專利名稱：具有非對稱應力集中突起物的包裝袋的制作方法
技術領域：
本發明是關于一種用于包裝分發可流動產品或類似物質的包裝袋，尤其是關于用于包裝袋的應力集中區的新形式與其結構，這種包裝袋通常用于需要單獨使用并能包裝和分發可流動產品的。
到目前為止，人們對于能用于包裝可流動產品并且通常需要單獨使用并能分發可流動物質的包裝袋做過各種嘗試。
美國雷德蒙的專利第3，986，640號(以下記為640號專利)公開了一種較以往結構有較大改進的包裝結構，這種改進在于它具有一個手動動作用來有效地分發予定容量的物質，它沒有以往開啟時遇到的困難;如需要移去蓋子或撕開包裝袋。
美國雷德蒙等人的專利第4，493，574號展示了一種與雷德蒙的640號專利相似的包裝袋，但它使用的是位于較硬平板上外部斷層線或斷層型的至少一個部位上的應力集中突起物。該突起物的實施例中具有一個近似于金字塔形并能在通過頂點的斷層面上裂開，其斷層線兩側及中心線或斷層線的垂線兩側部分基本都是對稱的。
雖然，上述574號專利確實在結構上有比640號專利及所有已知的包裝袋更顯著的改進，但現已發現在某些情況下使用大體對稱形狀的應力集中突起物具有某些缺點。
人們發現(ⅰ)對稱突起物相對高度;(ⅱ)板材的厚度(ⅲ)所需的開口尺寸(ⅳ)應力集中突起物斷層線的垂線的兩對稱側壁之間的夾角，這些因素之間是相互關聯的，比如說所需的開口尺寸增大，則突起物的高度必然增加，突起物壁厚就會變薄，并且上述夾角也會變小。因此，由于所需開口的尺寸變大，板材的厚度必須增加以使沿斷層線的壁厚有足夠撐托住流出物質的厚度，尤其是在尖點上，雖然要有足夠的強度以不致于被壓破，但當較硬平板被彎曲成“V”字形時能破裂以使物質流出來。當所需開口寬度增大若只簡單地降低突起物高度并非總是可行的，因為現已發現如在給定的寬度下，突起物太淺，突起物就會變平，從而失去應力集中的能力，導致不能通過彎曲成“V”字形而使它破裂。
由于開口尺寸增加而需要使突起物高度增加，這樣做的另一缺點是使容器不能緊密地堆放，從而給貯存和運輸帶來不便。
有一些產品在使用前必須獨立存放，只有在使用時才加以混合，如環氧樹脂混合物及牙科藥物及其它一些物質，都是在使用時才混合合成，平時則獨立存放。再如涼菜調料(即為油和醋)，花生醬和果子醬等。這些產品需要兩個或更多個獨立的組合包裝結構，就如574號專利提出的那樣并列放置的，每個袋子或盒子上都有一個突起物的結構。然而，業已發現574號專利提出的大致對稱的突起物的包裝結構存在更為嚴重的缺點當開啟容器時幾種物質流出的相隔間距總比期望的間距遠，這樣對于開啟容器后方便地混合是不利的。
本發明的目的是提供一種新的改進的用于可流動產品的包裝袋。本發明的另一目的是克服上述574號專利的近似對稱突起物的種種缺點，并提供一種可包裝流動物質、新型的改進的包裝分發袋，它用應力集中的方法，通過彎曲成“V”字形開啟堅硬的及復合的材料，因此這種方法開啟較薄但較硬的平板材料是很實用的。本發明的另一目的是提出一種其應力集中突起物不對稱于垂直于斷層線或斷層痕的線的可用于包裝可流動物質的新型包裝袋。
本發明的目的還在于這種新型包裝袋可以是兩個或多個組合的結構，還能同時分發兩種或更多的需要在使用前分別存放的可流動產品。
再進一步說，本發明的目的還在于提供了一種新型的改進的由兩個或多個組合而成的包裝分發袋，它較以前的包裝袋的改進還在于可包裝至少兩種平時單獨存放，只在使用時才混合的物質，通過設置兩個鄰近放置的非對稱突起物，它們位于斷層線或斷層痕上并從較硬平板的外表面上突起，當硬板彎曲時，該突起物沿斷裂線裂開，從而產生至少兩個獨立但鄰近排列的開口，從這些開口中可既獨立又同時排出上述可流動物質。
本發明的目的還在于它提出一種新型的用于包裝可流動物質的包裝分發袋，其上有近似于半個或對開的金字塔形應力集中突起物，它位于較硬平板的斷層線或斷層痕上并向外突起，并且它是大致對稱于同斷層線但不對稱于同斷層線垂直的線放置。
本發明的另一目的是提出這樣一種由兩個或多個組合而成的包裝袋，它能準確地分發不同的兩種或多種可流動產品。
本發明的各種目的和優點，一部分已如上所述，一部分可從實施例中看出，其它的還可以從權利要求中了解到。
本發明包括新穎的部件、構造、位置安排、組合方式，本文還敘述了實施方法和改進措施。
簡單地說，本發明是一種新型的用于可流動產品的包裝分發袋，它僅用單手以一定的方式對多種包裝材料形成可控制的開口，這些材料可包括低價格易斷裂材料，如堅硬的、高防滲透性的網狀材料，如單層或疊層，或由聚脂，聚丙烯或尼龍擠壓成型材料，后者能降低包裝材料的價格及提供由兩個或多個組合而成的包裝盒。
按本發明的最佳實施例，包裝分發袋包括一個較硬的平板，其上至少在一個側面固定有堅硬、高防滲透性的表層，還有一柔性層固定在硬板的一側，以形成一個封閉的袋子。在較硬板上的刻劃痕或以其它方式形成的切痕區域或斷層線都是沿其橫向中心線，并且有至少一個應力集中突起物從較硬板的斷層線或斷層痕的一個部位上突起。該對開的突起物由一個大致上是半個或對開的金字塔形突起物所構成。
上述一半或對開的金字塔形是不對稱于斷層線的垂直線的，它包含一個大致垂直的側壁，該壁是朝向垂直于斷層線方向延伸并沿著較硬板向上指向突起物頂點的方向。業已發現上述近似的半個或對開的金字塔形及下文將要提及的各種形狀有所改變的半個或對開的金字塔形比574號專利所說的大體對稱的突起物具有某些驚人的和預想不到的優點。
人們驚奇地發現一半或對開的突起物有足夠的強度，它能開啟更堅固的高防滲透性材料并能保持突起物不崩潰，在同樣開口尺寸要求下還可以加工成比對稱突起物所需材料稍薄一些，這樣在材料上可節約10%的費用。
雖然這里沒有用任何理論來解釋這個結果，但是據信近似垂直的側壁起支撐柱的作用，即使該側壁比大體對稱突起物的斜側面薄些，它仍能防止突起物的斜側面塌落。
在相同的高度及相同的側壁尖角條件下，應用本發明的近似半個或對開的突起物形成的開口通常小于應用對稱突起物形成的開口。在分發低粘性的物質如拋光酒精、醬油等時是有利的。這樣在所需的開口尺寸較小情況下，近似對稱的突起物的尺寸就要求非常小，大約是本發明中突起物尺寸的一半，因此大約對稱的突起物在制造時要求更加精細，精確從而提高了費用。
按照本發明的另一種最佳實施例，它是一個由兩個或多個組合而成的包裝分發袋，它至少包括兩個獨立而相鄰的袋子或盒子，每一個盒子有一面貼在較硬的平板上，至少兩個應力集中非對稱突起物分別位于每個袋子或盒子之上，每個突起物從較硬平板斷層線或斷層痕的至少一個部位上朝向背離組合袋的方向突起。最好是每個近似半個或對開的非對稱金字塔形突起物，大體對稱于斷層線或斷層痕，但不對稱于斷層線的垂直線，它包含一個大致垂直的側壁，該壁是朝著垂直于斷層線方向延伸并從較硬板向上指向突起物的頂點的。
從以上可以看出，多重盒子可以包裝至少兩種只有在使用時才加以混合的可流動物質并且將包裝彎曲以形成“V”字形時形成開口以使流動物質同時從兩個間隔開的開口中流出來。
前述兩個近似半個或對開的突起物最好是這樣設置的，即大體垂直的側壁是緊密相鄰相對設置的。人們出乎意料地發現這種兩個或多重組合包裝袋還可以以下列方式制造;當這些突起物開啟后，分別包裝著的可流動物質或者是形成一股液流或者兩股相隔間距很小的液流因而能容易地按照它的方向流出并充分混合。
這里使用的術語“斷層線”或“斷層痕”包括前述的劃痕。它可能是一條跨過較硬平板的一部分或全部的直線，也可能是用劃痕工具之外的其它能降低其強度的工具來形成一個斷層區域。
以上所描述的曲線和直邊構成了金字塔形其短軸最好是位于斷層線或斷層痕上。
很明顯，以上列舉的本發明的各種目的可通過本發明的實施例來實現。因此，按本發明的最佳實施例包裝分發袋由高強度、高防滲透性材料組成，它的開啟是使非對稱應力集中突起物破裂并可用比以前有近似對稱突起物的包裝分發袋更薄一些的標準材料制成，因此它更經濟一些。另外，非對稱應力集中突起物能使兩個或多個組合盒式包裝袋制造能更有利一些。如它可使單獨貯存的可流動物質更充分混合或以其它方式來使用。
可以看出，上下文中對本發明的描述是示范性和說明性的，但不是限定性的。
下面將結合附圖來描述本發明的最佳實施例，圖中
圖1是根據本發明的一個包裝分發袋在未開啟時的頂視圖，它示出了從較硬板的一側突起的一個近似于一半或對開的金字塔形突起物，該突起物的短軸位于斷層線上;
圖2是圖1所示的包裝分發袋的透視圖;
圖3是圖1所示的包裝分發袋的側視圖，其中包裝袋已被折彎并沿斷層線斷裂;
圖4是根據本發明的一最佳實施例的兩個組合的包裝分發袋的透視圖，圖中包裝袋處于未開啟狀態;
圖5是圖4所示的兩個組合的包裝分發袋的端視圖;
圖6是圖4所示的兩個組合的包裝分發袋的透視圖，圖中所示為包裝袋被折彎并且各個大致為一半或對開的金字塔形應力集中突起物已被折斷的狀態;
圖7A，7B，7C是根據本發明的其它各種形式的包裝分發袋的頂視圖，圖7A所示為三個組合的包裝分發袋，圖7B和圖7C所示為二個組合的包裝袋，其包裝袋具有不同的尺寸以分發不同量的不同產品;
圖8A、8B和8C是本發明的非對稱應力集中突起物的各種實施例的構件圖，圖8A所示為伸長的一半或對開的金字塔形，這樣其長軸位于斷層線上，圖8B所示為一半或對開的圓穹頂形，圖8C所示為一半或對開的圓錐形。
現在參考附圖1～3，它們展示了本發明中包裝分發袋結構的最佳實施例，以標號10表示。包裝袋10包含一較硬、較平的平板12及恰當地安裝在平板12一面上外緣的柔性層18，柔性層18形成至少一個袋子或盒子并且與所述的平板12形成能包裝可流動物質的容器。
在最佳實施例中，一個很好密封甚至是氣密性的板14被整體固接在平板12面向柔性層18的一面上。柔性層18的制作可通過簡單的方法如真空成型、壓力成型、機械加工成型或用合成的方法，柔性層18也同樣地整體固接在板12或復層板12、14上。
較硬平板12、高氣密性的防滲透材料14及柔性層18之間的接頭可由包裝技術中最普通的方法形成，如焊接、加熱密封、粘接等，具體接口方法依材料的特點及所包裝的可流動物質的性質來決定。
簡單地說，較硬平板12是由聚苯乙烯或聚酯或異分子共聚物組成，高防滲透性板14是由適合密封的并且是氣密性的材料包括薩冉樹脂、金屬箔層或包括一層金屬箔或乙烯樹脂或只是箔層所組成，具體地依被包裝物質的性質而定。一種專門的堅固的高防滲透性結構包含薩冉層，在它的兩側包有聚乙烯層(這種材料被稱作“Saranx”，在“Dow”化學公司有出售)，這樣的材料作為高防滲透性板14，由聚苯乙烯或聚脂形成的層狀結構作為較硬平板12。
可以理解材料12、14和18之間的聯接可應用以前介紹的各種普通的技術，并取決于被包裝的可流動物質的性質。這些或類似的材料以及接頭系統在前述640號和574號專利中均有論述，細節請閱參考文獻。
從結構圖1～3中可看出，由柔性層18和較硬平板12、14之間形成封閉的袋子或盒子22，由此貯存并分發可流動物質。由圖4最能清楚地看出，封閉的袋子或盒子22包括一對緊密相鄰的盒子22A、22B，它們之間由一條淺槽或溝槽隔開，在前述雷德蒙的715號專利中有詳細論述。
在包裝分發袋10的較硬平板12上，在背離封閉盒22的外表面上劃有刻痕。如前所述，可以理解本發明不只限于直線的斷層痕，術語“斷層線”還指包括各種斷層型或被削弱的區域以滿足各種特點的需要。
按本發明中的提法，包裝袋10具有一個或多個非對稱應力集中突起物26，它們都位于沿斷層線24外并從較硬平板12或層狀板12、14的外表面朝著向外的方向突起。按最佳實施例突起物26是呈近似的一半或對開的金字塔形，以使斷層線24裂開時通過突起物26的頂點。突起物26具有一個大體垂直的側壁27，并且是沿垂直于斷層線24及從較硬平板12指向尖頂26A的方向。從以上介紹及圖1、2中可以看出突起物26對稱于斷層線24，但不對稱于垂直斷層線24的直線。
按以上的介紹或更詳細地參見雷德蒙等人的574號專利，在包裝分發袋10上較硬平板12沿斷層線24彎曲成“V”字形而折裂時，斷層線24起引導的作用。當較硬板12被彎曲成“V”字形時，由外力及從尖頂26A至沿較硬平板12的彎曲軸之間距離而形成的彎曲力矩在尖頂26A處產生應力集中。正如以上所述在近似非對稱的一半或對開的突起物26處產生出人預料的彎曲應力，它的形成方式類似于對稱突起物，如574號專利所述，可以相信由于垂直側壁27的支撐效應，它能驚人地承載比近似對稱突起物更大的力，由此導致板12和多層板14破裂以形成開口30。
隨突起物26和尖頂26A的破裂，斷層24也發生斷裂，然而，正如雷德蒙等人的574號專利所述，這里也是同樣情況，當材料14是堅固的高防滲透性結構時，沿斷層線24的應力不足以折斷此材料，較硬板12上的斷層線便作為彎曲軸，除非它被突起物26折斷。當在包裝袋10的一分為二的兩部分10A和10B上并行施加兩平行的力時，由兩部分10A和10B與柔性層18組成的袋子或盒子22便將其內的可流物質通過出口30擠出來。由于高防滲透性材料14不能沿斷層線24斷裂而只能沿突起物26裂開，因此開口30是所包裝的可流動物質的唯一出口。
從以上介紹中可明顯看出，當較硬板的兩部分10A、10B同時與柔性層18相互作用時，袋子22內的可流物質就會從出口30處形成一條規則的流束。
可以理解，使斷層線24只形成在跨過突起物26上也可產生相同的效果。或者斷層線24也可以延伸至超過突起物26但沒有到達包裝袋的邊緣。
現在可以更進一步地參考圖4～6。它是圖1～3中所示包裝袋結構的最佳實施例，上述包裝袋標號為50。
由圖4、5可看出，包裝袋50可能包括一多層高防滲透性、較硬、較平的板12′、14′，一柔性層18′固定在板12′、14′的一個面上，圖中還顯示了一對相對、靠近放置的近似一半或對開金字塔形應力集中突起物26′、26″及一條斷層線或斷層痕24′。按最佳實例柔性層18形成兩既相分離又緊密相鄰的袋子或盒子22′、22″，由此形成一個“雙重”包裝袋。更有利的是每個袋子或盒子22′、22″包括一對相鄰放置的容器22A′、22B′和22A″、22B″，其間有淺槽或溝槽。可以看出突起物26′、26″分別在袋子22′、22″之上。最好是，突起物26′、26″位于非常靠近各個袋子22′、22″的內邊緣處，并使各自的垂直的側壁成面對面的關系，這樣能使突起物之間縫隙很小，大致是1/16″或更小。
從以上介紹及圖6中可見，雙重包裝袋50能做到(ⅰ)包裝在使用前需單獨存在，具有不同性質的產品。(ⅱ)通過彎曲包裝分發袋的邊緣將其折成“V”字形，并且折斷突起物26′、26″以分別形成開口30′、30″從而能同時開啟包裝袋，并進行分發、混合或合成。
可以理解，較硬板12或12′的構成可以使用前述各種的方法，也可以不采用密封或高防滲透性材料14或14′，而且這種構造也屬于本發明范圍之內。正如以前關于預先加上的斷層線的作用介紹中所述，這樣的結構可能尤其適合于分發低粘性的可流動物質如水、奶油、酒精并要求有規則的流束，并且無液滴產生。這樣的可流動物質不需要特殊的密封、高防滲透性層，并且適合于本包裝分發袋的其他優點。
圖4和5中所示的雙重包裝袋50是由一單層的較硬、較平板12′、14′和一單層的柔性材料層18′形成的兩個袋子22′、22″。可以理解，雙重袋子如50或其他如圖7A中所示55，它具有3個或更多的這樣獨立的袋子，也可以由圖1～3中所示的袋子聯接而成，如圖7A所示它的每一獨立盒子的內邊緣上具有非對稱應力集中突起物26′、26″、26″＇、26″″。從圖7中可看出應力集中突起物被折斷以后可方便地提供兩條流束。
圖7B和7C展示了本發明中二重包裝分發袋的另外兩種結構。圖7B中雙重包裝分發袋60的兩盒具有相同的長度但寬度不等，圖7C中包裝分發袋65的兩盒寬度相同但長度不同。由此可看出本發明可用來包裝性質不同的產品，它們可以獨立存放，可以既精確又同時地進行分發。
現在可進一步參考圖8A至8C，它們展示了本發明中包裝分發袋子應力集中突起物的各種形式。
圖8A展示了伸長了的類似于圖1和圖4的一半或對開的金字塔形突起物56，它位于其長軸與斷層線24重合的位置上。圖8B展示了近似一半或對開的圓頂形突起物66。斷層線24從一半或對開的圓頂形突起物66的圓弧面上及其頂面中心點66A通過，并將其一分為二。圖8C展示了一近似一半或對開的圓錐形突起物76，并被斷層線24從其頂點通過將其一分為二。
按以上討論，由圖8A～8C可看出，其中每一結構都會使彎曲開啟力傳遞到具有最大應力集中值的頂點，由此保證了可開啟性，而且每個突起物包含了一個大體垂直的側壁，它作為立柱支撐元件因而在給定了壁厚的情況下增加了強度。
應當理解，在本發明所描述的每個非對稱應力集中突起物中，立柱支撐元件都為垂直的側壁以增加強度。然而可以理解本發明中還可包含其他的非對稱圖形，例如組成突起物的一半的側壁與底面所夾的角度與突起物的另一半的側壁的這個角度不同。同樣地，非對稱側壁可以是平的垂直壁、包含兩個或更多平面的壁、曲面或曲面與平面的組合壁。當非對稱壁是曲面或曲面與平面的組合時，則非對稱側壁的沿斷層線的非對稱壁上最遠點要小于與之相對的組成突起物另一半的側壁最遠點的距離。
本發明并不僅限于以上實施例中所描述的內容，對于本技術領域中的技術人員來說，在不違背本發明精神下可以作出各種改進，而這些改進也應在本發明范圍之內。
權利要求
1.一種用于包裝、分發可流動物質的袋子，該袋包括一較硬、較平的平板，一柔性層固定在該較硬、較平板的一個面上，并形成一可用于包裝可流動物質的袋子，該較硬平板上有一予先刻在其上、具有予定長度的斷層線，還有在該較硬較平板上的斷層線的至少一個部位上朝著背離前述的柔性層所在的面的方向突起的突起物，以使該較硬平板在斷層線上突起部位的應力增加到最大，通過沿該斷層線彎曲使該較硬、較平板成“V”字形，整個袋子也成為“V”字形，該斷層線開始沿突起部折斷，形成了至少一個供上述可流動物質流出的出口，并且形成規則流，所述的突起物是這樣一種形式它在斷層線的兩邊基本對稱，但在垂直于該斷層線的線的兩邊基本不對稱，并且突起最高的點就在該斷層線上。
2.如權利要求1所述的包裝分發袋，其中較硬平板為金屬箔高防滲透性材料。
3.如權利要求1所述的包裝分發袋，其中較硬平板為塑料防滲透性材料。
4.如權利要求1所述包裝分發袋，其中較硬平板包含金屬箔和塑料這二種防滲透性材料。
5.如權利要求1所述包裝分發袋，它具有多個沿斷層線相鄰放置的突起物，當將該較硬、較平板彎曲成“V”字形時便沿該斷層線上產生許多開口。
6.如權利要求1所述包裝分發袋，其中所述突起物在沿斷層線方向為有尖頂的斷面。
7.如權利要求1所述包裝分發袋，其中柔性層在鄰近較硬、較平板的一面形成至少兩個既分離又相鄰的并列放置的袋子，而且具有至少兩個突起物，每個突起物都位于上述一個袋子的上方，各突起物在較硬平板上的斷層線的至少一個部位上朝著背離袋子的方向向外突起。
8.如權利要求6所述包裝分發袋，其中突起物有一近似垂直的側壁，其延伸方向垂直于該斷層線，并且從較硬平板向上指向該突起物的頂點。
9.如權利要求7所述包裝分發袋，其中所述的突起物每一個都是一半的金字塔形，它具有一近似垂直的側壁，其方向是垂直于該斷層線并且從較硬平板向上指向該突起物的頂點，這些突起物的設置是使它們各自的垂直壁保持互相對置且緊密相鄰的關系。
10.如權利要求8所述包裝分發袋，其中所述的突起物是近似于一半的金字塔形，上述較硬平板上的斷層線通過突起物頂點。
11.如權利要求8所述包裝分發袋，其中所述的突起物是一個近似于一半的圓錐形突起物，并且斷層線從突起物的頂點通過。
12.如權利要求8所述包裝分發袋，其中所述的突起物是一個近似于一半的圓頂形突起物，并且該較硬平板上斷層線通過突起物頂點。
13.如權利要求9所述包裝分發袋，其中所述的近似于一半的金字塔形突起物具有不等長的軸，并且短軸沿斷層線的方向。
14.如權利要求9所述包裝分發袋，其中所述的近似一半的金字塔形突起物具有不等長的軸，并且長軸沿斷層線的方向。
全文摘要
用于包裝可流動物品的包裝袋，包括一較硬的平板，一柔性層固定在該平板的一面上并形成一柔性袋子。在該平板上預先刻有斷層線。還有在平板的斷層線上向外突起的非對稱應力集中突起物。突起物最好為非對稱的近似于半個的金字塔形。通過沿斷層線使平板彎成“V”字形，以使斷層線開始沿突起部折斷，形成了至少一個供可流動物品流出的出口。在平板上也可固定有兩個或兩個以上獨立且相鄰的柔性袋子，至少兩個應力集中突起物位于其上。
文檔編號B65D75/58GK1030212SQ8710794
公開日1989年1月11日 申請日期1987年11月19日 優先權日1986年12月18日
發明者桑福德·里德蒙德 申請人:桑福德·里德蒙德