CN101356099B - 用于液体的柔性容器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种用于液体的柔性容器，它包括：两个柔性材料的壁(15，16)，所述壁的重叠的自由边缘通过周缘焊缝(2)连接，以便限定所述容器的密封内腔；自密封的倾倒喷嘴(3)，该喷嘴位于所述容器的拐角处，并且包括朝向所述容器的外部设置的喷口(4)、和用于将喷口连接到所述容器的内腔的出口通道(5)；以及自封闭阀门，该阀门包括一个或多个由两个壁的焊接形成的障碍物焊缝(6)，所述障碍物焊缝设置在所述内腔内，基本上与通向喷口的通道相对并邻近该通道，以限制内腔与出口通道之间的液体的流动通路的截面，从而留出至少一个狭窄通道；其中，出口通道通过在由周缘焊缝限定的内腔内的通道的每侧上的焊缝形成，该周缘焊缝是具有小于80°锐角的平行四边形形状，倾倒喷嘴位于所述容器的具有锐角的拐角中。

Description

用于液体的柔性容器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种设有自封闭倾倒喷口的用于液体的柔性容器及其制造方法。

背景技术

用于盛装饮料或其它液体的柔性容器与硬容器相比具有若干优点，特别是较低的制造成本、使用材料少及使用后体积小。然而一旦打开，由于没有焊接或粘在容器的柔性片上的单独的刚性倾倒喷嘴，不能轻易地重新封闭这种容器，并有使液体流出的趋势。因此，一旦打开容器，使用者必需抓住容器，在容器完全倒空前不能把容器放在桌子或其它表面上，以避免意外的渗漏。

为了解决这个问题，已经提出各种带有自封闭喷口的柔性容器。例如，在专利GB769810和US4988016中提出了一种自封闭喷口，在该喷口内，通过在容器上设置与喷口相通的长且窄的通道，产生液体通过的阻力，因此，对液体流动产生了很强的阻力。在这些系统中，自封闭作用基本上取决于构成容器的材料的弹性特征、喷口的尺寸以及液体的特征。

作为另一个例子，US5411178提出了一种容器，在该容器内，通过邻近喷口的收缩部分或其它障碍物焊缝产生自封闭作用，因此对液体的通过产生了高阻力。此外，专利GB867329中描述了具有自封闭喷口的容器，在该容器中，液体通过的阻力由邻近喷口的收缩部分或障碍物焊缝产生，从而液体流动的高阻力取决于填充液体的粘度和表面张力，以及通道的尺寸。在这些取决于高局部阻力的系统中，如专利US 5411178和GB867329中描述的那些，自封闭作用很大程度上取决于通道的尺寸以及液体的特征，尤其是取决于液体的表面张力。

在所有这些早期的技术方案中，为了获得可靠的自封闭作用，需要在出口通道中具有很强地限制流体流速的很大的阻力，并且需要用户施加很大的挤压力以排空容器。此外，在第一次使用容器后，自封闭作用有减弱的趋势，因而导致不必要的渗漏。另一个缺点是，在这些系统中，由于自封闭作用对不同通道或收缩部分的尺寸较敏感，因此给定的喷口的几何形状通常只对一种特定的液体适用。

其它已知的封闭方案基于容器使用后折叠的产生，如美国专利US3278085、US5228782和US6244468，以及GB1296216中所描述的。这些方案的缺点是不能自封闭，并且需要用户进行某些操作。

专利WO2004/087526提出了一种自封闭方案。该专利描述了包括两个柔性材料片的柔性容器，该两个柔性材料片通过焊缝或粘接相互重叠并组装在一起，以便形成密封的内腔。容器的喷口在容器边缘的一部分上向外突出，并通过出口通道连接到容器的内腔。所述容器包括一个或多个障碍物焊缝，以便限制内腔与出口通道之间的液体的流动通道的截面，上述障碍物焊缝通过两个壁的焊接或粘接形成在邻近通道的内腔内，该通道通向喷口。当容器充满液体时，表面的包括喷口的一部分由障碍物焊缝和折痕限定，该折痕的方向基本上横向于所述障碍物焊缝，所述部分弯成弓形，并形成阻止液体通过喷口的流动的阀门。为了使液体流动，用户沿着大体垂直于障碍物焊缝焊接的平面的方向施加压力到容器上，该压力具有减少弓起和折痕、以及增加容器内液体上的压力的作用，从而使得液体流动。通过引用将WO2004/087526结合到本发明中。

为了满足新兴市场的需要，存在对由低成本和各种材料都能制造的实用经济的自封闭柔性容器的需求。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于液体的柔性容器，该容器是自封闭的并且经济和容易制造。

有利的是，提供一种可以由非常柔性的并且低成本的材料制成的自封闭容器。

同样有利的是，提供一种自封闭容器，该容器使用对环境友好的方法来制造。

本发明的目的通过本发明提供的柔性容器来达到。

在本发明中，用于液体的柔性容器包括：两个柔性材料的壁，所述两个壁通过周缘焊缝或粘接连接在一起，以便形成所述容器的密封的内腔；以及自密封的倾倒喷嘴，该喷嘴位于所述容器的拐角处，并且包括朝向所述容器的外部设置的喷口以及将所述喷口连接到所述容器的内腔的出口通道，该通道由在通道的流动通路的每侧上的焊缝形成，并且位于由周缘焊缝限定的内腔内。本发明的容器的周缘焊缝通常是具有小于80°锐角的平行四边形形状，倾倒喷嘴通过在容器的具有锐角的拐角处焊接或粘接形成。

有利的是，所述容器包括一个或多个障碍物焊缝，以便限制内腔和出口通道之间的液体的流动通道的截面，从而留出至少一个狭窄的通道，所述障碍物焊缝由两个壁的焊接和粘接形成，并且设置在所述内腔内，基本上与通向喷口的通道相对并邻近该通道。

具有锐角的拐角处的内角可以在50°-80°之间，优选的在60°-75°之间。

有利的是，根据本发明，容器的通常平行四边形的形状使得所述容器的一个拐角用作倾倒喷嘴，同时也以有效可靠的方式完成了自封闭作用，而不需要对用于形成倾倒喷嘴的壁进行任何切割。因此，根据本发明的容器可以由非常柔性的聚合物薄片制成，所述薄片通常用于制造柔性容器，本发明的容器可以制造成矩形，经济、没有材料的浪费，并且采用已知的用于焊接和分离连续容器的方法由连续的柔性材料片在生产线上制成。特别地，避免了与切割非常柔性的材料相关的一个问题，即由于它们很强的塑性变形，因此需要非常准确的机械工具或其它手段结合到非标准生产线中，从而提高了生产成本。

因此，根据本发明的容器可以由挤压聚合物，例如聚乙烯和聚氯乙烯制成，该挤压聚合物尤其是通常用于食品工业来装液体食品。

本发明的目的也可以通过本发明提供的用于制造自封闭柔性容器的方法达到。

在本发明中，用于制造用于液体的自封闭柔性容器的方法包括以下特征：

i)两个柔性材料片重叠或一个柔性材料片自身折叠以便形成所述容器的两个壁；

ii)将所述两个壁焊接以形成限定容器的外围边缘的焊缝，所述焊缝具有平行四边形的形状，该平行四边形具有小于80°的锐角；

iii)焊接倾倒喷嘴，该喷嘴位于容器的具有锐角的拐角处，具有朝向所述容器的外部设置的喷口以及将该喷口连接到所述容器的内腔的出口通道，其中，出口通道通过在通道的每侧上焊接焊缝形成，所述通道位于由周缘焊缝限定的内腔内；和

iv)焊接一个或多个位于所述内腔内的障碍物焊缝，以限定内腔与出口通道之间的液体流动通道的截面，从而留下至少一个狭窄通道，所述障碍物焊缝基本上与通向所述喷口的通道相对，并邻近该通道。

有利的是，所描述的方法允多个用于液体的柔性容器同时或连续的制造。这些柔性容器可以由长的柔性材料片生产。

根据本发明的容器具有非常简单的结构和制造方法，不需要围绕倾倒喷嘴对柔性壁进行任何切割以形成该喷嘴。因此，可以使用非常柔性的和经济的材料来用于所述容器的制造。第二，本发明将所使用材料的数量减至最低，这具有积极的生态影响。

附图说明

从权利要求和说明书以及附图中将更清楚本发明的其它目的和有利方面，其中：

图1是根据本发明的容器的正视图；

图2是图1所示容器的一个部分的正视图；

图3是前述图中的容器的透视图；

图4是本发明的第二实施例的容器的正视图；

图5是根据本发明的由柔性材料片制成的一系列容器的正视图。

具体实施方式

参考图1，根据本发明的第一实施例，容器1包括两个柔性材料的壁15，16，该两个壁通过焊接连接在一起或者通过粘接2装配在一起，从而形成容器1的轮廓。有利地，该容器的两个壁由一个柔性材料片形成，该一个柔性材料片自身折叠以形成所述两个壁。所述两个壁也可以由两片单独的柔性材料形成。

焊接形式的装配缝2也限定了位于容器的具有锐角的拐角中的倾倒喷嘴3。因此，倾倒喷嘴由与构成容器1的片相同的柔性材料片形成。所述喷嘴包括朝向容器的外部设置的喷口4以及通向柔性容器1的内部的出口通道5。倾倒喷嘴3也可以包括撕破引线20，该撕破引线20可用于分开容器的一部分，从而分别打开喷口4和通道5。

所述柔性材料可以是，例如聚合材料(例如塑料，诸如可热变形的塑料)，包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚酯聚合物或者聚合物的混合物。有利地，也可以使用例如共挤材料的低成本材料。

图2所示的容器的具有锐角的拐角的内角α可以在30°-88°之间，例如在50°-80°之间，有利地，在60°-75°之间，例如大约为70°。容器的锐角允许设置具有有效自封闭作用的倾倒喷嘴，该喷嘴的结构和制造方法非常简单，不需要用于倾倒喷嘴成形的任何柔性壁的切割。

有利的是，约60°-75°之间的内角α可用于提供有效的自封闭作用，同时使得所提供的容器具有有利的体积和表面积比，因此，优化了原材料的利用。

在本发明的优选实施例中，容器包括诸如图1-4示出的自封闭喷口。

有利的是，在柔性容器1的内部，两个壁15、16被焊接或粘接在一起，邻近通道5通向柔性容器的位置处，以形成位置与出口通道相对的障碍物焊缝6。该焊接的障碍物焊缝6为细长形状，并且在与出口通道5的每侧上的边缘焊缝2的一部分交叠的两个端部之间延伸，从而在通道5的方向上留出两个通路8、8’。与边缘焊缝2的总长相比，所述交叠的长度相对较小，优选地小于10％。优选地，细长的障碍物焊缝基本上平行于在出口通道的每侧上的边缘焊缝2的部分、并近似垂直于所述通道的总体方向延伸。

通道5可以具有例如5mm-20mm之间的宽度，优选地在10mm-15mm之间，例如约12mm。

在容器1的填充过程中，形成容器1的两个壁15和16的大部分中心部分通过加注喷口(未示出，在填充过程完成后永久封闭)分离并膨胀，如图3所示。

在容器1的填充过程中，在所述两个壁15和16分别膨胀时，在每个壁上产生两个近似沿图1所示的标记为7、7’的轴线的穿过狭窄通路8和8’的折痕。邻近障碍物焊缝6的端部的壁15和16的变形产生近似沿轴线7和7’的折痕，所述障碍物焊缝6的端部分别为在狭窄通路8和8’的每侧上的邻近每个壁15和16的两个部分。

折痕7和7’和近似沿图1所示的收缩区10的虚线设置的通常为细长的障碍物焊缝6与位于折痕7、7’之间的缝2的部分形成具有向内弯曲(弓形)趋势的一部分表面，如图3所示。包括倾倒喷嘴的折痕7、7’之间的区域的弓起具有使两个柔性片在该区域内相互压靠的作用，从而形成阻止液体通过通路8、8’和通过喷口4的孔流动的阀门。

当柔性容器被放置在平坦的表面上(如图3所示)，以及当垂直的力F_v被近似施加在上壁15的大部分中心部分上时，折痕7、7’和折痕7、7’之间的包括倾倒喷嘴的区域的弓起效应具有加重的趋势，因此，增加了阀门作用的效果。

当柔性容器以其自然状态放置在基本上平坦的表面上时，甚至当另一个物体放置在容器的顶上从而增加了容器中的压力时，邻近通路8、8’的折痕7、7’的加重作用以及折痕7、7’之间的区域的弓起的增加与基本上垂直于柔性壁的平面的力F_v的施加一起有效地防止了液体泄漏。

为了使液体能够通过喷口4流动，用户只需特别是通过在与障碍物焊缝6的平面基本垂直的方向F_H上至少部分地挤压容器而在容器上施加一定的压力，从而部分地打开封闭该狭窄通路或两个狭窄通路8，8’的盖就足够了。释放该挤压作用就重新关闭狭窄通路，并且重新封闭容器。

在与障碍物焊缝的平面基本垂直的方向F_H上挤压容器具有减小弓起和折痕7、7’，同时增加容器内的液体的压力的作用，然后这种作用使得在通路8和8’入口处的柔性片的盖部分地打开，从而使液体可以流出。事实上，在挤压力F_H被近似施加在焊缝的侧向部分上，以及伴随着容器内部的压力增加时，拉力F_T和旋转力拒F_R作用在焊缝的邻近喷口的部分上，使该部分有变平的趋势，也就是说，减小了折痕7、7’之间的倾倒喷嘴区域的弓起。

容器的通常平行四边形形状能够使拉力和旋转力矩最优化，因此促进了液体通过喷口4的流动，所述容器具有上述具有锐角的拐角的内角α，所述拉力和旋转力矩通过在基本垂直于障碍物焊缝6的平面的方向F_H上挤压容器而产生。因此，喷口在具有菱形锐角的拐角处的定位使得用户能够在容器的与焊缝纵向相对的中央部分上施加挤压，以及将通道有效地打开，从而能够使包含在容器内的液体容易地流动。

由于狭窄通路8、8’非常短，并且具有非常简单的几何形状，因此与其它类型的柔性容器相比，本发明的柔性容器的封闭操作较少取决于液体的性质和构成包装的材料的弹性。特定的柔性包装也可以容纳任何类型的液体，而不需要考虑液体与构成容器的材料的化学兼容性的情况。

这里所示的及说明的柔性容器的实施例包括限定两个狭窄通路8和8’的障碍物焊缝6。也可以等效地在障碍物焊缝的一端与最邻近焊缝2的部分之间提供接触，从而仅留下单个的狭窄通路，因而在填充容器的过程中，在壁15和16上仅形成单个的折痕。

在另一个实施例中，如图4所示，焊接的障碍物焊缝6’如前面的实施方式一样与喷口相对地设置，除了其本身是两个部分并具有中央通路12之外。在这种实施方式中，当用户在基本垂直于障碍物焊缝的焊接平面的方向上施加压力到容器上时，产生在焊接的障碍物焊缝内的中央通路12，能够使喷口的通路内的液体的流动增加。

附图示出了由一单柔性材料片形成的容器1，该柔性材料片沿直线边缘自身折叠。所示出的该容器1具有沿其四个边缘的焊缝，以形成容器的内腔。需理解的是，可以省略沿直线边缘的焊缝。可选择地，容器可以由两个柔性材料片形成，该两个柔性材料片通过粘接或焊接形式的装配缝连接在一起。

有利的是，多个容器1可以由长的柔性材料片同时地或连续地制造。图5示出了由柔性材料片制成的一系列容器1。根据在图1中示出的本发明的形式，容器通过将柔性材料片自身折叠以形成容器的两个壁15、16而形成。然后例如通过热焊接来焊接该折叠的柔性材料片，以限定：围绕内腔的容器的边缘；具有喷口的倾倒喷嘴；将喷口连接到容器的内腔的出口通道；和障碍物焊缝。可以通过切割例如通过热切割将容器相互简单地分开。所述焊接和切割步骤也可以同时进行。

有利的是，所述方法使得用于液体的多个柔性容器可以由柔性材料片同时地或连续地制造而没有产生任何材料的浪费，该方法促进了制造过程，并减少了所使用材料的数量。

所述制造方法简单，不需要相对复杂或昂贵的围绕倾倒喷嘴进行切割的方法。沿着容器的外边缘的焊缝的两个直线区的切割非常简单，因此可以较经济的方式通过已有的工业包装机快速地完成。有利的是，通过对材料进行简单的处理，该方法允许使用非常柔性和便宜的材料。

不需要任何切割或者不会产生任何浪费的自封闭喷口的成形对于使用应用于无菌环境的容器是有利的，这是因为容器可以被制造和填充而不需要排空影响无菌条件的任何废物。因此，对于盛装诸如超热处理(UHT)的产品的长期保存的产品，所述容器是实用的。

Claims (10)

1.一种用于液体的柔性容器，它包括：两个柔性材料的壁，所述壁的重叠的自由边缘通过周缘焊缝连接，以便限定所述容器的密封内腔；自密封的倾倒喷嘴，该喷嘴位于所述容器的拐角处，并且包括朝向所述容器的外部设置的喷口和用于将喷口连接到所述容器的内腔的出口通道；以及自封闭阀门，该阀门包括一个或多个由两个壁的焊接形成的障碍物焊缝，所述障碍物焊缝设置在所述内腔内，基本上与通向喷口的通道相对并邻近该通道，以限制内腔与出口通道之间的液体的流动通路的截面，从而留出至少一个狭窄通道；其中，出口通道通过在由周缘焊缝限定的内腔内的通道的每侧上的焊缝形成，该周缘焊缝具有平行四边形形状，该平行四边形具有小于80°锐角，倾倒喷嘴位于所述容器的具有锐角的拐角中。

2.如权利要求1所述的柔性容器，其特征在于：所述容器由柔性材料片制造，该柔性材料片自身折叠以构成所述壁。

3.如权利要求1所述的柔性容器，其特征在于：所述柔性材料是聚合材料。

4.如权利要求3所述的柔性容器，其特征在于：所述聚合材料是通过挤压形成的塑料。

5.如权利要求2或4所述的柔性容器，其特征在于：所述容器通过焊接和热切割柔性材料片以一系列并置的多个容器的方式形成。

6.如权利要求1所述的柔性容器，其特征在于：具有锐角的拐角的内角在50°-80°之间。

7.如权利要求6所述的柔性容器，其特征在于：具有锐角的拐角的内角在60°-75°之间。

8.一种制造用于液体的柔性容器的方法，该方法包括：

i)将两个柔性材料片重叠或将一个柔性材料片自身折叠，以形成所述容器的两个壁；

ii)焊接所述两个壁以形成限定所述容器的周缘的焊缝，该焊缝具有平行四边形形状，该平行四边形具有小于80°的锐角；

iii)焊接位于容器的具有锐角的拐角中的倾倒喷嘴，该倾倒喷嘴具有朝向所述容器的外部设置的喷口和将喷口连接到所述容器的内腔的出口通道，其中，所述出口通道通过在周缘焊缝限定的内腔内的通道的每侧上焊接焊缝形成；和

iv)焊接一个或多个位于所述内腔内的障碍物焊缝，所述障碍物焊缝基本上与通向喷口的通道相对，并邻近该通道，以限制内腔与出口通道之间的液体流动通路的截面，从而留出至少一个狭窄通道。

9.如权利要求8所述的方法，其中，多个容器由一单材料片以并置的方式形成，所有所述容器通过热切割相互分开。

10.如权利要求9所述的方法，其中，焊接和切割步骤同时进行。

Images