冰箱贮存袋的制作方法

文档序号:2426506阅读:462来源:国知局
专利名称:冰箱贮存袋的制作方法
技术领域
本发明在总体上涉及食品地包装,尤其是肉食的包装。然而,本发明的各方面也可用于食品的商业包装和再包装,如在超市甚至在屠宰场由屠夫进行包装。本发明的其它方面涉及制备改进的冰箱袋的方法、使用袋的方法、肉食的包装和特定类型的热塑膜,其特别适用于与肉食相接触的包装材料。
可重复使用的贮存袋在现有技术中是极常见的。目前,公众通常可在纸箱内看到塑料袋,这种纸箱上标有特别推荐使用的“专用”标志(如贮存袋、大容量冰箱袋、蔬菜袋、垃圾袋)。袋本身也经常标有“专用”字样,如“ZIPLOC_大容量冰箱袋”。
这里,术语“冰箱袋”是指在冰箱内贮存食品的具有显著功能的口袋。“冰箱袋”通常有下列几种尺寸7.57dm3、3.785dm3、有褶皱的1.8925dm3、1.137dm3和0.5683dm3。
术语“冰箱风干”是指脱水的含义,如果食品没有包装或包装不当就贮存在低湿度的冰箱环境中,这种脱水现象就会发生(参见“用塑料包装食品”一书的第305页,其作者是Wilmer A.Jenkins和James P.Harrington,于1991年由Technomic出版公司出版)。消费者通常描述冰箱风干现象用三个主要的可见属性产生冰晶体、产品脱水、和颜色改变。
冰箱风干现象在消费者中仍是一大抱怨,尽管厚的塑料冰箱袋已经取得了商业成功。从短期看,冰箱风干现象是可恢复的过程。然而,从长期看,冰箱风干现象会导致食品质量的复杂恶化,包括不希望的质地改变,随后是化学变化,如颜色退化、类脂物的氧化腐败、味道、芳香性、口感和颜色,这些都可变坏。鲜肉的冰箱风干问题特别关键,因为这影响着肉食的颜色。
上述的“用塑料包装食品”一书对现有技术进行了极好的概括,在第七章中汇集了关于“包装鲜肉”的所有的信息(商业性的)。奇怪的是,该书没有提到冰箱风干的问题,词汇表中也没有关于冰箱风干的定义。
1994年3月的“消费者报告”的第143-147页有篇题为“保持食品新鲜”的文章。该文太新了,不能作为该美国专利申请的现有技术。但是,其内容令人感兴趣,就是现有技术缺少特定类型的塑料袋,因此,这反而提高了本发明的可专利性。
“消费者报告”的这篇文章试图回答这样的问题,即什么包装材料(塑料、铝、蜡纸、口袋、包装、或可重复使用的容器)最适合完成下列工作(1)“长期”保持食品新鲜;(2)总体成本最低;和(3)对环境的不利影响最小。该文“首选”ZIPLOC_有褶皱的冰箱袋(见145页)。该文指出,如果容器内合有过多的空气,贮存在塑料容器中的食品就会遭受冰箱风干。关于“包装”(塑料膜和冰箱纸),由于成本和环境的原因,该文反对双层包装,并且,“我们的试验表明,双层包装起不到任何过多的保护”。该文在任何地方也没有公开或建议下文所述的本发明的内容。
专利文献中记载了各种各样的袋,这种袋具有内衬,即具有双层膜,两个膜之间具有一定的空间。某些这样的专利涉及食品的运输和贮存。美国专利No.4,211,091(发明人是Campbell)涉及“绝缘太空袋”。美国专利No.4,211,267(发明人是Skovgaard)介绍了一种“便携袋”,可“在冷冻食品解冻之前把它带回家”。美国专利No.4,797,010(转让给Nabisco Brands)公开了一种双联纸袋,其可作为“炸制食品的可再加热、可再密封的包装”。美国专利No.4,358,466(转让给Dow化学公司)涉及一种改进的“从冰箱至微波炉的袋”。这种袋在上面的开口的每一侧具有两个翼形的小袋。美国专利No.5,005,679(发明人是Hjelie)涉及“具有冷却室的携带袋”。所有这些食品袋相对于下文所述的本发明都具有很厚的与食品接触的膜。这些专利没有一个其聚焦点是冰箱风干。
关于“家庭冷冻”的书,本发明也很感兴趣。关于“为冰箱包装肉食”,在名为“Rodale的家庭冷冻全书”中提出了建议,该书的作者是Marilyn Hodges,由Rodale Test Kitchen staff(1984)出版,该书建议的用一张冰箱纸包装肉食的方法简直是不方便,并且,要“用吸管吸出空气”(试图防止血液进入嘴内),以减小冰箱中的脱水量(见173页)。
通过对消费者的调查得出结论,很明显地急需改进现有的包装鲜肉的方法,另外一个事实是,仅在美国就有巨大的零售市场,每年消费数百万美元的塑料包装材料。
本发明的目的是试图改善“冰箱袋”的性能,以使最终的消费者对未烹调的鲜肉进行再包装和在冰箱中贮存,并减小所谓的“冰箱风干”现象。
在最大的范围内,本发明提供了一种冰箱袋,其包括一多联袋,该多联袋具有至少一个内层的衬袋和一个外层的支承袋;内层的衬袋具有第一侧膜和第二侧膜,两者沿各自的横向边缘连接在一起,形成了边封,每个侧膜都具有上边缘,衬袋具有折边,该折边限定了衬袋的底部;外层的支承袋具有两个侧膜,两者沿各自的横向边缘连接在一起,形成了边封,每个侧膜都具有上边缘,该上边缘限定了多联袋的开口,支承袋具有折边,该折边限定了多联袋的底部,衬袋的上边缘连接在支承袋的各侧膜的内侧面上;其中,衬袋由热塑材料制成,其厚度小于50.8微米。
根据本发明的进一步的方面,提供了制作多联袋的装置,该多联袋具有至少一个内层的衬袋和一个外层的支承袋;所述装置包括进给第一热塑膜带的元件,该第一热塑膜带的厚度大于25.4微米,具有在平行边缘之间的第一横向膜带宽度;进给至少一个第二热塑膜带的元件,该第二热塑膜带的厚度小于50.8微米,具有第二横向膜带宽度,第二横向膜带宽度小于第一热塑膜宽度;把第二热塑膜带覆盖在第一热塑膜带上的元件,使第二热塑膜带位于第一热塑膜带的平行边缘之间;把第二热塑膜带连接在第一热塑膜带上的元件,连接位置是沿着第二热塑膜带的平行边缘;沿横向折叠各膜带的元件;和,用密封方法切断折叠的各膜带的元件,以形成口袋。
根据本发明的进一步的方面,提供了把至少两个膜带连接在一起的装置,该装置包括提供第一膜带和第二膜带的元件,第一膜带和第二膜带分别具有第一宽度和第二宽度;把第二膜带覆盖在第一膜带上的元件,使第二膜带位于第一膜带的平行边缘之间;提供至少一条密封带的元件,该密封带的材料可热密封在两个膜带的至少一部分上;粘贴元件,把所述的密封带沿第二膜带的平行边缘粘贴在第二膜带的平行边缘上。
与熟知的现有技术相对照,已经惊奇地发现,特定类型的多层塑料袋(这里定义为多联袋)比相应的单层冰箱袋(重量等于或大于多层袋的重量)要好一些,以用作有功能的冰箱袋,以保存肉食,而没有冰箱风干现象。


图1A是现有技术的主视图,示出了具有拉链的可重复封闭上的热塑单层袋。
图1B是在图1A中沿1B-1B线的截面图。
图2A是根据本发明的双层袋的主视图,(ⅰ)具有薄的内层膜即衬膜;(ⅱ)在内层和外层之间具有“公共边封”;和(ⅲ)外层袋上的气孔,使内层和外层之间的空间与外层膜外侧的大气相通。
图2B是在图2A中沿2B-2B线的局部截面图。
图2C是在图2A中沿2C-2C线的局部截面图。
图3A是本发明的另外一个双层袋的主视图,该双层袋具有“不同的边封”,具有衬袋,该衬袋沿纵向连接在支承袋的侧膜的内表面的整个长度上。
图3B是在图3A中沿3B-3B线的局部截面图。
图3C是在图3A中沿3C-3C线的截面图。
图4A是本发明的另外一个双层袋的主视图,该双层袋具有衬袋,该衬袋沿纵向连接在支承袋的侧膜的内表面的整个长度的一部分上,其中,衬袋和支承袋之间的空间与衬袋内的空间相通。
图4B是在图4A中沿4B-4B线的局部截面图。
图4C是在图4A中沿4C-4C线的局部截面图。
图5A是本发明的一个三层多联袋的主视图,该多联袋在衬袋和支承袋之间具有内层膜,其中,衬袋的表面具有微孔。
图5B是在图5A中沿5B-5B线的局部截面图。
图5C是在图5A中沿5C-5C线的局部截面图,示出了图5A所示的在衬袋和支承袋之间的可选择的第三内层膜。
图6A是本发明的“在封闭袋中的肉食”的包装的主视图。
图6B是在图6A中沿6B-6B线的局部截面图。
图7是根据本发明的制作试验用冰箱袋的手工过程的流程图。
图8是根据本发明的制作冰箱袋的工艺流程图,该冰箱袋在衬袋和支承袋之间具有公共边封。
图9A是本发明的一个双层袋的主视图,该双层袋具有衬袋,该衬袋在至少一个内侧面上制备有织构,特别是具有压花的膜。
图9B是在图9A中沿9B-9B线的局部截面图。
图9C是包皮密封的放大横截面图,该包皮密封使衬袋的上边缘连接在支承袋的侧膜上。
图9D是包皮密封的另外一个实施例的放大横截面图,该包皮密封使衬袋的上边缘连接在支承袋的侧膜上。
图10是根据本发明的制备袋和用包皮密封方法密封袋的一种工艺的透视图11-16是放大的横截面图和平面图,示出了各种推荐的压花图案,该压花图案设置在其中一个或两个衬袋的表面上。
图17是根据本发明的制作袋的一个推荐方法的横截面图。
下面定义本说明书中使用的特定术语
“多层袋”是具有一层以上侧壁的口袋。
“双层袋”是两个口袋,一个位于另外一个之内,双层袋可分成两个独立的口袋,独立的口袋可构成双层袋(如超市的袋装物品)。
“双联袋”是一种整体口袋,包括外层的支承袋和内层的衬袋,其中,衬袋部分地(但不是完全地)与支承袋相连。
“多联袋”是一种整体口袋,至少具有一个外层的支承袋和一个内层的衬袋,其中,衬袋部分地(但不是完全地)与支承袋相连;在衬袋和支承袋之间可有选择地具有附加层。最简单的多联袋是双联袋。
本发明的多联袋的一个实施例在总体上由图2A-2C所示。如图2A所示,多联袋10包括一个外层袋即支承袋12和一个内层袋即衬袋12。支承袋12由边封21、21’和如线段DC所示的折边26限定。支承袋12具有可重复使用的封闭元件14,如适配的阳封闭和阴封闭,以可打开地封闭住多联袋10。支承袋12具有通气元件,如侧壁19上的通孔99。衬袋11具有如线段ad和bc所示的边封和由线段dc限定的折边24。衬袋11和支承袋12具有共同的边封,即由线段ad和bc所示的边封是边封21、21’的边封长度的一部分。
如图2A和2B所示,衬袋的上边缘28、28’沿纵向连接在支承袋的侧壁19、19’的内侧面20、20’上,形成了衬袋的开口13。衬袋沿纵向与多联袋的开口15相隔一预定距离处连接在支承袋上。衬袋的上边缘28、28’也可按下述的其它方法连接在支承袋的侧壁19、19’上。
图2B和2C更详细地显示,支承袋的侧壁19、19’与衬袋的侧壁17、17’除线段ad、bc和连线ab以外通常是可相互分离的,两者之间具有空间23。如图2B所示,衬袋11在其边缘28、28’处沿纵向全长地连接在支承袋的侧壁19、19’上,这样,当盖14从开口15上取下时,食品可通过开口15和衬袋的开口13装入衬袋11内,并且,食品与衬袋11相接触,袋的操作量很少,衬袋11适应了食品的形状,如图6A和6B所示。
封闭元件14可以是任何可重复使用的盖。可重复使用的盖和如何制造如何安装在袋上的例子可在下列专利文献中找到,如美国专利No.4,561,109、美国专利No.4,363,345、美国专利No.4,528,224和美国专利No.5,070,584。
一个或多个气孔99通常可设置在支承袋12的至少一个侧壁19或19’上的任何部位、或衬袋的至少一个侧壁17或17’上的任何部位、或衬袋和支承袋两者的两个侧壁上、或衬袋的一个侧壁上和支承袋的一个侧壁上。一个或多个气孔99也可设置在衬袋的折边24或支承袋的折边26、或在衬袋和支承袋的折边24、26处都设置气孔。支承袋12最好具有一个以上的气孔99,气孔99在支承袋12的侧壁19上的位置最好在密封区域以下,衬袋11在此处连接在支承袋12的侧壁19、19’上。气孔99使支承袋12与环境大气相通,允许在衬袋11的侧壁17、17’和支承袋12的侧壁19、19’之间具有空气的空间23。
与外界大气相通增加了衬袋膜与肉食的依附量,即表面接触面积。气孔使内衬依附于肉食,方法是使衬袋更独立于支承袋进行移动,如果两个膜层之间的空间被封闭并且有固定的容积,衬袋就难以独立于支承袋移动。支承袋膜通常比衬袋膜要硬一些,如果不通气,较硬的支承袋膜就趋于使衬袋离开肉食。在支承袋上设置气孔还防止了在膜层粘接剂处产生气泡,并且可防止在多联袋的制造过程中膜层之间的粘合。
衬袋和支承袋其中之一或两者的气孔的数量和直径应该尽量少和尽量小,以使消费者看不到气孔的存在。然而,气孔需足够大,以使在制造过程中可连续地排出膜层之间的空气,使消费者在使用过程中可用手排出衬袋和支承袋之间的空气。因此,每个袋或所有的袋上所需的气孔的数通常要根据气孔的尺寸改变。
一般地,在支承袋或衬袋上至少有一个气孔,实际上,在衬袋和支承袋其中之一或两者上的气孔的数量没有限制。在衬袋和支承袋其中之一或两者上的气孔的数量可从至少1至28之间变化,特别是,气孔的数量在6至8的范围内,更特别是,该数量在9至17的范围内。气孔的直径通常大于450微米,特别是从450至750微米,更特别是从450至500微米。
根据本发明的多联袋的把衬袋连接在支承袋上的方法可以是现有技术中的任何方法。衬袋可连续和均匀地沿其上边缘进行连接,也可间断地沿衬袋的上边缘进行连接。本领域熟知的连接方法的适用例子包括热气镶边密封、挤压层压(在膜层之间挤压的热塑膜)、热熔粘接剂(放置在衬袋上边缘之上或之下)、热棒热密封、超声波密封、热辊或带、粘接膜带、红外密封、无线电频率密封、或振动密封。衬袋也可在制造过程中连接在支承袋上,方法是用下述的方式把盖的轮廓粘接在衬袋的边缘上。任何一种上述的把两个膜连接在一起的方法都在很大程度上取决于用于制造衬袋和支承袋的膜的化学和物理特性。特别是,衬袋11用铰式包皮密封97连接在支承袋1 2的上边缘28、28’,如图9C所示,这一点下文将有详细说明。
为使用本发明的多联袋,使用者需包装的食品或肉食通过多联袋的开口装入衬袋,然后,用手把食品或肉食推入袋内,使衬袋在表面9处适应于食品或肉食的外形,并使空气从衬袋内排出,然后,封闭支承袋,以防止空气明显地再次进入衬袋内。图6A和6B示出了包装在多联袋内的肉食300,该多联袋具有内层的衬袋11和外层的支承袋12。
本发明的多联袋的另外一个实施例如图3A和图3B-3C的多联袋40所示。多联袋40包括衬袋41和支承袋42。支承袋42具有可重复使用的封闭元件14、与侧壁46、46’相连的边封44、44’(如图4B所示)和折边26。衬袋41具有如线段ad和bc所示的与侧壁49、49’相连的边封和折边24。如图3A和3B所示,衬袋41的上边缘48、48’沿纵向连接在支承袋的侧壁49、49’的内侧面43、43’上,形成了衬袋的开口13。衬袋41的边封bc和ad与支承袋42的边封44、44’相互“分离”,这与如图2A所示的多联袋10的边封bc和ad是不同的,多联袋10的边封bc和ad与支承袋26的边封2l、21’的一部分是“重合”的。在如图2A所示的实施例中,支承袋的侧壁46、46’和衬袋的侧壁49、49’之间具有空间23。衬袋41可沿其上边缘48、48’连接在支承袋42上,方法如下所述。特别是,衬袋41沿其上边缘48、48’通过铰式包皮密封97连接在支承袋42上,这一点在下文详细说明,并且在图9C中进行了更详细的表示。
本发明的多联袋的另外一个实施例如图4A和图4B-4C的多联袋50所示。多联袋50包括衬袋51和支承袋52,支承袋42在邻近于上部具有可重复使用的封闭元件14。衬袋51具有如线段ad和bc所示的与侧壁57、57’(如图4B所示)相连的边封和折边54。支承袋具有与侧壁58、58’(如图4B所示)相连的边封60、60’和折边56。从图4B可更清楚地看出,衬袋的上边缘53、53’如图4A的线段ab所示沿纵向全长地连接在侧壁58、58’的内表面59上。在该实施例中,衬袋51和支承袋52具有不同的边封。从图4A和4C中可更清楚地看出,衬袋53、53’的上边缘不是沿侧壁58、58’的整个纵向宽度连接在支承袋的侧壁58、58’上。衬袋51与支承袋52的连接在邻近衬袋的边封ad和bc处在支承袋52上产生了开口63。当盖14打开时,支承袋52的开口63与大气相通。衬袋51可沿其上边缘53、53’连接在支承袋52上,连接方法在下文详细说明。
本发明的多联袋的另外一个实施例如图5A和图5B-5C的多联袋70所示。多联袋70在总体上包括衬袋71和支承袋72,支承袋72具有可重复使用的封闭元件14。衬袋71具有如线段ad和bc所示的与侧壁80、80’(如图5B所示)相连的边封和折边74。支承袋具有与侧壁82、82’(如图5B所示)相连的边封73、73’和折边76。如图5A和5C所示,衬袋71的侧壁80、80’具有数个微孔78(在下文进行说明)。如图5B所示,衬袋83、83’的上边缘沿纵向全长地在侧壁82、82’的长度上间断地进行热密封。与支承袋的侧壁82、82’相连的衬袋的上边缘83、83’限定了衬袋的开口81。如图5C所示,多联袋70具有内膜层77,该内膜层77夹在衬袋71和支承袋72之间。
衬袋的上边缘83、83’与支承袋的侧壁82、82’的间断热密封形成了孔75和密封区域79。孔75是衬袋的上边缘83、83’上的没有与支承袋的侧面82、82’相连的部位。在本发明的该实施例中,衬袋的上边缘83、83’间断地热密封在支承袋的侧壁82、82’上,此处的内膜层77被除去了。在该实施例中,例如,内膜层77可由既不与衬袋热密封又不与支承袋热密封的材料制成。然而,在本发明的任何实施例中,衬袋都可以间断的密封连接在支承袋上。衬袋与支承袋之间的不连续连接或者说间断的密封也可采用传统的粘接剂、热熔粘合剂、热空气镶边密封或在现有技术中熟知的上述的其它密封方法。
当封闭元件14打开时,孔75与支承袋的内侧相通,并且与大气相通,允许使用者从衬袋和支承袋之间排除空气,以增加衬袋与支承袋的依附性。孔75仅沿衬袋与支承袋的连接处分布。孔75的功能在本质上与气孔99的功能相同,但通常比气孔99和微孔78要大。
微孔78通常在袋的至少一个侧壁的整个表面上均匀地分布。另外一方面,微孔78通常在袋的至少一个侧壁的整个表面上也可不均匀地分布。微孔78与气孔99是不同的,因为与袋的侧壁上的微孔的数目相比,孔99的数目较少。通常情况下,本发明的多联袋不是既有微孔又有气孔,因为微孔允许空气散出,也允许水分从肉食渗透至内膜层。支承袋和衬袋的侧壁可都有微孔。特别是,也可只有如图5A-5C所示的多联袋的衬袋具有微孔。
实际上,食品如肉食置于多联袋70内,肉食与衬袋71相接触。水分可通过衬袋71的微孔78渗透,水分可由吸水的内膜层77吸收,内膜层77略微膨胀,使衬袋71与肉食的表面均匀地接触。衬袋均匀地与肉食相接触防止了肉食被冰箱风干。
所谓“均匀分布”是指,微孔在侧壁或膜的整个表面上都在本质上保持一致,相互之间的距离也在本质上相等。微孔最好在具有圆点花纹式的基体上形成。微孔的直径通常从50至950微米,特别是从100至500微米,更特别是从200至300微米。单位面积内微孔的数目通常从0.465至12.56个/cm2。特别是,孔密度是从0.775至7.75个/cm2。更特别是,从1.24至4.65个/cm2。在膜上制成微孔的方法和装置在美国专利No.5,405,561中有所说明。
通常,第三膜层或内膜层77可由与制造衬袋和支承袋的材料相同或不同的材料进行制造。可用的材料包括热塑聚合物、纤维素聚合物、纸张、棉花、聚乙烯醇、塑料纤维(如TYVEXTM,可从DuPont公司买到)、聚酯纤维(如RAYONTM或DACRONTM)、弹性纤维(如LYCRATM)、或以膜层形式存在的通常的吸水材料。特别是,内膜层77是吸水材料膜,如纤维素乙醚或聚乙烯醇。更特别是,内膜层是由羟脯氨酰甲基纤维素树脂,如METHOCEL制成,(Dow化学公司的商标),可从位于Rockville,CT的Polymer Films,Inc.买到。
本发明的多联袋的一个推荐实施例如图9A中的多联袋90所示。多联袋90包括衬袋91和支承袋92,支承袋92具有可重复使用的封闭元件14。衬袋91由边封ad和bc以及折边24限定。支承袋92由边封89、89’和折边26限定。衬袋91和支承袋92有公共边封ad和bc。如图9A和9B所示,衬袋91的上边缘95、95’连接在支承袋92的侧壁96、96’上,位于加工方向的包皮密封97沿纵向位于内表面101、101’的整个长度上。与支承袋96、96’相连的上边缘95、95’限定了衬袋的开口。衬袋的侧壁94、94,和支承袋的侧壁96、96’除边封ad、bc和包皮密封97(下文进行说明)以外通常是可分开的,如图9B所示,两者之间形成了空间23。支承袋92的侧壁96在包皮密封97的下方具有数个气孔99。如图9A和9B所示,衬袋92具有织构的内表面98。特别是,织构的表面是压花的。在衬袋的侧壁94、94’的包皮密封97的下方也可具有气孔99。
更特别的是,如图9C所示,铰式包皮密封97是这样形成的,即沿衬袋和支承袋的加工方向,把挤压材料的密封带100覆盖在衬袋95的上边缘。下面说明粘贴密封带和形成包皮密封的过程。密封带100通常在区域103处连接在支承袋的侧壁上,通常在区域102处连接在衬袋上。在该实施例中,衬袋的上边缘没有热密封在支承袋的侧壁上。密封袋100既连接在侧壁96上又连接在上边缘95上,这形成了铰式连接,上边缘95可从侧壁96上揭下,以在该连接点处形成一T形。密封带100连接在支承袋和衬袋上的强度最好是这样的,即在T形试验中,衬袋膜将失效。用于形成铰式包皮密封的密封带100可由任何适当的热塑性材料或热塑性材料的组合制成,热塑性材料可热密封在至少一部分要连接的热塑膜上。特别是,密封袋为聚乙烯,更特别是,为低密度聚乙烯或与其它支承袋和衬袋相容的材料,这一点在下文进行说明。
本发明中采用的另外一种铰式密封是这样的,它可连接在支承袋上,也可连接在衬袋上,也可使衬袋材料热密封在支承袋上。如图9D所示,热密封式包皮密封110包括密封带112,该密封带112粘贴在衬袋95的上边缘95,与支承袋96相接触,通常在区域114和116处相连接。衬袋的上边缘95通常在区域118处热密封并牢牢地固定在支承袋96上。热密封式包皮密封形成时,密封带把足够的热量传递至衬袋,使其热密封在支承袋上。从密封带传递足够热量的条件是,密封带的温度、热容量和数量足够大,衬袋膜足够薄并且既又足够低的密封温度。密封带112可由与上述的用于制造密封带100的材料相同的材料制成。下述的支承袋和衬袋的材料必须使两者可相互热密封,以形成热密封式的包皮密封。
惊人的是,织构或压花的衬袋膜使其具有改善的性能。经过压花的衬袋膜所具有的改善性能归功于膜的表面积增加了,这和不压花的情况相比,可更好地依附于肉食的表面。压花也有效地减小了膜的总体刚度,这也改善了衬袋依附于肉食表面的特性。
一般地,可在衬袋或支承袋上使用任何压花图案。例如,可用的压花图案和形状包括加长的菱形(如图11所示)、蜂窝形(如图12所示)、方形、球形(如图13所示)、三角形(如图14所示)、圆锥(如图15所示)、金字塔形(如图16所示)。均匀、离散的几何图案在从膜层之间排出空气的过程中也提供了空气的通道。可用于本发明的其它压花图案及其制造方法在美国专利No.5,113,555中进行了说明。特别是,衬袋上的压花图案为加长的菱形,更特别是,是方形或均匀的菱形,其横截面为金字塔形。特别是,压花图案从衬袋的内表面突出,以与肉食或其它食品相接触。一般地,在衬袋上形成图案的压花的密度为在衬袋表面上的每2.54cm长度内达6至50个,特别是,达10至20个。
一般地,本发明的多联袋的支承袋和衬袋由某种热塑材料或几种热塑材料的混合物制成,可以包含相同的材料,也可以包含不同的材料。可由传统的铸造或吹膜工艺铸造膜层。例如,可用的热塑材料包括聚烯烃(如高密度聚乙烯HDPE、低密度聚乙烯LDPE、线性低密度聚乙烯LLDPE和聚丙烯PP)、热塑弹性体(如苯乙烯嵌段共聚物、聚烯烃混合物、弹性体混合物、热塑聚氨脂、热塑共聚物和热塑聚酰胺)、聚合物和共聚物(聚氯乙烯PVC、聚偏二氯乙烯PVDC、萨纶共聚物、乙烯/醋酸乙烯共聚物、醋酸纤维、聚对苯二甲酸乙二脂PET、含离子键的聚合物Surlyn、聚苯乙烯、聚碳酸脂、苯乙烯丙烯腈、芳香聚合物、线性聚合物、热塑聚乙烯醇)和可用于制造内膜层的上述的可用材料。特别是,支承袋和衬袋均由聚乙烯制成,更特别是,由低密度聚乙烯(LDPE,密度0.92)和线性低密度聚乙烯(LLDPE,密度0.925)制成。特别是,衬袋膜的密度小于0.930g/cc。
一般地,本发明的多联袋的衬袋膜的横向2%割线模量TDSM小于2.75×108Pa,特别是,小于1.86×108Pa,其确定方法是根据ASTM D832-83的方法A,其咬合间隙为10.16cm、试样宽度为2.54cm、初始应变为0.635cm/cm/分钟、而滑块速度为2.54cm/分钟。膜的模量,不论沿膜的横向或加工方向,通常都是膜的刚度的表现。通常,热塑聚烯烃膜在现有技术中由熟知的铸造膜工艺进行制备,该热塑聚烯烃模的TDSM小于1.86×108Pa。由熟知的吹膜工艺制备的热塑聚烯烃膜的TDSM从9.03×107-1.86×108Pa。可进行铸造或炊膜的具有这样的拉伸特性的树脂的例子包括LDPE748和LDPE690,它们可从Dow化学公司买到。
衬袋膜的另外一个有用的特性是Z值,Z值由下式确定
t3×TDSM
其中,t是模的厚度,而TDSM是上述的横向模量。Z值表明膜的相对刚度与模的厚度和模量的函数关系。一般地,衬袋膜的Z值小于6.7mm3kPa。特别是,衬袋膜的Z值小于2.2mm3kPa,更特别是,衬袋膜的Z值从0.22-1.1mm3kPa,更特别是,衬袋膜的Z值从0.33-0.66mm3kPa。
特别是,支承袋的Z值从5.6-16.9mm3kPa。
一般地,支承袋的名义侧壁厚度在25.4-102微米之间,特别是,在33-76微米之间,更特别是,在38-50.8微米之间。名义厚度是指在进行任何表面处理如刻痕、织构和压花之前的厚度。
一般地,衬袋的名义侧壁厚度小于50.8微米,特别是,在7.6-25.4微米之间,更特别是,在13-17.8微米之间。
特别是,衬袋的内表面的接触角在20℃时相对于牛肉汁原料在65-75°之间,该接触角由前接触角确定,使用的是接触测角仪,例如,用可从Rame-Hart公司买到的型号为No.A-100的侧角仪。接触角是水平基底和一切线之间的角度,该切线在液滴的表面与水平基底相接触时的接触点处与液滴的表面相切。接触角是液体表面张力的函数。接触角越小,液体依附或吸附在基底上的程度越高。
测量接触角的方法如下1.把要测量的液滴(约1微升)置于接触测角仪的测量表面(衬袋模)上;2.在所有五个液滴的两个侧面测量接触角;3.在衬袋表面的不同部位重复步骤2,结果取平均数,以确定平均接触角。接触角在20℃时相对于牛肉汁原料在65-75°之间膜的例子包括包括LDPE748和LDPE690的混合物,它们可从Dow化学公司买到。
本发明的多联袋在支承袋和衬袋之间也可有一层或一层以上的模或基底。可用的膜和基底的材料包括上述的制造衬袋和支承袋的那些材料,也包括纸张、纤维素聚合物、纤维、和弹性纤维。
本发明的多联袋也可由不同颜色的膜制成,以把袋中袋的结构展示给消费者。例如,衬袋和支承袋可以是不同颜色,其中之一或两者可以是透明的。
本发明的多联袋也可包括这样的衬袋和/或支承袋,其包括经过电晕处理的膜或基底,以改善膜的润湿特性,从而改善膜的与肉食吸附和/或膜的印刷特性。特别是,衬袋的内表面即与食品相接触的表面经过了电晕处理。用电晕处理塑料膜的有用的方法在美国专利No.5,328,705中进行了说明。
本发明的多联袋在支承袋和/或衬袋上也可具有印刷区域。印刷表面用于在上面印上文字,以记录与带内物品有关的信息。印刷表面也可有策略地位于支承袋和/或衬袋上,以遮住气孔。
本发明的多联袋也可具有经过成褶性处理的衬袋和/或支承袋。
尽管没有任何特别的理论,应相信本发明的多联袋防止肉食的冰箱风干的元件是口袋的薄的内层膜,其吸附在肉食的表面上,并与肉食的表面相适应,从而防止蒸汽的散失和从肉食的表面排出空气。消除蒸汽的散失和来自肉食表面的空气减少了冰晶体的形成,冰晶体的形成导致了冰箱的风干和肉食的脱水。
图7是用手制作本发明的多联袋的过程的方框图。在方框200所示的步骤中,内层的聚乙烯衬膜被剪切至所需的尺寸,切开已有的聚乙烯冰箱袋的边封,并展开冰箱袋。在方框210所示的步骤中,衬膜覆盖在展开的冰箱袋上并且对准,使衬膜的边缘在冰箱袋的盖轮廓达到范围之内。在方框220所示的步骤中,用棒式热密封器使衬膜连接在冰箱袋的膜上,以沿着衬膜的平行边缘使两个膜热密封在一起。在方框230所示的步骤中,折叠连接在一起的膜,使盖轮廓处相互适配,密封各膜的边缘,以制成多联袋。边封可用传统的热密封进行。在方框240所示的步骤中,多余的热塑材料被剪断,检查袋的整体性。然后,把袋摞在分配器上,如方框250所示的步骤所示。
根据本发明的制作具有至少一个内层的衬袋和一个外层的支承袋的多联袋的方法通常包括下列步骤进给第一热塑膜带,其厚度大于25.4微米,具有在平行边缘之间的第一横向膜带宽度;进给至少一个第二热塑膜带,其厚度小于50.8微米,具有第二横向膜带宽度,第二横向宽度小于第一热塑膜宽度;把第二热塑膜带覆盖在第一热塑膜带上,使其位于第一膜带的平行边缘之间;把第二热塑膜带连接在第一热塑膜带上,连接位置是沿着第二热塑膜带的平行边缘;沿横向折叠各膜带;和用密封方法切断折叠的各膜带,以形成口袋。
图8是根据本发明的方法的一个实施例的流程示意图。如方框300所示的步骤,内层膜即第二膜可由开卷站挤出或提供。内层膜的挤出可用在现有技术中熟知的热塑材料的吹膜或铸造挤压方法。在如方框310所示的步骤中,支承膜即第一热塑膜被挤出,其在膜的各边缘处具有拉链式的盖的轮廓。挤出方法可用传统的铸造或吹膜方法。一个整体的铸膜方法的例子在美国专利No.4,263,079中进行了说明。特别是,两个膜都是铸造挤出的。在如方框320所示的步骤中,内层膜即第二膜附加或覆盖在第一膜上。第二膜是这样对准的,即第二膜的边缘在第一膜的盖轮廓之间。把第二膜覆盖和对准在第一膜上可用传统的导向元件如辊和压辊来完成。在如方框330所示的步骤中,内层膜即第二膜的平行边缘热密封在支承膜即第一膜上。各膜可用传统的热密封元件如加热棒密封器、热空气镶边密封器、挤压的层压、加热辊和加热带热密封在一起。特别是,各膜由铰式包皮密封被密封在一起。形成包皮密封的方法步骤在下文进行说明。在如方框340所示的步骤中,连接在一起的膜带被折叠、盖轮廓汇合在一起。膜带的折叠可用现有技术中熟知的传统的折叠方法进行。在如方框350所示的步骤中,折叠的膜带被密封方法切断,以形成口袋,制成的口袋摞放在一起,摞放的口袋被置于包装箱内。连接在一起的各膜的折叠和用密封方法切断成口袋的工艺在美国专利No.5,062,825中进行了说明。特别是,在各膜折叠之后和用密封方法切断之前,阳封闭元件和阴封闭元件相互锁定。制成的口袋可摞放、运输、置于包装箱内,其方法在美国专利No.5,302,080、No.5,108,085和No.5,185,987中进行了说明。本发明的制作至少包括两个口袋的多联袋的方法就把两个以上的膜带连接在一起。
第一和第二膜的其中之一或两者可由例如压花的方法进行织构。其中一个或所有的膜带在连接在一起之前或之后可进行电晕处理。特别是,在第二膜覆盖在第一膜上之前,第二热塑膜进行电晕处理和压花。
第二膜即内层膜在覆盖至第一即支承膜带上之前可制备微孔,所采用的方法和装置在美国专利No.5,405,561中进行了说明。
气孔99可设置在其中一个或两个膜带上,采用的方法可以是这样的在现有技术中熟知的任何制备膜孔的方法,即其方法和装置类似于美国专利No.5,405,561中所述的方法和装置。也可用激光或有针从橡胶辊上伸出的穿孔元件在其中一个或两个膜带上制成气孔。特别是,膜上的气孔99是用非加热穿孔元件对膜进行穿孔制成的。特别是,在各膜相覆盖之前,至少有一个气孔99设置于支承膜带即第一热塑膜带的为连接各膜带的密封处以下。支承膜带上的气孔99可防止空气滞留在各膜带之间、防止形成气泡、防止当途经压缩辊时或在折叠膜带的过程中膜带出现褶皱。
特别是,在各膜带连接在一起之后,形成了粘接第一热塑膜的盖的轮廓。盖的轮廓可通过模具挤压以形成理想的形状,然后粘贴在现有技术中熟知的后挤压的膜上。盖的轮廓的挤压和后粘贴方法的例子在美国专利No.5,049,223中进行了说明。
为制作本发明的多联袋而制备膜带的推荐的方法如图17所示,而连接两个膜带的方法如图10所示。图17是提供和连接各膜带400的方法的示意侧视图,而图10在形成口袋之前把各膜带连接在一起的方法的透视图。如图17所示,方法400在总体上包括提供支承即第一膜带410的元件;提供内层即第二膜带430的元件;张力控制元件440;和在总体上由450表示的密封即连接元件。元件410在总体上包括挤压元件412,其与铸造辊416挤压对准。挤压元件412把热塑材料413挤压在铸造辊416上,以形成支承即第一膜带414。提供第一膜带的元件也可为任何现有技术中所熟知的元件,可以用在美国专利No.5,049,223中所述的挤压方法。膜带414途经一传统的标准控制元件418到达电晕处理元件420,其中,第一膜带414按上述的方法进行电晕处理,以为后来的选择性印刷制备膜带。
内层即第二膜带432由辊即开卷站431提供。第二膜432也可由现有技术中所熟知的传统的吹膜或铸造膜的方法提供。第二膜带具有横向膜带宽度,该宽度小于第一膜带414的横向宽度。膜带414和432进给至张力控制元件如压辊440,以使各膜的应变相适配。下文将更详细地说明各膜的应变适配方法。第一和第二膜带414和432在辊434上对准和相覆盖,形成了膜带436。膜带436进给至在总体上由450表示的密封元件。膜带436在辊438处改变方向,并且进给至密封元件450。密封元件450在总体上包括挤压元件即挤压器452、辊454和压辊456。一个推荐的密封元件如图10所示,并且在下文进行说明。挤压器452提供密封带458。密封带458进给至膜带436上,并且覆盖内层即第二膜432的平行边缘。膜带436上的密封带458在辊454和压辊456之间通过,形成了包皮密封。挤压元件即挤压器456提供盖的轮廓460。盖的轮廓460连接在第一膜带414的相对的平行边缘上,方法的例子如美国专利No.5,049,223所述,形成了具有包皮密封和盖轮廓的膜带,即膜带462。然后,对具有盖轮廓的膜带462进行折叠、密封和切断、摞放和包装,如图8所示。
其中一个或两个膜带可按上述的方法进行织构或电晕处理。其中一个或两个膜带可按上述方法进行微孔制备或使气孔设置在其上。
第二热塑膜即内层膜可连接在第一热塑膜即支承膜上,方法有挤压包皮密封(覆盖内层膜的边缘,上文根据图9C和9D进行了说明)、热空气镶边密封、挤压层压(在各膜层之间挤压热塑膜)、热熔粘接剂(置于膜层上边缘的上方或下方)、超声波密封、热辊或带密封、粘接剂膜带、红外密封、无线电频率密封、或振动焊接。采用上述的任何一种连接两个膜层的方法都很大程度上取决于膜带的化学和物理特性。特别是,内层膜用挤压的铰式包皮密封连接在支承膜上,如图9C所示,这一点在下文进行说明。如图17所示的方法可以是连续的方法,也可以是步骤的方法。特别是,该方法是连续的。
图10示出了把第二热塑膜带432连接至第一热塑膜带414上的方法,并在总体上由450a表示。如图10所示,根据本发明,沿着第二热塑膜带的平行边缘470,第二热塑膜带432连接至第一热塑膜带414上,在该过程中,第二热塑膜带432对准并覆盖于第一热塑膜带414上,形成了膜带436。该膜带途经压辊472之间,并在密封带挤压器452的下方通过。熔融状态的热塑材料的密封带458沿加工方向挤压在前进的膜带上,覆盖在第二膜带的边缘470上,从而使两个膜带接触和连接,并固定在一起。连接在一起的膜带进给通过一组压辊454和456,形成了包皮密封。可采用传统的第二密封带挤压器(没示出),以把第二膜带的相对的平行边缘密封在第一膜带上。然后,具有包皮密封459的膜带436途经传统的导向辊474和476,以使膜带436折叠、通过密封方法切断,以形成口袋。
包皮密封459可以是铰式包皮密封97(如图9C所示),也可以是热密封式的包皮密封110(如图9D所示)。特别是,包皮密封459是铰式的。包皮密封方法的一些优点包括膜可以较高的速度连续地进行连接;包皮密封看上去强度大,在美学上吸引消费者;该方法对其它方法的改变较敏感;和,与现有技术中的熟知方法相比,该方法不产生膜尾。
一般地,密封带可以任何方式进行粘贴,以把两个膜连接在一起。特别是,第一热塑膜带沿膜带的相对边缘具有适配的阳封闭元件和阴封闭元件,密封带从各自的盖轮廓等距离地进行粘贴。更特别是,密封带从第一热塑膜带等距离地进行粘贴,因此,在各膜带连接在一起之后,适配的阳封闭元件和阴封闭元件可粘贴在支承即第一热塑膜上。
一般地,密封带可由任何适当的热塑材料或热塑材料的组合制成,该热塑材料至少可与要连接的热塑膜的一部分热密封。特别是,密封带为聚乙烯,更特别是,为低密度聚乙烯。在本发明中适用的适当的LDPE是LDPE748,它可从Dow化学公司商业买到。
当形成铰式包皮密封时,密封带的宽度通常从3mm至支承即第一膜带的宽度。特别是,密封带的宽度是从3-76mm,更特别是,密封带的宽度是从6-19mm。
一般地,用于形成铰式包皮密封的密封带的厚度是从13-254微米,特别是,该厚度是从25-51微米,更特别是,该厚度是从25.5-38.2微米。
密封带可着色或有颜色,或进行织构,以使袋中袋的结构吸引消费者。
因为密封带通常不把第二膜热密封在第一膜上,采用密封带使各膜连接的优点是,否则就要用热密封方法。然而,如果密封带的温度、热容量、数量都足够,并且内层膜具有适当的厚度和密封温度,挤压的密封带就会把足够的热量传递至内层膜,使其热密封至支承膜上。
一般地,内层即第二膜带的宽度小于第一膜带的宽度,因此,在粘贴之后,密封带的任何部分都不会悬置于第一膜带的边缘上。特别是,内层即第二膜的宽度小于第一膜的宽度,因此,阳盖和阴盖的轮廓可沿第一膜带的相对的平行边缘相连接。
一般地,本领域都知道,要把两个膜连接在一起,需要适配%拉伸,即在连接点处两个膜带的应变。适配应变可防止当张力释放时出现的横向卷曲现象。在加工方向,每个膜带的拉伸可有下列关系
在弹性区,
其中,σ表示应力
E表示弹性模量
ε表示应变
T表示拉伸
t表示厚度
可推导出
为防止当内层的衬膜连接至外层膜时加工方向(MD)出现褶皱,设ε内层=ε外层
对于弹性膜,在现有技术中知道,沿加工方向处于拉伸状态的材料沿横向会收缩即“缩颈”,其材料特性的函数就是泊松比V。泊松比是横向应变与轴向应变的比值,聚乙烯的泊松比通常是0.3。采用泊松比使横向应变和轴向应变相关联,进行上述的类似推导,CD应变和防止MD Curl的条件如下
实际上,在加工方向和横向都有适配的应变通常是理想的。可用很多方法使褶皱最小化,包括连接模数类似的各膜带和/或连接泊松比类似的膜带。
对于给定的材料,在各膜的连接处低拉伸可使褶皱最小化,恢复工作也较少。根据应用,横向的褶皱和加工方向相比有时被认为不重要。
因此,两个膜带都需要保持较低的拉伸,并且,在连接点处各膜带应该具有适配的加工方向的应变。在本领域通常熟知的是,沿加工方向有效地传递膜带的推荐的拉伸是屈服拉伸的10-25%,单位是PLI。在屈服拉伸的10%以下时,膜的起皱变得不精确。尽管每个膜的MD拉伸可保持屈服点的0-100%,已经发现,在屈服点的25%以上,有一种危险,即膜带的局部薄点实际上已经超过了膜的屈服点,导致了非弹性的拉伸。已经发现,为了成功地连接挤压的密封带,拉伸最好在加工方向的屈服拉伸的2-15%。
对于推荐的实施例,已经发现的优点是采用了带低摩擦的轻质惰性辊,以使衬膜供应点和粘贴包皮密封点处之间的拖拉最小化。甚至衬膜在供应点处的拉伸经常是如此的形成了折衷,即该拉伸足够低以防止褶皱或拉长,该拉伸也足够高以产生适当的牵引。结果,在图10所示的实施例中,在两个膜带供应点和粘贴包皮密封的点之间设置了一组压辊。然后,各膜带的拉伸在压辊的前端可相适配在较高值,如屈服点的15%。压辊允许不同的拉伸控制区域。各膜带的应变可以通过供应点和压辊之间的适当的拉伸控制而相适配。加压辊的转动速度略微低于压辊,以释放一部分MD拉伸,使其减小至2-15%的理想的范围内。可有选择地增加第二组压辊,以使各膜带途经不同的压辊,并且具有不同的拉伸控制,这恰好发生在各不同的膜带相连接之前,如图17所示。
再看图17所示的方法,内层即第二热塑膜的拉伸通常控制在0.008929-0.1786kg/cm宽度(25.4微米PE膜),采用的是现有技术中熟知的压辊440。在推荐的实施例中,各膜带途经压辊,以使各膜带的应变相适配。因此,各膜带的拉伸可以不同,以使各膜带的应变相适配。内层即第二膜的对准可由传统的边缘导向装置和/或把膜带的边缘剪切至宽度的方法来实现。
如图10所示,相连接的膜带的拉伸在密封带粘贴通常控制在0.003572-0.3572kg/cm宽度(PE膜),以避免热带的拉长。相连接的膜带的拉伸可以传统的压辊472进行控制。包皮带的拉长在最终的产品上会产生“波浪”和/或褶皱。
根据本发明的至少使两个膜带热密封的另外的一个方法包括下列步骤供应能够热密封在一起的至少第一和第二膜带;把第二膜带覆盖在第一膜带上;供应至少一个材料的密封带,其温度、数量和热容量足以使第二热塑膜带热密封至第一热塑膜带上;和,供应所述密封带以使其密封在相覆盖的膜带上。该方法与如图10所示的方法相同,不同点是,密封带挤压器452可置于膜带436的上方的任何位置,以在膜带宽度的任何点处沿加工方向把各膜带热密封在一起。特别是,密封带在粘贴之后在辊454和456之间被压缩。可采用多个密封带挤压器452,以沿膜带的加工方向提供多个密封带458,以形成多个热密封式包皮带,如图9D所示。膜带可由挤压或从开卷站提供。要热密封的膜带可由包括上述材料在内的能够热密封在一起的任何热塑材料制成。膜带的宽度可以相同,也可以不同。一般地,密封带可由能够使各膜带热密封在一起的任何可挤压的材料制成。特别是,密封带由热塑材料制成,例子包括LDPE748,它可从Dow化学公司买到。
一般地,密封带的温度、热容量和数量足以使两个膜热密封在一起。一般地,密封带的温度是特定的材料在挤压时不会降解的温度。一般地,要热密封的膜的厚度允许热量从密封带传递至该膜,以把该膜热密封在下面的膜带上。一般地,用于形成热密封式包皮密封的密封带的厚度是从13-254微米。特别是,热密封式包皮密封的密封带的厚度是从38-76微米,更特别是,该厚度是从38-50.8微米。
一般地,用于形成热密封式的包皮热密封的密封带的宽度是从3mm至支承即第一膜带的宽度,特别是,密封带的宽度是从3-76mm,更特别是,该宽度是从6-19mm。
根据本发明的至少把两个膜带连接在一起的另外的方法包括下列步骤提供至少第一和第二膜带,它们分别具有第一和第二宽度,第二宽度小于第一宽度;把第二膜带覆盖在第一膜带的平行边缘之间;提供至少一条密封带;和,把所述密封带沿第二膜带粘贴在第二膜带的平行边缘上。特别是,密封带458由一个或多个挤压器452(如图10所示)粘贴在膜带上。挤压器452可设置在膜带上方的任何位置,以能够把各膜带连接在一起,方法是沿加工方向形成铰式包皮密封。例如,多个挤压器452可分别在三个或更多个膜带的平行边缘的上方,以依次把各膜带连接在一起。特别是,密封带452在粘贴至膜带的平行边缘之后在辊454和456之间被压缩。
特别是,用于形成铰式包皮密封的密封带458从第一热塑膜的各边缘等距离地进行粘贴。一般地,密封带可由任何适当的热塑材料或热塑材料的组合制成,热塑材料可热密封至要连接在一起的膜带的至少某些部分上。例如,要连接在一起的膜带可以是上述的热塑材料、非热塑材料、纤维、非织物、和共同挤压出的膜。如图9C所示,膜的基底由密封带连接在一起。
当形成铰式包皮密封时,密封带的宽度是从3mm至支承即第一膜带的宽度,特别是,密封带的宽度是从3-76mm,更特别是,该宽度是从6-19mm。
一般地,用于形成热密封式包皮密封的密封带的厚度是从13-254微米。特别是,热密封式包皮密封的密封带的厚度是从25-50.8微米,更特别是,该厚度是25.5-32.8微米。本发明的例子
导致下述的本发明的权利要求的各方面的试验工作包括费时间的手工制作数种不同的上述定义的“多联袋”;把肉食再包装在多联袋内;和,评价多联袋的性能,这要相互比较和与可商业买到的冰箱袋的参照物相互比较,在贮存于冰箱内数月过程中和之后都进行该工作。模型A
模型A都是三层的多联袋,根据图5A、5B和5C制成,具有支承袋、衬袋、第三层和气孔,该气孔使衬袋和支承袋之间的空间与衬袋内的空间相通。
更特别是,模型A的多联袋由下列方式制成
a.支承袋是外层的聚乙烯膜(用于制造ZIPLOC_贮存袋,44.4微米);
b.衬袋是内层的聚乙烯膜(厚度为44.4微米),具有800个微孔,微孔的直径为10微米,是使水分自由地出入中间层的气孔;
c.第三层是外层吸水膜,其厚度为38微米,水分含量占重量的10%左右(METHOCEL_纤维素乙醚膜,由位于Rockville,CT的聚合物膜公司制造)。METHOCEL_是Dow化学公司的注册商标。更特别的是,该膜的典型特性在该聚合物膜公司的数据单中被发现,发现时间是1986年6月,产品名称是“EM IIDO水溶膜”。该产品的主要成分是羟脯氨酰甲基纤维素树脂,其CAS号为No.009004-65-3。
进一步说,从图5A中应该注意,支承袋的边封AD和BC在本质上与衬袋的边封ad和bc“重合”。模型B
模型B都是三层的多联袋,本质上与模型A类似,不同点是,衬袋的厚度是30.5微米,而不是44.4微米,另外,衬袋没有微孔,衬袋和支承袋之间的空间在本质上完全不通气。模型C
模型C都是双联袋的多联袋,如图2A、2B、2C、3A、3B、3C、4A、4B和4C所示,模型C的支承袋的厚度是44.4微米,衬袋的厚度为15.2微米,衬袋和支承袋之间没有任何“第三层”
模型C是第二类(根据袋是否有“共同边封”或“不同边封”分别用字母“C”和“S”表示)。衬袋的边封在图2A、3A和4A中由线段ad和bc表示。支承袋的边封在图2A、3A和4A中由线段AD和BC表示。可清楚地看出,在图2A中,边封在本质上是“共同”的,而在图3A和4A中,边封是“不同”的。
各袋都由手工制作。图7是制作模型C多联袋的流程图。
模型C根据在支承袋和衬袋之间的空间是否与下列空间相通可分为三类(1)与衬袋的内部相通(如图4C所示);(2)不通气(如图3A、3B和3C所示);(3)与周围大气相通(如图2A和2B中用虚线表示的气孔99所示)。评价过程
所有的多联袋模型在本质上都是相对于参照袋进行评价的,方法是把这些袋作为实际的包装了无骨牛排的冰箱袋。
1.在包装在袋内之前,对牛排进行初始称重。每个袋内具有一个牛排。把袋置于商用冰箱内,该冰箱的设定温度是0°F(-17.8℃)。
2.时而打开和关闭冰箱,以观察样本。
3.对于模型A和模型B,物理观察(包括袋在牛排周围的适应性、冰晶体的形成、可见的干点和失色)在前两个星期每天都观察,在随后的八个月内每星期观察一次。对于模型C,在三个月内进行物理观察。在袋的内侧和外侧都进行彩色拍照,然后,解冻,再进行拍照。
4.对于解冻的牛排,测量重量的损失百分比和液体析出量。液体析出量是指一旦解冻从冷冻的肉食上排出的血液式的流体。
5.适当地记录“未预料的效果”模型A、模型B和模型C的短期结果
模型A和模型B分阶段地同时和依次地进行评价。
对上述的模型A1进行评价是因为,膜是吸水的,并希望有助于防止水分从贮存在冰箱内的肉食上析出。
然而,未预料的结果几乎是立即发生了。特别是发现,在衬袋和支承袋之间设置吸水膜,吸水层和衬袋改变形状特别快,并“适应”牛排的形状。换句话说,这对排出牛排周围空间内的空气是非常有益的。
第二个大的惊奇是,模型B的多联袋的衬袋也紧紧地包在牛排的周围,成为了一个短期现象。
模型B的多联袋的明显成功导致了设计模型C的多联袋。评价了两种模型C的多联袋模型CC2和模型CS2。惊奇的结果再次出现了。模型CC2的多联袋更容易地适应牛排的形状,在包装时和在把牛排置于冰箱“之前”就是这样,如图6A所示。事后认识到,根据下列事实可进行各种观察,即对于不通气的多联袋,衬袋和支承袋之间的空气的量在本质上是不变的。模型A和模型B的长期效果
在通常的冰箱袋(参照物)中,牛排产生了大量的冰晶体,并有严重失色(鲜红退化成暗褐色)。由大量的失色干点可证明,冰箱风干是严重的,在冷冻和解冻的牛排上都可看出这一点。
在模型A的三层多联袋(衬袋有气孔)内的牛排处于极好的状态下。冰晶体的形成明显地较少,保持着鲜红色,没有看到失色现象。没有观察到牛排表面的冰箱风干现象。
模型B的不带有气孔的内层膜的三层多联袋所产生的效果与在模型A中所观察到的相类似。
一个关键的事后观察可解释参照袋和该三层多联袋的在质量性能上的明显差别,该事后观察认识到,三层的多联袋的中间层和内层紧紧地适应在牛排的周围,使空气存在的空间减小了,也因此减少了冰晶体的形成。
在处理过程中的重量损失和液滴量之间的比较显示,牛排的重量损失与冰晶体的形成量有良好的相关关系。贮存在通常的冰箱袋内的牛排在八个月内的重量损失严重,达20.5%,而液滴量为2.06%。贮存在三层多联袋(衬袋上有气孔)内的牛排和参照物相比具有明显的较小的重量损失,为4.3%,而液滴量为1.93%。对于贮存在三层多联袋(衬袋上无气孔)内的牛排,测试到的最小的重量损失为1.9%,而最小的液滴量为0.26%。该三层的多联袋和参照袋之间在性能上的区别取决于该三层多联袋的紧紧地适应肉食的能力,这使空气存在的空间最小化。这种相适应的结果是,导致冰箱风干的脱水过程可明显地减少。
得出的结论是,贮存在模型A和模型B的三层多联袋内的冷冻牛排的质量优于贮存在通常的冰箱贮存袋(参照物)内的牛排的质量。冰箱风干现象明显地最小化,这是因为,三层多联袋的内层和中间层适应于牛排上。模型C的长期结果
模型CC2和模型CS2的多联袋和作为参照物的可商业买到的冰箱袋相比,其性能也明显地要好一些。事后认识到,这样的高性能要归功于衬袋趋于“适应”食品,并使可产生冰的主要空间最小化。也许应当注意到,这些模型的性能优越性对于不规则形状的食品,如茎椰菜和有骨头的鸡,在试验过程中的性能的明显性要低一些。
模型C的衬袋和支承袋的各种特性都要进行测试,并与可商业买到的冰箱袋的相应特性相比较。例如,模型C的内层的相关刚度(由下列方程确定Z=t3×TDSM)比可商业买到的“冰箱袋”要低1-2个数量级(例如,0.59mm3kPa比34mm3kPa)。
还进行了另外一个试验,即把上述的模型CC的多联袋与具有压花衬袋的模型CC的多联袋相比较。该试验包括重新包装五种不同的肉食;和,评价多联袋,包括相互比较进行评价,以及与可商业买到的冰箱袋进行比较,采用的是简化的五级评分标准。被试验的参照袋是商标为ZIPLOC的冰箱袋(参照物)。模型
采用的多联袋是双联袋,其支承袋的厚度为44.4微米,而衬袋的厚度为15.2微米。其中一个多联袋的内层具有压花,以下称“压花内层”,另外一个多联袋的内层是平的或光滑的,以下称“平内层”。两种多联袋都由聚乙烯制成。具有压花衬袋的压花图案是均匀的菱形,每英寸上有16个这样的菱形。
绞细牛肉、丹佛肉排、无骨/无皮鸡胸、鱼团和猪排肋肉的试验样本都有五个,五个样本都装入平内层多联袋、压花内层多联袋和商标为ZIPLOC的冰箱袋内。每个袋内只有一块食品。这些袋都在0°F的条件下置于商用冰箱内。冰箱在各种不同的时间间隔内被打开,以观察和评价样本。评分标准
评分标准的制定是为了使在作为试验样本的肉食的表面上形成的冰晶体成为可见的数值化。评分标准分五级“<低-低”、“低-中”、“中”、“中-高”和“高”。
“<低-低”是指,肉食表面上没有或只有很小和很细微的冰晶体,冰晶体的面积是从1.6-3.2cm2,没有冰箱风干现象。
“低-中”是指由于某些部位的膜翘起早期产生了三维的冰晶体,在与肉食相接触的膜的表面上没有冰箱风干现象。
“中”是指在肉食的表面上产生了一些冰晶体,其面积大于3.2cm2,至少1/4的肉食表面失去了与膜的接触,冰箱风干现象很小甚至没有。
“中-高”是指在肉食表面的1/3以上的表面上产生了一些三维的冰晶体,这是由于更多地失去了与膜的接触,冰箱风干现象也出现了。
“高”是指至少在肉食的1/2的表面上出现了冰晶体,和/或,冰箱风干现象出现了。结果
在冷冻时间达17个星期和八个月的冰箱试验的结果见表1。每个评价种类中的数字是肉食样本的数目(从五个试验样本中得出),肉食样本在特定的时间内具有特定的评价属性。结果表明,本发明的两种多联袋都防止了冰晶体的产生和冰箱风干现象,对肉食进行的试验与参照物的性能进行了比较。
表1
尽管对本发明的特定实施例进行了说明,应该懂得,本领域的技术人员会发现可进行种种修改和变化,这都在本发明的精神和范围之内。
权利要求
1.一种冰箱袋,其包括一多联袋,该多联袋具有至少一个内层的衬袋和一个外层的支承袋;内层的衬袋具有第一侧膜和第二侧膜,两者沿各自的横向边缘连接在一起,形成了边封,每个侧膜都具有上边缘,该衬袋具有折边,该折边限定了衬袋的底部;外层的支承袋具有两个侧膜,两者沿各自的横向边缘连接在一起,形成了边封,每个侧膜都具有上边缘,该上边缘限定了多联袋的开口,支承袋具有折边,该折边限定了多联袋的底部,衬袋的上边缘连接在支承袋的各侧膜的内侧面上;其中,衬袋由热塑材料制成,其名义侧膜的厚度小于50.8微米。
2.如权利要求1所述的冰箱袋,其中,衬袋的上边缘在与多联袋的开口的预定距离处连接在支承袋上。
3.如权利要求1所述的冰箱袋,其中,衬袋的侧膜的名义厚度为从7.6-25.4微米。
4.如权利要求3所述的冰箱袋,其中,衬袋包括热塑膜,所述热塑膜包括均聚物和乙烯的共聚物。
5.如权利要求1所述的冰箱袋,其中,多联袋包括衬袋和支承袋;衬袋沿其横向边缘通过公共边封附加地连接在支承袋上。
6.如权利要求5所述的冰箱袋,其中,至少衬袋的内表面有织构形状,并且经过了电晕处理。
7.如权利要求1或6所述的冰箱袋,其中,支承袋沿其相对应的内表面具有适配的阳封闭元件和阴封闭元件。
8.如权利要求1或5所述的冰箱袋,其中,衬袋的上边缘用铰式或热密封式包皮密封连接在支承袋的侧膜上。
9.如权利要求1或5所述的冰箱袋,其中,支承袋或衬袋或两者的组合的侧膜具有至少一个气孔。
10.如权利要求1所述的冰箱袋,在衬袋和支承袋之间进一步包括一内层膜。
11.如权利要求10所述的冰箱袋,其中,衬袋具有数个均匀分布的微孔;衬袋的上边缘与支承袋的侧膜的连接是不连续的。
12.如权利要求10所述的冰箱袋,其中,内层膜是羟脯氨酰甲基纤维素或聚乙烯醇。
13.如权利要求1或10所述的冰箱袋,其液体贮存容量在0.5683dm3至7.57dm3之间。
14.如权利要求1-6其中之一或权利要求10所述的冰箱袋,其中,衬袋具有颜色,该颜色不同于支承袋的至少一部分的颜色。
15.如权利要求1所述的冰箱袋,其中,衬袋的边封与支承袋的边封相分离。
16.制作多联袋的方法,该多联袋具有至少一个内层的衬袋和一个外层的支承袋;所述方法包括下列步骤
进给第一热塑膜带,其厚度大于25.4微米,具有在平行边缘之间的第一横向膜带宽度;
进给至少一个第二热塑膜带,其厚度小于50.8微米,具有第二横向膜带宽度,第二横向膜带宽度小于第一热塑膜宽度;
把第二热塑膜带覆盖在第一热塑膜带上,使第二热塑膜带位于第一热塑膜带的平行边缘之间;
把第二热塑膜带连接在第一热塑膜带上,连接位置是沿着第二热塑膜带的平行边缘;
沿横向折叠各膜带;和
用密封方法切断折叠的各膜带,以形成口袋。
17.如权利要求16所述的方法,包括下列步骤沿第一热塑膜带的相对应的平行边缘粘贴适配的阳封闭元件和阴封闭元件;其中,各膜用铰式包皮密封或热密封式包皮密封相连接。
18.如权利要求16所述的方法,其中,所述第一热塑膜带沿相对应的平行边缘具有适配的阳封闭元件和阴封闭元件;所述第二热塑膜带覆盖在所述第一热塑膜带的所述封闭元件之间。
19.如权利要求16、17或18所述的方法,进一步包括下列步骤在所述第一热塑膜带上冲孔,以在外层的支承袋上形成气孔。
20.制作多联袋的装置,该多联袋具有至少一个内层的衬袋和一个外层的支承袋;所述装置包括
进给第一热塑膜带的元件,该第一热塑膜带的厚度大于25.4微米,具有在平行边缘之间的第一横向膜带宽度;
进给至少一个第二热塑膜带的元件,该第二热塑膜带的厚度小于50.8微米,具有平行边缘之间的第二横向膜带宽度,第二横向膜带宽度小于第一热塑膜宽度;
把第二热塑膜带覆盖在第一热塑膜带上的元件,使第二热塑膜带位于第一热塑膜带的平行边缘之间;
把第二热塑膜带连接在第一热塑膜带上的元件,连接位置是沿着第二热塑膜带的平行边缘;
沿横向折叠各膜带的元件;和
用密封方法切断折叠的各膜带的元件,以形成口袋。
全文摘要
本发明提供了一种冰箱袋,其包括一多联袋(90),该多联袋(90)具有至少一个内层的衬袋(91)和一个外层的支承袋(92);内层的衬袋具有第一侧膜(94)和第二侧膜(94’),两者沿各自的横向边缘连接在一起,形成了边封,每个侧膜都具有上边缘(95,95’),该衬袋具有折边,该折边限定了衬袋的底部;外层的支承袋具有两个侧膜(96,96’),两者沿各自的横向边缘连接在一起,形成了边封,每个侧膜都具有上边缘,该上边缘限定了多联袋的开口,支承袋具有折边,该折边限定了多联袋的底部,衬袋的上边缘连接在支承袋的各侧膜的内侧面上;其中,衬袋由热塑材料制成,其名义侧膜的厚度小于2.0mil(50.8微米)。
文档编号B31B39/00GK1209105SQ96180029
公开日1999年2月24日 申请日期1996年2月16日 优先权日1996年2月16日
发明者孜恩·E·M·萨德, 道格拉斯·P·古德拉赫, 弗吉尼亚·D·卡路尔, 罗格·D·威路曼, 迈克尔·A·巴比耐克, 林达·W·爱里森, 克劳蒂亚·J·吉拉尔多 申请人:S·C·约翰逊家贮公司
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