狀元件間距、肋狀元件頻率和肋狀元件成 形深度確定，所述深度垂直于網狀材料的平面進行測量。 一般來講，第 二區(qū)域的表面路徑長度越大，則網狀材料的可用拉伸就越大。
如上文關于圖3A至3C所述，薄片材料52初始地表現(xiàn)出由第一區(qū) 域64提供的一定的抗伸長性，同時第二區(qū)域66的肋狀元件74經歷幾何 運動。當肋狀元件過渡到材料的第一區(qū)域的平面中時，可表現(xiàn)出增大的 抗伸長性，因為這時整個薄片材料經歷分子水平變形。因此，當被成形 為封閉容器諸如本發(fā)明的柔性袋時，圖3A至3C所述和上文參考的
在構造如本發(fā)明所述的柔性袋的過程中，通過利用前述薄片材料而 實現(xiàn)的附加有益效果為此類材料的視覺和觸覺吸引力的增強。通常用來 形成此類柔性聚合物袋的聚合物薄膜通常在性質上為較薄的，并且經常 具有光滑閃亮的表面光潔度。盡管一些制造商會對薄膜表面進行較小程
品袋的面向外的側面上表現(xiàn)出滑溜且薄脆的觸覺印象。此類柔性聚合物袋的較薄材料連同基本上二維的表面幾何形狀也趨于留給消費者夸大的 薄度印象，并且會讓人感覺缺乏耐久性。
相比之下，適用于本發(fā)明的薄片材料(諸如圖3A至3C所述的那
些)表現(xiàn)出了三維的橫截面輪廓，其中薄片材料(在未拉緊狀態(tài))變形 成突出薄片材料的主平面。這可提供用于抓持的附加表面積，并且可消 散通常與基本上平面的光滑表面關聯(lián)的眩光。當袋被抓持在手中時，三 維的肋狀元件也可提供"柔軟似墊"的觸覺印象，同時也可提供與常規(guī) 袋材料相反的可取的觸覺印象，并且可增強對厚度和耐久性的感知。附 加紋理也可減小與某些類型的薄膜材料關聯(lián)的噪聲，從而導致增強的聽 覺印象。
本領域所熟知，并且公開于前述Chappell等人的專利和1997年7月22 日以Anderson等人的名義公布的共同轉讓的美國專利5， 650， 214中。
將基體材料成形為適用于本發(fā)明的薄片網狀材料的另 一種方法是真 空成形。真空成形方法的一個實例公開于1982年8月3日授予Radel等 人的普通轉讓的美國專利4， 342， 314中。作另外一種選擇，成形的薄片 網狀材料可根據1986年9月2日授予Curro等人的普通轉讓的美國專利 4, 609， 518的教導液壓成形。
該成形方法可以靜態(tài)模式實現(xiàn)，其中每次只變形基膜的一個離散部 分。作另外一種選擇，該成形方法可使用連續(xù)的動態(tài)壓制來實現(xiàn)，所述 壓制用于間歇地接觸移動的纖維網并且將基體材料成形為本發(fā)明的成形 網狀材料。用于成形本發(fā)明的網狀材料的這些和其它合適的方法更充分 地描述于上文參考的Chappell等人的專利中。柔性袋可由成形薄片材料 制成，或作另外一種選擇，柔性袋可先被制成，然后經受用于成形薄片 材料的方法。
現(xiàn)在參見圖4，其它用于第一和第二區(qū)域的圖案也可用作適用于本 發(fā)明所述用途的薄片材料52。圖4顯示薄片材料52處于其基本上未拉 緊狀態(tài)。薄片材料52具有兩條中心線縱向中心線，其在下文中也稱為 軸線、線、或方向"L";和橫向或測向中心線，其在下文中也稱為軸 線、線、或方向"T"。橫向中心線"T"大致垂直于縱向中心線"L"。 圖4所述類型的材料更詳細地描述于前述Anderson等人的專利中。如上文關于圖3A至3C所述，薄片材料52包括由不同的區(qū)域構成 的"可應變網絡"。可應變網絡包括多個第一區(qū)域60和多個第二區(qū)域 66，它們在視覺上相互不同。薄片材料52也包括過渡區(qū)域65，該過渡 區(qū)域位于第一區(qū)域60和第二區(qū)域66之間的界面處。過渡區(qū)域65將表現(xiàn) 出第 一區(qū)域和第二區(qū)域這兩個區(qū)域的行為的復雜組合，如上所述。
薄片材料52具有第一表面(在圖4中面對觀察者)和相對的第二 表面(未示出)。在圖4所示的實施方案中，可應變網絡包括多個第一 區(qū)域60和多個第二區(qū)域66。第一區(qū)域60的一部分(一般被指示為61) 為基本上線性的，并且在第一方向上延伸。第一區(qū)域60的其余部分(一 般被指示為62)為基本上線性的，并且在基本上垂直于第一方向的第二 方向上延伸。第一方向可垂直于.第二方向。第一方向和第二方向之間的 其它角度關系也可為合適的，只要第一區(qū)域61和62彼此相交即可。第 一和第二方向之間的角度的范圍為約45°至約135°。在一個實施方案 中，該角度為約90'。第一區(qū)域61和62的相交處形成完全圍繞第二區(qū)域 66的邊界(由圖4中的假想線63指示)。
在一個實施方案中，第一區(qū)域60的寬度68可為約0. 01英寸至約 0. 5英寸。在另一個實施方案中，第一區(qū)域60的寬度68可為約0. 03英 寸至約O. 25英寸。然而，用于第一區(qū)域60的其它寬度尺寸也可能是合 適的。由于第一區(qū)域61和62相互垂直并且等距間隔開，因此第二區(qū)域 具有正方形形狀。然而，用于第二區(qū)域66的其它形狀也是合適的，并且 可通過改變第一區(qū)域之間的間距和/或第一區(qū)域61和62相互之間的對齊 來獲得。第二區(qū)域66具有第一軸線70和第二軸線71。第一軸線70基 本上平行于網狀材料52的縱向軸線，而第二軸線71基本上平行于網狀 材料52的橫向軸線。第一區(qū)域60具有彈性模量El和橫截面積Al。第 二區(qū)域66具有彈性模量E2和橫截面積A2。
在圖4所示的實施方案中，第一區(qū)域60為基本上平面的。換句話 講，第一區(qū)域60內的材料在纖維網52經歷成形步驟之前和之后處于基 本上相同的狀態(tài)。第二區(qū)域66包括多個凸起的肋狀元件74。肋狀元件 74可為壓花的、具有凹入圖案的、或它們的組合。肋狀元件74具有基 本上平行于纖維網52的縱向軸線的第一或長軸線76和基本上平行于纖 維網52的橫向軸線的第二或短軸線77。第二區(qū)域66中的肋狀元件74可被未成形區(qū)域相互分離，所述未成 形區(qū)域為基本未壓花的或具有凹入圖案的，或簡單地成形為間隔區(qū)域。 優(yōu)選地，肋狀元件74相互鄰近并且被小于0.10英寸的未成形區(qū)域分 離，所述尺寸垂直于肋狀元件74的長軸線76測量，并且更優(yōu)選地，肋 狀元件74為鄰接的，在它們之間基本上沒有未成形區(qū)域。
第一區(qū)域60和第二區(qū)域66各具有"投影路徑長度"。如本文所 用，術語"投影路徑長度"是指在平行光的照射下區(qū)域所投陰影的長 度。第一區(qū)域60的投影路徑長度和第二區(qū)域66的投影路徑長度互等。
第一區(qū)域60具有表面路徑長度Ll，其小于第二區(qū)域66的表面路徑 長度L2,所述長度為當纖維網處于未拉緊狀態(tài)時沿外形在平行方向上測 量的。優(yōu)選地，第二區(qū)域66的表面路徑長度大于第一區(qū)域60的表面路 徑長度至少約15%，更優(yōu)選地大于第一區(qū)域的表面路徑長度至少約30%， 并且最優(yōu)選大于第一區(qū)域的表面路徑長度至少約70°/。。 一般來講，第二 區(qū)域的表面路徑長度越大，則纖維網在遇到力墻之前的伸長就越大。
對于薄片材料52，受力軸向伸長D的方向(由圖4中的箭頭80指 示)基本上垂直于肋狀元件74的第一軸線76。這可歸因于如下事實 肋狀元件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 何變形以允許在纖維網52中發(fā)生延伸。
現(xiàn)在參見圖5，當纖維網52經受受力軸向伸長D (由圖5中的箭頭 80指示)時，具有較短表面路徑長度Ll的第一區(qū)域60會由于分子水平 變形而提供大部分的對對應于階段I的受力伸長的初始抗力Pl。在階段 I中，第二區(qū)域66中的肋狀元件74經歷幾何變形或伸直，因此提供最 小的對于受力伸長的阻力。此外，第二區(qū)域66的形狀還會由于由相交的 第一區(qū)域61和62形成的網狀結構的運動而改變。因此，當纖維網52經 受受力伸長時，第一區(qū)域61和62經歷幾何變形或彎曲，從而改變第二 區(qū)域66的形狀。第二區(qū)域在平行于受力伸長的方向的方向上被延伸或拉 長，并且在垂直于受力伸長的方向的方向上塌縮或收縮。
除了前述類彈性特性以外，據信圖4和5所述類型的薄片材料還可 提供更柔軟的、更類似于布料的紋理和外觀，并且在使用中噪聲更小。
適用于構造本發(fā)明的實施方案的柔性袋的各種組成包括基本上不可 滲透的材料，諸如聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、鋁箔、涂布的(涂蠟的等)和未涂布的紙、涂
布的非織造材料等；和基本上可滲透的材料，諸如稀松布、網材、織造 材料、非織造材料、或穿孔的或多孔的薄膜，不論它們在性質上主要為 二維的還是成形為三維結構。此類材料可包括單一組成或層，或可為多 種材料的復合結構。
一旦所需薄片材料以任何可取和合適的方式制造(包括旨在用于袋 主體的材料中的全部或一部分)，袋即可以任何已知和合適的樣式構 造，所述樣式包括諸如本領域已知的用于制造此類可商購獲得形式的袋 的那些樣式?？衫脽崦芊?、機械密封或粘合劑密封技術將袋的各種組 件或元件接合到它們自身上或使它們彼此接合。此外，袋主體還可熱成 形、吹制，或換句話講模制，而不是依靠折疊和粘結技術由纖維網或材 料片來構造袋主體。兩個最近的美國專利說明了關于在總體結構上類似 于圖1和2所述的那些但屬于目前可得類型的柔性存儲袋的技術現(xiàn)狀， 所述專利為1996年9月10授予Porchia等人的美國專利5, 554， 093、 和1996年11月19日授予Dais等人的5， 575， 747。
本文所公開的量綱和值不旨在被理解為嚴格地限于所述的精確值。 相反，除非另外指明，每個這樣的量綱均旨在既表示所述值，也表示圍 繞此值的功能等效范圍。例如，公開為"40mm"的量綱旨在表示"約 40rmu，'。
在發(fā)明詳述中引用的所有文件都在相關部分中以引用方式并入本文 中。對于任何文件的引用不應當解釋為承認其是有關本發(fā)明的現(xiàn)有技 術。當本發(fā)明中術語的任何含義或定義與以引用方式并入的文件中術語義。
雖然已經舉例說明和描述了本發(fā)明的具體實施方案，但是對于本領 域技術人員來說顯而易見的是，在不背離本發(fā)明實質和范圍的情況下可 以做出多個其他改變和變型。因此，權利要求書意欲包括在本發(fā)明范圍 內的所有這樣的改變和變型。
權利要求
1.一種柔性袋，所述柔性袋包括至少一個柔性薄片材料片，所述片被裝配以形成半封閉容器，所述容器具有由周邊限定的開口，所述開口限定開口平面；所述袋具有用于密封所述開口以將所述半封閉容器轉變成封閉容器的拉帶封閉件、鄰近所述拉帶封閉件的上部區(qū)域和在所述上部區(qū)域下方的下部區(qū)域，其中所述柔性袋的特征在于所述拉帶封閉件的薄片材料沿至少一個軸線表現(xiàn)出類彈性行為，所述拉帶封閉件的薄片材料包括至少第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域具有相同的材料組成并且各具有未拉緊投影路徑長度；當所述薄片材料響應施加到所述拉帶封閉件的薄片材料上的外加力而在基本上平行于所述軸線的方向上經受受力伸長時，所述第一區(qū)域經歷顯著分子水平變形并且所述第二區(qū)域初始地經歷顯著幾何變形。
2. 如權利要求1所述的柔性袋，其中當被成形為封閉容器時，所述 薄片材料在響應施加到所述柔性存儲袋上的外加力而在平行于所述軸線的方向上經受所述受力伸長時，表現(xiàn)出至少兩個顯著不同 階段的對于沿至少一個軸線的受力軸向伸長的抗力，所述薄片材 料包括可應變網絡，所述網絡包括至少兩個視覺上不同的區(qū) 域，所述區(qū)域中的 一個被構造成使得其在所述區(qū)域中的另 一個的 顯著部分產生對于所述受力軸向伸長的顯著抗力之前將響應平行 于所述軸線的方向上的所述受力軸向伸長而表現(xiàn)出抗力；所述區(qū) 域中的至少一個具有大于所述區(qū)域中的另一個的表面路徑長度， 所述長度在所述薄片材料處于未拉緊狀態(tài)時平行于所述軸線測 量；表現(xiàn)出所述較長表面路徑長度的所述區(qū)域包括一個或多個肋 狀元件；所述薄片材料表現(xiàn)出對于所述受力伸長的第一抗力，直 到所述薄片材料的伸長足夠大以致具有較長表面路徑長度的所述 區(qū)域的顯著部分進入所述受力軸向伸長的平面中，因此所述薄片 材料表現(xiàn)出對于進一步的受力軸向伸長的第二抗力，所述薄片材 料表現(xiàn)出高于所述第 一 區(qū)域的抗力的總抗力。
3. 如權利要求1所述的柔性袋，其中當被成形為封閉容器時，所述 薄片材料在響應施加到所述柔性存儲袋上的外加力而經受沿所述 軸線的受力軸向伸長時，表現(xiàn)出至少兩個階段的對于沿至少一個軸線的受力軸向伸長D的抗力，所述薄片材料包括視覺上不同 的區(qū)域的可應變網絡，所述可應變網絡包括至少第 一 區(qū)域和第二 區(qū)域；所述第一區(qū)域具有第一表面路徑長度Ll，所述長度在所述 薄片材料處于未拉緊狀態(tài)時平行于所述軸線測量；所述第二區(qū)域 具有第二表面路徑長度L2，所述長度在所述網狀材料處于未拉緊 狀態(tài)時平行于所述軸線測量；所述第一表面路徑長度L1小于所述 第二表面路徑長度L2;所述第一區(qū)域獨立地響應受力軸向伸長D 而產生抗力Pl，所述第二區(qū)域獨立地響應所述受力軸向伸長D而 產生抗力P2，當(Ll+D)小于L2時，所述抗力Pl顯著大于所述 抗力P2。
4. 如權利要求1至3中任一項所述的柔性袋，其中所述薄片材料包 括具有相同的材料組成的多個第 一 區(qū)域和多個第二區(qū)域，所述第 一區(qū)域的一部分在第一方向上延伸，而所述第一區(qū)域的其余部分 在垂直于所述第一方向的方向上延伸，從而彼此相交，所述第一 區(qū)域形成完全圍繞所述第二區(qū)域的邊界。
5. 如權利要求1所述的柔性袋，其中所述拉帶封閉件包括拉帶和褶 邊，其中所述拉帶和所述褶邊中的至少 一 個的薄片材料包括 一 種 圖案的壓花區(qū)域。
6. 如權利要求1至5中任一項所述的柔性袋，其中所述薄片材料包 括聚合物薄膜材料。
7. 如權利要求1至6中任一項所述的柔性袋，其中所述袋包括垃圾袋。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種柔性袋(10)，該柔性袋包括柔性薄片材料，所述材料被裝配以形成具有開口的半封閉容器。該柔性袋具有用于密封開口的拉帶封閉件。拉帶封閉件的薄片材料(52)沿至少一個軸線表現(xiàn)出類彈性行為。拉帶封閉件的薄片材料包括第一區(qū)域(64)和第二區(qū)域(66)。第一區(qū)域和所述第二區(qū)域具有相同的材料組成并且各具有未拉緊投影路徑長度。當薄片材料響應施加到拉帶封閉件的薄片材料上的外加力而在基本上平行于軸線的方向上經受受力伸長時，第一區(qū)域經歷顯著分子水平變形并且第二區(qū)域初始地經歷顯著幾何變形。
文檔編號B65D33/16GK101553409SQ200780045572
公開日2009年10月7日 申請日期2007年12月10日 優(yōu)先權日2006年12月12日
發(fā)明者查爾斯·B·什諾雷克, 羅伯特·W·弗雷澤 申請人:寶潔公司