стоячий пакет с оптимизированными характеристиками разрыва при вскрытии и способ его изготовления

Формула изобретения

1. Стоячий пакет с корпусом и дном, прежде всего устойчивым дном, отличающийся тем, что по меньшей мере материал его корпуса содержит по меньшей мере одну одноосно ориентированную пленку, причем одноосно ориентированная пленка является частью слоистого материала и имеет большую толщину по сравнению с другими слоями слоистого материала.

2. Стоячий пакет по п.1, отличающийся тем, что толщина одноосно ориентированной пленки больше толщины всех других слоев слоистого материала.

3. Стоячий пакет по п.1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере одна одноосно ориентированная пленка содержит по меньшей мере один полиолефин, и/или полиамид, и/или сложный эфир, прежде всего полиэтилен, и/или полипропилен, и/или полиэтилентерефталат.

4. Стоячий пакет по п.1 или 2, отличающийся тем, что толщина одноосно ориентированной пленки составляет от 10 до 200 мкм, предпочтительно от 35 до 155 мкм, наиболее предпочтительно от 45 до 95 мкм.

5. Стоячий пакет по п.1 или 2, отличающийся тем, что слоистый материал содержит по меньшей мере один барьерный слой.

6. Стоячий пакет по п.5, отличающийся тем, что барьерный слой содержит этилвиниловый спирт, и/или SiO₂, и/или металл, прежде всего алюминий.

7. Стоячий пакет по п.1 или 2, отличающийся тем, что он пригоден для стерилизации.

8. Стоячий пакет по п.1 или 2, отличающийся тем, что его корпус изготовлен в виде рукава экструзией или путем нахлесточного и/или рантового соединения друг с другом краев плоских заготовок термосвариванием.

9. Стоячий пакет по п.1 или 2, отличающийся тем, что на нем предусмотрено облегчающее надрыв пакета вспомогательное средство, прежде всего надрез или аналогичное задающее направление вскрытия пакета место пониженной прочности, которое позволяет инициировать дальнейший разрыв материала стоячего пакета в направлении, параллельном направлению вытягивания одноосно ориентированной пленки.

10. Способ изготовления стоячего пакета по п.9, отличающийся тем, что:

а) изготавливают толстую пленку,

б) толстую пленку подвергают одноосному ориентационному вытягиванию,

в) одноосно ориентированную пленку ламинируют,

г) формируют стоячий пакет,

д) на стоячем пакете предусматривают задающее направление его вскрытия место пониженной прочности, прежде всего облегчающее надрыв пакета вспомогательное средство, обеспечивающее возможность разрыва пакета в направлении, параллельном направлению вытягивания одноосно ориентированной пленки.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что стадии а)-в) выполняют одновременно или квазиодновременно, прежде всего в ходе соэкструзии.

Приоритет по пунктам:

03.06.2004 по пп.1 - 10;

17.05.2004 по п.11.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к стоячему пакету, а также к способу его изготовления согласно ограничительной части п.п.1 и 13 формулы изобретения.

Стоячие пакеты указанного типа широко используются вместо бумажных и пластиковых пакетов, а также бутылок, жестяных банок и картонных коробок для упаковывания твердых, жидких и пастообразных пищевых и вкусовых продуктов, а также предметов потребления любого типа.

Стоячие пакеты обладают перед указанными выше обычными упаковками многочисленными преимуществами, к которым прежде всего относятся незначительный вес и высокая долговечность при одновременной простоте и экономичности изготовления, а также хорошая пригодность для утилизации, не связанной с особыми проблемами.

Однако недостаток стоячих пакетов при их практическом применении часто состоит в их неудовлетворительных характеристиках вскрытия, когда после надрыва стоячего пакета, например, в месте предусмотренного у него надреза стоячий пакет часто бесконтрольно рвется, что приводит к его полному повреждению и высыпанию или выливанию из него его содержимого. Дальнейшее использование такого вскрытого пакета полностью исключено.

Для решения подобной проблемы было разработано множество разнообразных предусматриваемых на самом пакете и упрощающих его вскрытие вспомогательных средств, в качестве примера которых можно назвать отрывные нити или перфорации и которые, однако, усложняли и удорожали изготовление стоячих пакетов, либо предлагалось использовать дополнительные подручные средства типа ножниц или ножей, которые, однако, не всегда имеются под рукой.

По рассмотренным выше причинам существует необходимость в стоячем пакете, который можно было бы вскрывать простым путем без полного повреждения или бесконтрольного разрыва всего пакета и который можно было бы использовать и в дальнейшем после его вскрытия.

Исходя из вышеизложенного в основу настоящего изобретения была положена задача предложить простой и экономичный в изготовлении стоячий пакет с указанными выше свойствами без присущих известным из уровня техники пакетам недостатков, который наряду с возможностью его разностороннего применения был бы изготовлен из простого в утилизации материала с высокой долговечностью.

Указанная задача решается с помощью стоячего пакета, заявленного в п.1 формулы изобретения, а также с помощью способа его изготовления, заявленного в п.13 формулы изобретения. Задача изобретения решается прежде всего с помощью стоячего пакета, который имеет корпус и дно, прежде всего устойчивое дно, и по меньшей мере материал корпуса которого содержит по меньшей мере одну одноосно-ориентированную пленку.

В этом отношении необходимо отметить, что в соответствии с настоящим изобретением под стоячим пакетом подразумевается любая выполненная из пленки и/или многослойного материала (ламината) емкость, в том числе, в частности, и рукавный пакет, с отдельной/отдельными или присоединенной/присоединенными деталью/деталями в виде дна, и/или плечика, и/или крышки, или без таковой/таковых детали/деталей.

Важный аспект настоящего изобретения состоит в том, что в одноосно-ориентированной пленке образующие ее молекулярные цепи распрямлены и ориентированы в основном параллельно направлению вытягивания пленки. Благодаря этому подвергнутый ориентационному вытягиванию материал проявляет склонность к расслаиванию (разрыву) преимущественно в направлении, параллельном направлению вытягивания, а не под углом к нему, и поэтому косой разрыв материала значительно затруднен или даже вовсе невозможен из-за одноосной ориентации молекулярных цепей.

Еще одно преимущество применения одноосно-ориентированной пленки состоит в том, что при ее расслаивании, соответственно разрыве в направлении, параллельном направлению вытягивания, не требуется разъединять молекулярные цепи или "вырывать" их из всей совокупности цепных макромолекул, поскольку образующие пленочный материал молекулярные цепи не свернуты в клубки, а расположены более или менее ровно рядом друг с другом. Тем самым для разрыва подобной одноосно-ориентированной пленки в направлении, параллельном направлению ее вытягивания, требуется приложить гораздо меньшее по сравнению с обычными пленками разрывное усилие, которое на 50-60% ниже разрывного усилия, которое необходимо приложить к обычной не подвергнутой вытягиванию или двухосно-ориентированной пленке.

В соответствии с этим стоячий пакет, который по меньшей мере в одной своей предназначенной для вскрытия части выполнен из одноосно-ориентированной пленки, обладает оптимизированными по сравнению с обычными стоячими пакетами характеристиками разрыва при вскрытии, происходящего с образованием гладкой и равномерной кромки, следующей вдоль направления вытягивания пленки. При вскрытии подобного стоячего пакета можно не опасаться неконтролируемого распространения разрыва по всему корпусу пакета, благодаря чему без всяких проблем можно распечатывать и стоячие пакеты с жидким содержимым без риска его выливания.

Как указано выше, согласно изобретению у предлагаемого в изобретении стоячего пакета по меньшей мере одна его разрываемая при вскрытии часть его корпуса выполнена из по меньшей мере одной одноосно-ориентированной пленки. Следует, однако, отметить, что из подобной одноосно-ориентированной пленки можно выполнить и весь корпус стоячего пакета, а также его основание, соответственно устойчивое дно и его крышку, соответственно соединенное с ней плечико.

В одном из вариантов одноосно-ориентированная пленка является частью слоистого материала (слоистой структуры), который может иметь барьерный слой. Одноосно-ориентированная пленка выполнена согласно изобретению из по меньшей мере одного полиолефина и/или сложного эфира, а предпочтительными материалами для изготовления одноосно-ориентированной пленки являются полиэтилен, и/или полипропилен, и/или полиэтилентерефталат. Необязательный барьерный слой может быть образован, например, этилвиниловым спиртом или напыленным на слоистый материал металлом либо может использоваться в виде пленки. В другом варианте барьерный слой может быть образован материалом из, например, стеклоподобных веществ, которые могут содержать SiO₂. При использовании полиэтилена и/или полипропилена в качестве материала одноосно-ориентированной пленки эти полимеры могут быть представлены в чистом виде или же в виде соэкструдата, а также в сочетании с полиэтилентерефталатом.

В качестве металла для выполнения барьерного слоя используют прежде всего алюминий, однако в зависимости от назначения стоячего пакета могут использоваться и другие, предпочтительно коррозионно-стойкие, металлы.

Согласно изобретению барьерный слой расположен на по меньшей мере одном пригодном для термосваривания слое и предпочтительно образует прослойку, например, между полиэтилентерефталатом и полипропиленом или полиэтиленом. Очевидно, что в структуре слоистого материала может быть предусмотрено и несколько барьерных слоев, при этом предпочтительно по меньшей мере один из наружных слоев, прежде всего внешний слой, должен быть пригодным для термосваривания.

Согласно изобретению одноосно-ориентированная пленка или же несколько одноосно-ориентированных пленок имеет/имеют большую толщину по сравнению с другими слоями слоистого материала.

Помимо этого в соответствии с изобретением толщина одноосно-ориентированной пленки должна быть больше толщины всех других слоев слоистого материала и должна составлять от 10 до 200 мкм, предпочтительно от 35 до 155 мкм, наиболее предпочтительно от 45 до 95 мкм.

При соблюдении этого условия характеристики разрыва стоячего пакета при его вскрытии по существу однозначно определяются одной или несколькими одноосно-ориентированными пленками.

Следует отметить, что для изготовления предлагаемого в изобретении стоячего пакета можно также использовать грануляты, обладающие очень хорошими разрывными свойствами, а также имеющие высокий индекс расплава и молекулярную структуру, ориентированную в направлении, совпадающем с направлением разрыва стоячего пакета при его вскрытии.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения изготовленный с использованием одноосно-ориентированной пленки стоячий пакет пригоден для стерилизации. В этом случае в качестве материала одноосно-ориентированной пленки предпочтительно использовать полипропилен, тогда как для изготовления не требующих стерилизации стоячих пакетов предпочтительным, экономичным и приемлемым материалом одноосно-ориентированной пленки является полиэтилен.

В одном из вариантов осуществления изобретения корпус стоячего пакета изготовлен в виде рукава экструзией или путем нахлесточного или рантового соединения друг с другом краев плоских заготовок термосвариванием с получением стоячего пакета, соответственно рукавного пакета с оптимизированной округлой формой его корпуса.

Стабильность предлагаемого в изобретении стоячего пакета обеспечивается, в основном, по меньшей мере одной одноосно-ориентированной пленкой, при этом применение полиэтилентерефталата способствует в основном приданию стоячему пакету механической устойчивости, а применение полипропилена и/или полиэтилена способствует, в основном, приданию стоячему пакету формоустойчивости (жесткости).

В наиболее предпочтительном варианте осуществления изобретения на корпусе стоячего пакета, например на термосварном шве, предусмотрено облегчающее надрыв пакета вспомогательное средство, прежде всего надрез или аналогичное задающее направление вскрытия пакета место пониженной прочности, которое позволяет инициировать дальнейший разрыв материала стоячего пакета в направлении, параллельном направлению вытягивания одноосно-ориентированной пленки.

Подобное вспомогательное средство, облегчающее надрыв, соответственно разрыв материала стоячего пакета, обеспечивает целенаправленный его надрыв, при этом обращенная в сторону пакета вершина надрыва, соответственно надреза переходит в шов, вдоль которого в последующем вскрывается пакет, соответственно приводит к раздвоению одноосно-ориентированной пленки при вскрытии пакета.

Принципиально, однако, следует отметить, что наличие такого вспомогательного средства, облегчающего надрыв материала стоячего пакета, не является строго обязательным, поскольку для вскрытия предлагаемого в изобретении пакета к нему требуется прикладывать гораздо меньшее по сравнению с обычными стоячими пакетами разрывное усилие, а в зависимости от толщины пленки, соответственно, слоистого материала аккуратное вскрытие стоячего пакета по четко определенной прямой линии разрыва можно также обеспечить, сделав, например, надрыв или надрез ногтем или иным ребристым предметом.

В соответствии с этим отпадает необходимость в принятии мер, направленных согласно уровню техники на облегчение вскрытия стоячего пакета, таких как технически сложное снабжение слоистого материала или пленки заделываемыми в него, соответственно в нее, отрывными нитями или полосками либо перфорациями, под которыми при этом подразумеваются пробитые отверстия или лазерные перфорации со всеми присущими им недостатками. Тем самым при изготовлении предлагаемого в изобретении стоячего пакета обеспечивается существенное сокращение производственных расходов и расходов на материалы, поскольку для изготовления предлагаемой в изобретении ориентированной пленки и для изготовления из нее стоячего пакета с барьерными слоями или без них вполне достаточно применять широко распространенные и очень дешевые материалы, такие как полиолефины и/или полиамиды, например полипропилен, полиэтилен или полиэтилентерефталат.

Положенная в основу изобретения задача решается также с помощью предлагаемого в нем способа изготовления стоячего пакета, заключающегося в том, что

а) изготавливают толстую пленку;

б) толстую пленку подвергают одноосному ориентационному вытягиванию;

в) одноосно-ориентированную пленку ламинируют;

г) формируют стоячий пакет;

д) на стоячем пакете необязательно предусматривают задающее направление его вскрытия место пониженной прочности, прежде всего облегчающее надрыв пакета вспомогательное средство, обеспечивающее возможность разрыва пакета в направлении, параллельном направлению вытягивания одноосно-ориентированной пленки.

Для изготовления толстой пленки используют полиолефин и/или полиамид, например полиэтилен, или полипропилен, либо их соэкструдат. Для изготовления толстой пленки равным образом можно использовать полиэтилентерефталат.

В одном из вариантов осуществления предлагаемого в изобретении способа стадии а-в можно выполнять одновременно или квазиодновременно, прежде всего в ходе соэкструзии. При этом непосредственно в процессе изготовления слоистого материала на образующие его слои или между ними можно наносить барьерный слой.

Равным образом слоистый материал можно изготавливать, соответственно прежде всего экструдировать и при необходимости термосваривать, в виде плоской пленки либо в виде рукава, образованного нахлесточным или рантовым соединением друг с другом продольных краев плоского материала термосвариванием.

Другие варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере двух вариантов его осуществления.

При изготовлении предлагаемого в изобретении стоячего пакета сначала из полипропилена и из полиэтилентерефталата получают по толстой пленке. Затем эти полиэтилентерефталатную и полипропиленовую толстые пленки подвергают одноосному ориентационному вытягиванию в продольном направлении. Далее на ориентированную полипропиленовую пленку, толщина которой составляет 70 мкм, наносят слой алюминия толщиной 8 мкм. Слой алюминия, в свою очередь, ламинируют указанной выше ориентированной полиэтилентерефталатной пленкой, толщина которой составляет 12 мкм.

Из полученного описанным выше способом слоистого материала с барьерными свойствами путем нахлесточного соединения друг с другом его продольных краев термосвариванием формируют рукавный корпус пакета, с нижней стороны которого (корпуса) в него термосвариванием вваривают дно с барьерными свойствами, изготовленное, например, глубокой вытяжкой. Сверху рукавный пакет запечатывают путем термосваривания краев слоистого материала рантовым швом. На нижней границе этого рантового термосварного шва в качестве облегчающего надрыв пакета вспомогательного средства выполняют надрез, при надрыве по которому верхняя часть пакета вместе с находящимся в ней рантовым термосварным швом отрывается, и пакет открывается. В результате удаления верхнего рантового термосварного шва, которым пакет в своем закрытом состоянии был стянут сверху, пакет вновь расправляется и принимает характерную для его рукавного корпуса округлую (цилиндрическую) форму, при этом из-за расширения пакета уровень его содержимого несколько опускается, что дополнительно уменьшает риск случайного просыпания или проливания содержимого пакета.

Во втором варианте сначала из полипропилена изготавливают толстую пленку, которую затем подвергают одноосному ориентационному вытягиванию в продольном направлении до уменьшения ее толщины до 70 мкм. Из полиэтилентерефталата изготавливают вторую толстую пленку, которую также подвергают одноосному ориентационному вытягиванию в продольном направлении до уменьшения ее толщины до примерно 12 мкм. Из обеих этих ориентированных пленок вместе с помещенной между ними алюминиевой фольгой толщиной 8 мкм изготавливают плоский слоистый материал.

Изготовленный слоистый материал раскраивают на листовые заготовки передней и задней сторон корпуса стоячего пакета. Далее переднюю и заднюю стороны корпуса термосвариванием соединяют между собой вдоль их наружных краев швом шириной около 3 мм. В изготовленный таким путем корпус стоячего пакета термосвариванием вваривают дно из V-образно перегнутой или сфальцованной заготовки.

Сверху стоячий пакет после его заполнения запечатывают, например, путем термосваривания краев слоистого материала рантовым швом. Затем на одном из боковых рантовых термосварных швов выполняют облегчающее надрыв пакета вспомогательное средство в виде надреза, при надрыве по которому стоячего пакета можно инициировать дальнейшее его вскрытие.

Облегчающее надрыв пакета вспомогательное средство можно предусматривать не только с одной, но и с обеих сторон стоячего пакета.

При необходимости вскрытия стоячего пакета его сначала надрывают сбоку по надрезу, начиная от которого дальнейший разрыв пленок благодаря их одноосной ориентации происходит в направлении их вытягивания параллельно дну пакета, что по сравнению со вскрытием обычного стоячего пакета требует приложения гораздо меньшего усилия.

При необходимости рядом с линией разрыва, задаваемой облегчающим вскрытие пакета надрезом и направлением вытягивания пленок, можно предусмотреть тиснение.

Следует отметить, что все описанные выше отличительные особенности изобретения могут использоваться и индивидуально, и в любом их возможном сочетании. Помимо этого в рассмотренные выше варианты осуществления изобретения можно вносить различные, очевидные для специалистов в данной области изменения, не выходя при этом за объем изобретения.