袋子及制造袋子的方法

申请号 CN200980146907.6 申请日 2009-10-12 公开(公告)号 CN102224085A 公开(公告)日 2011-10-19
申请人 格拉德产品公司; 发明人 R·W·弗拉泽; K·R·威尔科克森;
摘要 可以包括柔性的热塑性 侧壁 的塑料袋,所述侧壁具有施加于其上的图案。起皱的图案可以是形成于侧壁中的多个线性肋,它们可以相邻设置并彼此平行。为了将图案施加于侧壁,用于制成侧壁的热塑性网可以在第一圆柱辊和第二圆柱辊之间被导向,所述辊的每一个均可以具有多个绕其圆周延伸的间隔开的隆起。当所述网在第一辊和第二辊之间被导向时,隆起 啮合 可以在网中形成肋。
权利要求

1.一种具有改进的顶部强度和底部坚韧性的热塑性袋子,包括:
柔性的热塑性材料构成的第一侧壁
柔性的热塑性材料构成的第二侧壁,所述第二侧壁沿第一侧边、相对的第二侧边、和封闭的底边与所述第一侧壁叠置并连接到所述第一侧壁,所述第一侧壁和所述第二侧壁沿各自的顶边不连接,以便限定与所述底边相对的、用于进入内部容积的开口;
其中,所述第一侧壁或所述第二侧壁的至少一个包括具有相邻的线性肋图案的部分,所述肋在所述第一侧边和所述第二侧边之间线性地延伸,所述肋基本上是平行的;
所述具有相邻的线性肋图案的部分仅部分地从所述底边朝着所述开口延伸,以便形成底部图案部分和顶部无图案部分;
所述底部图案部分具有第一平均厚度,所述顶部无图案部分具有第二平均厚度,所述第一平均厚度小于所述第二平均厚度;
所述底部图案部分具有第一拉伸屈服能量,所述顶部无图案部分具有第二拉伸屈服能量,所述第一拉伸屈服能量大于所述第二拉伸屈服能量。
2.根据权利要求1所述的热塑性袋子,其中所述顶部无图案部分包括抽带。
3.根据权利要求1所述的热塑性袋子,其中所述顶部无图案部分包括系带。
4.根据权利要求1所述的热塑性袋子,其中所述第一侧壁和所述第二侧壁都包括朝着所述开口部分地延伸的肋图案。
5.根据权利要求1所述的热塑性袋子,所述第一平均厚度为所述第二平均厚度的约
85%或更少。
6.一种具有改进的顶部强度和底部坚韧性的热塑性袋子,包括:
柔性的热塑性材料构成的第一侧壁;
柔性的热塑性材料构成的第二侧壁,所述第二侧壁沿第一侧边、相对的第二侧边、和封闭的底边与所述第一侧壁叠置并连接到所述第一侧壁,所述第一侧壁和所述第二侧壁沿各自的顶边不连接,以便限定与所述底边相对的、用于进入内部容积的开口;
其中,所述第一侧壁或所述第二侧壁的至少一个包括具有相邻的线性肋图案的部分,所述肋在所述第一侧边和所述第二侧边之间线性地延伸,所述肋基本上是平行的;
所述具有相邻的线性肋图案的部分仅部分地朝着所述开口延伸,以便形成图案部分和顶部无图案部分;
所述图案部分具有第一平均厚度,所述顶部无图案部分具有第二平均厚度,所述第一平均厚度小于所述第二平均厚度;
所述图案部分具有第一拉伸屈服能量,所述顶部无图案部分具有第二拉伸屈服能量,所述第一拉伸屈服能量大于所述第二拉伸屈服能量。
7.根据权利要求6所述的热塑性袋子,其中所述封闭的底边通过将所述第一侧壁与所述第二侧壁连接而形成。
8.根据权利要求6所述的热塑性袋子,其中所述封闭的底边由所述第一侧壁与所述第二侧壁之间的折叠部形成。
9.根据权利要求6所述的热塑性袋子,其中所述热塑性袋子包括具有图案的附加部分。
10.根据权利要求6所述的热塑性袋子,其中所述顶部无图案部分包括抽带。
11.根据权利要求6所述的热塑性袋子,其中所述顶部无图案部分包括系带。
12.根据权利要求6所述的热塑性袋子,其中所述第一平均厚度为所述第二平均厚度的约85%或更少。
13.一种生产塑料袋的方法,包括:
(i)提供第一圆柱辊和第二圆柱辊,所述第一圆柱辊和第二圆柱辊设置成彼此相邻且平行,每个辊的圆柱形表面具有径向向外突出的多个圆形隆起,所述多个圆形隆起设置成彼此平行并轴向间隔开,所述第一圆柱辊的圆形隆起容纳在所述第二圆柱辊的间隔开的圆形隆起之间;
(ii)提供柔性的热塑性材料的连续网,该网具有在第一侧边和第二侧边之间测量的最初宽度,该网具有横过所述最初宽度的基本一致的最初平均厚度;
(iii)关于与机器方向平行的折叠线折叠所述网;
(iv)使所述第一圆柱辊和所述第二圆柱辊在相反的旋转方向上旋转;
(iv)仅使具有最初宽度的网的一部分在所述第一圆柱辊和所述第二圆柱辊之间前进;
以及
(v)对前进通过所述辊的网的所述部分施加多个平行线性肋的图案,所述图案与所述第一圆柱辊和所述第二圆柱辊的圆形隆起相对应。
14.根据权利要求13所述的方法,还包括在第一侧壁和第二侧壁之间垂直于机器方向形成第一密封侧边;并且在第一侧壁和第二侧壁之间垂直于机器方向形成第二密封侧边,所述第二密封侧边与所述第一密封侧边间隔开,所述第一密封侧边、第二密封侧边和封闭的底边限定内部容积。
15.根据权利要求14所述的方法,还包括对所述密封侧边穿孔。
16.根据权利要求13所述的方法,其中在施加图案的步骤之后,网的宽度相对于最初宽度增加。
17.根据权利要求13所述的方法,其中在施加图案的步骤之后,按照垂直于机器方向的横向方向测量,所述网的被施加图案的部分的拉伸屈服能量相比最初的网增加到两倍或更大。
18.根据权利要求13所述的方法,其中在施加图案的步骤之后,所述网的被施加图案的部分的平均厚度相比最初平均厚度减小。
19.根据权利要求18所述的方法,所述网的所述被施加图案的部分的平均厚度从最初平均厚度减小约40%。
20.根据权利要求12所述的方法,其中在施加图案的步骤之后,所述网的特性的均衡性改变成:横向方向和机器方向的抗撕裂性大致相同,或者所述网在机器方向比横向方向的抗撕裂性更大。

说明书全文

袋子及制造袋子的方法

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2008年10月20日提交的美国临时申请NO.61/106784的优先权,其在此整体引入作为参考。
[0003] 简要说明
[0004] 在诸多申请中,已知热塑性的袋子用作垃圾或废物容器中的衬里。使用这种衬里的垃圾容器可在许多地方找到,例如小的家用厨房的垃圾桶。用作这种废物容器衬里的袋子通常用低廉、柔韧的热塑性材料制成。当容器被装满时,实际上盛放垃圾的热塑性衬里可被移除以进一步丢弃,并换上新的衬里。
[0005] 人们希望尽可能减少这种可弃的热塑性袋子的生产成本。因此,这种袋子通常在高速生产环境下进行大量生产。也意识到其它节约成本的方式,即通过降低用于生产袋子的热塑性材料的量或质量。然而,降低形成袋子的热塑性材料的量或质量会限制袋子的强度和坚韧性,使得袋子容易撕破或裂开。因此,需要提供以如下方式设计的热塑性袋子,即以降低材料成本、同时保持强度和坚韧特性、并且便于高速生产的方式。
[0006] 用作垃圾容器衬里的热塑性袋子可由柔性热塑性材料的侧壁形成。这些侧壁可设置成提供容纳和保持垃圾或废物的内部容积。热塑性侧壁的至少一部分可加工成具有肋状图案(ribbed pattern)。肋状图案可以是施加到侧壁材料内的多个线性设置并基本平行的肋。
[0007] 为了提供具有肋状图案的热塑性袋子,可以设置各种高速生产工艺将连续的热塑性材料网加工为成品袋子。这些生产工艺可利用在一起平行布置且相邻地对准的一对圆柱辊。各圆柱辊可具有多个圆形隆起,所述圆形隆起从圆柱辊的圆柱形表面径向突出。这些圆形隆起可设置成平行的,并可沿圆柱辊的纵向轴线间隔开。此外,所述一对圆柱辊上的圆形隆起可以布置成互相啮合,由此第一辊上的突出隆起容纳在第二辊上的突出隆起之间。
[0008] 在操作中,热塑性材料的连续网可以在第一辊和第二辊之间沿机器方向进行导向,这两个辊可以绕它们各自的纵向轴线沿相反转动方向转动。啮合的圆形隆起和沟槽可以将网材料导向成相应的波形图案或肋状图案。如可以理解地,当网在两辊之间被导向时,所述网内可以形成一系列平行的肋。
[0009] 所述辊可以是间隔开的,并被设置成减少所加工网的厚度。在辊之间处理所述网的一个可能的优点是网材料可以被加工。因此,所形成的肋状图案在随后被扭曲时可以具有更好的耐久性和弹性。另一个可能的优点是,在辊之间减少网的厚度可以沿纵向并在垂直于网行进的机器方向的方向上拉伸以及可以压缩一些网材料。因此,网材料可以被加宽。所述网可以接受附加的工艺以形成用作衬里的成品袋子。
[0010] 另一方面,只有一部分网可以在辊之间被导向,其余部分在辊的圆柱长度之外通过,从而仅一部分网可以被施加有肋状图案。在网的平均厚度可通过在辊之间进行处理而减少的实施例中,与肋状图案相对应的那部分网与相对较厚的剩余网相比可具有减小的平均厚度。
[0011] 可使用高速生产的设备或装置将热塑性网加工成具有肋状图案的袋子。该生产设备可以使用一对平行的、具有啮合的圆形隆起的相邻的辊。
[0012] 形成有肋状图案的热塑性袋子的一个可能的优点是,与现有技术中没有这种肋状图案的热塑性袋子相比可实现强度和韧性特性的加强。另一个可能的优点是,通过拉伸在辊之间通过的网材料的部分,形成有肋状图案的热塑性网可增加网的宽度。增加网的宽度的另一个可能的优点是,可以用较少的热塑性材料生产较大的衬里袋子,由此降低成本。再有一个可能的优点是,形成成品袋子衬里的网的厚度是可以变化的,由此在需要附加材料的不同的袋子衬里部分提供更多热塑性材料,同时具有较厚袋子的性能。这些和其它优点和特点将通过说明书附图变得显明。

附图说明

[0013] 图1是用作垃圾容器衬里的热塑性袋子的立体图,在袋子侧壁上施加有肋状图案;
[0014] 图2是沿图1的线2-2的横截面图;
[0015] 图3是沿图1的线3-3的横截面图;
[0016] 图4是示出了由热塑性材料的连续网生产具有肋状图案的热塑性袋子的高速生产工艺的示意图;
[0017] 图5是高速生产工艺的另一个实施例的最后步骤的示意图;
[0018] 图6是圆柱辊的立体图,所述圆柱辊设置成彼此平行且相邻,用于在热塑性网上形成肋状图案;
[0019] 图7是沿图6的环线7-7的圆柱辊的视图,示出了相互啮合的圆柱辊,所述圆柱辊包括突出的圆形隆起和容置沟槽;
[0020] 图8是用作垃圾容器衬里的热塑性袋子的另一实施例的立体图,在袋子侧壁上施加有肋状图案;
[0021] 图9是用作垃圾容器衬里的热塑性袋子的再一实施例的立体图,在袋子侧壁上施加有肋状图案;
[0022] 图10是用作垃圾容器衬里的热塑性袋子的还一实施例的立体图,在袋子侧壁上施加有肋状图案;
[0023] 图11是用作垃圾容器衬里的热塑性袋子的又一实施例的立体图,在袋子侧壁上施加有肋状图案;
[0024] 图12是用作垃圾容器衬里的热塑性袋子的另一个实施例的立体图,在袋子侧壁上施加有肋状图案;
[0025] 图13是用于生产具有肋状图案的热塑性袋子的高速生产环境的另一实施例的示意图;
[0026] 图14是用于生产具有肋状图案的热塑性袋子的高速生产环境的再一实施例的示意图;
[0027] 图15是用于生产具有肋状图案的热塑性袋子的高速生产环境的还一实施例的示意图;
[0028] 图16是用于生产具有肋状图案的热塑性袋子的高速生产环境的又一实施例的示意图;
[0029] 图17是用于生产具有肋状图案的热塑性袋子的高速生产环境的另一个实施例的示意图。

具体实施方式

[0030] 参照图1,示出了柔性热塑性袋子100的一个实施例。当柔性袋子通常能盛放大量的不同内容物的时候,图1所示的袋子100可用作垃圾桶或类似垃圾容器的衬里。袋子100可以由第一侧壁102和相对的第二侧壁104制成,所述第二侧壁与第一侧壁叠置以便在它们之间形成内部容积106。第一侧壁102和第二侧壁104可以沿第一侧边110、平行或不平行的第二侧边112、以及可在第一侧边和第二侧边之间延伸的封闭的底边114连接。侧壁102、104可通过任何适合的工艺(例如热密封)沿第一侧边110和第二侧边112以及底边
114连接。底边114可通过任何适当的工艺由第一侧壁102连接到第二侧壁104而形成。
底边114可以通过在第一侧壁102和第二侧壁104之间的折叠部而形成。
[0031] 为了进入内部容积106以便例如扔入垃圾或废物,第一侧壁102的顶边120和第二侧壁104的顶边122可保持不连接,以限定与封闭的底边114相对的开口124。当放置于垃圾容器中时,第一侧壁102的顶边120和第二侧壁104的顶边122可折叠在容器的边缘上。为了当例如扔掉垃圾容器的衬里时封闭袋子100的开口124,参照图1和图2,袋子可以配有抽带140。为了容置抽带140,参照图2,第一侧壁102的第一顶边120可折回到内部容积106内并附接到该侧壁的内表面以形成第一折边142。类似地,第二侧壁104的第二顶边122可折回到内部容积106内并附接到该第二侧壁以形成第二折边144。在其它实施例中,折边可以折叠到外部并附接到所述侧壁(一个或多个)的外表面。可以在第一侧边110和第二侧边112处固定地附接的抽带140沿第一顶边120和第二顶边122延伸通过第一折边142和第二折边144。为了接近抽带140,可穿过相应的第一顶边120和第二顶边122设置第一槽口146和第二槽口148。通过槽口146、148拉动抽带140可以压缩顶边120、122,由此封闭开口124。
[0032] 塑料袋子100的第一侧壁102和第二侧壁104可由柔性的或柔软的热塑性材料制成,所述热塑性材料形成或者拉伸成网或片。适合的热塑性材料的例子可以包括聚乙烯,例如高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、极低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯;聚丙烯;乙烯-醋酸乙烯共聚物;尼龙;聚酯;乙烯-乙烯醇共聚物;乙烯-丙烯酸甲酯共聚物;乙烯-丙烯酸乙酯共聚物;或其它材料,或其它上述的物质的合成物,并可组合形成并以单层或多层而形成。当用作垃圾桶衬里时,热塑性材料可以是不透明的,但是在其它应用中可以是透明的、半透明的或带色彩的。此外,所述用作侧壁的材料可以是不透气材料。
[0033] 参照图1和3,为了提供具有所需物理性能的袋子,在袋子的第一侧壁的至少一部分上施加肋状图案150。肋状图案150可以采取多个线性肋152的形式,所述肋可以基本上在第一侧边110和第二侧边112之间横过第一侧壁102延伸。如图3所示,肋152可以彼此平行且相邻,从而侧壁102的热塑性材料可以具有基本上波形的形状。此外,如图1所示,肋状图案150可以从底边114朝向开口124延伸。为了避免妨碍抽带140的操作,肋状图案150的延伸可在开口124的下方终止。袋子100的高度160可以从封闭的底边114与开口124之间测量。该高度160可处于约10英寸(25.4cm)至48英寸(121.9cm)的第一范围,约24英寸(61cm)至40英寸(101.6cm)的第二范围,以及约27英寸(68.6cm)至36英寸(91.4cm)的第三范围。在一个实施例中,高度160可以约为27.4英寸(69.6cm)。肋状图案150可以终止于开口下方一距离162处。该距离162可以处于约1.5英寸(3.8cm)至6英寸(15.2cm)的第一范围,约2英寸(5.1cm)至5英寸(12.7cm)的第二范围,以及约2.25英寸(5.7cm)至4英寸(10.2cm)的第三范围。在一个实施例中,距离162可以约为
2.75英寸(7cm)。
[0034] 为了生产所述具有肋状图案的袋子,可以通过例如图4所示的高速制造环境加工热塑性材料的连续网。在图示的工艺中,生产可以从步骤200开始,即从辊204退绕热塑性片材的连续网202并使该网沿机器方向206前进。退绕的网202可以具有垂直于机器方向206的宽度208,该宽度按照在第一边210与相对的第二边212之间测量。退绕的网202可以具有在第一表面216与第二表面218之间测量的初始的平均厚度。在其它生产环境中,网202可以以其它方式提供或者甚至直接从热塑性形成工艺进行挤出成型。
[0035] 为了提供成品袋子的第一侧壁和第二侧壁,网202可以通过折叠操作220关于机器方向206折叠成第一半部分222和相对的第二半部分224。当如此折叠时,网的第一边210可以与第二边212相邻地运动。因此,在折叠操作220之后在机器方向206上行进的网的宽度可以是宽度228,该宽度228在退绕步骤200之后可以是初始宽度208的一半。可以理解,退绕的网202的中间宽度的部分可以成为折叠的网的外边226。在另一实施例中,辊
204可以包括预折叠的网,于是不再需要折叠操作。沿相邻的第一边210和第二边212可以形成折边,并且可以在折边和抽带操作230期间插入抽带232。
[0036] 为了施加肋状图案,加工设备可包括第一圆柱辊242和平行相邻设置的第二圆柱辊244,它们可以完成施加工艺240。辊242、244可以设置成使得它们的纵向轴线与机器方向206垂直,并可以适于绕它们的纵向轴线沿相反的转动方向转动。在不同的实施例中,电机可以以受控的方式为辊242、244提供转动动。这些圆柱辊可由浇铸和/或机加工的金属(如)制成。
[0037] 参照图6和7,第一辊242和第二辊244的圆柱形表面均可以包括多个可环绕圆柱轴线248的突出的隆起246。圆形隆起246可以彼此平行设置并可沿圆柱的轴向长度延伸。此外,圆形隆起246可以彼此间隔开,以便在它们之间提供相应的沟槽250。第一辊242上的圆形隆起246的图案可以相对于第二辊244上的圆形隆起的图案轴向偏置或交错排列,从而当这些辊相邻地对准时,每个辊的隆起可以被接收在另一个辊的沟槽250中并由所述沟槽容置。这样,两个圆柱辊的交替的隆起和沟槽可以啮合在一起。
[0038] 考虑到要加工的网材料和网的尺寸,辊、隆起和沟槽结构可具有任何合适的尺寸。隆起246的峰高度251可以处于约0.02英寸(0.05cm)至0.4英寸(1.02cm)的第一范围,约0.04英寸(0.1cm)至0.2英寸(0.51cm)的第二范围,以及约0.06英寸(0.15cm)至0.15英寸(0.38cm)的第三范围。在一个实施例中,峰高度251可以约为0.08英寸(0.2cm)。隆起246的峰和峰的间距或跨距(pitch)254可以处于约0.02英寸(0.05cm)至0.15英寸(0.38cm)的第一范围,约0.03英寸(0.08cm)至0.075英寸(0.19cm)的第二范围,以及约
0.035英寸(0.09cm)至0.05英寸(0.13cm)的第三范围。在一个实施例中,跨距254可以约为0.04英寸(0.1cm)。隆起的高度与跨距的比可以处于约0.5∶1至4∶1的第一范围,约1∶1至3∶1的第二范围,以及约1.5∶1至2.5∶1的第三范围。在一个实施例中,高度与跨距的比可以约为2∶1。辊242、244的纵向轴线248可以是间隔开的,因此仅圆形隆起246的一部分接收在相应的沟槽250中。实际上,接收在沟槽250内的隆起246的高度可以终止于接合部256的深度。接合部256的深度可以处于约0.01英寸(0.025cm)至0.055英寸(0.14cm)的第一范围,约0.02英寸(0.05cm)至0.045英寸(0.11cm)的第二范围,以及约0.025英寸(0.06cm)至0.035英寸(0.09cm)的第三范围。在一个实施例中,接合部256的深度可以约为0.03英寸(0.08cm)。
[0039] 参照图4,折叠的网202可以在第一辊242和第二辊244之间沿机器方向206前进,所述第一辊和第二辊可以设置成沿相反的旋转方向旋转以施加由此产生的肋状图案268。如图7所示,隆起246可以将网202拉伸到相应的沟槽250内。该拉伸可以以拉伸和剪切的模式发生。并且,隆起和沟槽的啮合作用可以压缩所述网。隆起246和沟槽250的啮合作用可以在网202上施加波状或肋状图案或形状。交替的圆形隆起246与相应的沟槽250的布置可以在网202上产生一系列线性肋252,在所述网在辊之间通过以后,所述网至少部分保持所述肋。由于圆形隆起246可以平行地对准并间隔开,施加到网上的所形成的肋252可以彼此平行,且可以具有相同的间距或跨距。为了便于网202形成图案,第一辊242和第二辊244可以例如通过液压致动器被迫使彼此抵靠或者被导向成彼此抵靠。将辊压在一起的压力可以处于从30PSI(2.04atm)至100PSI(6.8atm)的第一范围,从60PSI(4.08atm)至
90PSI(6.12atm)的第二范围,以及从75PSI(5.10atm)至85PSI(5.78atm)的第三范围。在一个实施例中,压力可以约为80PSI(5.44atm)。
[0040] 在图示的实施例中,第一辊和第二辊可以设置成使得它们与折叠的网的宽度228具有相同的延伸宽度或更宽。在一个实施例中,辊242、244可以从最近的外边226延伸至相邻的边210、212。为了避免将肋状图案施加到网的包含抽带232的部分,辊242、244的相应的端部249可以是光滑的,并且没有隆起和沟槽。因此,相邻边210、212和最靠近所述边的、在辊242和244的光滑的端部249之间经过的网的相应部分不形成肋。
[0041] 在一个实施例中,网202可以被拉伸以便它在辊之间经过时减小其厚度。参照图4,当网从辊204退绕时其可以具有平均厚度260,该平均厚度260在第一表面216与第二表面218之间测量。平均厚度260可以处于约0.0007英寸(0.0018cm)至0.0014英寸(0.0036cm)的第一范围,约0.0008英寸(0.002cm)至0.0012英寸(0.003cm)的第二范围,以及约0.0009英寸(0.0023cm)至0.0011英寸(0.0028cm)的第三范围。在一个实施例中,平均厚度可以约为0.001英寸(0.0025cm)。在辊242、244之间经过之后,网可以具有如图3所示减小的平均厚度170。该平均厚度170可以处于约0.0005英寸(0.0013cm)至0.0012英寸(0.003cm)的第一范围,约0.0006英寸(0.0015cm)至0.0009英寸(0.0023cm)的第二范围,以及约0.00065英寸(0.0017cm)至0.0008英寸(0.002cm)的第三范围。在一个实施例中,平均厚度170可以约为0.0007英寸(0.0018cm)。平均厚度可减小至最初平均厚度的85%或更少,或减小至第一平均厚度的90%或更少,或减小至第一平均厚度的80%或更少,或减小至第一平均厚度的70%或更少。当然,减小平均厚度的其它情况也是可以的,并且可以通过改变网的初始平均厚度、通过调节辊的间距、以及通过调节辊受压或者受力在一起时的压力来实现。
[0042] 减小网材料厚度的一个结果是可将肋状图案施于网内。网的热塑性材料可在减小过程中拉伸或加工,从而最初的平面网形成新的肋状的形状。在某些实施例中,热塑性材料的分子结构可以重新设置以提供该形状记忆。
[0043] 参照图4,减小网厚度的另一个结果是一些网材料可沿辊242、244纵向地并垂直于机器方向206的方向拉伸。同样,一些网材料可以沿辊242、244受到纵向压缩。这种作用将折叠的网从其最初宽度228加宽至更大的宽度258。为了便于加宽所述网,网的相邻边210、212可以位于辊242、244的光滑的端部249之间。辊242、244的光滑的端部249可保持网沿机器方向对准。生产设备可以包括适应加宽网的渐增的宽度的夹送辊262、264。
[0044] 沿其垂直于机器方向的宽度测量,所加工的网可以具有变化的厚度。由于辊242、244上的隆起246和沟槽250可能与折叠的网202的宽度228不具有相同的延伸宽度,仅在隆起和沟槽之间导向的网的部分的厚度可能减小。网的其它部分(例如朝向相邻边210、
212的部分)可以保持着网的初始厚度。辊242、244的光滑的端部249可以具有加工成与网在它们之间通过的部分的厚度相适应的直径尺寸。
[0045] 为了生产成品袋子,加工设备可以进一步加工具有肋状图案的折叠的网。例如,为了形成成品袋子的平行侧边,网可以继续通过密封操作270,其中在外边226与相邻边210、212之间可形成热密封部272。热密封部可以将折叠的网的相邻两个半部分222、224熔合在一起。热密封部272可以沿折叠的网间隔开,并与折叠的外边226协作可以限定单独的袋子。热密封部可以由加热装置来制成,例如加热的刀。穿孔操作280可以通过穿孔装置(例如穿孔刀)对热密封部272进行穿孔282,由此单独的袋子290可以与网分离。在另一个实施例中,在折叠的网被导向通过穿孔操作之前网可被折叠一次或多次。表现为成品袋子284的网202可以卷绕到辊286以便包装和分配。例如辊286可以放置在箱子或袋子中以便于销售给顾客。
[0046] 在图5中所示的另一实施例的工艺中,切割操作288可以代替图4所示的穿孔操作280。参照图5,在卷绕到辊294以便包装和分配之前,网被导向通过切割操作288,所述切割操作在位置290处将网切成单独的袋子292。例如,辊294可以放置在箱子或袋子中以便于销售给顾客。在卷绕到辊294之前袋子可以交错放置。在另一实施例中,在折叠的网被切割成单独的袋子之前网可以被折叠一次或多次。在另一实施例中,袋子292可以放置在箱子或袋子中而不是辊294上。袋子在放置在箱子或袋子之前交错放置。
[0047] 可以预期,这些生产实施例可使用本发明所述的任何生产环境。
[0048] 在成品袋子的侧壁上施以肋状图案的一个可能的优点是可以增加热塑性袋子材料的坚韧性。例如,可以通过热塑性薄膜或网的拉伸屈服能量(tensile energy to yield)来测量所述坚韧性。该测量表示网材料在屈服或用弃之前受拉或放置在张力作用下导致的能量。可根据各种方法和标准来检测和测量拉伸屈服能量特性,例如ASTM D882-02的那些规定,此处将其引入作为参考。
[0049] 特别地,受到通过辊在其上施加有肋状图案的处理的网可以在横向方向上(“TD”)具有较高的拉伸屈服能量,所述横向方向垂直于网所被加工的机器方向(“MD”)。仅举例而言,具有最初平均厚度为0.0009英寸(0.0023cm)的线性低密度聚乙烯网在圆形隆起跨距为0.04英寸(0.1cm)、接合部深度(“DOE”)为0.035英寸(0.09cm)、辊压力为60PSI(4.08atm)、以及速度为300英尺/分(91.4米/分)的一对辊之间行进。该网在横向方向上的最初拉伸屈服值为1.50lbf.(6.7N),在横向方向上的最初拉伸屈服能量为
0.274in-lbf(0.031J)。在施以肋状图案以后,网具有的拉伸屈服值为1.43lbf(6.36N),拉伸屈服能量为0.896in-lbf(0.101J),以及平均厚度为0.00077英寸(0.002cm)。
[0050] 下面的表列出了上述数值的变化。
[0051] 表1
[0052]特性/材料 最初未加工的网 经过加工的网
TD拉伸屈服值 1.50lbf(6.67N) 1.43lbf(6.36N)
TD拉伸屈服能量 0.274in-lbf(0.031J) 0.896in-lbf(0.101J)
[0053] 进一步举例而言,一种不同的线性低密度聚乙烯网,在圆形隆起跨距为0.04英寸(0.1cm)、接合部深度(“DOE”)为0.02英寸(0.051cm)、辊压力为60PSI(4.08atm)、以及速度300英尺/分(91.4米/分)的一对辊之间行进,该线性低密度聚乙烯网具有的最初平均厚度为0.0008英寸(0.002cm)密尔(mils)。该网在横向方向上的最初拉伸屈服值为1.39lbf(6.18N),以及在横向方向上的最初拉伸屈服能量为0.235in-lbf(0.027J)。在施以肋状图案以后,网具有的拉伸屈服值为1.38lbf(6.14N),拉伸屈服能量为
0.485in-lbf(0.055J),平均厚度为0.00075英寸(0.0019cm)。下面的表中列出了上述数值的变化。
[0054] 表2
[0055]特性/材料 最初未加工的网 经过加工的网
TD拉伸屈服值 1.39lbf(6.18N) 1.38lbf(6.14N)
TD拉伸屈服能量 0.235in-lbf(0.027J) 0.485in-lbf(0.055J)
[0056] 因此,在热塑性网上施以肋状图案可增加到拉伸屈服能量2倍或更多,并且拉伸屈服值基本不减少。当根据图4所示工艺制造热塑性袋子时,可以理解,所加工网的横向方向与袋子长度方向相对应,所述袋子长度在封闭底端至开口顶端之间测量。因此,可以在纵向方向上增加袋子的坚韧性。纵向方向可以是拎袋子的方向。
[0057] 通过对网施以肋状图案而减小网厚度的另一个可能的优点是,最终的抗拉强度可保持相对恒定,即使在网的厚度可能减小的情况下。例如,具有最初平均厚度为0.012英寸(0.003cm)和最终拉伸载荷约为6.2lbf(27.6N)的热塑性网在辊之间进行处理以便施加如本发明所述的肋状图案。该网在圆形隆起跨距为0.04英寸(0.1cm)、接合部深度为0.045英寸(0.114cm)、辊压力为40PSI(2.72atm)以及速度为300英尺/分(91.4米/分)的一对辊之间行进。所加工的薄膜具有的平均厚度约为0.00073英寸(0.00185cm),最终拉伸载荷约为5.8lbf(25.8N)。下面的表中列出了上述结果。
[0058] 表3
[0059]材料/特性 平均厚度 最终拉伸载荷
最初未加工的网 0.0012英寸(0.003cm) 6.2lbf(27.6N)
经过加工的网 0.00073英寸(0.00185cm) 5.8lbf(25.8N)
[0060] 在具有减小网的厚度却没有显著地改变横向最终抗拉强度的优点的另一实施例中,示出了网具有最初平均厚度为0.0009英寸(0.0023cm)和最终拉伸载荷约为4.8lbf(21.4N)。该网在辊之间进行加工以便施加本发明所述的肋状图案。该网在圆形隆起跨距为0.04英寸(0.1cm)、接合部深度为0.03英寸(0.076cm)、辊压力为80PSI(5.44atm)和速度为300英尺/分(91.4米/分)的一对辊之间行进。所加工的网具有的平均厚度约为0.00073英寸(0.00185cm),最终拉伸载荷约为4.4lbf(19.6N)。下面的表中列出了上述结果。
[0061] 表4
[0062]材料/特性 平均厚度 最终拉伸载荷
最初未加工的网 0.0009英寸(0.0023cm) 4.8lbf(21.4N)
经过加工的网 0.00073英寸(0.00185cm) 4.4lbf(19.6N)
[0063] 可以理解,即使在平均厚度为0.0012英寸(0.003cm)的情况下,网从其初始的平均厚度减小几乎40%,最终的拉伸载荷仅减小约6.5%。当平均厚度为0.0009英寸(0.0023cm)时,网从其初始的平均厚度减小几乎25%,最终的拉伸载荷仅减小约8.3%。都加工成平均厚度约为0.00073英寸(0.00185cm)的经过加工的0.0012英寸(0.003cm)的网与0.0009英寸(0.0023cm)的网之间的比较表明,所加工网的最终抗拉强度与最初未加工网的最终抗拉强度直接相关。对网施加肋状图案使得平均厚度减小约5%至40%,并且相应的最终拉伸载荷减小约0%至8.3%。因此,加工有肋状图案的网的最终拉伸载荷与其最初未加工网的基本保持一致,尽管其平均厚度减小了。
[0064] 除了上述结果以外,还注意到,对制成热塑性袋子的网施加肋状图案改变了网的抗撕裂性。热塑性网的抗撕裂性可以根据ASTMD882-02规定的方法和程序测量,在此将其引入作为参考。仅举例而言,聚乙烯网通常在垂直于机器方向(网加工的方向)的横向方向上具有更大的抗撕裂性。这种网的特征是在机器方向上的特性不均衡。但是,在网在辊之间经过以施加肋状图案之后,抗撕裂性可以改变。网可以变得更均衡,其中横向方向和机器方向的抗撕裂性可以大致相等。或者它可以经受更大的改变从而在横向方向上变得不均衡,抗撕裂性可以转变成在机器方向上比横向方向上的抗撕裂性更大。
[0065] 此外,如本发明所述,仅对网的宽度的一部分施加肋状图案可使得加宽所述网。例如,网可以具有最初宽度为22.375英寸(56.8cm),最初平均厚度约为0.0014英寸(0.0036cm)。如在本文中所述的,网可以在两个辊之间经过,所述辊可以具有长度为16.375英寸(41.6cm)的隆起和沟槽。辊可以设置成使得在对于在隆起和沟槽之间经过的部分而言,网的平均厚度可以从0.0014英寸(0.0036cm)减少至约0.0009英寸(0.0023cm)。
平均厚度的这种减小伴随有网材料的移动,从而网的整个宽度可以扩大到约29.875英寸(75.9cm),即增加约7.5英寸(19.1cm)。由此,回到图1,由经过加工的网制成的成品袋子
100可以具有更大的高度,该高度在开口124和封闭的底边114之间测量。
[0066] 此外,如本发明所述,由于仅在隆起和沟槽之间经过的网的部分可使其平均厚度减小,制成袋子的网的其余部分可以保持0.0014英寸(0.0036cm)的初始的平均厚度。生产设备可以设置成使得较厚的网材料可以对应于成品袋子的、较厚的材料是有利的那些部分。例如,参照图1,网的不经过隆起和沟槽的部分可以对应于包括抽带140的袋子的顶部。因此,袋子的顶部可以由较厚的材料增强。在其它实施例中,网可以被加工成使得较厚的材料可以涉及成品袋子的其它部分,例如如图10、11和/或12所示的底部,否则所述部分可能容易破裂或穿透。
[0067] 将肋状图案设置成多个平行的线性肋且仅沿网的宽度的一部分可以具有优点。在图4所示的制造工艺中,由于肋状图案可以通过将相邻的网的半部分222、224在辊242、244之间导向而施加,施加有肋的网的半部分可以趋于互在一起。然而,由于网202的相邻的边210、212可以不形成图案,网的半部分222、224可以以提供用于分离网的半部分的其余部分的推力的方式容易地在边缘处分开。此外,肋的平行线性设置可便于解开网的半部分。因此,可以理解,容易打开用作垃圾桶衬里的成品袋子。
[0068] 现在参照图8,示出了用作垃圾桶衬里的袋子300的另一实施例。袋子300可以包括热塑性材料的第一侧壁302,所述第一侧壁与相似材料的第二侧壁304叠置并与第二侧壁连接,以提供内部容积306。第一侧壁302和第二侧壁304可以沿第一侧边310、第二侧边312、以及从它们之间延伸的封闭的底边314连接。为了进入内部容积306,侧壁302、304的顶边320、322不连接。袋子300的第一侧壁302可以具有肋状图案350,该肋状图案包括多个线性肋,所述肋可以平行地延伸并可以位于封闭的底边314和开口324之间。为了封闭和密封开口324,袋子300可以设有系带360、362,这些系带可以作为侧壁302、304的顶边320、322的一部分延伸。当袋子300从容器移走并丢弃时,系带360、362可以系在一起。除了系带和抽带以外,其它合适的封闭机构可以包括纽带和机械夹。
[0069] 图9表示袋子的另一个实施例。袋子400可以与袋子300类似,除了侧壁的顶边420、422可以是直的以外。
[0070] 在另一实施例中,网可以加工成使较厚的材料成为成品袋子的其它部分,例如图10、11和/或12的所示的底部,否则这些部分容易破裂和/或穿透。图10表示袋子的另一实施例。袋子500可与图1所示的袋子100相似,除了底部551可以没有肋状图案以外。
考虑到网的大小,该未加工的底部551的高度553可以是任何合适的尺寸。高度553可以处于约3英寸(7.62cm)至9英寸(22.86cm)的第一范围,约4英寸(10.16cm)至8英寸(20.32cm)的第二范围,以及约5英寸(12.70cm)至7英寸(17.78cm)的第三范围。在一个实施例中,高度553可以约6英寸(15.24cm)。
[0071] 图11表示袋子的另一实施例。袋子600可以与图8所示的袋子300类似,除了底部651可以没有肋状图案以外。底部651的高度653可以具有本文所述的尺寸,例如图10所示的高度553。
[0072] 图12表示袋子的另一实施例。袋子700可以与图9所示的袋子400相似,除了底部751可以没有肋状图案以外。底部751的高度753可以与本文所述的尺寸例如图10所示的高度553相同。
[0073] 参照图13,表示另一实施例的用于生产其上施加有肋状图案的袋子的生产工艺800。该工艺800可以使用仅部分地沿网802的宽度828延伸的辊842、844。具体地,可以垂直于机器方向806的辊802、804可从最靠近外边826朝向相邻的边810、812仅延伸到半路。因此,相邻的边810、812与网的最靠近所述边的相应部分可以延伸超过辊842、844的长度或到达辊842、844。圆柱辊842、844的整个长度可以形成有隆起和沟槽846、850,所述隆起和沟槽如本文所述的那样施加肋状图案。然而,由于辊842、844可以仅部分地横过网的宽度延伸,肋状图案可以不施加于相邻的边810、812以及可以包括抽带832的网802的相应部分。
[0074] 如本发明所述,在网802上施加肋状图案868可增加网的宽度,从第一宽度828增大到更大的第二宽度858。为了便于对网加宽,加工设备可以包括夹送辊860、862。如图所示,当将网成保持成对准地通过加工设备时,夹送辊860、862可以适于网的增加的宽度。
[0075] 参照图14,表示另一实施例的用于生产具有肋状图案的施加于其上的塑料袋的生产工艺900。根据该工艺,热塑性网902可以从辊904退绕,并可以沿着机器方向906被导向。网902可以具有垂直于机器方向906并且在第一边910和平行的第二边912之间测量的宽度908。
[0076] 为了将肋状图案950施加在网902上,第一圆柱辊942和第二圆柱辊944沿着网以相对、平行的关系设置,并可以垂直于机器方向906。辊942、944可以具有与图6、7所示的相似的结构,包括多个圆形间隔开的隆起956。第一辊942的隆起956可以以本文所述的方式配合在第二辊944的相应的隆起之间。当网在第一辊942和第二辊944之间通过时,肋状图案950可以施加到热塑性材料中,并且网的平均厚度可以减小。在网于辊942、944之间经过之后,网902可以具有第二宽度968,所述第二宽度大于退绕的网的初始宽度908。
[0077] 为了得到成品袋子的侧壁,网902可以沿机器方向906通过折叠操作970对半折叠,由此第一边910移动成与第二边912相邻。由此,折叠操作970提供网的第一半部分972和相邻的网的第二半部分974,在于辊942、944之间经过之后,整个宽度978可以是网
902的第二宽度968的一半。折叠的网902可以继续通过随后的其它步骤,例如抽带932、侧密封980和允许单个袋子从网分离的穿孔982。
[0078] 参照图15,表示另一实施例的生产工艺1000。工艺1000可以与图14所示的工艺900相似,除了工艺1000可以包括更短的辊1042、1044以外。工艺1000可以利用适当地布置以夹持网的一对夹送辊1060、1062,并且所述工艺1000可以相对于机器方向1006垂直地偏置。当网1002在辊1042、1044之间加工以便沿横向于机器方向1006的方向上拉伸热塑性材料时,夹送辊1060、1062有利于并适于加宽网1002。
[0079] 参照图16,表示另一实施例的生产工艺1100,该生产工艺1100使用热塑性材料的第一网1102和第二网1122生产具有肋状图案的袋子。第一网1102和第二网1122可以开始由第一辊1104和第二辊1124提供网材料。第一网1102可以从第一辊1104退绕,并且可以基本上沿机器方向1106被导向。退绕的网可以具有在平行的第一边1110和第二边1112之间测量的第一宽度1108。为了在第一网1102上施加肋状图案1114,第一对圆柱辊
1142、1144可以垂直于机器方向1106设置,由此网在辊之间经过。辊1142、1144可以加工网1102的热塑性材料,使得网具有第二宽度1148,该第二宽度大于第一初始宽度1108。
[0080] 第二网1122可以从第二辊1124退绕,并且可以在垂直于网1122设置的第二对圆柱辊1162、1164之间被导向,以便在其上施加肋状图案1126。此外,在辊1162、1164之间通过之后,第二网1122可以具有比网的最初宽度1128更大的第二宽度1168。在辊1162、1164之间通过之后,第二网1122可以邻近并平行于在机器方向上前进的第一网1102被导向。相邻的第一和第二网1102、1122可以继续通过密封操作1170,该密封操作将第一网的边1172与相邻的第二网的边1174密封在一起。可以理解,相邻的第一网1102和第二网
1122可以变成相对的侧壁,密封边1172、1174可以变成具有肋状图案的成品袋子的底边。
相连接的网可以继续通过其它工艺步骤,以便加工成品袋子。
[0081] 参照图17,表示另一实施例的生产工艺1200。工艺1200可以与图16所示的工艺1100相似,除了工艺1200可以包括如本文所述的更短的辊1242、1244、1262、1264以外。
[0082] 本文所引用的所有参考资料,包括公开出版物、专利申请文件和专利,包括在本文中作为参考,如同每个参考资料都是独立地并具体地表示为通过参引被包括以及以其整体在本文陈述的那样的程度。
[0083] 在描述本发明的内容中所使用的术语“一个”、“一”、“该”、“所述”以及相似的指示用语(特别是在下面的权利要求中)用于覆盖单个和多个的意思,除了本文有说明或通过上下文明显矛盾。术语“包含”、“具有”、“包括”以及“含有”等都是开放式的术语(即意思是“包括,但不限于”),除非有其它说明。本文所引用的数值范围仅仅作为单独引用数值范围内各单独数值的简化方法,除非有其它说明;并且说明书包含每个单独的数值,如同在本文单独记载的那样。本文所述的所有方法可以以任何合适的顺序执行,除非这里有其它说明或与本文明显矛盾。本文所采用的任何和所有的实例,或举例性的语言(像“例如”),仅仅是为了更好的解释本发明,并不限制本发明的范围,除非有其它声明。说明书中没有语言表明应当解释为任何未要求保护的元素作为实施本发明的必需。
[0084] 在此说明了示例性的实施例。这些实施例的变型对于本领域技术人员而言通过阅读前述说明书是显而易见的。发明人希望有经验的技术人员可以适当地实施这些变型,发明人是为了实施发明而不是具体描述。因此,本发明包括所附权利要求保护的主题的所有修改和等同的例子。此外,上述元件以其所有可能变型的结合都包括在本发明中之中,除非有其它说明或与本文明显矛盾。
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