CN102897394A - 使用低粘性胶粘剂紧固件的可再封闭包装 - Google Patents
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Abstract
具有基于胶粘剂的可再封闭紧固件的柔性薄膜包装,其具有形成多个包装壁的柔性薄膜基底,所述包装壁密封以形成用于容纳产品的内部空腔;所述多个壁具有至少两个相对的柔性壁;允许进入内部空腔的初始密封的包装口部;低粘性压敏胶粘剂(LTPSA)层,其置于平行壁的每个外表面上,设定LTPSA的大小和方向,使其处于当随着产品取出,再封闭包装以允许逐渐减小内部空腔的大小时,在多个位置彼此相对的位置;其中LTPSA与柔性薄膜基底的粘合强度大于LTPSA区域之间的粘附力。所述口部可由可剥离式封口形成或由限定的薄弱区域形成。
Description
技术领域
本发明主要涉及用于柔性包装的可再封闭紧固件,特别是用于柔性包装的低粘性胶粘剂的可再封闭紧固件系统。
背景技术
包装,尤其是柔性包装可用于为运输和储存保持食物及其他消费产品。柔性薄膜包装可具有许多优点。它可以比刚性容器低得多的成本制造,重量轻(这导致运输成本降低),并且可易于包装,导致与其他类型的刚性包装相比减少储存空间。
尽管有这些优点,但当提供的产品比消费者单次使用所需更多时,包装内产品的新鲜度和密封度可为一个问题。几种类型的封闭体和紧固件可用于再封闭先前打开的柔性包装。通常使用机械的可再封闭紧固件,例如滑动式拉链、夹、接头、互锁条等。例如,一些类型的柔性包装,比如立式成型充填封口(VFFS)的袋状产品包装,可以提供多种可再密封的拉链应用,比如以ZIP-PAK的商品名称销售的塑料拉链(由llinois Tool Works公司生产)。然而,使用这种和其他类型的紧固件经常需要复杂的制造步骤以施用、相互连接和对齐每个结构的机械紧固特征。此外,通常利用拉链应用的包装,并不允许包装在产品取出时减少产品上的顶部空间。
基于胶粘剂的可再封闭紧固件,比如压敏胶粘剂(PSA)可以替代初械紧固件。在一次尝试中,高粘性胶粘剂层可以应用于包装的卷筒(web)/薄膜表面。胶粘剂层可被可除去的衬里覆盖,所述衬里可由使用者在需要通过针对胶粘剂层卷起薄膜而封闭包装时移除(一般参见Schramer等人的US5,044,776)。
基于胶粘剂的紧固件在制造和消费者使用两者中可产生挑战。胶粘剂能在其粘着的界面处从其所附着而不是剥离的薄膜基底上脱层。此外,许多PSA具有高粘性水平。粘性为一般在短暂和/或轻微压力下使材料能够与另一材料表面形成粘合的粘合材料性质。柔性薄膜的表面上印着的高粘性胶粘剂在制造期间可产生问题,因为用于包装的薄膜不会自由地自卷原料(roll stock)展开。这称为的“阻塞”。使用时,柔性包装中所含的微粒产品(比如曲奇饼碎屑、咖啡、碎奶酪等)会粘在高粘性PSA上,从而降低其胶粘剂的有效性。此外,消费者会发现粘在PSA上也是不合需要的。解决此问题的一个尝试是使用较低粘性PSA,但如上文所述,这也经常增加从包装薄膜脱层的可能性。
发明内容
因此,本发明在此提供的实施方案涉及包装产品,特别是可再封闭包装产品,所述产品使用永久地粘在包装薄膜上的低粘性胶粘剂区域作为紧固件,所述紧固件为自粘附的,但不会粘附不同表面。
在一些实施方案中,该包装可具有在延长时间中抵御环境大气的初始密封(例如气体和水分屏障),和具有在该包装的至少一个外表面(区域)以及任选至少一个内表面(区域)上形成的低粘性压敏胶粘剂(LTPSA)的区域。所述LTPSA区域这样定向,使得当再封闭包装时,它们彼此相邻。该实施方案可被轻易开启和再封闭/再密封,同时保持包装的完整性。
一个实施方案提供了具有基于胶粘剂的可再封闭紧固件的柔性薄膜包装,其具有形成多个包装壁的柔性薄膜基底,所述包装壁密封以形成容纳产品的内部空腔;所述多个壁具有至少两个相对的柔性壁;允许进入内部空腔的初始密封的包装口部;置于平行壁的每个外表面上的低粘性压敏胶粘剂(LTPSA)层,设定LTPSA的大小和方向,使其处于当随着产品取出,再封闭包装以允许逐渐减小内部空腔的大小时,在多个位置彼此相对的位置;其中LTPSA与柔性薄膜基底的粘合强度大于LTPSA区域之间的粘附力。所述口部可由可剥离式封口形成或由限定的薄弱区域形成。
在一些实施方案中,该LTPSA可为UV-可固化的丙烯酸低聚物、粘性控制组分,并且该柔性薄膜包括有机黏土。任选地,LTPSA可具有至少一种弹性材料。LTPSA层可具有约0.1-约5密耳范围的厚度,但优选具有约0.8-约5密耳范围的厚度。LTPSA层的剥离力是约200-900克/英寸。
本发明实施方案的薄膜可为具有约1-10密耳范围总厚度的层压制品,其中粘接到LTPSA上的层压层可为反印的(reverse-printed)、厚度约0.3-1密耳范围的取向聚酯薄膜(OPET)。该薄膜任选地具有选自碳酸钙、白云石、滑石、云母、层状硅酸盐、有机改性的蒙脱石及它们的各种组合的填料。
一个备选的实施方案可提供具有基于胶粘剂的可再封闭紧固件的柔性薄膜包装,其具有形成多个包装壁的柔性薄膜基底,所述包装壁密封以形成容纳产品的内部空腔;所述多个壁具有至少两个相对的柔性壁;允许进入内部空腔的初始密封的包装口部;和成对的低粘性压敏胶粘剂(LTPSA)层,其一般彼此对齐并且一般与LTPSA层之间的折叠线等距地置于同一外面板(panel)表面。包装口部可由限定的薄弱区域形成。
另一个实施方案可提供具有基于胶粘剂的可再封闭紧固件的柔性薄膜包装,其具有柔性薄膜,所述柔性薄膜一般沿着相邻侧纵向密封以形成套筒(sleeve);在第一包装端部基本横切于纵向封口的第一套筒端部的可剥离式封口;在第二包装端部基本横切于纵向封口的第二套筒端部封口,第一和第二封口之间的区域界定了包装内部,并且折叠线界定了前壁和后壁,该封口进一步形成前包装面板和后包装面板;和成对的低粘性压敏胶粘剂(LTPSA)层,其一般彼此对齐并且一般与LTPSA层之间的折叠线等距地置于同一外面板表面。
另一个实施方案提供了具有基于胶粘剂的可再封闭紧固件的柔性薄膜包装,其具有形成多个包装壁的柔性薄膜基底,所述包装壁密封以形成容纳产品的内部空腔;所述多个壁具有至少第一和第二相对的柔性壁,其中第二相对的柔性壁延伸超过第一相对柔性壁;置于第一相对的柔性壁的外表面的第一低粘性压敏胶粘剂(LTPSA)层;置于第二相对的柔性壁内表面的延伸超过第一相对的柔性壁的部分上的第二LTPSA层,LTPSA层配置成当该包装沿着折叠线封闭时彼此相邻;和允许进入内部空腔的、初始密封的、定位于第一和第二LTPSA层之间的包装口部。
另一个实施方案提供了界定内部内容物腔的柔性薄膜,其具有形成第一末端封口的第一对相对边缘部分,形成第二末端封口的第二对相对边缘部分,以及形成从第一末端封口延伸到第二末端封口的纵向封口的第三对相对边缘部分;该柔性薄膜具有第一侧部和一般与第一侧部相对的第二侧部;允许进入内部空腔的由至少一个末端封口初始密封的包装口部;成对的低粘性压敏胶粘剂(LTPSA)层,其一般彼此对齐、横切于纵向封口、并且一般与LTPSA层之间的折叠线等距地置于同一外面板表面;其中LTPSA与柔性薄膜基底的粘合强度大于LTPSA区域之间的粘附力。
形成本发明实施方案之一的方法可提供以下步骤:施用低粘性压敏胶粘剂(LTPSA)至柔性薄膜上,该压敏胶粘剂包含UV-可固化丙烯酸低聚物、粘性控制剂以及任选的弹性材料;通过应用紫外线辐射固化柔性薄膜上的所施用的LTPSA;供应固化的柔性薄膜至成型充填封口机(form,fill and seal machine);和使柔性薄膜形成具有LTPSA层的柔性包装,所述LTPSA层置于包装平行壁的每个外表面上,并定向于当随着产品取出,再封闭包装以允许逐渐减小内部空腔的大小时在多个位置彼此相对的位置。
根据如下的说明书和权利要求,其他特征对包装所属领域的普通技术人员而言将变得更显而易见。
附图说明
前述特征以及其他特征参照下面的说明书和附图将变得明显,其中相同的数字表示相同的元件,其中:
图1显示了处于开启状态的使用低粘性胶粘剂的示例性可再封闭柔性薄膜包装的实施方案的前透视图;
图2显示了处于再封闭状态的使用低粘性胶粘剂的示例性可再封闭柔性薄膜包装的实施方案的前透视图;
图3显示了示出折叠和密封线的具有低粘性胶粘剂的薄膜坯料(blank)的俯视图;
图4显示了沿着图3中的截面线A-A取得的具有低粘性胶粘剂的薄膜坯料的截面图;
图5显示了使用低粘性胶粘剂的示例性可再封闭柔性薄膜包装的第一备选实施方案的前俯视图;
图6显示了处于再封闭状态的使用低粘性胶粘剂的示例性可再封闭柔性薄膜包装的第一备选实施方案的前俯视图;
图7显示了使用低粘性胶粘剂的示例性可再封闭柔性薄膜包装的第二备选实施方案的前俯视图;
图8显示了处于再封闭状态的使用低粘性胶粘剂的示例性可再封闭柔性薄膜包装的第二备选实施方案的前俯视图;
图9显示了使用低粘性胶粘剂的示例性可再封闭柔性薄膜包装的第三备选实施方案的前透视图;
图10显示了处于再封闭状态的使用低粘性胶粘剂的示例性可再封闭柔性薄膜包装的第三备选实施方案的前透视图;
图11显示了使用低粘性胶粘剂的示例性可再封闭柔性薄膜包装的第四备选实施方案的前俯视图;
图12显示了处于开启状态的使用低粘性胶粘剂的示例性可再封闭柔性薄膜包装的第四备选实施方案的前俯视图;
图13显示了图1实施方案的薄膜卷坯(film roll blank)的截面的俯视图;
图14显示了图11-12实施方案的薄膜卷坯的截面的俯视图;
图15包括示出根据本发明实施方案配置的设备的部分透视图;
图16包括示出根据本发明实施方案配置的设备的部分透视图;以及
图17显示了使用低粘性胶粘剂的示例性可再封闭柔性薄膜包装的第五备选实施方案的前透视图。
具体实施方式
本文提供的实施方案涉及包装产品,特别是使用低粘性胶粘剂区域(或范围)的可再封闭包装产品,所述低粘性胶粘剂区域(或范围)附着于包装的至少一个外表面或面板(以及任选至少一个内表面)上作为自粘附的但不会粘附在不同表面的紧固件。在一些实施方案中,包装可以具有至少一个密封,其可在延长时间内作为气体和水分屏障。LTPSA区域可以这样定向,以使将其再封闭时它们彼此相邻而粘封包装。实施方案可以轻易地开启并再封闭/再密封,同时保持包装的完整性。本发明实施方案的特征可包括产品密封度,提高的产品新鲜度,以及在一些实施方案中减少产品上方顶部空间的随着产品取出的包装尺寸减小。由于低粘性胶粘剂可以通过本领域已知的转换器(converter)印在或涂在薄膜上,因此与拉链或锡带(tin-tie)封闭系统相比,本发明实施方案提供了低成本的再封闭机械装置。从而,不需要昂贵的包装线升级或设备翻新。
本发明的低粘性实施方案可以提供若干优点。本文所描述的实施方案具有胶粘剂,其为自粘附的,但不会粘附于不同表面或材料。通过转换器可以将LTPSA涂层区域施加到薄膜上。一旦薄膜卷绕成卷,LTPSA区域不会粘附于其所接触的地方,即卷中薄膜的相反侧。过多的相反侧粘附(如会随着高粘性PSA产生)会导致“阻塞”——一种不合需要的情形,其中薄膜不能自由地从卷中展开,并且不能沿着包装线运行。即使阻塞的问题可解决,随着其通过包装机器穿行,粘性压敏胶粘剂可倾向于粘在辊以及其他设备的表面。
此外,假设生产问题可用外部高粘性PSA解决,在柔性包装外面板上的暴露的高粘性压敏胶粘剂在商店货架、购物车、食品柜等上可成为问题,因为它可倾向于粘到任何与其接触的固体表面。其也可具有令人不悦的“粘性”触感。至少,一种解决方案可为提供材料的附加层来覆盖高粘性PSA,直到消费者需要再封闭。然而,这增加了整个包装设计及制造的费用及消耗。
关于阐述的实施方案,外部施加LTPSA区域并不需要接触产品,如在LTPSA应用中发现的,所述LTPSA应用在包装侧面板的内表面上具有胶粘剂区域(一般参见Kraft的US61/317,592,其通过参考并入本文)。例如,在胶粘剂涂层和某些类型的产品(尤其是那些包含有非常细的颗粒(如直径小于150微米,粉状局部用调料(powdery topical seasoning)、烘烤且磨碎的咖啡、碎奶酪、粉末饮料等)、水分或者某些油类的产品)之间的直接接触在一些产品应用中可以是不期望的。
阐述本发明的实施方案用于食品应用,比如颗粒产品(如咖啡)、面包、饼干、曲奇、糖果、冷冻蔬菜、准备好的沙拉、口香糖、巧克力棒、谷物等。但是应注意该实施方案可同样应用于非食品比如医疗、药物、工业包装应用、宠物食品、储存袋、个人护理、草地护理产品、肥料、杀虫剂等。
本文描述的经阐述的柔性行进式裹包(flow-wrap)实施方案一般可由柔性薄膜/卷筒材料(任选刻痕)形成。在一些实施方案中,包装的形状可为具有由在薄膜中的折叠线或封口界定的前面板和后面板的袋状。但应注意假定层压薄膜有柔性,包装的形状可受产品内容物或内部托盘的影响。包装可为嵌片(slug)或甚至双重嵌片构造。简而言之,允许有柔性以产生用于干净的产品获取的开口的任何包装可使用本发明实施方案以提供可再封闭的特征,当需要时,其可以封闭状态保持包装。但应注意该LTPSA实施方案可同样地应用于刚性容器,比如刚性卡纸应用。举例来说,卡纸口香糖包装可以使用本文描述的LTPSA特征。
低粘性PSA
几个LTPSA配方可用于本发明的实施方案,如在Kraft Foods的US13/035399中描述的那些,所述专利通过参考结合入此。该LTPSA可为以液体形式提供的UV可固化低粘性胶粘剂组合物,其可以图案化施加到包装薄膜并通过UV能量固化以形成固体低粘性胶粘剂涂层。所得的涂层是自粘附的,并对于多次开启-再封闭循环是有效的。该低粘性特性也允许薄膜在包装机金属表面上滑过而不会粘合或阻塞。相比于传统的拉链再封闭系统,该低粘性胶粘剂再封闭系统的一个显著优点在于仅需要薄膜配准能力(film registrationcapability),大多数立式包装机已经具有此能力或者可易于针对此能力进行改装。
胶粘剂的第一组分为一种或多种UV-可固化的丙烯酸酯或丙烯酸低聚物。例如UV-可固化的丙烯酸低聚物可为具有多个反应性基团或官能团的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯(即丙烯酸或甲基丙烯酸低聚物)。通常,官能团包含一个UV反应位点。通过一种方法,UV反应位点最通常为共轭于另一个不饱和位点例如酯羰基的碳-碳双键。通过一种方法,UV-可固化的丙烯酸低聚物为多官能醇的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,其意指低聚物在低聚物的烃骨架上具有多于一个丙烯酸酯化或甲基丙烯酸酯化的羟基。通过一种方法,该胶粘剂可包含约1%-约90%重量的UV-可固化的丙烯酸低聚物并且官能度为约1.2-约6.0。在另一种方法中,该UV-可固化的丙烯酸低聚物可具有约2.0-约3.0的官能度。在其它方法中,该胶粘剂可包含约20%-约70%重量(在一些情况中约33%-60%重量)的丙烯酸低聚物。
在一种形式中,多官能的UV-可固化的丙烯酸酯为具有2.0或更高的反应性官能度的植物油的丙烯酸酯。在另一方面,UV-可固化的丙烯酸低聚物可包含环氧化的大豆油丙烯酸酯。通常,基于胶粘剂组分比(ACR)(在本文待讨论),所用的UV-可固化的丙烯酸低聚物的量可影响最终胶粘剂的性能。例如,当基于ACR,UV-可固化的丙烯酸低聚物的量太低时,最终胶粘剂的固化速率太慢。在另一方面,当基于ACR,UV-可固化的丙烯酸低聚物的量太高时,最终胶粘剂可被充分地固化,但是对于密封和再密封可具有不足够的自粘附性能。
胶粘剂的第二组分为粘性控制剂。通过一种方法,该胶粘剂可包含约1%-约65%重量的粘性控制剂。在另一种方法中,该粘性控制剂可以约20%-约65%的量存在。该粘性控制剂可包含增粘树脂或可固化聚合物/单体组合,其在固化时可产生适合于可再封闭紧固件12的所需水平的粘性和自粘附性能。在一个方面,该粘性控制剂可包含脂肪族氨基甲酸乙酯丙烯酸酯化低聚物。适合于UV-可固化PSA胶粘剂的许多其它类型粘性控制剂也可用于可再封闭胶粘剂系统。
该胶粘剂的任选的第三组分为至少一种弹性体或橡胶组分。通过一种方法,该弹性体组分可包括羟基封端弹性聚合物(即弹性体多元醇)的至少一种可固化的丙烯酸酯化(即丙烯酸改性)或甲基丙烯酸酯化的酯。这种弹性体组分可包含丙烯酸改性的聚丁二烯、饱和聚丁二烯和/或柔性聚氨酯。在一个方面,可提供甲基丙烯酸酯化的聚丁二烯。当用于胶粘剂时,弹性材料可以约0%-约20%的量提供。在一个方面,弹性材料以约5%-约15%的量提供。可制备具有本文描述的所需的低粘性、可再封闭性能而无弹性体组分的令人满意的胶粘剂;然而据信弹性体组分有助于获得最佳涂覆性能。最佳胶粘剂性能可通过诸如自粘附、粘性、粘度和固化速率等性能来定义。弹性体组分可用于调节剥离强度性能、基底粘附强度、增加柔性、粘度控制和固化速率调节。
为了获得本文描述的对包装基底平衡的剥离、粘性和粘合,已确定三种胶粘剂组分的量需落入丙烯酸酯低聚物相对于弹性体组分和粘性组分的特定胶粘剂组分比(即ACR)之内。对于胶粘剂的示例性的ACR为:
在一个方法中,ACR可在约0.8-约1.5的范围内。
已经发现配方中三种组分的ACR的该范围提供独特的胶粘剂配方,其对非相似物质(即机械元件、碎屑、食物碎片等)具有低粘性,然而可以足够的粘合或剥离强度与自身密封,以保持之间的密封及抵抗污染。呈该特定ACR的胶粘剂也提供了如下可再封闭功能:其在经历反复开启和封闭操作时不显著减少或丧失其密封-剥离-再密封性质。低于约0.5的ACR值通常是不合需要的,因为胶粘剂将需要显著大量的UV能量以固化。如果ACR高于约1.5,该胶粘剂将快速固化,但是其也将具有低的(或无)剥离强度,这对于本文的胶粘剂封闭是不可接受的。除了所需的ACR范围以外,令人满意的胶粘剂配方在一些情况中也可具有某些其它参数例如组分的混合物稳定性、配方的一定粘度、一定的固化速率和/或一定的剥离强度。
胶粘剂LTPSA带以足够的力粘在一起,保持向下卷(rolled-down)的包装上部(或在一些实施方案中是向下折叠的封盖(flap))处于封闭状态。该胶粘剂可具有剥离力,其典型地在200-900(优选200-600)克/线性英寸之间。在任何情况下,剥离力应该足以保持柔性包装的卷起(或折叠)部分处于封闭状态,同时通过施加若消费者施加轻微的手指压力以展开(打开)包装的话而施加的典型压力,可再打开。此外,本发明的胶粘剂系统有效于开启和再封闭包装至少10次,而不会显著降低剥离力,也不会从包装表面脱层。该LTPSA可适于在周围环境甚至是冷冻条件下粘住或再封闭。例如,LTPSA可在约0摄氏度-约38摄氏度之间有功能。
像许多用于食品包装的袋,包装薄膜可是多层层压结构。用于本发明实施方案的薄膜可为柔性片状材料,其作为坯料卷起或形成,并由层压或复合薄膜结构制成,具有流延薄膜或吹塑薄膜层等。实例可包括单层聚合物,比如聚丙烯、聚乙烯、聚乳酸(PLA)、聚酯、取向聚酯等。对于本发明的实施方案,最外层优选是反印的取向聚酯薄膜(OPET)。薄膜的厚度也可为如下的函数:对气体、水分和光的所需屏障;所需的结构完整性的水平;以及任何所需的刻痕线的所需深度。
薄膜也可包含热可密封聚合物层。在一些实施方案中,热可密封聚合物在50-300摄氏度之间形成密封。薄膜也可为压力密封薄膜,比如冷封。在一些实施方案中,该压力密封薄膜可在约0.7-7.0Kg/cm之间的压力下形成密封,优选在约5.6Kg/cm的压力下形成密封。密封剂层在薄膜表面定向,朝向包装的内部。密封剂层可为多种聚合物密封剂,比如热激活聚合物密封剂层,如乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、离聚物塑料(比如由DuPont公司以商品名SURLYN销售的离聚物塑料)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)(包括茂金属-LLDPE(matallocene-LLDPE))等。冷密封剂以及压力密封剂也可在本发明实施方案的范围内。应注意当预期为食品时,使用食品级密封剂。
薄膜可任选地为比如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)层和取向聚丙烯(OPP)层等层压制品,或任选地为单层聚合物。PET层为柔性至半刚性的,取决于其厚度。PET,尤其是取向PET(OPET)是令人满意的,因为其很轻、坚固,并可具有高透明度,当包装规格需要时。它也可用作氧气(气体)和水分屏障。该OPP层可进一步增加强度和为对渗透性的进一步屏障。层压组分可通过胶粘剂或挤压连接。示例性的柔性薄膜可总共具有约1-10密耳的厚度,优选约2-6密耳的厚度。
薄膜可任选具有附加的层压层或组分。可加入硬化剂到薄膜组合物中,比如聚酰胺聚合物(如尼龙)。硬化剂可作为挤压薄膜的组分或作为单独的层加入。尼龙可作为层压层加入,其通过胶粘剂粘紧薄膜结构,任选薄膜附在尼龙的每一侧(即复合薄膜粘结层(tie layer))。为了说明目的,尼龙层可为薄膜厚度的约8%或0.004mm。
任选的薄膜层也可包含油墨层(未示出)。例如,一种层压制品可包含置于PET层和OPP层之间的油墨和底漆。也可包含包装的完整性特征(未示出)。层压制品的金属化层和多种组合也可在描述的实施方案中。特定的薄膜层压制品实施方案可包含48ga OPET(或0.3-1.0密耳)、印制层、LDPE层和1.75密耳的EVOH-LLD密封剂薄膜;或具有48ga OPET、印制层、胶粘剂层、60ga尼龙层、胶粘剂层以及2.75密耳LLDPE密封剂薄膜的层压制品。
本发明的薄膜配置成保留LTPSA(即不脱层),即使在重复开启和封闭包装之后也如此。LTPSA条或带可以表面涂层(如通过在转换器处的有效、高速的印制程序或槽模涂布程序(slot-die coating process)直接涂在包装薄膜上)的形式施加在2个相对的柔性薄膜面板的外表面上。应注意LTPSA区域也可利用双面胶带施力到薄膜(卷筒)的表面,这可使用或不使用载体。在任一情形下,低粘性胶粘剂带如此定向,以使当包装内容物被取出后,柔性包装的开口部分如本文所阐明地在其自身上向下卷或折叠时,胶粘剂带可互相接触。低粘性胶粘剂可优选具有约0.1-5.0密耳的厚度,但优选约0.8密耳厚。如下所述,使用包含有机黏土填料的密封剂实现低粘性胶粘剂和基底之间坚固的首要粘合(primary bond)。
为了根据需要进行本发明实施方案,低粘性胶粘剂涂层和外层,比如OPET(以及任选的内部密封剂层)之间的坚固粘合是重要的。如果粘合差,胶粘剂将从基底上脱层,包装不能再密封。可单独或组合使用多种方法以促进在低粘性胶粘剂涂层和包装薄膜基底比如OPET或EVA/LLDPE混合物之间坚固的首要粘合。例如,在涂敷胶粘剂之前,可在基底上施加化学底漆。表面处理,比如电晕放电、等离子体和火焰处理也可有效地促进在胶粘剂和基底之间坚固的首要粘合。最后某些填料比如碳酸钙、白云石、滑石(由水合硅酸镁组成的矿物)、云母、层状硅酸盐、有机改性的蒙脱石及其各种组合,当分散在基于聚合物的薄膜内时,能非常有效地促进坚固的首要粘合。因此,用于可为LTPSA合适基底的内部密封剂的示例性配方可包含EVA、LLDPE与有机黏土的混合物。
利用低粘性胶粘剂的若干包装构造是可能的,包括:具有在相对面板比如与可剥离式热封平行并相邻的面板上的低粘性胶粘剂带的立式或卧式成型-充填-封口袋(VFFS或HFFS);代替冷封用于行进式裹包包装的低粘性胶粘剂;具有低粘性胶粘剂的袋,所述胶粘剂在袋的外或内表面向下间隔排列或以条的形式(例如平行条)间隔,所述袋任选具有限定的薄弱区域(如,刻痕线、穿孔等),使得随着产品水平下降,能够越来越低地密封袋,并允许通过沿着刻痕线撕开而移除并丢弃多余的薄膜;和具有可再封闭封盖的刚性卡纸盒,所述封盖通过低粘性胶粘剂的方式可逆地保证呈闭合状态。
通常,阐述的包装可成型为具有鳍状或搭接封口以及两个端部封口,其可具有由热封、冷封、低粘性胶粘剂密封及其组合的方法形成的气密(或基本上气密)密封。包装可任选包含内在的刚性支撑物,比如产品托盘,或“U”型板,虽然这对实施这些实施方案并不需要。该包装可适合于用非堆叠或颗粒产品垂直装袋。实施方案不仅能提供光屏障,而且还能提供气体和水分屏障。
可以使用多种方式开启包装,比如剥离突出物(peel tab)(未显示)、可剥离式封口、薄弱区域或在薄膜中刻痕的开口。使用时,随着可剥离式封口拉开,密封的薄膜层分离,产生用于接近产品的开口/口部。在一些实施方案中,包装通常提供各种图案的模制或激光切口/刻痕。
现在转到附图,显示了一般以20表示的本发明包装设计的实施方案,其中每个实施方案中相似元件编号相似。在图1-4中显示的基础实施方案中,包装20可为由柔性薄膜/卷筒25制成的VFFS袋,柔性薄膜/卷筒25密封以形成具有侧面板21和23、前面板22以及后面板24的袋。显示口部27允许进入包装20的内部。在存取包装20的内容物之前,袋优选具有上封口如图1中以31所示;以及图9和17中以44所示)以在运输期间密封并盛放产品,并且在上封口31之上具有凸缘区33以便于抓握。因此,凸缘区33可具有多达10cm的深度,但优选在约1-3cm之间的范围。在任何情况下,凸缘区33会具有足够的深度以允许使用者抓住并分开密封面板。包装20可通过图1中的端部封口53以及在图9和17中的端部封口46在底部密封。纵向封口51(图9和17中的40)可提供最终密封。纵向封口可为鳍状封口或搭接封口(如示出的)。应注意图1中纵向封口51朝着包装的角落定向,而在图9和17中纵向封口40沿着一个面板表面延伸。图9和17间的区别在于,图9中低粘性压敏胶粘剂(LTPSA)区域定向于具有纵向封口40的面板;而在图17中,LTPSA区域定向于与具有纵向封口40的面板相对的面板。角落和面板纵向封口构造两者都可在任一实施方案的范围内。进一步注意到本文实施方案中描述的LTPSA区域没有定向成以其初始密封构造彼此相邻或接触。
包装20的再封闭特征由定位在相对的外面板表面22和24的两个低粘性压敏胶粘剂(LTPSA)区域(26,28)显示。如上所述地,LTPSA可“印制”或图案化涂敷在面板表面上。LTPSA层压层可设置在平行壁的每个外表面,设定LTPSA的大小和方向,使其处于当随着产品取出,再封闭包装以允许逐渐减小内部空腔的大小(顶部空间)时,在多个位置彼此相对的位置。通常LTPSA区域位于上封口区域31下面。
通过折叠或卷起薄膜使得LTPSA区域彼此相邻可再封闭包装。例如,如图2所示,围绕口部27的薄膜25可通过在具有LTPSA的面板上以任一个方向沿着垂直轴线向下卷薄膜而封闭。如所示,随着薄膜卷起,LTPSA层彼此相对,并如配置的那样彼此粘附。应注意尽管LTPSA示出为朝着包装的顶部定向的矩形,但是许多形状的LTPSA覆盖层,直到并包括薄膜外表面的全部LTPSA覆盖层,均可在本发明实施方案的范围内。在一些实施方案中LTPSA沿着面板的长度延伸。
图3和4显示了坯料,图13显示了图1-2示出的包装坯料卷的截面。如所示,LTPSA层压和/或施加到薄膜25的同一侧,因而,薄膜25在形成包装前可被卷到大卷上,无需关心LTPSA表面彼此接触。在坯料中,薄膜坯料的上封口区域31可指出形成包装封口比如可剥离式封口的区域,并且折叠线36指出可折叠薄膜25以形成包装20的地方。
图4显示了利用诸如上述材料等材料的图3的一种潜在薄膜25层压制品的横截面。如图4所示,薄膜25可由若干柔性材料形成。如所示,薄膜25可具有外层30、中间层32和内层34。内层34可为具有热可密封性能的复合薄膜,并由例如EVA、聚乙烯、聚丁烯、离聚物如surlyn或其混合物组成。中间层32可为多种材料中的任一种,比如金属箔材料或复合材料,比如铝。外层30可为OPET。可将OPET外层30改性以增加LTPSA和基底之间的粘合强度。可能的改性可包括电晕处理(薄膜在等离子体下经过),火焰处理,促进粘附的底漆涂层,或混合入聚合物层的无机填料。填料可包含碳酸钙和有机黏土混合物。在任何情况下,薄膜25层压制品可为多种组合中的任一种,以当密封时给产品提供对其环境所需的屏降性质。
备选的实施方案显示施加在包装的外表面以在封闭状态彼此相对的LTPSA,其如图5-12所示。
例如,在图5-6中,实施方案20a显示为一种HFFS双面板袋,其具有内部和外部的LTPSA涂敷区域。在这个实施方案中,可以使用柔性薄膜25,甚至刚性卡纸面板。封口39,比如上述的热封可粘结包装20a的侧边。两个LTPSA区域26a和28a示出在包装的同一前侧。如图所示,LTPSA区域一般彼此平行并一般与折叠线36等距。可通过开口42实现对产品50的接近。如图6所示,封盖38可形成为包装20a的顶部48,沿着折叠线36向下折叠,LTPSA26a和28a彼此相对以封闭开口42。
在图7-8示出的另一实施方案(包装20b)中,LTPSA区域相似地一般彼此平行,并一般与折叠线36等距,但包装被修改成具有顶部包装开口52。换句话说,相对的前/后面板在高度上一般相等。可通过开口52实现对产品50的接近,开口52在薄膜中可位于可剥离式封口37的上面并一般与之平行,以允许形成开口。应注意如本文描述的可剥离式封口可为热封或基于胶粘剂的密封,所述密口为初始气密的并没有针对再封闭能力进行配置。如图8所示,封盖38可形成为包装20b的顶部48,沿着折叠线36折叠下来,LTPSA26b和28b彼此相对以封闭开口42。
图9-10示出的另一实施方案,显示了行进式裹包包装20c,其可以如下所述的卧式成型充填封口方法(horizontal form fill and seal method)形成。包装20c可通过连接薄膜25的相对侧以形成纵向封口40(图中示出为搭接封口,但也可形成为鳍状封口)而形成。如上所述,薄膜25优选具有在薄膜内表面的密封剂层。可剥离式端部封口,比如尾端封口46和前端封口44也可被提供以密封包装中的内容物。给出的实施方案的初始包装密口可通过热封、冷封以及其多种组合形成,从而形成所需的可剥离和不可剥离封口。
如所示,消费者可通过拉开可剥离式前端封口44而在前端56分开面板22和24,从而显露包装的内部。LTPSA区域相似地一般被此平行,并一般与折叠线36等距。如图10所示,封盖38可形成为包装20c的顶部56,沿着折叠线36向下折叠,LTPSA26c和28c彼此相对以封闭开口42。还应注意LTPSA涂层的区域和自粘附的强度根据特定的包装和产品的要求来限定,并可包含直到LTPSA所覆盖的整个表面。也应注意的是封口40可定位至包装的角落或不与LTPSA层压的面板。
图11-12示出了备选的包装实施方案,其通常分别以20d和20e指示。在图11的实施方案中,开口42由限定的薄弱区域(比如刻痕线、穿孔、带切开的定向薄膜(notched oriented film)等)形成,所述薄弱区域在前面板上刻痕以界定开口。刻痕线42仅穿过跨越薄膜厚度的部分深度,并可配置成维持包装密封。一旦开启,可如下再封闭包装:通过沿着折叠线36向前折叠包装的顶部,使得LTPLSA区域28a和26a接触而形成包装封闭体。在这个实例中,封口37不需要是可剥离式封口。
如图12所示,通过至少在刻痕线42之上和在顶封口37上的39a提供可剥离式封口,可得到开口变化。对于大多数实施方案,所有包装封口(即封口39和37)可为可剥离式封口。LTPSA的一个区域可为在26a所示的区域,比如图11所示的。在图12的实施方案中,第二LTPSA区域位于暴露于内部的表面上的后面板上。在这个实例中,使用者在可剥离式封口37之上的未密封区域43可抓紧前面板和后面板的顶部,并拉动前面板直到薄膜在刻痕线42撕开而形成突出物41,其可自包装移除,并暴露设置在薄膜后面板内侧上的LTPSA28a。如在图11中,一旦开启,包装可通过沿着折叠线36向前折叠包装的顶部使得LTPLSA区域28a和26a接触而形成包装封闭体,来封闭。
图13和14分别示出了图1-4和图11-12实施方案的薄膜卷坯的截面俯视图。在图13中,坯料卷(blank roll)显示了LTPSA26和28和折叠线60的图案结构。在62和64的区域可界定可剥离式封口。图14提供了用于袋(比如图11-12所示袋)的坯料,其显示了初始折叠线35以界定死褶(dead fold),从而界定袋的底边缘。如图所示,LTPSA26a和28a区域索引在侧封39之间。换句话说,LTPSA区域未暴露于热封。此外,如图14所示,将LTPSA区域施加到卷的两侧,以允许形成如图11-12所描述并利用图16中所提供的方法形成的包装。尽管优选向坯料卷进行LTPSA的这种类型的索引施加(indexed application),但应注意在一些实施方案中,LTPSA可连续施加到薄膜上,因此LTPSA暴露于热封。或者,LTPSA可具有多种尺寸和几何构造。
制造柔性袋的方法可影响特定柔性袋的特定的密封、折叠以及各种其他特征。可获得多种制造方法以商业生产柔性袋,几个实例在此处论述并在图15和16中示出。柔性袋可以高速成型-充填-封口(FFS)操作制造,所述操作每分钟可生产多达800个包装。图15和16图解地示出了形成包装20的方法。在一个方法中,图15中的袋20利用立式成型充填封口包装机制备,所述包装机在零食工业普遍用于成型、充填和密封薯片、曲奇、咖啡及其他类似产品的袋,并一般以100示出。图16示出了使用卧式成型充填封口包装机的替代方法,一般以200示出。所示的包装机100和200为简化了的,没有显示通常围绕机器的支撑结构和控制系统,而是提供来显示工作机器的一个实例。制造柔性袋的方法可影响特定的柔性袋的特定的密封、折叠以及各种其他特征。可获得多种制造方法以商业生产柔性袋,图15和16只提供了这些例子中的两个。
在图15示出的一个阐述性的实施方案中,柔性袋在立式FFS或包装线中制成。一系列柔性袋由薄膜卷102形成,所述薄膜卷102具有所施加的低粘性压敏胶粘剂(LTPSA)的预施加区域112,使得薄膜材料的前、后和侧面板界定了空腔。通过一种方法,使卷起的薄膜材料的卷筒在折叠肩部(folding shoulder)104例如成型领(collar)和心轴上进料,以使其成为管状。薄膜的相对纵向边缘集中到填充管106周围。比如通过密封工具108密封纵向边缘以形成鳍状封口,或该纵向边缘重叠以形成搭接封口。在这种配置中,鳍状封口113用于形成包装的角落。袋的顶/底封口115也可通过往复式密封工具110形成,往复式密封工具110可包括一对往复式密封棒。该往复式密封棒可为热密封棒,其保持在所需的温度以对前壁和后壁施加热和压力。此外,热密封棒在管状卷筒的相对侧集中,使得热从两侧传导地转移至薄膜,同时施加压力。密封棒可以间歇或连续操作使用。在间歇操作中,在密封棒接合薄膜时薄膜停止。在连续操作中,当密封棒接合薄膜时,密封棒可以机器速度垂直移动。另外,密封工具110可包含往复式割刀,其用于分开底部袋与上部袋。一旦完成操作且上部袋已经充满食品,则上部袋向下前进并成为底部袋。除了密封袋之外,密封工具110也可用于赋予所需的包装折痕。
因此,密封工具110可同时执行多个功能,包括:生成止要填充产品的袋的底部密封;生成可剥离的顶部热密封;并具有往复式割刀或切割工具,其将刚填充的袋与将要填充的下一个袋分开。因而,在柔性袋中上形成底部密封(和任选的折痕)之后,部分成型的柔性袋可填充通过填充管106引入袋内的食品。
存在对在该立式FFS操作中描述的那些步骤的多种备选步骤。同样,可采用备选的技术替代通过上述的热密封棒对热和压力的施加。例如,可采用RF能量、超声能或其他技术。
在图16所示另一个实例中,柔性袋(例如在图5、6、11-12和14中所示的柔性袋)可在卧式FFS或行进式包装机中制造,一般性地以200示出。如上述的立式操作,形成一系列柔性袋,且薄膜材料界定空腔。此处,该袋具有前和后面板。如图所示,在薄膜相对侧上具有LTPSA的预施加区域的单个薄膜卷202,可在折叠装置204处折叠,然后用密封模具(seal die)206密封以形成侧封216(如可剥离的),因此袋的空腔彼此串联。在薄膜形成空腔后,可通过填充管208将空腔填充满食品。袋然后以机器方向前进。如图16所示,密封棒210可提供袋前和后面板的可剥离式顶部封口214。应注意对于这个实施方案,可剥离式顶部封口214配置成在LTPSA212和218的区域之上。在接下来的步骤(未示出)中,可沿着侧封216的中心向下制成切口(如通过机械减激光刻痕工具等),以分开袋。在这个构造中的LTPSA218封口暴露于包装的内表面。
应理解的是,在如权利要求中表达的具体方法的原理和范围内,本领域技术人员可进行在包装及其形成方法的细节、材料和安排方面的各种变化,在本文已描述和阐述所述细节、材料和安排以说明所描述包装的性质。
Claims (16)
1.一种具有基于胶粘剂的可再封闭紧固件的柔性薄膜包装,其包括:
形成多个包装壁的柔性薄膜基底,所述包装壁密封以形成用于容纳产品的内部空腔;
所述多个壁具有至少两个相对的柔性壁;
允许进入内部空腔的初始密封的包装口部;
低粘性压敏胶粘剂(LTPSA)层,其置于平行壁的每个外表面上,设定LTPSA的大小和方向,使其处于当随着产品取出,再封闭包装以允许逐渐减小内部空腔的大小时,在多个位置彼此相对的位置;以及
其中所述LTPSA与柔性薄膜基底的粘合强度大于LTPSA区域之间的粘附力。
2.权利要求1所述的包装,其中所述口部由可剥离式封口形成。
3.权利要求1所述的包装,其中所述口部由限定的薄弱区域形成。
4.权利要求1所述的包装,其中所述LTPSA包含UV-可固化的丙烯酸低聚物、粘性控制组分,并且所述柔性薄膜基底包含有机黏土。
5.权利要求1所述的包装,其中所述LTPSA进一步包含至少一种弹性材料。
6.权利要求1所述的包装,其中所述LTPSA层的厚度范围为约0.1-约5密耳。
7.权利要求1所述的包装,其中所述LTPSA层的厚度范围为约0.8-约5密耳。
8.权利要求1所述的包装,其中所述LTPSA层的剥离力为约200-900克/英寸。
9.权利要求1所述的包装,其中所述薄膜为厚度范围约1-10密耳的层压制品,并且其中粘接所述LTPSA的层压层为反印的厚度范围约0.3-1密耳的取向聚酯薄膜(OPET)。
10.权利要求9所述的包装,其中所述薄膜具有选自以下的填料:碳酸钙、白云石、滑石、云母、层状硅酸盐、有机改性的蒙脱石及其各种组合。
11.一种具有基于胶粘剂的可再封闭紧固件的柔性薄膜包装,其包括:
形成多个包装壁的柔性薄膜基底,所述包装壁密封以形成用于容纳产品的内部空腔;
所述多个壁具有至少两个相对的柔性壁;
允许进入内部空腔的初始密封的包装口部;以及
成对的低粘性压敏胶粘剂(LTPSA)层,其一般彼此对齐并且一般与所述LTPSA层之间的折叠线等距地置于同一外面板表面。
12.权利要求11所述的包装,其中所述包装口部由限定的薄弱区域形成。
13.一种具有基于胶粘剂的可再封闭紧固件的柔性薄膜包装,其包括:
一般沿着相邻侧纵向密封以形成套筒的柔性薄膜;
第一套筒端部的可剥离式封口,其在第一包装端部基本上横切于纵向封口;
第二套筒端部的封口,其在第二包装端部基本上横切于纵向封口,第一和第二封口之间的区域界定包装内部,折叠线界定前壁和后壁,所述封口进一步形成前包装面板和后包装面板;以及
成对的低粘性压敏粘合剂(LTPSA)层,其一般彼此对齐并且一般与所述LTPSA层之间的折叠线等距地置于同一外面板表面。
14.一种具有基于胶粘剂的可再封闭紧固件的柔性薄膜包装,其包括:
形成多个包装壁的柔性薄膜基底,所述包装壁密封以形成用于容纳产品的内部空腔;
所述多个壁具有至少第一和第二相对的柔性壁,其中所述第二相对的柔性壁延伸超过第一相对的柔性壁;
第一低粘性压敏胶粘剂(LTPSA)层,其置于第一相对的柔性壁的外表面;
第二LTPSA层,其置于第-二相对的柔性壁内表面的延伸超过第一相对的柔性壁的部分上,
所述LTPSA层配置成当沿着折叠线封闭包装时彼此相邻;以及
允许进入内部空腔的、初始密封的、定位于第一和第二LTPSA层之间的包装口部。
15.一种包装,其包括:
柔性薄膜,其界定内部内容物腔,并具有形成第一末端封口的第一对相对边缘部分,形成第二末端封口的第二对相对边缘部分,以及形成从第一末端封口延伸到第二末端封口的纵向封口的第三对相对边缘部分;
所述柔性薄膜具有第一侧部和一般与第一侧部相对的第二侧部;
允许进入内部空腔的由至少一个末端封口初始密封的包装口部;
成对的低粘性压敏胶粘剂(LTPSA)层,其一般彼此对齐,横切于纵向封口,并且一般与LTPSA层之间的折叠线等距地置于同一外面板表面;以及
其中LTPSA与柔性薄膜基底的粘合强度大于LTPSA区域之间的粘附力。
16.一种形成具有基于胶粘剂的可再封闭紧固件的柔性包装的方法,所述方法包括:
施加低粘性压敏胶粘剂(LTPSA)至柔性薄膜上,所述压敏粘合剂包含UV-可固化丙烯酸低聚物、粘性控制剂以及任选的弹性材料;
通过应用紫外线辐射固化在柔性薄膜上施加的LTPSA;
将所述固化的柔性薄膜供应至成型充填封口机;以及
使所述柔性薄膜形成具有LTPSA层的柔性包装,所述LTPSA层置于包装平行壁的每个外表面上,并定向于当随着产品取出,再封闭包装以允许逐渐减小内部空腔的大小时在多个位置彼此相对的位置。
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