專利名稱：一種水溶性包裝袋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包含流體物質(zhì)的水溶性包裝袋，其中，當該包裝袋溶解時流體物質(zhì)被釋放出來。
用于機洗衣物的洗滌劑化合物有多種形式。而最普遍的形式是洗衣粉或洗衣粒。但使用這種形式的洗滌劑存在一個問題，即當將洗滌劑加入洗衣機時，需要該洗滌劑能快速和完全地溶解在洗衣機內(nèi)的水中，而不以固態(tài)形式與衣物接觸?？紤]到這一點，出現(xiàn)了許多尋求解決此問題的定量裝置。歐洲專利第0 343 070號和第0 343 069號中公開的一種此類裝置介紹了一種柔性織物濾袋，該濾袋裝有用于機洗的顆粒狀洗滌劑，濾袋的織物結(jié)構(gòu)能讓水透過，因此可讓水進入該濾袋內(nèi)并以水溶液形式透過袋壁將洗滌劑帶走。尤其是近來，出現(xiàn)了由粉狀洗滌劑壓縮成片狀的單位劑量洗滌劑。但這種洗滌劑片所遇到的問題是，該洗滌劑片既需要有足夠的強度以便經(jīng)得住貯存和運輸，又需要能在洗衣機中快速分解和溶解。還有一個問題是需要防止該洗滌劑片“粘”在普通洗衣機的孔中和滾筒之間。最近這些問題通過在洗滌劑片中加入特效的化學分解物質(zhì)而得到了處理，該分解物質(zhì)使得洗滌劑片在洗衣機內(nèi)水環(huán)境中能快速分解，還有一種處理方法是設(shè)置一種能促進洗滌劑片分解和防止產(chǎn)生“粘”現(xiàn)象的松散安裝的網(wǎng)袋。不過，由于許多現(xiàn)行洗滌劑片包含漂白劑和其他刺激性物質(zhì)，還存在如何處理該洗滌劑片的問題。
將洗滌劑化合物裝在水溶性薄膜內(nèi)早已為人所知。大多數(shù)與此相關(guān)的文獻都介紹了一種利用垂直成型灌裝密封(VFFS)方法形成的水溶性薄膜封套。但使用VFFS方法制造的封套存在一個問題，即由于工藝的限制，在角部進行密封重疊的位置，該封套會出現(xiàn)限定的密封薄弱點。這就會導(dǎo)致封套易于在運輸過程中受沖擊而破裂。為了克服這種VFFS方法制造的封套的問題，歐洲專利申請第0608910號公開了一種用于包裝殺蟲劑的熱成型水溶性包裝袋。不過該發(fā)明只是試圖解決薄弱密封問題，EP-A-0608910的包裝袋還存在其他的弱點，并且是特地為包裝殺蟲劑而設(shè)計的。
內(nèi)含流體物質(zhì)的水溶性包裝袋在進行包裝和運輸時，成型的包裝袋易于遭受相當大的沖擊力。特定的問題是當許多這種包裝袋松散地裝在一個大容器內(nèi)，然后再將該容器進行運輸時，容器內(nèi)的包裝袋所遭受的沖擊力會很大。問題在于，站在消費者的角度來看，只要有一個包裝袋破裂，整個產(chǎn)品也就毀了，因為破裂包裝袋中的流體物質(zhì)會泄漏在所有的未破裂的包裝袋上。發(fā)生這種事情會沉重打擊顧客對該產(chǎn)品的信心。將破損降低到可接受的程度在衣物洗滌劑和其他家用消費品領(lǐng)域是個特別敏感的問題，而且至今還沒得到解決。
本發(fā)明的目的是至少克服上述缺點的一部分，本發(fā)明的特別目的是提供一種包含流體物質(zhì)的水溶性包裝袋，其中的流體物質(zhì)在該包裝袋溶解時被釋放出來，與已知水溶性包裝袋相比，該包裝袋具有更強的破裂抵抗能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供包含流體物質(zhì)的水溶性包裝袋，其中的流體物質(zhì)在該包裝袋溶解時被釋放出來，其特征在于，具有裝納流體物質(zhì)的主體部分的包裝袋包括通過熱成型形成主體部分體壁的第一片水溶性材料，以及重疊在第一片上并沿被重疊片的連續(xù)區(qū)域與第一片水溶性材料進行密封而形成主體部分底壁的第二片水溶性材料，其特征還在于該包裝袋的主體部分通常為圓頂形。
本發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的包裝袋基本上能解決現(xiàn)有技術(shù)水溶性包裝袋的上述問題和缺點。尤其是，根據(jù)本發(fā)明的包裝袋能夠經(jīng)受包裝和運輸時的苛刻條件(達到商業(yè)可接受程度)，即使包裝袋內(nèi)的流體物質(zhì)是如衣物洗滌劑之類的家用消費品。根據(jù)本發(fā)明熱成型的包裝袋和包裝袋形成圓頂形狀的組合使得根據(jù)本發(fā)明的包裝袋具有了令人驚異的優(yōu)點。與其他成型技術(shù)相比，熱成型減少了在形成過程中薄膜的應(yīng)力。如同下面所示，本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，圓頂結(jié)構(gòu)也使得薄膜厚度沿整個包裝袋更為均勻，并增強了該包裝袋的抗沖擊能力。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，底壁上方的體壁的最大高度最好小于或等于底壁的最大寬度。底壁最好為圓形，不過根據(jù)本發(fā)明的其他圓頂形主體部分也是可想象得到的。比如說，可以想到圓頂形包裝袋可以有矩形、橢圓形、方形或三角形的底部。圓頂形包裝袋的底部最好為平的。另外一種可選方式是，底部可以稍微有些內(nèi)凹為外凸。在任何情況下，最終的包裝袋不對稱于底壁，雖然可以有一個或多個垂直于底壁的對稱面。
水溶性薄膜，至少其體壁是可熱成型的，在本發(fā)明的一個實施例中，水溶性薄膜由聚乙烯醇或聚乙烯醇的派生物制成。底壁的水溶性薄膜最好由與形成體壁一樣的材料制成。體壁應(yīng)該是熱成型而不是冷成型，這一點非常重要，因為本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，冷成型增加了薄膜應(yīng)力，結(jié)果削弱了最終成品的強度。
根據(jù)本發(fā)明的包裝袋的熱成型體壁的厚度最好基本上是均勻的?！盎旧鲜蔷鶆颉笔侵冈谌魏螠y量點，與熱成型處理前的薄膜的初始厚度相比，熱成型薄膜的厚度誤差以小于±25％為好，小于±20％更好，而小于±15％就最好了。
薄膜的厚度在10微米到1000微米之間比較合適，在20微米到80微米之間更好，在40微米到60微米之間就最好了。
在本發(fā)明的一個實施例中，薄膜的外表經(jīng)BITREXTM處理，用來阻礙兒童咽下根據(jù)本發(fā)明的包裝袋。
包裝袋內(nèi)的物質(zhì)可為液體、膠體或糊狀物。如果該物質(zhì)為液體，則在20℃和105S-1的條件下進行測量時，該液體的粘度以在100厘泊到1000厘泊之間為好，在300厘泊到800厘泊之間更好，在500厘泊到700厘泊之間還要好，在600厘泊左右就最好了。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，該物質(zhì)的量為10到500毫升，在10到100毫升之間更好，在10到50毫升就最好了。袋內(nèi)裝20到30毫升的流體化合物比較合適。在本發(fā)明的一個特別優(yōu)選實施例中，流體化合物為衣物洗滌劑、織物調(diào)節(jié)劑或織物護理乳之類的衣物處理劑。不過，其他家庭消費使用的化合物也是可以想象得到的，如消毒劑、個人護理品等。該化合物最好基本上非水溶液，不過該化合物也可包括一些水分，比如說在約1％到5％之間的水分。
本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的包裝袋的工藝，該工藝包括下列步驟對第一片水溶性材料進行熱成型處理，形成主體部分的圓頂形體壁；將流體物質(zhì)裝入主體部分；將第二片水溶性材料重疊在第一片上；和將第一和第二片沿包圍流體物質(zhì)的被重疊片的連續(xù)區(qū)域加熱密封，形成主體部分的底壁。
在一種優(yōu)選工藝中，第一片水溶性材料通過加熱板進行熱成型處理。最好是將第一片水溶性材料與加熱板緊密接觸，一般是通過在加熱板和第一片水溶性材料之間建立一定的真空。通常，建立的真空小于0.6巴。另外一種可選方式是，將該片吹至與加熱板接觸。熱成型中的薄片可被吹或吸離該加熱板并進入一個合適的圓頂形模子。根據(jù)本發(fā)明的一方面，該工藝包括一個加入流體物質(zhì)前的額外步驟，即對熱成型完的體壁施加真空以便保持主體部分的形狀，至少要保持到加熱密封步驟完成。
本發(fā)明還涉及采用根據(jù)本發(fā)明的包裝袋對衣物進行機洗的工藝，其中，包裝袋內(nèi)的流體物質(zhì)包括衣物處理劑，該工藝包括以下步驟隨同要洗的衣物在洗衣機內(nèi)放入一個包裝袋；和進行洗衣操作。


根據(jù)本發(fā)明的包裝袋顯示于附圖中，在附圖中，圖1a、1b、1c和1d為根據(jù)本發(fā)明的第一種包裝袋的不同視圖，其中，主體部分的底壁為圓形；圖2a、2b、2c和2d為根據(jù)本發(fā)明的第二種包裝袋的不同視圖，其中，主體部分的底壁為方形；圖3a、3b、3c和3d為根據(jù)本發(fā)明的第三種包裝袋的不同視圖，其中，主體部分的底壁為橢圓形；圖4a、4b、4c和4d為根據(jù)本發(fā)明的第四種包裝袋的不同視圖，其中，主體部分的底壁為三角形；圖5a、5b、5c和5d為根據(jù)本發(fā)明的第五種包裝袋的不同視圖，其中，主體部分的底壁為矩形。
具體實施例方式
此實施例對一種熱成型工藝進行了說明，在該工藝中，多個根據(jù)本發(fā)明的包裝袋由兩片水溶性材料制成。薄片上的凹處是利用具有多個型腔的成型模形成，該型腔的尺寸大致與被制作出的包裝袋的尺寸一致。另外，對于所有的型腔，只用了一個加熱板來對薄膜進行熱成型處理，同樣地，只對一個進行密封板進行了說明。
將第一片聚乙烯醇薄膜拉到成型模上，使薄膜重疊模子的多個型腔。每個型腔通常都為圓頂形并帶有圓形邊緣，該圓形邊緣經(jīng)進一步的圓整，以便去掉在工藝的成型或進行密封步驟中可能損傷到薄膜的銳邊。每個型腔還包括一個凸出的周邊凸緣。為了增大包裝袋的強度，薄膜以無褶皺和最小的張力的形式被送入成型模中。在成型步驟中，薄膜被加熱至100到120℃，最好為110℃左右，保持5秒鐘，最好為約700微秒。用重疊在成型模的加熱板對薄膜進行加熱。在預(yù)熱步驟中，讓0.5巴的真空通過預(yù)熱板以保證薄膜和預(yù)熱板的緊密接觸，該緊密接觸保證了薄膜的加熱均勻統(tǒng)一(真空度取決于工況和所使用的薄膜類型，不過在本文中發(fā)現(xiàn)小于0.6巴的真空比較合適)。不均勻加熱會導(dǎo)致成型的包裝袋有薄弱點。除了真空，還可以對薄膜吹以空氣，使其與預(yù)熱板緊密接觸。
熱成型的薄膜在型腔中被模制。通過將薄膜吹離加熱板和/或通過抽吸薄膜使其進入型腔，從而在薄膜上形成許多凹處，在型腔壁上加上一定的真空，薄膜一旦成型，便會保持其熱成型形狀。真空至少要保持至少到包裝袋的進行密封結(jié)束。一旦凹處形成并由真空保持在適當位置，就將化合物(在此例中為非水溶液液體洗滌劑)加入每個凹處中。然后將第二片聚乙烯酯薄膜越過已充填的凹處重疊在第一片上并用密封板進行加熱密封。在這種情況下，一般為平板的加熱密封板工作在約140到160℃的溫度下，并以8到30公斤/平方厘米(最好為10到20公斤/平方厘米)的力貼在薄膜上1到2秒鐘。圍繞每個型腔的凸緣保證了薄膜沿凸緣密封到一起并形成連續(xù)的封口區(qū)。每個型腔的圓整邊至少部分地由彈性可變形材料形成，如硅橡膠。這會減小施加在封口凸緣內(nèi)側(cè)邊的作用力，從而避免對薄膜的熱/壓力損傷。
一經(jīng)封口，就可用切割刀具將成型的包裝袋從整張薄膜上分割下來。在此階段，可以釋放加在模子上的真空，并將成型的包裝袋從成型模上推出。這樣，包裝袋置于成型模中完成了成型、充填和封口。另外，還在成型模上被切開。
在此工藝的成型、充填和封口步驟中，空氣的相對濕度控制在約50％。這樣做是為了保持薄膜的熱封特性。對于更薄的薄膜，必須減小相對濕度，以保證薄膜具有相對低的塑性并變得更硬和更加易于處理。最佳包裝袋形狀的試驗鑒定i)熱成型過程中的薄膜薄化本試驗的目的是在同樣的工況、同樣的拉伸深度和大致同樣的容積的條件下，用同樣的材料加工出形狀不同的熱成型包裝袋。
然后用千分尺在成型的包裝袋的幾個特定點進行厚度測試。再將不同形狀的結(jié)果進行比較。
工況為薄膜聚乙烯酯(由Chris Craft提供，參考號為CC8534)厚度75微米型腔容積約30毫升大氣條件17℃，46％的相對濕度千分尺精確度5微米測量點 圖示的矩形只是用于顯示不同測點。
對于圓頂形包裝袋，只有點A和E保持原樣，而點B、C、D是等同點，在下面就由點F代表。

結(jié)果如下

這些結(jié)果顯示，盡管熱成型過程中發(fā)生薄化a)對于圓頂形，所有測試點處的薄化很均勻；和b)與其他形狀相比，圓頂形在所有測試點處的薄化程度要低一些。
ii)沖擊測試本測試的目的是為了顯示圓頂形和其他形狀的包裝袋的抗沖擊能力的差異。
測試中采用的是落球沖擊測試。
將測試樣品放在懸掛球的正下方的堅硬表面上。使球落下并撞擊在樣品的中心。然后檢測樣品記錄破裂或泄漏情況。如果沒有破裂或泄漏發(fā)生，再讓樣品承受連續(xù)的沖擊，每次球的重量增加一點，直到發(fā)生破裂。
試驗中使用了三種形狀的包裝袋，都采用相同的材料構(gòu)成和相同的充填物，并具有大致相同的重量和尺寸。在包裝袋的兩側(cè)(底部一例朝上和底部一側(cè)朝下)重復(fù)該測試，對幾個相同樣品進行了測試并取平均值。
為達到平衡狀態(tài)，測試前所有的樣品都被暴露在測試現(xiàn)場條件下12小時。測試細節(jié)條件為球直徑為38毫米的光滑半球形沖擊面。
下落高度615毫米表面光滑無彈性板現(xiàn)場情況20℃，70％的相對濕度對圓頂形、三角形(即三角金字塔形)和立方形進行了測試。
每個包裝袋都由Chris Craft提供的查詢號為CC8534的聚乙烯酯制成。薄膜厚度為75微米。
結(jié)果如下

以上結(jié)果顯示圓頂形的包裝袋的抗沖擊能力要強于立方形或三角形的包裝袋。
iii)第二次沖擊測試本測試旨在確定在多個包裝袋裝在纖維板箱的條件下，液態(tài)洗滌劑產(chǎn)品的圓頂形包裝袋和三角形包裝袋之間的抗沖擊能力的區(qū)別。
內(nèi)裝液態(tài)衣物洗滌劑的22個根據(jù)本發(fā)明的圓頂形包裝袋隨便地放在纖維板箱中。該箱子由“M形凹槽”形材料制成，尺寸為170毫米×85毫米×54毫米，總裝載重量為609克。將該箱子封上并從1.2米的高處以小尺寸面朝下落到堅硬平面上。
將對由相同重量和由相同薄膜制成的三角形包裝袋的測試重復(fù)幾次。
測試結(jié)果為，22個圓頂形包裝袋中的3個出現(xiàn)少量泄漏，而22個三角形包裝袋中的7個出現(xiàn)泄漏，其中5個泄漏情況非常嚴重。
權(quán)利要求
1.一種包裝流體物質(zhì)的水溶性包裝袋，其中的流體物質(zhì)在所述包裝袋溶解時被釋放出來，其特征在于，設(shè)有裝納流體物質(zhì)的主體部分的所述包裝袋包括通過熱成型形成所述主體部分體壁的第一片水溶性材料，以及重疊在第一片上面并沿被重疊片的連續(xù)區(qū)域與第一片水溶性材料進行密封而形成所述主體部分底壁的第二片水溶性材料，其特征還在于所述包裝袋的所述主體部分通常為圓頂形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包裝袋，其特征在于，所述底壁上方的體壁的最大高度最好小于或等于所述底壁的最大寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的包裝袋，其特征在于，所述底壁通常為圓形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的包裝袋，其特征在于，所述底壁通常為橢圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任何一項所述的包裝袋，其特征在于，所述底壁通常為平面，或者稍微有點內(nèi)凹或外凸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任何一項所述的包裝袋，其特征在于，所述第一片水溶性材料包括聚乙烯酯或聚乙烯酯的派生物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任何一項所述的包裝袋，其特征在于，所述第二片水溶性材料包括聚乙烯酯或聚乙烯酯的派生物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任何一項所述的包裝袋，其特征在于，所述流體物質(zhì)為液體、膠體或糊狀物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中任何一項所述的包裝袋，其特征在于，所述流體物質(zhì)為家用消費品。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的包裝袋，其特征在于，所述流體物質(zhì)為衣物洗滌劑化合物。
11.一種生產(chǎn)水溶性包裝袋的工藝，其中，所述包裝袋具有裝納流體物質(zhì)的主體部分，一旦所述包裝袋溶解，所述流體物質(zhì)就被釋放出來，所述工藝的特征在于，所述工藝包括如下步驟對第一片水溶性材料進行熱成型，形成所述主體部分的圓頂形體壁；將所述流體物質(zhì)裝入所述主體部分；將第二片水溶性材料重疊在所述第一片上；和將第一和第二片沿包圍所述流體物質(zhì)的被重疊片的連續(xù)區(qū)域加熱密封，形成所述主體部分的底壁。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的工藝，其特征在于，所述第一片水溶性材料由加熱板來進行熱成型。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的工藝，其特征在于，在加入所述流體物質(zhì)前，為了保持所述主體部分的形狀，在熱成型的體壁上加上真空并至少保持到所述加熱密封步驟完成。
14.一種采用根據(jù)權(quán)利要求1到10中的任何一項所述的包裝袋來對衣物進行機洗的工藝，其特征在于，所述包裝袋內(nèi)的流體物質(zhì)包括衣物處理劑，所述工藝包括如下步驟隨同要洗的衣物在洗衣機內(nèi)放入一個所述包裝袋；和進行洗衣操作。
全文摘要
一種包裝流體物質(zhì)的水溶性包裝袋,其中的流體物質(zhì)在包裝袋溶解時被釋放出來,設(shè)有裝納流體物質(zhì)的圓頂形主體部分的包裝袋包括通過熱成型形成主體部分體壁的第一片水溶性材料,以及重疊在第一片上面的第二片水溶性材料,第二片水溶性材料沿被重疊片的連續(xù)區(qū)域與第一片水溶性材料進行密封形成主體部分的底壁。
文檔編號C11D17/04GK1344214SQ00805138
公開日2002年4月10日 申請日期2000年2月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月17日
發(fā)明者D·B·愛德華茲, W·J·麥卡錫, P·里查森 申請人:荷蘭聯(lián)合利華有限公司