CN1750981A - 捆包和形成捆包的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及使用真空包装和真空包装技术。本发明的实施方案包括捆包和包含密封室的包装，所述密封室具有处于小于环境大气压力的压力下的内容积。在本发明另一个实施方案中，所述包装的内容积包含蓬松材料、蓬松纤维材料、纤维或者纤维状材料。同样公开了用于包装的方法、包装系统和用于包装的设备。

Description

捆包和形成捆包的方法和设备
相关申请的描述
本申请根据35USC119要求2003年2月14日提交的美国临时申请序列号60/447,440的优先权，该临时申请的题目为“用于纤维和纤维状材料的包装、包装系统、包装方法和包装设备”，其中公开的内容在此引入作为参考。
技术领域
本发明提供了新颖的捆包、包装、包装系统、包装方法和设备。本发明的实施方案特别适合于与蓬松纤维材料、纤维或者纤维状材料、包括聚合物纤维例如醋酸纤维一起使用。本发明的包装可以具有对处理、运输、储存和/或使用纤维有利的形状和尺寸。
背景技术
大宗商品，包括农产品、纤维、粒状产品等等，通常以大批形式包装、输送和储存。通常，这些物品以捆包的形式被包装、输送和储存。典型地，捆包包括由束缚带箍、绳索、金属丝等等环绕的大批材料。
例如，包括合成和天然纤维的纤维可用于各种各样的应用，并且在商业中普遍存在。许多纤维以捆包的形式包装和大批运输。典型地，捆包包括由束缚带箍、绳索、金属丝等等环绕的大批纤维。
许多纤维，及通常以捆包形式包装的其他材料，是弹性的，并且在被压缩后将回弹或者弹回。在典型的捆包操作期间，被捆包的材料在压力下被压缩。当解除外加压力时，弹性材料将以类似于弹簧的方式动作，并且膨胀或者弹回而在捆包的所有表面上产生压力。目前，固定装置和紧固件，包括带箍、扣环、绳索、金属丝、尼龙搭扣带等等被用于约束所述捆包的膨胀。通常许多固定装置被用于环绕所述捆包。
固定装置例如用于弹性材料捆包的带箍的缺点是，固定装置仅仅在其与捆包的接触点处提供局部化的束缚。在固定装置两边的材料仅仅被部分地束缚并且倾向于回弹，引起在相邻固定装置之间的捆包部分鼓出。整个捆包呈现不均匀的变圆的形状。此外，整个包装的尺寸可能随时间而变化。因此，捆包难以堆垛或者平放，因此可能不利于贮存、输送或者使用。
用于弹性材料捆包的固定装置的另一个缺点是，固定装置可能引起局部的损坏，包括在固定装置的接触点处捆包中材料被过度压实。损坏或者压实的材料可能导致从捆包中使用材料发生困难。例如，损坏或者压实的纤维可能引起在将纤维从捆包中牵引到加工设备中时出现困难。
用于弹性材料捆包的固定装置的另一个缺点是固定装置本身可能处于张力下。因此，在切割时，固定装置可能回弹并且对使用者具有潜在的危险。此外，捆包部分在张力释放时可能爆裂。为了最小化这些中的某些问题，可以降低材料被压缩的量，但是这将不利地减少捆包中每单位体积中材料的量。
除与使用固定装置有关的缺点之外，在某些现有的包装方案中，材料被暴露到环境中。结果，由于环境力，包括暴露于水分、气味、日光、粉尘等等，包装的材料可能被损坏。
就纤维而言，许多纤维是弹性的并且当被压缩时将回弹或者弹回。在典型的捆包操作期间，被捆包的纤维在压力下被压缩。当解除外加压力时，弹性纤维将以类似于弹簧的方式动作，并且膨胀或者弹回而在捆包的所有表面上产生压力。目前，固定装置和紧固件，包括带箍、扣环、绳索、金属丝、尼龙搭扣带等等被用于约束所述捆包的膨胀。通常许多固定装置被用于环绕所述捆包。
固定装置例如用于弹性纤维捆包的带箍的缺点是，固定装置仅仅在其与捆包的接触点处提供局部化的束缚。在固定装置两边的纤维仅仅被部分地束缚并且倾向于回弹，引起在相邻固定装置之间的捆包部分鼓出。整个捆包呈现不均匀的变圆的形状。此外，整个包装的尺寸可能随时间而变化。因此，捆包难以堆垛或者平放，因此可能不利于贮存、输送或者使用。
用于弹性纤维捆包的固定装置的另一个缺点是，固定装置可能引起局部的损坏，包括在固定装置的接触点处捆包中纤维被过度压实。损坏或者压实的纤维可能导致从捆包中使用纤维发生困难。例如，损坏或者压实的纤维可能引起在将纤维从捆包中牵引到加工设备中时出现困难。
用于弹性纤维捆包的固定装置的另一个缺点是固定装置本身可能处于张力下。因此，在切割时，固定装置可能回弹并且对使用者具有潜在的危险。此外，捆包部分在张力释放时可能爆裂。为了最小化这些中的某些问题，可以降低纤维被压缩的量，但是这将不利地减少捆包中每单位体积中纤维的量。
除与使用固定装置有关的缺点之外，在某些现有的包装方案中，纤维被暴露到环境中。结果，由于环境力，包括暴露于水分、气味、日光、粉尘等等，纤维可能被损坏。
鉴于上述与用于包装的现有技术有关的缺点，有利的是提供新颖的包装和用于包装的方法，它们能够解决许多或者所有的上述问题。
发明内容
就一般意义而言，本发明涉及用于蓬松材料包括蓬松商品的真空包装和真空包装技术。蓬松商品包括，但是不局限于，农业材料、纤维状材料、纺织材料等等。本发明提供了捆包、包装、包装系统、用于包装的方法和用于包装的设备。
本发明的实施方案克服了许多以上描述的缺点，并且提供了包装、贮存、输送和/或使用蓬松材料、尤其是纤维和纤维状产品的优点。
本发明的一个方面包括蓬松材料的捆包。
在一个方面，本发明提供了包装，该包装具有包含蓬松材料的内容积，其中所述内容积已经处于低于环境大气压力的压力下。
在另一方面，本发明提供了包装系统，其包括用于形成室的材料，所述室能够被抽空到低于环境大气压力的压力。
在另一个方面，本发明提供了包装蓬松材料的方法，其包括将蓬松材料置于低于环境大气压力的压力下。
在另一个方面，本发明提供了用于包装蓬松材料的设备，其包括用于包围所述蓬松材料以形成室的材料和抽空系统。本发明的设备可以进一步包括用于将蓬松材料压缩的装置。
本发明用于包装蓬松纤维材料、纤维和/或纤维状材料是尤其有利的。有利地用于本发明的纤维的实例在以下具体实施方式中列出。蓬松纤维材料，或者纤维，包括原料纤维、加工纤维等等。纤维状材料包括编织纤维、针织纤维、由纤维生产的材料，包括纺织品等等。本发明还可以有利地用于包装通常以捆包或者在容器中的方式运输的纺织品物体。其中纤维状材料包括纺织品的本发明实施方案，可以与现有技术真空毛衣袋和衣箱袋不同，因为本发明的纺织品包装具有类似捆包的特征和/或在本发明实施方案中可以使用阻挡层材料。
在一个方面，本发明提供了包装，该包装具有包含纤维的内容积，其中所述内容积已经被置于低于环境大气压力的压力下。本发明还提供了这样一种包装，其具有包含蓬松纤维材料的内容积，其中所述内容积已经被置于低于环境大气压力的压力下。此外，本发明提供了这样一种包装，其具有包含纤维状材料的内容积，其中所述内容积已经被置于低于环境大气压力的压力下。
在另一方面，本发明提供了可用于在真空下包装蓬松材料的包装材料。所述包装材料包括薄膜、层压制品等等，它们当被密封时能够保持至少大于24小时、通常大于48小时和优选大于72小时的至少部分真空(包装材料内部的内部压力低于环境大气压力)。在其中本发明的包装材料被用于包裹蓬松材料的实施方案中，所述包装材料理想地保持至少部分真空，直到蓬松材料内的膨胀力被平衡。
在另一个方面，本发明提供了可用于蓬松材料的真空包装的出口组合件。所述真空出口组合件包括突缘部分，其包括适合于通过包装材料延伸的出口，以便允许连通包装的内部空气。突缘部分通常具有比出口更大的表面面积，以为出口提供结构支撑。在一个实施方案中，突缘部分和出口可以基本上是圆形的，突缘部分的直径大于出口，通常为出口直径的至少一倍半。在使用时，突缘部分留在包装的内部，出口通过包装壁延伸到包装的外部。出口可以适合于连接到真空抽吸装置。在其它实施方案中，出口可以包括单向阀，其容许空气从包装的内部逸出，但是限制空气流入包装。真空出口组合件可以进一步包括将突缘和出口密封到包装壁以最小化泄漏的密封；在形成真空之后密封所述出口的覆盖物或者盖子。
在另一个方面，本发明提供了包装纤维的方法，其包括将纤维置于低于环境大气压力的压力下。在另一个方面，本发明提供了包装蓬松纤维材料的方法，其包括将纤维置于低于环境大气压力的压力下。在另一个方面，本发明提供了包装纤维状材料的方法，其包括将纤维置于低于环境大气压力的压力下。
在另一个方面，本发明提供了用于包装纤维的设备，其包括用于包裹纤维形成室的材料和抽空系统。本发明的设备可以进一步包括用于将纤维压缩的装置。在另一个方面，本发明提供了用于包装蓬松纤维的设备，其包括用于包裹蓬松纤维形成室的材料和抽空系统。本发明的设备可以进一步包括用于将蓬松纤维压缩的装置。在另一个方面，本发明提供了用于包装纤维状材料的设备，其包括用于包裹纤维状材料形成室的材料和抽空系统。本发明的设备可以进一步包括用于将纤维状材料压缩的装置。
本发明的实施方案克服了以上在背景技术中描述的现有技术包装和包装方法的许多缺点。
此外，本发明的实施方案可以具有一个或多个以下优点。
在本发明包装的某些实施方案中，不要求外部包装或者束缚带箍。
在本发明包装的某些实施方案中，所述壁提供了水汽阻挡层，其将内部产品与环境水分密封隔绝。
在本发明包装的某些实施方案中，所述壁提供了气味阻挡层，其使包装内产品获得的气味最小化。
在本发明包装的某些实施方案中，包装尺寸随时间基本上保持恒定。
在本发明包装的某些实施方案中，所述包装保持箱形形状，具有平整表面，能够堆垛和以各种定向方式储存。
在本发明包装的某些实施方案中，纤维密度(量)与普通的捆包相比可以提高超过10％。
在本发明包装的某些实施方案中，包装标志或者图形可以包括在所述壁的外侧上。
在本发明包装的某些实施方案中，破裂的包装或者缺乏差压将不会引起包装爆裂。
在本发明包装的某些实施方案中，所述包装可以容易地打开。
在本发明包装的某些实施方案中，蓬松材料、纤维、蓬松纤维材料或者纤维状材料可以在包装被打开之后逐渐地使用。
在本发明包装的某些实施方案中，包装尺寸可以调整，以便在运输和/或贮存时易于码垛。
本发明包装系统、方法和设备的实施方案对于生产本发明的包装及其他包装是有利的。
在下面具体实施方式部分中阐述了本发明特征和优点的更详细内容。
附图说明
图1举例说明了本发明包装的一个实施方案。
图2以部件分解图的方式举例说明了用于本发明实施方案的室的可能的实施方案。
图3以部件分解图的方式举例说明了用于本发明实施方案的室的另一个可能的实施方案。
图4A和4B以部件分解图和装配图的方式举例说明了本发明包装系统的一个实施方案。
图5举例说明了本发明包装的另一个可能实施方案的制备，以及包装的最终构形。
图6A、6B、6C和6D提供了本发明真空出口组合件的实施方案的视图。
图7举例说明了本发明设备的实施方案。
具体实施方式
本发明提供了捆包、包装、包装构成部件、包装系统、包装方法和包装设备，它们能够有利地用于蓬松材料、蓬松纤维材料、纤维或者纤维状材料。
本发明的实施方案可以包括各种通常以大的体积被包装、运输和/或储存的材料和/或可以用于这些材料，包括通常以捆包的形式被包装、运输和/或储存的材料。这类材料的实例包括，但是不局限于，农产品包括烟草、蓬松纤维材料、纤维、纤维状材料、棉花、纸板、干草和稻草。关于这一点，本发明捆包和包装的某些实施方案可以与迄今已知的用于消费品例如咖啡的包装不同，这些不同至少体现在尺寸和体积上。正如可以从本文的描述看到的，在其中捆包被使用的应用中，本发明的捆包用作使用带箍的普通捆包的代替物是有利的。
本发明的实施方案可以包括各种各样的纤维和/或可以用于各种各样的纤维，包括，但不局限于，切断纤维、丝束纤维、纺织品长丝纤维，例如：
乙酸酯：醋酸纤维素，制造的纤维，其中成纤物质是醋酸纤维素。其中不少于92％的羟基被乙酰化，术语三乙酸酯可以用作该纤维的一般描述；
丙烯酸类：制造的纤维，其中成纤物质是任何由至少85％重量丙烯腈单元(-CH2-CH[CN]-)x组成的长链合成聚合物；
阿尼迪克斯：制造的纤维，其中成纤物质是任何由至少50％重量的一元醇和丙烯酸，-(CH2＝CHCOOH]-)x的一种或多种酯组成的长链合成聚合物；
芳族聚酰胺：制造的纤维，其中成纤物质是长链合成聚酰胺，其中至少85％的酰胺(-CO-NH-)键被直接连接在两个芳香环之间；
人造蛋白质纤维：制造的纤维，其中成纤物质由任何再生的、天然存在的蛋白质组成；
双组分：双组分纤维由两种具有不同的化学和/或物理性能的聚合物组成，它们从相同的喷丝板挤出，使得两种聚合物处于相同的长丝内；
棉花；
羊毛；
其他天然纤维，例如亚麻、大麻纤维、安哥拉毛、毛皮等等；
弹性酯：弹性酯是官方美国联邦贸易委员会的普通纤维类型，其定义为：至少50％重量脂肪族聚醚和至少35％重量聚酯；
玻璃：包括e-玻璃s-玻璃及其他矿物纤维；
碳纤维；
lyocell：通过有机溶剂纺丝过程制备的纤维素纤维，其中：
1)“有机溶剂”指有机化学品和水的混合物，和
2)“溶剂纺丝”指溶解和纺丝，而不形成衍生物；
蜜胺：制造的纤维，其中成纤物质是由至少50％重量交联的蜜胺聚合物组成的合成聚合物；
金属类：制造的纤维，其由金属、塑料涂覆的金属、金属-涂覆的塑料或者完全由金属覆盖的芯组成；
改性聚丙烯腈纤维：(制造的纤维，其中成纤物质是任何由低于85％但是至少35％重量的丙烯腈单元(-CH2CH[CN]-)x组成的长链合成聚合物；
尼龙：制造的纤维，其中成纤物质是长链合成聚酰胺，其中低于85％的酰胺-键(-CO-NH-)直接连接到两个脂族基团；
奈特里尔纤维：制造的纤维，其包含至少85％的偏二氰乙烯(CH2C[CN]2-)x的长链聚合物，其中偏二氰乙烯含量不少于聚合物链中每种其他单元；
烯烃：制造的纤维，其中成纤物质是任何由至少85％重量乙烯、丙烯或者其它烯烃单元组成的长链合成聚合物；
PBI：制造的纤维，其中成纤物质是长链芳族聚合物，其具有作为聚合物链的不可分割的部分的重复咪唑基团；
PEN：聚萘二甲酸乙二醇酯；
PLA：聚交酯纤维或者聚乳酸纤维；
聚酯：制造的纤维，其中成纤物质是任何由至少85％重量的取代芳香族羧酸的酯组成的长链合成聚合物，所述取代芳香族羧酸包括，但不限于，取代的对苯二甲酸单元，p(-R-O-CO-C6H4-CO-O-)x和对位取代的羟基-苯甲酸酯单元，p(-R-O-CO-C6H4-O-)x；
聚丙烯：制造的纤维，其中成纤物质是任何由至少85％重量乙烯、丙烯或者其它烯烃单元组成的长链合成聚合物；
人造丝：制造的纤维，其由再生纤维素组成，其中取代基置换不多于15％的羟基氢；
萨纶：制造的纤维，其中成纤物质是任何由至少80％重量偏二氯乙烯单元(-CH2-CCl2-)x组成的长链合成聚合物；
斯潘德克斯：制造的纤维，其中成纤物质是长链合成多硫化物，其中至少85％的硫化物(-Sn-)键直接连接到两个(2)芳香环；
sulfar：制造的纤维，其中成纤物质是长链合成多硫化物，其中至少85％的硫化物(-Sn-)键直接连接到两个(2)芳香环；
三乙酸酯：将纤维素与来自乙酸和乙酸酯酸酐的乙酸酯结合衍生自纤维素的三乙酸酯。乙酸纤维素被溶于二氯甲烷和甲醇的混合物中，以便纺丝。当长丝从喷丝板出来时，溶剂在热空气中被蒸发-干纺-留下几乎纯的乙酸纤维素纤维。与醋酸纤维相比，三乙酸酯纤维包含较高比例的乙酸酯-比-纤维素；
维纳尔：制造的纤维，其中成纤物质是任何由至少50％重量的乙烯醇单元，(-CH2CH[OH]-)x组成的长链合成聚合物，并且其中乙烯醇单元和任何一种或多种的各种缩醛单元的总量是纤维重量的至少85％；和
维荣：制造的纤维，其中成纤物质是任何由至少85％重量氯乙烯单元(-CH2CHCl-)x组成的长链合成聚合物；
对于本发明的目的，除非另外指明，在说明书中所使用的所有表示成分的量、反应条件等等的数字应被理解为在所有情况下是用词语“大约”修饰的。
因此，除非相反地指明，在下面说明书中提到的数值参数是近似值，其可以根据本发明所要获得的所希望的性能而变化。至少，而不是试图对权利要求范围的等同原则的应用进行限制，每个数值参数应该至少根据所报告的有效数字并且应用普通的取舍方法进行解释。
尽管提出本发明的宽范围的数值范围和参数是近似值，但是在特定的实施例中提出的数值被尽可能精密地报告。然而，任何数值固有地包含某些误差，这些误差当然地由相应的测试方法中的标准偏差产生。此外，本文公开的所有范围应被理解为包含其中包容的任何和所有子范围，以及端点之间的每个数值。例如，描述的范围“1到10”应该被理解为包括最小值1和最大值10之间(包括端点)的任何和所有子范围；即所有从最小值1或以上的数值开始的子范围，例如1到6.1，以及以最大值10或者以下的数值结束的子范围，例如5.5到10，以及所有在所述端点内开始和结束的范围，例如2到9、3到8、3到9、4到7，以及最后到包含在该范围内的数字1、2、3、4、5、6、7、8、9和10的每个数字。此外，任何被称为“引入本文”的参考文献被理解为其全部内容被引入本文。
还应注意，当用于本说明书时，单数形式“一”、“一个”和“该”包括多个对象，除非清楚地和明确地被限制成指一个对象。
本发明的一个方面是一种包装，其包括包含蓬松材料的密封室，其中所述室已经被置于低于环境大气压力的初始内部压力下。优选所述室是气密密封的。所述密封室可以包括许多的壁，包括上壁、下壁和许多侧壁，它们限定内部室体积。所述密封室还可以包括能够被密封、优选气密密封的袋或者类似的容器。虽然本发明参考包括壁的基本上箱形的(稍微拱起的直角平行六面体)实施方案进行描述，但是本发明实施方案不局限于此，因此密封室可以具有其他的形状。可密封的袋或者容器的结构和组成可以与以下参考室壁描述的结构和组成相似。
在实施方案中，在施加真空之前所述壁可以是足够柔性和弹性的，以与要被包装的蓬松材料的几何形状适应。相似地，蓬松材料的体积可以为所述壁提供结构支撑。
所述壁可以包括聚合物薄膜，例如包含以下物质的薄膜：聚乙烯(“PE”)；聚丙烯(“PP”)；乙烯-乙烯醇聚合物(“EVOH”)；尼龙；聚酯薄膜；聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)；聚对苯二甲酸乙二醇酯二醇(“PETG”)；聚酰亚胺；聚酰胺；Tyvek防护材料，由E.I.DuPontde Nemours and Company，Wilmington，特拉华制造和出售；Valéron强度薄膜(如下所述)，由Illinois Tool Works，Inc.分部制造和出售；BO(双轴取向)尼龙；LLDPE(线性低密度聚乙烯)；ULLDPE(超线性低密度聚乙烯)，SiOx(二氧化硅)-Nylon，SiOx-PET等等，并且在密封和引入真空之前可以具有不同程度的柔顺性和回弹性。所述聚合物薄膜可以提供强度和/或抗穿刺性。所述壁可以包括单层或者许多层，其可以具有层压结构。正如可以看到的，所述聚合物薄膜可以用陶瓷材料、氧化物等等例如二氧化硅涂覆。例如，适合的薄膜层压制品可以包括SiOx Nylon/Valéron/LLDPE。
所述壁可以另外地，或者作为替代方案，包括金属箔，包括铝、锡、镍和/或合金。
在本发明的某些实施方案中，其中蓬松材料可能遭受由水分和/或其它环境因素引起的降解，因此所述壁可以提供气体、水分和/或气味阻挡层，其将内容物与外界环境密封隔绝。
所述壁可以进一步包括阻挡层元件、结构支撑和/或保护元件，包括铝和/或其他金属片材或者网格、纸板、木材、编织材料，包括合成或者天然纤维，编织带箍等等。
所述阻挡层元件可以提供阻挡对蓬松材料可能有不利影响的物质的阻挡层，所述物质例如包括化学品蒸气、水、紫外线等等。所述壁可以包括包含薄膜和这些附加层的层压制品。层压制品中的每个层可以被选择，以提供一种或多种功能，例如铝层可以提供气体阻挡功能以及提供提高的抗穿刺性。
通常，壁的厚度将足以在最多24小时内在包装内部保持至少部分真空，通常在一段时间以后足以使被包装的蓬松材料内的膨胀力被基本上平衡。典型的厚度将在以下提出。
至少一个壁，侧壁、上壁或者下壁，将包括抽空装置，以允许所述室被抽空。本文使用的“抽空装置”指阀门、出入口、管子、软管等等，其容许气体(例如空气)从所述室的内部体积中被除去。适合的抽空装置包括，但是不局限于，本领域中已知的那些，例如真空止回阀门、真空配件或者可密封的出入口，其容许所述室被抽空。适用于本发明的真空止回阀门的实例描述于美国专利6,056,439，其中公开的内容在此引入作为参考。取决于应用，可以使用许多抽空装置，例如在一个或多个壁中的真空止回阀门。
附加地，或者作为如上所述的抽空装置的替代方案，本发明的实施方案可以包括出入口，其随后用翅形封口或者搭接封口密封。
在一个方面，本发明提供了适合用于本发明实施方案的作为抽空装置的真空出口。该真空出口更详细地描述于以下。
术语“低于环境大气压力”以符合其普通含义的方式使用，其中环境指高于/低于海平面的高度和在形成包装的位置的温度。低于环境大气压力还被理解为是指至少部分真空所开始的压力。因此，本发明包装中室的内容积的压力将被置于至少部分真空下。
标准环境大气压力被理解为是在25摄氏温度(“℃”)下，在海平面高度下，101,325帕(“Pa”)、101.325kPa的压力。正如本领域普通技术人员所理解的，大气压力作为高度和温度的函数而变化，因此在本发明实施方案中，低于环境大气压力的压力将因此而变化。本发明包装的实施方案将通常包括密封室，其具有内部压力，该内部压力在由加工设备将所述室抽空的能力决定的下限到低于环境大气压力的上限之间。通常，本发明包装的实施方案的内部压力为16,000到低于101,325Pa，更特别地40,000到92,000Pa，和在某些实施方案中50,000到70,000Pa。
对于其中所述包装包含弹性的蓬松材料的本发明实施方案，所述蓬松材料在被压缩到捆包中时将回弹和施加向外的压力，这时防止捆包变大的内部室压力将通常等于每单位面积的纤维力减去大气压力，以保持平衡。内部室压力根据具体应用的需要可以较高或者较低。捆包在室内的密度可以随真空压力而变化。
本文使用的“密封的”以符合其普遍接受的含义的方式使用，指对于气体物质(例如空气)或者其它液体的通过是基本上完全密闭的。室或者包装保持密封的程度将部分地依赖于用于形成所述室的材料的渗透率，例如聚合物薄膜的渗透率。
在本发明有利的实施方案中，所述包装应该被充分地密封，以能够保持初始部分真空至少2天。优选地，本发明的包装将被充分地密封，以便在从初始抽空到纤维被使用的时间中，保持至少部分真空。例如，包装填充和用于某些工业应用之间的平均时间是30天，因此有利的是本发明的包装保持至少部分真空达到至少45天。对于本发明某些实施方案，有利的是包装保持至少部分真空达到至少300天，或者甚至最多365天。
正如可以从本文中的描述看到的，在某些实施方案中，本发明的特征和优点可以通过将包含蓬松材料的室的内容积置于低于环境大气压力的压力下而获得，即使内容积内的压力可能随时间而变化，并且可以最终恢复到环境大气压力。术语“初始压力”在本文中用以描述在所述室被首先密封的时候的压力。
如以下更详细地描述的，密封可以通过普通方法实现，例如焊接、贴胶带、粘合、熔合或者另外的连接壁边缘和/或包裹所述纤维的材料的其它开口部分。适合的焊接技术包括热焊接和感应焊接。密封还可以通过使用联锁通道或者类似拉链的部分(以类似于拉-锁(Zip-loc)袋的方式)来机械地产生。
本发明的包装可以进一步包括不被密封的另外的壁和/或包装。例如，本发明的包装可以置于用于运输和/或贮存的编织材料、袋或者纸板箱的内部。在一个实施方案中，本发明包括包含密封壁的密封包装，所述密封壁足以提供氧气阻挡作用，并且进一步包含外部包装材料，其足以提供附加的水汽阻挡作用。外部包装材料还可以在运输、海运和储存期间提供附加的保护。
此外，所述壁的外侧，或者外部包装材料，可以包含印迹或者图形。
在储存时本发明包装的实施方案可以有利地堆垛。虽然包装保持足够地密封、以保持真空通常是优选的，但是如果在堆垛的包装中真空消失，所述包装可以保持基本上相同的形状，由于由施加真空产生的纤维膨胀力的降低。因此，如果初始真空随时间和在使用之前降低，本发明的包装仍然保持许多优点。
在不背离本发明范围的前提下，本发明实施方案可以具有任何物理尺度并且具有任何尺寸。
本发明的某些实施方案具有近似等于适用于常规工艺设备的普通纤维捆包的尺寸，通常80到120厘米(“cm”)宽乘100到150厘米长乘105到155厘米高。用于常规工艺设备的优选的尺寸是95到105厘米宽乘115到125厘米长乘120到135厘米高。
为了在工业化工艺设备中使用，本发明包装的实施方案将通常包含内容积为0.9到2.3立方米(m3)、更特别地1.2到1.8m3和在某些实施方案中1.4到1.6m3的内容积。为了用于被制造成使用普通捆包尺寸的某些加工设备，本发明包装的实施方案将包含内容积近似等于普通捆包的大约1.7到2m3的内容积。
本发明包装的实施方案可以包括任何形状，包括立方形、似立方形、圆柱形、圆锥形、锥体形、球形、基本上球形、基本上立方形等等。“似立方形”以符合其在几何学中的含义的方式使用，其中其表示直角平行六面体，例如具有相对直角的角和不全部相等的长、宽和高的箱形体。对于运输、处理、贮存和使用，立方形、似立方形、基本上的立方形或者基本上的似立方形可能是优选的。为了以与迄今已知的纤维捆包类似的方式使用而设计的本发明包装的实施方案优选具有近似纤维捆包的几何形状，即基本上是似立方形的。
正如将从本文的描述看到的，本发明实施方案可以不具有绝对直角的角，并且各个面可以不是完全平面的。例如，正如如下所述的，本发明包装的实施方案可以在其上壁和/或下壁面处具有轻微的隆起或者弧形的形状。因此，本文提出的本发明实施方案的形状的任何描述，应该被理解为在本文中用以描述一般的形状。
本发明某些实施方案的另一个方面是包装的蓬松材料具有降低的膨胀倾向。因此，所述包装随时间保持基本上一样的形状。
本发明某些实施方案的方面是，蓬松材料的平整度与在非真空条件下束缚的相应体积的蓬松材料的平整度相比得到提高，例如包装的壁可以保持为基本上平坦的。在本发明实施方案中，壁的边缘和壁的中心点之间的高度差可以小于8厘米(“cm”)、优选小于5cm、更优选小于3cm，并且在某些实施方案中小于1cm。例如，对于似立方形实施方案，上壁和下壁可以是基本上平坦的，使得上壁或者下壁的边缘和上壁或者下壁的中心点之间的高度差小于8cm、优选小于5cm、更优选小于3cm、甚至更优选小于1cm。这种平整度提供了本发明包装在运输、贮存和使用中的优点。
本发明某些实施方案的其他方面是，所述室的壁可以被压纹，以有助于堆垛，包括图形或者标记信息，或者为了其它目的进行的压纹。这种压纹可以通过在一部分的捆包压板和/或压捆室的底板上制造隆起浮凸，和以本文描述的方式使用所述压板将纤维压缩来完成。正如本领域普通技术人员将认识到的，“捆包压板”是用于压缩材料的液压机冲头组合件的平板。在一个实施方案中，包装包括在上侧的“隆起”压纹部分和/或在底侧上的“凹进”压纹部分，使得在堆垛时有助于包装的联锁。在交替的实施方案中，包装的底侧可以用槽来压纹，以有助于铲车的叉部分在包装下面的插入。正如在此描述的，在所述室壁包括聚合物薄膜时，所述壁基本上适应包含在所述壁内的蓬松材料的整体的形状。
本发明某些实施方案的特征是，所述包装包括压纹的凹凸形状，例如在其上壁和/或下壁上，其有助于使用普通的铲车和类似的用于移动堆垛的设备来处理和贮存
本发明对于用于蓬松纤维材料、纤维或者纤维状材料是有利的。本发明实施方案提供了包括密封室的包装，所述密封室具有在小于环境大气压力的初始压力下的内容积，所述内容积包含蓬松纤维材料。在另一个实施方案中，本发明提供了包含密封室的包装，该密封室具有处于小于环境大气压力的初始压力下的内容积，所述内容积包含纤维。在另一个实施方案中，本发明提供了包含密封室的包装，该密封室具有处于小于环境大气压力的初始压力下的内容积，所述内容积包含纤维状材料。以上参考本发明包含蓬松材料的实施方案给出了关于包装的详述。
本发明某些实施方案的优点是，在本发明包装中材料或者纤维的密度，与在非真空条件下(例如通过带箍束缚的普通的捆包)的材料或者纤维的对应体积的密度相比，可以提高。本发明的实施方案可以具有为在具有束缚带箍的捆包中包装的类似纤维或者材料的密度的1.1到2.0倍、通常1.1到1.5倍的在包装内的纤维或者材料密度的增量。
本发明某些实施方案的附加的优点是，本发明包装内的纤维或者材料的密度可以是基本上均匀的。
本发明某些实施方案的其他优点是，本发明包装的总重量，与在非真空条件下(例如用带箍束缚的普通的捆包)的相应体积的纤维或者材料的重量相比，可以提高。本发明实施方案可以具有超过具有大约相同的体积的带有束缚带箍的普通捆包1.1到2倍、通常1.1到1.5倍的重量增量。
本发明实施方案可以具有一个或多个这些优点或者在此描述的其它优点。
本发明包装中的材料或者纤维的密度和包装的总重量将取决于包装中材料或者纤维的组成。例如，本发明基本上似立方形的(箱形的)实施方案，其包含95到105厘米宽乘115到125厘米长乘120到135厘米高的乙酸酯丝束纤维，可以具有825到1175千克、通常880到1130千克的总质量。包装中纤维的密度可以为0.2到0.9克每立方厘米(g/cc)、通常0.48到0.82g/cc，通常0.50到0.78g/cc。
以下参考附图更详细地描述本发明包装的实施方案。
在另一方面，本发明提供了用于包装蓬松材料的包装系统，或者套件，所述蓬松材料包括蓬松纤维材料、纤维和纤维状材料。在一个方面，所述包装系统包括可密封的室，所述室包括抽空装置。
在一个实施方案中，所述包装系统可以包括许多的壁，它们能够彼此密封形成密封室，优选气密密封室。每个壁可以提供有预先折叠的边缘或者褶翼，以提供密封面。在另一种实施方案中，所述壁可以彼此搭接密封。至少一个壁将进一步包括至少一个抽空装置，例如真空配件、真空配件止回阀，或者出入口，以容许在组装之后将所述室抽成真空。可选择地，包装系统可以包括可密封的袋或者容器。包装系统的特征基本上类似于在此关于本发明的包装所描述的那些。
在另一个方面，本发明提供了用于包装蓬松材料的方法，包括在蓬松材料的体积的周围形成可密封的室，抽空所述室以在所述室内产生小于环境大气压力的内部压力，和密封所述室。
所述方法还可以包括将蓬松材料的体积压缩。压缩步骤可以在围绕所述蓬松材料的体积形成所述室之前进行，或者可以在所述室形成之后在抽空所述室之前进行，或者在两种情况下进行。
在另一个方面，本发明提供了包装蓬松纤维材料、纤维或者纤维状材料的方法，其包括围绕一定体积的材料或者纤维形成可密封的室，抽空所述室以在所述室内产生小于环境大气压力的内部压力，和密封所述室。
所述方法还可以包括将所述体积的材料或者纤维压缩。
压缩步骤可以在围绕所述体积的材料或者纤维形成所述室之前进行，或者可以在所述室形成之后在抽空所述室之前进行，或者在两种情况下进行。
关于上述用于包装蓬松材料、蓬松纤维材料、纤维或者纤维状材料的本发明方法的实施方案，将所述室抽空将在所述室中产生至少部分真空，实际上小于环境大气压力的内部压力。为了最小化一定体积的材料或者纤维施加向外的压力的倾向，例如由于回弹，在密封所述室之后，抽空应该至少足以产生等于所述材料或者纤维在每单位面积上施加的力减去大气压力的真空压力。抽空可以进行到在室内获得小于材料或者纤维在每单位面积上施加的力减去大气压力的内部压力，并且在某些实施方案中在所述室内获得小于材料或者纤维在每单位面积上施加的力减去大气压力的内部压力。真空施加的压力一般地大于或等于由纤维在每单位面积上施加的力。
形成可密封的室的步骤可以包括组装许多的壁的步骤，包括上壁、下壁和许多侧壁。所述壁可以通过将单个壁板相互组装和密封而被组装。在某些实施方案中，一个或多个壁可以由被折叠或者皱褶的单片材料形成。可选择地，对于可密封的袋或者容器，形成可密封的室的步骤可以包括将材料或者纤维放在所述袋或者容器内，然后将开口密封的步骤。
本发明方法的实施方案的特征是，将材料或者纤维压缩的步骤可以用于在所述室中产生部分真空，实际上小于环境大气压力的压力。例如，材料或者纤维可以被放入包括真空止回阀门的可密封的室中，将所述室密封，然后当处于所述密封室中时将纤维压缩。在压缩期间，室中的空气和气体通过真空止回阀门被从所述室中抽出。结果，在释放压缩力，达到平衡时，在所述密封的室内产生了至少部分真空，和小于环境大气压力的压力。
本发明方法的步骤可以以不同的顺序进行。在一个实施方案中，本发明方法包括：提供材料或者纤维；压缩所述材料或者纤维；形成围绕所述材料或者纤维的可密封的室；密封所述室；抽空所述室，然后解除压缩。
在一个选择性的实施方案中，本发明方法包括：提供材料或者纤维，围绕所述材料或者纤维形成可密封的室；密封所述室；压缩所述材料或者纤维，同时容许室内的空气排出，借此至少部分地抽空所述室；然后解除压缩。
在另一个实施方案中，本发明方法包括：提供材料或者纤维；压缩所述材料或者纤维；束缚压缩的材料或者纤维；解除压缩；形成围绕所述材料或者纤维的可密封的室；密封所述室；抽空所述室，然后解除束缚。
除上述步骤之外，本发明实施方案还可以包括用附加的包装材料包裹所述密封的包装的步骤。本发明某些实施方案的特征是，由于在材料或者纤维内降低了膨胀力，本发明的包装可以更容易地由附加的材料围绕，例如在从打包设备除去之后。
以下描述了本发明方法的实施方案的更详细的内容。
在另一个方面，本发明提供了可以有利地用于包装蓬松材料的设备。本发明另一个方面是用于包装蓬松纤维材料、纤维或者纤维状材料的设备。
本发明设备的实施方案可以包括本发明的包装系统。所述实施方案还可以包括抽空系统。此外，或者作为替代方案，所述实施方案可以更进一步包括用于压缩大量蓬松材料的装置。
在选择性的实施方案中，本发明设备包括用于形成可密封的室的材料和用于压缩大量材料或者纤维的装置。材料或者纤维可以在处于所述室内的同时被压缩，或者被压缩然后由所述室包围。在本发明设备中，用于形成室的材料包括本文提到的适合于形成本发明包装中的壁或者室的材料。用于压缩大量材料或者纤维的装置可以包括市售可得的打包设备。通常，这样的打包设备包括用于放置大量材料或者纤维的容器，用于压缩所述大量材料或者纤维的液压机冲头，和操作所述冲头的马达和工艺控制系统。
适合于本发明设备的抽空系统可以包括真空设备和相关的软管。所述抽空系统应该能够将包含材料或者纤维的室抽空到低于环境大气压力的压力，优选抽空到本文关于本发明的包装所讨论的压力。抽空系统的实例包括产生真空装置和相关的用于将所述装置连接到所述室的软管。抽空系统还可以包括用于操作用于产生真空的机器的马达和工艺控制系统。
以下参考附图给出关于本发明设备的更详细的内容。
本发明包装的实施方案可以有利地使用本发明的包装系统、方法或者设备生产，或者可以用其它方式生产。
参考在附图中举例说明的包括纤维的特定的实施方案，更详细地描述本发明。虽然这些下述特定的实施方案参考纤维进行描述，应当理解，包括蓬松材料、蓬松纤维材料和纤维状材料的类似的实施方案也属于本发明的范围。
图1描绘了本发明包装的一个实施方案。如图1所示，包装2，可以包括基本上似立方形的形状，其具有顶面12、底面14和侧面16、18、20和22。所述表面优选是基本上平的，使得任何表面的任何隆起或者鼓起小于8厘米、优选小于5厘米、更优选小于3厘米和在某些实施方案中小于1厘米。该尺寸在图1中参考顶面12显示为“A”。
图2以部件分解图的方式提供了用于本发明实施方案的室的可能的实施方案。如图2所示，密封室可以包括许多壁，包括上壁12，下壁14，和侧壁16、18、20和22。侧壁可以由单片材料形成，其被折叠和粘合，例如在接缝24处。该构型可以被称为围绕部分。在某些实施方案中，上壁12将稍微大于下壁14，以便于在某些机器中使用。
每个壁可以包括聚合物薄膜或者类似的可密封的、优选可气密密封的材料，适合的聚合物薄膜在以上给出。在图2中描绘的实施方案中，使用了层压结构，其中每个壁包括聚合物薄膜和阻挡层元件、结构支撑或者防护材料。这种元件可以包括铝、锡、纸板或者类似的材料。
本发明实施方案可以使用不同的壁材料和层压制品，以获得对于具体的最终用途所希望的性能。壁材料，或者在层压制品情况下的每个层，可以具有不同的水分和气体渗透率。在本发明一个实施方案中，其中所述壁材料包括聚合物薄膜，所述薄膜可以防止水汽进入，并且提供氧气阻挡和气味阻挡作用。在层压结构中，层压制品中的薄膜可以用作水汽阻挡层，而另一个薄膜用作氧气阻挡层。
一般地，对于其中水汽阻挡层具有重要性的本发明实施方案，聚合物薄膜壁元件在38℃下将具有0.001到4.3克/毫升(“克/毫升”)每100平方英寸每24小时、优选在这些条件下为0.003到0.3克/毫升的水蒸汽透过率。相似地，如果氧气阻挡层是希望的，壁元件将在25℃下具有0.001到185、优选0.001到0.06立方厘米每100平方英寸每24小时的氧气渗透率。所述壁元件可以以层压制品形式被结合。层压制品的外层，其保护氧气阻挡层，提供水汽阻挡作用可能是有利的。例如，可以使用聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯/金属薄膜层压制品，其中聚乙烯有助于产生和保持密封，优选气密密封，聚对苯二甲酸乙二醇酯提供强度和水汽阻挡作用，而金属提供气味和氧气阻挡作用。来自上述列表的其他薄膜层压制品是可能的，包括，但是不局限于，PE/Nylon/PET、PE/EVOH/PET/PE、SiOx-Nylon/Valéron/LLDPEBONylon/Valéron/LLDPE/EVOH/ULLDPE；Valéron/BONylon/金属/ULLDPE；等等，其中材料的顺序表示层压制品的横截面，并且Valéron是Valéron强度薄膜。
Valéron强度薄膜由Illinois Tool Works，Inc.(3600 WestLake Avenue，Glenview，Illinois 60025)的分部制造和出售。Valéron强度薄膜的一般说明提供于以下来自厂家提供的信息的段落。
Valéron强度薄膜或者Valéron薄膜包括一类薄膜，在一个层压薄膜中，其兼具抗撕裂性、抗穿刺性和抗撕裂增长性。所述薄膜可以一般地包含聚乙烯。Valéron薄膜的交叉层压的结构，对于高抗穿孔性，提供了理想的形式。由于其独特的多层结构，任何锐利的物体在使Valéron薄膜损坏之前必须穿过多个层。所述薄膜具有优越的抗撕裂增长性，同时容许用订书钉钉住、用钉钉住、缝合或者冲压，而不引起任何损坏。
Valéron强度薄膜可以具有相当于由具有相等厚度的标准聚乙烯薄膜获得的极限抗拉强度最高2倍的UTS。Valéron薄膜是多层的，通过相互层压多个单层而形成。所述制造方法保证了这些强度薄膜的高质量特性和特征。由于其多层结构，与其它单挤塑薄膜相比，Valéron薄膜显示提高的水汽阻挡作用。Valéron薄膜对于大部分通常使用的化学物质具有耐受性。未涂覆的Valéron薄膜能够按照Flexo技术(溶剂和水基油墨)进行印刷。为了达到更通用的适印性，Valéron薄膜提供有外涂层。该外涂层容许Valéron薄膜使用各种印刷技术进行印刷，例如点矩阵、热转移-、flexo UV-、胶版印刷(标准&UV)-、数字、喷墨(压力和气泡喷射印刷机两者)以及丝网印刷。
Valéron薄膜能承受-40℃直到+90℃的温度。与其它合成材料相反，Valéron薄膜在暴露于负温度下时不变脆，并且能承受高温，由于其交叉层压结构，其显示独特的热稳定性。
Valéron薄膜具有高性能涂层，显示突出的图像对Valéron薄膜的粘合性，对刮伤和搬运不慎具有耐性，保证了最终用户的产品保持其完美的形状，甚至当暴露于粗糙的户外环境时也是如此。Valéron薄膜显示良好的紫外线耐受性。该紫外线耐受性能够通过在Valéron薄膜中引入紫外线稳定剂而得到提高。
除显示良好的耐化学性的防水膜之外，Valéron薄膜也是基本上气密的阻挡层。Valéron薄膜是多层的，通过相互层压多个单层形成。所述制造方法还容许Valéron薄膜引入高度可密封的层，对于热条和脉冲密封两者，在应用中提供高的密封能力。
壁材料的厚度可以依据包装的具体的最终用途变化。通常，为了防止运输超重，壁厚将在0.0025到0.080厘米(1-32密耳)范围内、更通常0.0127到0.038厘米(5-15密耳)。对于某些实施方案，所述壁厚优选足以获得抗刺孔性和抗撕裂性。本发明实施方案包括0.020厘米(8密耳)PE/PET/铝层压壁。另一个实施方案包括0.025-0.0275厘米(10-11密耳)Tyvek防护材料(很细，高密度聚乙烯纤维)和Valéron强度薄膜。
每个壁可以包括周边褶翼或者预先折叠的边缘，在图2中表示为13、15、17、19、21和23。预先折叠的边缘提供了用于密封的表面，以容许获得能够承受在所述室中的至少部分真空的密封。所述密封可以使用本领域已知的技术用热焊接、粘合、粘合胶带或者超声熔合来进行。
正如本领域普通技术人员将理解的，在不背离本发明的前提下，所述室可以具有许多不同的尺寸，因此每个壁的尺寸可以依据被包装的材料的量而变化。在某些实施方案中，在组装之后所述室的尺寸将与被设计成能被用于加工设备的普通纤维捆包的尺寸近似。例如，在包含乙酸酯丝束纤维的本发明实施方案中，所述室可以近似乙酸酯丝束纤维捆包的尺寸。在这些实施方案中，在组装之后，所述室将为大约70到130厘米(“cm”)长、大约55到100厘米宽或者深和大约25到150厘米高。本发明的实施方案对于工业尺寸包装是有利的。
所述室的至少一个壁包括抽空装置26，其容许通过将所述壁相互密封而形成的室抽空。抽空装置可以包括通常用于真空包装领域中的真空止回阀门，包括可购自以下工业来源的真空止回阀门：Richmond飞机公司，Norwalk，加利福尼亚；Menshen包装公司，Waldwick，新泽西州；Anver真空设备公司，Hudson，麻萨诸塞州；和Plat-o-Matic阀门公司，Cedar Grove，新泽西州。所述真空止回阀门可以在制造壁期间在壁中形成，或者在形成所述壁之后可以热封、粘合、焊接或者熔合到壁中。抽空装置还可以包括本发明的真空出口。对于某些应用，可以使用许多的抽空装置，例如以减少抽空时间。
在本发明实施方案中，真空止回阀门可以具有一直径，以容许在阀门和软管之间进行压入连接。例如，在真空软管的“凸形”端和阀门的“凹形”端之间进行压力装配。所述直径可以被选择，以获得使所述室在短时间内被抽空的流量和压力。例如，对于96厘米宽、121厘米长和127厘米高的标准捆包尺寸室，真空止回阀门的直径可以是20到40厘米，优选25到38厘米。真空止回阀门的尺寸可以基于用于施加真空的软管的直径而被有利地选择。正如以上提出的，可以使用许多的真空止回阀门，它们可以具有不同直径。真空止回阀门的数目和尺寸可以基于所希望的从包装中除去空气的速度。
虽然真空止回阀门对于本发明实施方案是有利的，但是可以使用其它装置。例如，可以在所述室的至少一个壁中提供标准软管附件。所述室能够使用标准软管附件抽空，然后将软管附件后面或上面的区域密封，例如使用附加的薄膜。
本发明的真空出口，在图6a、6b、6c和6d中有详细描述，可以有利地用于本发明的实施方案。
图2中描绘的实施方案还包括部分28，其被设计成能促进所述室的打开，以便使用所述室内的纤维。部分28可以被称为“易开”部件。易开部件的结构包括拉开带，其被设计成能被拉开以沿着限定的路径将所述室撕开。
正如本领域普通技术人员将同样理解的，在图1中举例说明的所述室可以以许多不同的方式组装和填充。例如，所述下壁可以被密封到侧壁，以形成开口箱形构型。纤维可以被放入如此形成的室，并且将上壁放在所述纤维上。然后将纤维压缩到基本上等于所述室的高度的高度。然后可以将所述上壁密封到所述侧壁。在密封之后，所述室的内部可以使用真空止回阀门和普通的真空产生设备来抽空，以降低由于压缩的纤维的减压和回弹而作用于所述室的内壁的膨胀力。
可选择地，纤维可以在所述室的上壁和下壁之间被压缩，然后用侧壁围绕压缩的纤维，并且相互密封和密封到上壁和下壁。在密封之后，并且在解除压缩之前，所述室可以被抽空。
另一种程序是围绕压缩的纤维体积形成所述室，并且在将所述室抽空之前解除压缩力。压缩的纤维将膨胀，并且由所述室的壁束缚。因为环境空气不能进入密封的包装，因此所述纤维将通常膨胀到部分真空或者所述室内部和外界环境之间的差压，达到与所述包装的每单位表面面积上的纤维的膨胀力平衡。使用这种程序，与将所述室抽空、同时仍然使所述纤维经受压缩力的过程相比，所述包装中的纤维的总体密度将较小。
在密封之后，从所述室抽的真空的量将取决于被包装的材料。通常，抽成足够的真空，以便抵消能够引起所述材料膨胀的被包装材料内的膨胀力。通常将大于理论计算的压力的真空值用于保证膨胀力被平衡。在被用于包装蓬松纤维材料的本发明实施方案中，有利的可以是将所述室抽成这样的真空，其高于二分之一大气压(大于0.5kg/cm2)，通常最高一个大气压(大于1kg/cm2)，以保证膨胀力被平衡。
正如本文描述的，在本发明的某些实施方案中，包装材料例如层压制品的边缘部分被相互密封，以便将被包装材料完全围绕。所述密封可以以各种方式进行，例如本文描述的那些。取决于包装的尺寸、被包装的材料和真空的量，翅形封口可能证明是有利的。翅形封口(鱼类型)可以使用本领域已知的技术和夹紧装置类型、使用恒定的热或者感应密封器产生。在生产环境中，通常有利的是迅速地进行密封操作，以便提高总过程的通过量。
通常，为了有利于密封，层压包装材料将包括作为最外层的密封层。密封层可以包括具有使密封时间最小化的熔融指数的可热封的聚合物。通常，已经发现，低密度聚乙烯(包括ULLDPE或者LLDPE)提供有用的综合性能和密封性能。密封层可以有利地具有足够的厚度，以容许熔融材料流入接缝和重叠的次级接缝。所述厚度可能有助于最小化泄漏。
图3描绘了适用于本发明的室的选择性的实施方案。如图3所示，在本发明实施方案中，上壁42可以预先连接到侧壁46、48、50(未显示)和52(未显示)。得到的“开口箱形”构型可以包括预先折叠的密封边缘或者褶翼47、49、51(未显示)和53(未显示)。下壁44可以包括预先折叠的密封边缘或者褶翼45。至少一个壁包括抽空装置56。此外，在一个或多个壁中可以提供易开部分58。在示于图3中的实施方案中使用的结构和材料可以如本文在别处所描述的。
图3中描绘的室可以以各种方式使用。例如，纤维可以被放在下壁上，然后将其余的室部分放在纤维和下壁上，并且在抽空之前将下壁密封到侧壁。
图4A和4B以部件分解图和组装图的形式描绘了本发明另一个可能的实施方案。包装72(图4b)包括U-接合类型结构。如图4A所示，包装的三个壁，上壁62、侧壁61和侧壁63，由第一U形聚合物薄膜60的一部分形成，所述包装的其余三个壁，下壁67、侧壁66和侧壁68，由第二U形聚合物薄膜65的一部分形成。U形部分的边缘还可以包括密封边缘或者褶翼，其中之一在每个部分中分别标识为64和69。至少一个U形部分的至少一个壁包括抽空装置。
包括下壁67的第二U形部分可以例如放在打包机的下压台上。被包装材料70，例如纤维材料，可以放在下壁67上面。然后可以将包括上壁62的第一个U形部分60放置在被包装的材料70的上面。然后可以将侧壁61、63、65和68围绕所述材料折叠，并且使用褶翼将边缘密封到另一个侧壁和上壁62和下壁67，以形成包装72。然后可以将包装抽空。可选择地，第一个U形部分可以被放在材料的上面，并且在将侧壁围绕所述材料折叠和密封之前将所述材料压缩。
图5举例说明了本发明的另一种实施方案。如图5所示，蓬松材料100可以使用本发明进行包装。包装材料可以包括构成部件110、120、130和140，它们由本文描述的类型的层压制品形成。
为了有助于密封，每个组成部分可以包括突缘样的边缘，部分110上的112、114、116和118；部分120上的122、124、126和128；部分130上的132、134、136和138；和部分140上的142、144、146和148。在初始步骤中，“B”，可以将相应对的边缘密封以形成较大的部分。如图5所示，部分110的边缘112和部分120的边缘122被密封以形成密封152。相似地，部分130的边缘132和部分140的边缘142被密封，以形成密封162。
如图5的“C”所示，如此形成的较大的部分可以放在蓬松材料的上面和下面，以形成具有蓬松材料内部的包装。然后可以将包装材料的其余边缘密封以完全密封所述包装。密封172和182示于图5的“D”中。额外的包装材料将形成褶翼，192、194、196和198。所述褶翼可以被折叠和密封到包装的侧壁，以形成本发明的包装，200，如图5“E”所示。
正如将从本文包含的描述看到的，至少一片包装材料可以包括抽空装置，以有助于在所述包装内形成真空。
图2、3、4和5举例说明了基本上似立方形的室，其将形成基本上似立方形的包装。本发明包括具有不同形状的包装。此外，本发明包括具有不一致的或者无规的形状的包装。正如将从本文包含的描述中看到的，本发明的原理可以用于袋形式的室，以产生适应在所述袋的内部体积中的纤维的形状的包装。利用不一致的包装将获得本发明的许多特点和优点，虽然这样的包装对于叠放和堆垛可能不是很有利的。
正如以上的讨论，本发明的包装对于用于各种各样的纤维是有利的。本发明的实施方案包括用于在过滤材料中使用的类型的乙酸酯丝束纤维的包装。在该实施方案中，本发明的包装可以包括：处于小于大气压力的压力下的密封室，所述室的内部体积包含醋酸纤维。
图6A、6B、6C和6D描绘了本发明真空出口组合件，其适合用作本发明实施方案中的抽空装置。如图6A所示，在部件分解图中，真空出口组合件可以包括真空出口302、垫圈304和盖子306。真空出口包含孔口312，其容许空气在包装的内部和外部之间流动。所述孔口可以包括许多的小孔314，或者单一的小孔。所述孔口可以有利地采取止回阀的形式，其容许从包装的内部到外部的单向流动。
如图6A所示，孔口部分可以相对于基础部分(真空出口的304)鼓起，产生壁316，其容许孔口通过包装材料延伸。通过包装材料伸出的壁316的部分可以包括突出的部分318，以有助于连接到真空抽吸装置。在使用中，基础部分302被放置在包装材料的一个侧面上，并且壁316通过包装材料中的孔或者缝隙伸出，使得突缘318与基础部分302处于包装材料的相对侧。具有适合于围绕出口302的壁316配合的开口305的垫圈304可以放在突缘上，以将组合件固定。此外，所述组合件可以被粘合和/或密封到包装材料上。提供了盖子306，其用于密封孔口312，如图6B所示。可选择地，312可以在已经抽真空之后用胶液或者包装材料密封。
真空出口组合件可以由可模塑的和/或可机加工的材料形成，包括，但不局限于，聚合物材料，包括尼龙、LLDPE等等；金属；木材等等。真空出口组合件可以通过模塑和/或机械加工使用传统方法生产。
图6C提供了对真空出口302的实施方案的补充详细描述。
如图6C所示，真空出口302可以基本上是圆形的，并且包括径向延伸的部分322，以提高强度。此外，真空出口可以包括倾斜的平台部分324，其靠近所述孔口。
如图6D所示，真空出口302的下侧可以包括槽326和楔状部分322，其对应于所述径向延伸的部分。
所述槽和楔状部分有助于为真空出口组合件提供结构形状。
在图6A、6B、6C和6D中描绘的实施方案中，真空组合件是基本上圆形的，并且连接到真空抽吸装置的连接管是圆形的。正如本领域普通技术人员理解的，其它形状和设计可以是有用的。
通常，真空组合件的基础部分将大于所述孔口，以为孔口和包装壁提供结构支撑。较大的基础组合件还将有助于防止组合件通过所述包装的壁拔出，和提供较大的密封面积。通常，基础部分比孔口大1.5到20倍。在本发明实施方案中，孔口的直径为大约26厘米，而基础部分的直径为大约80厘米。
本发明设备的实施方案描绘在图7中。
如图7所示，并且本发明的设备可以包括在图2中描绘的类型的包装系统。所述设备可以进一步包含容器84，其适合于接收纤维82，和冲头86。所述冲头可以是水力的，并且通过马达和相关的控制设备(未显示)操作。所述设备可以进一步包含抽空系统88。抽空系统包含真空抽吸装置90和相关的软管92，其适合于被连接到包装系统的壁中的抽空装置26上。
为了使用，可以将包装系统的下表面放入容器中。纤维可以放在下表面之上，并且将侧面和上面围绕纤维放置。然后使用冲头86将纤维压缩。在压缩之后，来自抽空系统88的软管92可以连接到抽空装置26，以从所述室中除去空气和气体，直到所述室达到希望的小于环境大气压力的压力。
本发明的其他特点和优点将通过以下实施例举例说明。
实施例1：
本发明包含纤维的包装的实施方案的优点参考被称为对照物的典型的现有技术捆包进行举例说明。
由Lummus公司，Savannah，乔治亚州制造的打包设备被用于生产作为对照物的典型的现有技术捆包，和本发明的实施方案。
对照物捆包
将打包机箱用乙酸酯丝束填充到这样一种水平，使得在压缩之后，捆包尺寸为大约94厘米(“cm”)宽、122cm长和112cm高。在除去压缩力之后，新的捆包尺寸为大约99厘米宽、127厘米长和123厘米高。
然后用纸板和塑料片材沿着捆包的侧面将捆包包装，并且用10个塑料带箍围绕所述捆包。在从打包设备除去之后，将捆包储存，捆包高度增大大约18厘米，近似的捆包尺寸为99厘米宽、127厘米长和141厘米高。捆包的密度为大约0.4克每立方厘米，并且所述捆包的重量为大约726公斤(kg)。得到的捆包具有带箍压痕，在目视检查中是明显的，并且在顶和底面上，在中央突起大约5厘米。结果，所述捆包不是足够平的，并且必须堆垛在其侧面上。
本发明
本发明包装的实施方案使用以下程序生产。使用的包装基本上如图2所示。
将下壁安装在通常用于压缩和捆包纤维的加工设备的纤维-贮留室的下面部分上。在所述下壁之上将纤维贮留室用乙酸酯丝束纤维填充。将上壁置于在所述室中堆积的纤维上面。进行压缩循环，以产生直角似立方形形状。在保持压缩的同时，将纤维-贮留室的室壁除去，并且用围绕包装材料(侧壁)围绕所述压缩的乙酸酯丝束。通过热封，在围绕包装的前部和尾部边缘的预先折叠的边缘上进行气密密封。同样通过热封将围绕包装的顶和底的配合的预先折叠的边缘、上壁、下壁密封，借此产生气密密封室。
将真空软管连接到所述室的侧壁(围绕包装片)中的真空止回阀门。通过抽真空，将所述室抽空，直到乙酸酯丝束纤维的膨胀力达到平衡，并且乙酸酯丝束纤维在所述室的壁上施加很小的或不施加力。除去真空软管，所述真空止回阀门使所述室保持真空。解除来自加工设备的压缩。
从打包机中除去时，得到的包装保持基本上似立方形的形状，具有大约以下尺寸：98厘米宽、123厘米长、127厘米高，并且包含大约975千克乙酸酯丝束纤维。
包装内的乙酸酯丝束纤维的平均密度为大约0.64克每立方厘米。
在贮存期间膨胀是最小的，所述包装保持基本上似立方形的形状，具有大约以下尺寸：98厘米宽、123厘米长和129厘米高。所述捆包在顶和底面上是基本上平的，在0.35厘米内。
实施例2：
该实施例举例说明本发明的实施方案。
以图5中指明的方式，通过将Bx4Nylon/Valéron/ULLDPE薄膜的部分叠接在一起形成两个大约243厘米乘269厘米的薄膜片，来形成本发明的包装。其它层压制品例如PET-SiOx/Valéron/ULLDPE预计将有类似的形状。
在一个所述薄膜片中冲压切出大约2.8厘米直径的孔，以提供用于真空出口组合件的孔口，基本上如图6A、6B、6C和6D中所描述的。将热封机用于将所述真空出口组合件密封到薄膜片。
然后将另一个薄膜片放入普通打包装置的打包机箱中，例如本文在其他部分描述的。
将乙酸纤维素丝束纤维进料到打包机箱，放在所述薄膜片之上，以提供大约127厘米高的成品压缩捆包。
然后在打包装置的压板上放置第一个薄膜片，使得在所述压板移动以压缩所述乙酸纤维素丝束纤维时，所述薄膜片将覆盖所述纤维的上面和上侧部分。
然后将纤维压缩。
在保持压缩的同时，将捆包箱的侧面取下，使用翅形封口将第一个和第二个薄膜片的边缘相互密封，如图5C和5D中举例说明的。
在通过薄膜延伸的真空出口组合件的部分上放置软质橡胶垫圈。
将真空源和软管连接到真空出口组合件孔口，在所述包装上抽吸小的真空，以产生差压，以在弄直所述包装之前除去过量空气。
然后将薄膜的边缘拉紧，以除去折叠和折皱，然后折叠和密封，如在图5D和5E中举例说明的，以形成基本上直角的包装。
使用真空源和软管连接，连续抽真空，直到获得基本上恒定的、大约0.90kg/cm2的真空。
断开软管，将盖子放置在孔口上。
除去由打包机压板施加的压缩力，将得到的捆包从打包机中除去。将普通的收缩包装材料放在所述捆包上，并且对所述捆包检查真空泄漏。
得到的是本发明的包装。
虽然已经参考具体的实施方案描述了本发明，但是本领域普通技术人员将理解，本发明系统可以以其他方式和实施方案来实施。因此，此处的描述不应该被视为是本发明的限制，因为其它实施方案同样属于本发明的范围。

Claims (51)

1.一种捆包，其包括密封室，该密封室具有处于小于环境大气压力的初始压力下的内容积，所述内容积包含蓬松材料。
2.权利要求1的捆包，其中所述蓬松材料包括蓬松商品。
3.权利要求1的捆包，其中所述室的内容积具有小于101千帕的初始压力。
4.权利要求1的捆包，其中所述包装包括基本上似立方形的形状。
5.权利要求1的捆包，其中所述室包括许多的壁，包括上壁和下壁和侧壁，并且所述壁沿着其边缘被相互密封，并且至少一个所述壁包括至少一个抽空装置。
6.权利要求1的捆包，其中所述室包括壁和所述壁包含聚合物薄膜。
7.权利要求6的捆包，其中所述聚合物薄膜包括聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙烯醇聚合物、尼龙、聚酯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯二醇、聚酰亚胺或者聚酰胺。
8.权利要求5的捆包，其中所述壁包含聚合物薄膜。
9.权利要求8的捆包，其中所述聚合物薄膜包括聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙烯醇聚合物、尼龙、聚酯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯二醇、聚酰亚胺、聚酰胺、Tyvek防护材料或者Valéron强度薄膜。
10.权利要求8的捆包，其中所述壁还包含水汽阻挡元件。
11.包含密封室的包装，该密封室具有处于小于环境大气压力的初始压力下的内容积，所述内容积包含纤维。
12.权利要求11的包装，其中所述纤维包括乙酸酯。
13.权利要求11的包装，其中所述室的内容积具有小于101千帕的初始压力。
14.权利要求11的包装，其中所述包装包括基本上似立方形的形状。
15.权利要求11的包装，其中所述室包括许多的壁，包括上壁和下壁和侧壁，并且所述壁沿着其边缘被相互密封，并且至少一个所述壁包括至少一个抽空装置。
16.权利要求11的包装，其中所述室包括壁和所述壁包括聚合物薄膜。
17.权利要求16的包装，其中所述聚合物薄膜包括聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙烯醇聚合物、尼龙、聚酯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯二醇、聚酰亚胺、聚酰胺、Tyvek防护材料或者Valéron强度薄膜。
18.权利要求15的包装，其中所述壁包括聚合物薄膜。
19.权利要求18的包装，其中所述聚合物薄膜包括聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙烯醇聚合物、尼龙、聚酯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯二醇、聚酰亚胺、聚酰胺、Tyvek防护材料或者Valéron强度薄膜。
20.权利要求18的包装，其中所述壁还包括水汽阻挡元件。
21.权利要求18的包装，其中所述壁包括气体阻挡层。
22.权利要求20的包装，其中所述元件包括铝。
23.权利要求11的包装，其中所述密封室包括袋。
24.权利要求11的包装，其中所述纤维在其整体中具有基本上均匀的密度。
25.权利要求24的包装，其中所述纤维的密度与相应体积的在非真空条件下的纤维的密度相比得到提高。
26.权利要求25的包装，其中所述密度增量是1.1到1.5倍。
27.权利要求11的包装，其中所述纤维的重量与相应体积的在非真空条件下的纤维的重量相比得到提高。
28.权利要求27的包装，其中所述重量提高是1.1到1.5倍。
29.权利要求11的包装，其中所述包装的平坦度与相应体积的在非真空条件下束缚的纤维的平坦度相比得到提高。
30.权利要求11的包装，其中所述包装包括基本上似立方形的形状，并且上壁的中心的高度与上壁的边缘的高度相比高小于3厘米。
31.权利要求15的包装，其还包括围绕所述密封的壁的附加的包装材料。
32.权利要求11的包装，其中所述包装包括压纹区域。
33.包含密封室的包装，该密封室具有处于小于环境大气压力的初始压力下的内容积，所述内容积包含纤维材料。
34.权利要求33的包装，其中所述纤维材料包括蓬松商品。
35.一种包装系统，其包括：
可密封的室，其具有足以包含一定体积的被包装的蓬松材料的内容积。
36.权利要求35的包装系统，其还包括将所述可密封室抽空的设备。
37.权利要求35的包装系统，其中所述可密封的室包括许多的壁，并且所述系统还包括用于将所述壁的边缘相互密封的设备。
38.权利要求35的包装系统，其中所述蓬松材料包括纤维。
39.权利要求36的包装系统，其中所述蓬松材料包括纤维状材料。
40.一种包装纤维的方法，其包括：
形成具有内容积的包装；
将纤维放在所述内容积中；
密封所述包装；和
抽空所述内容积。
41.权利要求40的方法，其还包括压缩所述纤维。
42.权利要求40的方法，其中所述包装包括基本上似立方形的包装，其包括上壁、下壁和许多的侧壁，并且所述方法包括：
提供下壁；
将纤维放在所述下壁上；
将上壁放在所述纤维上；
通过施加压缩力在上壁和下壁之间压缩所述纤维；
围绕所述压缩的纤维放置侧壁；
将所述侧壁密封到上壁和下壁和相互密封，以形成具有包含所述纤维的内容积的密封室；
抽空所述内容积；和
解除压缩力。
43.权利要求41的方法，其中所述包装包括基本上似立方形的包装，其包括上壁、下壁和许多的侧壁，并且所述方法包括：
提供下壁；
将纤维放在所述下壁上；
将上壁放在所述纤维上；
通过施加压缩力在上壁和下壁之间压缩所述纤维；
围绕所述压缩的纤维放置侧壁；
将所述侧壁密封到上壁和下壁和相互密封，以形成具有包含所述纤维的内容积的密封室；
解除压缩力；和
在所述纤维已经达到平衡压力之后抽空所述内容积。
44.一种用于包装弹性纤维的方法，其包括：提供纤维；压缩所述纤维；围绕所述纤维形成可密封的室；密封所述室；抽空所述室，然后解除压缩。
45.一种用于包装弹性纤维的方法，其包括：提供纤维，围绕所述纤维形成可密封的室；密封所述室；压缩所述纤维，同时容许所述室内的空气排出，借此至少部分地抽空所述室；然后解除压缩。
46.一种用于包装弹性纤维的方法，其包括：提供纤维；压缩所述纤维；束缚所述压缩的纤维；解除压缩；围绕所述纤维形成可密封的室；密封所述室；抽空所述室，然后解除束缚。
47.权利要求44的方法，其还包括：用附加的包装材料围绕所述密封的包装。
48.一种用于包装纤维的设备，其包括：用于围绕纤维以形成室的材料和抽空系统。
49.权利要求48的设备，其还包括用于压缩所述纤维的装置。
50.权利要求49的设备，其中所述抽空系统包括真空抽吸装置和相关的软管。
51.权利要求50的设备，其中所述用于压缩所述纤维的装置包括冲头。
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Assignee: Double dimensional Eastman fibers Ltd.

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Denomination of invention: Bale, and method and apparatus for forming it

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License type: Common License

Open date: 20060322

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