CN107743507A - 遮光瓶设计 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型遮光包装件，其包括单层，所述单层包含高浓度水平的经处理的TiO2颗粒，所述浓度水平为单层的6重量％或更高，更优选地单层的大于7重量％，甚至更优选地单层的大于8重量％，其中所述单层保护所述包装件内的食品免于光照和物理损害。所述单层具有优异的遮光性能，同时保持机械性能。所述单层具有大于25，优选地大于30，更优选地大于40或者甚至更优选地大于50的遮光系数(“LPF”)值。所述经处理的TiO2材料可通过掺入母料，在包装件生产过程中进行分散和加工，并且优选地利用吹塑方法加工成包装件。

Description

遮光瓶设计
背景技术
包装件中包含的某些化合物和营养物质可受到暴露于光照的负面影响。由于直接或间接暴露于光照，分子种类可发生多种不同的化学和物理变化，这可统称为光化学过程。如Atkins所述，光化学过程可包括初吸收、物理过程(例如荧光、碰撞诱导的发光、受激发光、系间窜跃、磷光、内转换、单线态电子能量转移、能量汇聚、三线态电子能量转移、三线态-三线态吸收)、电离(例如潘宁电离(Penning ionization)、离解电离、碰撞电离、结合性电离)、或化学过程(例如离解或降解、加成或插入、夺取或破碎、异构化、离解激发)(Atkins，P.W.；Table 26.1 Photochemical Processes.Physical Chemistry，第5版；Freeman：New York，1994；908.)。例如，光照可引起光敏物质(例如乳品食物产品中的核黄素)的激发，其可随后与存在的其它物质(例如氧、脂质)反应诱发变化，包括降解有价值的产物(例如在食物产品中的营养物质)并逸出能够调节产品性能呢的物质(例如食物产品中的异味)。
同样地，需要提供具有足够遮光性能的包装以保护包装件内容物。包装件保护它们包含的物质的能力高度取决于用于设计并构造包装件的材料(参考：Food Packagingand Preservation；M.Mathlouthi编辑，ISBN：0-8342-1349-4；Aspen出版；版权1994年；Plastic Packaging Materials for Food；Barrier Function，Mass Transport，QualityAssurance and Legislation：ISBN 3-527-28868-6；O.G Piringer编辑；A.L.Baner；Wiley-vch Verlag GmBH，2000年，以引用方式并入本文)。优选的包装材料最小化水分、光照、和氧的渗透，常称为阻隔特性。
期望用于包装的材料的光照阻隔特性为包装件内容物提供遮光性。已经描述了用于测量包装材料遮光性的方法，并且用“遮光系数”或(LPF)表征这种遮光性，如公布的专利申请US21050093832-A1所述。
二氧化钛(TiO2)以低含量(通常0.1重量％至5重量％的组合物的含量)频繁用于塑料食品包装层(一个或多个)，以向食品包装件提供美观性能诸如白度和/或不透明度。除这些性能之外，还认为二氧化钛是可为某些实体提供遮光的材料，如US 5,750,226；US 6,465,062；和US20040195141所述；然而，在塑料包装件中使用TiO2作为遮光材料已经受到限制，这是由于以高载量水平或高至足以提供期望的遮光性的水平加工二氧化钛组合物所带来的挑战。
可用的包装设计是那些以合理成本提供所需的遮光和功能性能用于目标用途的设计。包装设计的成本部分地由构造材料和形成包装设计所需的加工来确定。
乳品包装是其中需要包装件遮光以保护乳品免于光照暴露的不良影响的应用。乳品暴露于光照可导致乳品中一些化学物质的降解；这种降解导致乳品的营养物质含量和感官性能降低(例如“Riboflavin Photosensitized Singlet Oxygen Oxidation ofVitamin D”，J.M.King和D.B.Min，V 63，No.1，1998，Journal of Food Science，第31页)。因此，与包装在不具有遮光性的典型包装内的乳品相比，用遮光包装保护乳品免于光照将允许营养物质含量和感官性能在较长时间内保持在它们的初始水平(例如“Effect ofPackage Light Transmittance on Vitamin Content of Milk.Part 2：UHT WholeMilk.”A.Saffert，G.Pieper，J.Jetten；Packaging Technology and Science，2008；21：47-55)。
已经在包装设计中提供不同的添加剂、效果和/或颜料以提供遮光性，并且可在具有或不具有TiO2的情况下使用。在刚性乳品包装件设计中使用黄色颜料作为遮光剂(例如Mayfield Dairy，Athens TN，http：//www.mayfielddairy.com/)。当在包装件中期望具有黄色效果时，这种设计可提供有用的遮光包装溶液；然而，如果不期望黄色包装件外观，这种遮光溶液不可用作单层设计。同样地，炭黑是在包装件中用作遮光剂的一种颜料。它甚至在低含量情况下赋予包装件灰色调，这可能为一些包装件应用提供非期望的外观。因此，使用彩色和黑色颜料可提供遮光性，但是可能限制包装件的美观。
已经报道了将云母(US 20040195141)与TiO2一起在较低载量水平下作为遮光组合物，但是未展示较高载量的情况，也未对该设计的遮光有益效果进行定量。在段[0030]中，说明了使用较高载量遮光剂的限制，并且公开了对所得容器的机械性能的负面影响[0032]。因此，本领域尚未示出使用高载量的其它无机颗粒以同时展示遮光和机械性能。
此外，将多层结构视为在包装件设计中实现遮光性能的方法。通常，需要超过一层的材料以充分保护食品免于光照和机械损坏。例如，Cook等人(US 6,465,062)提出一种多层包装容器设计，以与其它功能阻隔层一起实现光照阻隔特性。与多层包装结构相关联的问题在于它们需要更复杂的加工、每层附加的材料、更高的包装件成本、和层间分离的风险。多层设计的缺陷和单层设计的有益效果在US 20040195141的段[0022]和[0026]中进行了讨论。因此，商业上需要创造一种单层食品包装件，其实现或超越多层包装件的遮光和机械强度性能。
在单层包装设计中实现遮光的挑战包括所得设计较厚、提供不佳的机械强度、和/或它们难以制造。例如，Macauley等人(US 5,750,226，第3列，第49行，以引用方式并入本文)，报道了具有高无机颗粒含量的包装件层不能被挤出。此外，Macauley等人提出的设计厚度为29密耳。虽然这一设计的厚度对于给定应用和性能需求可以容忍，与一些应用的典型包装件厚度相比，它是非常厚的。例如，美国乳品工业使用的传统1加仑罐由HDPE(高密度聚乙烯)构成，其通常具有介于约15密耳和25密耳之间的厚度。存在减轻包装件重量以节省成本和材料的趋势，因此优选不依赖必然导致包装件壁较厚的多层设计。
如US 5,833,115所述，一加仑及其它容积的塑料容器广泛用于包装乳品和其它液体。在此类容器的制造中的主要成本之一是生产瓶或罐所需的树脂的量。制造商试图通过减少用于制造每个容器的树脂的量来减少容器成本。当生产数千个容器时，甚至树脂含量的小量减少带来成本的显著节约。然而，当树脂含量减少过某一点时，在容器的角和壁处难以提供足够的强度，这是形成稳定容器并且将保持有吸引力的外观所必需的。更具体地，当容器变得不稳定时，结果是容器壁膨胀或松垂。而且，不稳定的容器常具有在填充或倾注期间在容器角处引起造窝的特性。为了克服这些问题，已经提出了多种设计改型以稳定塑料容器。一个此类示例示出于授予Platte的US 3,708,082中，其公开了一种塑料容器，该塑料容器具有经设计以最小化在填充和储存期间的变形的壁。虽然克服设计上的挑战以允许在包装件中减少树脂的使用是可能的，但重新设计瓶形状是昂贵的，因为可能需要为此类改变重新配置用于制造和加工瓶的系统和工艺。此外，对于终端消费者来说，包装件的形状或形式可能对它的品牌形象或功能是非常重要的。这表明期望一种重新设计的瓶，其具有改善的功能性(例如增强的遮光性)，由基本上类似于它的原有模具的模具生产。因此，当期望增强包装件设计的遮光性时，一般优选提供改善的遮光性，同时最小化包装件设计如包装件尺寸和形状的其它改变。
发明内容
令人惊讶地是，发现了一种新型遮光包装件，其包括一个单层，该单层包含高浓度的经处理的TiO2颗粒，其浓度水平占单层的6重量％或更高，更优选地占单层的7重量％或更高，甚至更优选地占单层的8重量％或更高，优选地无附加的填料诸如CaCO3，其中单层保护包装件内的食品免于光照和物理损害。本发明的单层具有优异的遮光性能，同时保持机械性能。该单层具有25或更大，优选地大于30，更优选地大于40或者甚至更优选地大于50的遮光系数(“LPF”)值。经处理的二氧化钛材料可通过掺入母料，在包装件生产过程中进行分散和加工，并且优选地利用吹塑方法加工成包装件。
本发明的一个实施方案是用于一种或多种光敏产品的包装件，其包括：
a)包含涂覆有金属氧化物和有机材料的TiO2颗粒、以及一种或多种可熔融加工的树脂的单层，其中单层具有25至120的LPF值，并且TiO2颗粒的浓度在单层的6重量％至14重量％的范围内；以及
b)任选地一个或多个美观层。
在本发明的一个方面，TiO2颗粒首先涂覆有金属氧化物，并且随后涂覆有有机材料。单层保护光敏产品不受机械破坏及光照。金属氧化物优选地选自二氧化硅、氧化铝、氧化锆、或它们的组合。最优选地，金属氧化物为氧化铝。在TiO2上的有机涂覆材料选自有机硅烷、有机硅氧烷、氟代硅烷、有机膦酸酯、有机酸磷酸酯、有机焦磷酸酯、有机多磷酸酯、有机偏磷酸酯、有机次膦酸酯、有机磺酸化合物、基于烃的羧酸、基于烃的羧酸的相关联的酯、基于烃的羧酸的衍生物、基于烃的酰胺、低分子量烃蜡、低分子量聚烯烃、低分子量聚烯烃的共聚物、基于烃的多元醇、基于烃的多元醇的衍生物、链烷醇胺、链烷醇胺的衍生物、有机分散剂、或者它们的混合物。更优选地，有机材料为具有下式的有机硅烷：R5 xSiR6 4-x，其中R5为不可水解的烷基、环烷基、芳基、或芳烷基基团，其具有至少1个至约20个碳原子；R6为可水解的烷氧基、卤素、乙酰氧基、或羟基基团；并且x＝1至3。最优选地，有机材料为辛基三乙氧基硅烷。在本发明的一个方面，单层可具有单层的7重量％至14重量％、优选地单层的8重量％至14重量％，更优选地单层的9重量％至14重量％，甚至更优选地单层的10重量％至14重量％的TiO2颗粒浓度。单层可具有25至120，更优选地30至120，甚至更优选地40至120，以及甚至更优选地50至120的LPF值。单层可具有在50至80范围内的白度。可熔融加工的树脂可选自聚烯烃。在本发明的一个方面，可熔融加工的树脂优选地为高密度聚乙烯，并且单层具有13密耳至20密耳的厚度。在本发明的另一方面，金属氧化物为氧化铝并且有机材料为辛基三乙氧基硅烷。
本发明的另一个实施方案包括一种包装件设计，其包括：
a.一个单层，其包含：涂覆有金属氧化物和有机材料的TiO2颗粒、以及一种或多种可熔融加工的树脂，其中单层具有25至120的LPF值，并且TiO2颗粒的浓度为单层的6重量％至14重量％；以及
b.任选地一个或多个美观层；其中使单层成型以保持0.5加仑至2加仑的流体体积。
金属氧化物可选自二氧化硅、氧化铝、氧化锆、或它们的组合。金属氧化物优选地为氧化铝。有机材料优选地选自有机硅烷、有机硅氧烷、氟代硅烷、有机膦酸酯、有机酸磷酸酯、有机焦磷酸酯、有机多磷酸酯、有机偏磷酸酯、有机次膦酸酯、有机磺酸化合物、基于烃的羧酸、基于烃的羧酸的相关联的酯、基于烃的羧酸的衍生物、基于烃的酰胺、低分子量烃蜡、低分子量聚烯烃、低分子量聚烯烃的共聚物、基于烃的多元醇、基于烃的多元醇的衍生物、链烷醇胺、链烷醇胺的衍生物、有机分散剂、或者它们的混合物。
有机材料优选地为具有下式的有机硅烷：R5 xSiR6 4-x，其中R5为不可水解的烷基、环烷基、芳基、或芳烷基基团，其具有至少1个至约20个碳原子；R6为可水解的烷氧基、卤素、乙酰氧基、或羟基基团；并且x＝1至3。有机材料优选地为辛基三乙氧基硅烷。
包装件可具有单层的7重量％至14重量％、优选地单层的8重量％至14重量％，更优选地单层的9重量％至14重量％，最优选地单层的10重量％至14重量％的TiO2颗粒的浓度。单层可具有25至120，优选地30至120，更优选地40至120，以及甚至更优选地50至120的LPF值。单层可具有80至100WI E313 D65/20的白度指数。
在本发明的一个方面，一种或多种可熔融加工的树脂选自聚烯烃，并且优选地为高密度聚乙烯。单层可具有10密耳至30密耳的厚度。金属氧化物可为氧化铝，并且有机材料可为辛基三乙氧基硅烷。可使单层成型以保持1加仑的体积，并且单层重量为57g至63g。
具体实施方式
在本公开中，将“包含/包括”解释为明确说明存在提及的所述特征、整数、步骤或组分，但是不排除一种或多种特征、整数、步骤、组分或其组的存在或添加。另外，术语“包含”旨在包括由术语“基本上由...组成”和“由...组成”涵盖的示例。相似地，术语“基本上由...组成”旨在包括由术语“由...组成”涵盖的示例。
在本公开中，当数量、浓度或其它值或参数以范围、典型范围或典型上限值和典型下限值的列表形式给出时，其应理解为具体地公开由任何范围上限或典型值和任何范围下限或典型值的任何一对所构成的所有范围，无论范围是否被单独地公开。凡在本文中给出某一数值范围之处，该范围均旨在包括其端点，以及在该范围内的所有整数和分数，除非另行指出。当定义一个范围时，不旨在将该公开的范围限定于所述的具体值。
在本公开中，除非内容清楚地表明，单数和单数形式的术语例如“一种”、“一个”和“所述”包括复数指代。因此，例如“TiO2颗粒”、“一个TiO2颗粒”、或“所述TiO2颗粒”的指代也包括多个TiO2颗粒。在本专利申请中引用的所有参考文献以引用方式并入本文。
TiO2颗粒可涂覆有金属氧化物，优选氧化铝，并且随后涂覆附加的有机层。本发明经处理的TiO2为无机颗粒材料，其可均匀分散在聚合物熔体中各处，并且赋予聚合物熔体颜色和不透明度。提及TiO2时不提及附加处理或表面层不意味着它不能具有此类层。
本发明的包装件优选地由单层组成，其可具有，但是优选地基本上不含、或不含包括CaCO3、BaSO4、二氧化硅、滑石和/或粘土的填料。
二氧化钛(TiO2)颗粒可为金红石或锐钛矿结晶形式。其一般通过氯化物方法或硫酸盐方法制备。在氯化物方法中，TiCl4被氧化为TiO2颗粒。在硫酸盐方法中，将硫酸和含钛的矿石溶解，并且所得溶液经过一系列沉淀步骤产生TiO2。硫酸盐和氯化物方法两者均更详细地描述于John Wiley & Sons，NY(1988)，“The Pigment Handbook”，第2版第1卷中，其中的教导内容以引用方式并入本文。
“TiO2颗粒”是指该颗粒具有100nm至250nm的平均粒度范围，其通过X-Ray离心技术、具体利用Brookhaven Industries TF-3005W型X-射线离心粒度分析仪进行测量。TiO2的晶相优选地为金红石。在受到表面处理后的TiO2将具有约100nm至400nm，更优选地100nm至250nm的平均粒径分布。纳米颗粒(那些具有小于约100nm的平均粒径分布的颗粒)也可用于本发明，但是可提供不同的遮光性能。
本发明的TiO2颗粒可为基本上纯的颗粒，诸如仅包含二氧化钛的颗粒，或者可用其它金属氧化物如二氧化硅、氧化铝、和/或氧化锆进行处理。用氧化铝涂覆/处理的TiO2颗粒优选地用于本发明的包装件。TiO2颗粒可用金属氧化物处理，例如通过无机化合物与金属化合物的共氧化或共沉淀。如果TiO2颗粒进行共氧化或共沉淀，则可存在基于总颗粒重量计至多约20重量％的其它金属氧化物，更典型地0.5重量％至5重量％的其它金属氧化物，最典型地约0.5重量％至约1.5重量％的其它金属氧化物。
经处理的二氧化钛可包括：(a)提供二氧化钛颗粒，其在所述颗粒的表面上具有基本上包封的层，该层包含热解法沉积的金属氧化物或沉积的无机氧化物；(b)用至少一种选自以下的有机表面处理材料处理所述颗粒：有机硅烷、有机硅氧烷、氟代硅烷、有机膦酸酯、有机酸磷酸酯、有机焦磷酸酯、有机多磷酸酯、有机偏磷酸酯、有机次膦酸酯、有机磺酸化合物、基于烃的羧酸、基于烃的羧酸的相关联的酯、基于烃的羧酸的衍生物、基于烃的酰胺、低分子量烃蜡、低分子量聚烯烃、低分子量聚烯烃的共聚物、基于烃的多元醇、基于烃的多元醇的衍生物、链烷醇胺、链烷醇胺的衍生物、有机分散剂、或者它们的混合物；以及(c)任选地重复步骤(b)。
用非晶态氧化铝处理或涂覆本发明颗粒的方法的一个示例在美国专利4,460,655的实施例1中提出，该专利以引用方式并入本文。在这一方法中，当氧化铝正沉积在二氧化钛颗粒上时，使用通常水平范围在约0.05重量％至2重量％(以总颗粒计)的氟离子破坏通常水平范围在约1重量％至约8重量％(以总颗粒计)的氧化铝的结晶度。需注意，在这一方法中，对氧化铝具有亲和力的其它离子，例如柠檬酸根、磷酸根或硫酸根，可以相当量单独或组合取代氟离子。当用有机硅化合物处理经涂覆的TiO2时，增强了包含涂覆有氧化铝或氧化铝-二氧化硅(其具有与它们相缔合的氟化合物或氟离子)的TiO2颗粒的白色颜料的性能。所得组合物在塑料应用中是尤其有用的。处理或涂覆本发明的颗粒的其它方法公开在例如US 5,562,990和US 2005/0239921中，其主题以引用方式并入本文。
本发明的包装组合物或制品通常包含约6.0重量％，6.1重量％，6.2重量％，6.3重量％，6.4重量％，6.5重量％，6.6重量％，6.7重量％，6.8重量％，6.9重量％，7.0重量％，7.1重量％，7.2重量％，7.3重量％，7.4重量％，7.5重量％，7.6重量％，7.7重量％，7.8重量％，7.9重量％，8.0重量％，8.1重量％，8.2重量％，8.3重量％，8.4重量％，8.5重量％，8.6重量％，8.7重量％，8.8重量％，8.9重量％，9.0重量％，9.1重量％，9.2重量％，9.3重量％，9.4重量％，9.5重量％，9.6重量％，9.7重量％，9.8重量％，9.9重量％，10.0重量％，10.1重量％，10.2重量％，10.3重量％，10.4重量％，10.5重量％，10.6重量％，10.7重量％，10.8重量％，10.9重量％，11.0重量％，11.1重量％，11.2重量％，11.3重量％，11.4重量％，11.5重量％，11.6重量％，11.7重量％，11.8重量％，11.9重量％至12重量％(基于单层的总重量计)的经处理的TiO2。
可将本发明中使用的二氧化钛颗粒用诸如以下的有机化合物处理：低分子量多元醇、有机硅氧烷、有机硅烷、烷基羧酸、烷基磺酸酯、有机磷酸酯、有机膦酸酯以及它们的混合物。优选的有机化合物选自低分子量多元醇、有机硅氧烷、有机硅烷和有机膦酸酯以及它们的混合物，并且有机化合物存在的载量为以总颗粒计介于0.20重量％和2.00重量％之间，0.30重量％和1.00重量％之间，或0.70重量％和1.30重量％之间。有机化合物可在约0.1重量％至约25重量％，或0.1重量％至约10重量％，或约0.3重量％至约5重量％，或约0.7重量％至约2重量％的范围内。在本发明中使用的优选的有机化合物中的一种为聚二甲基硅氧烷；在本发明中使用的其它优选的有机化合物包括包含羧酸的材料、多元醇、酰胺、胺、硅化合物、另一种金属氧化物、或两种或更多种它们的组合。
在一个优选的实施方案中，至少一种有机表面处理材料为有机硅烷，其具有下式：R5 xSiR6 4-x，其中R5为不可水解的烷基、环烷基、芳基、或芳烷基基团，其具有至少1个至约20个碳原子；R6为可水解的烷氧基、卤素、乙酰氧基、或羟基基团；并且x＝1至3。辛基三乙氧基硅烷为优选的有机硅烷。
本发明的包装件可包含其它无机材料，诸如非二氧化钛组合物，任何元素性卤化物、氧化物、氢氧化物、氢氧化合物和/或它们的组合。优选的元素为Si、Al、P、B、Zr、Zn、Ca、Mg、S、C或N。
当本发明的TiO2颗粒用于聚合物组合物/熔体时，可与本发明的TiO2颗粒一起使用的可熔融加工的聚合物包含高分子量聚合物，优选热塑性树脂。“高分子量”是指描述具有0.01至50、通常2至10的熔融指数值的聚合物，该熔融指数值通过ASTM方法D1238-98进行测量。“可熔融加工的”是指在可被挤出或换句话讲被转化成成型制品(包括膜和具有一至三个维度的物体)之前必须熔融(或者在熔融状态)的聚合物。另外，它是指聚合物在涉及获取熔融状态聚合物的加工步骤中可被反复操作。以举例的方式，适用于本发明的聚合物包括但不限于烯键式不饱和单体的聚合物，包括烯烃诸如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、和乙烯与高级烯烃(如包含4至10个碳原子的α烯烃或乙酸乙烯酯)的共聚物；乙烯树脂诸如聚氯乙烯、聚乙烯酯如聚乙酸乙烯酯、聚苯乙烯、丙烯酸均聚物和共聚物；酚醛树脂；醇酸树脂；氨基树脂；聚酰胺；苯氧基树脂、聚砜；聚碳酸酯；聚酯和氯化聚酯；聚醚；缩醛树脂；聚酰亚胺；和聚氧乙烯。还可以想到聚合物的混合物。适用于本发明的聚合物也包括各种橡胶和/或弹性体，它们是基于共聚、接枝、或各种二烯单体与上述聚合物的物理共混的天然或合成聚合物，全部是本领域一般已知的。通常，聚合物可选自聚烯烃、聚氯乙烯、聚酰胺和聚酯、以及这些物质的混合物。更典型地，使用的聚合物为聚烯烃。最典型地，使用的聚合物为聚烯烃，其选自聚乙烯、聚丙烯、以及它们的混合物。典型的聚乙烯聚合物为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、和高密度聚乙烯(HDPE)。
根据需要、期望或常规，多种添加剂可存在于本发明的包装组合物中。此类添加剂包括聚合物加工助剂，诸如含氟聚合物、含氟弹性体等等、催化剂、引发剂、抗氧化剂(例如受阻酚，诸如丁基化羟基甲苯)、发泡剂、紫外线光稳定剂(例如受阻胺光稳定剂或“HALS”)、包括着色颜料的有机颜料、增塑剂、抗粘连剂(例如粘土、滑石、碳酸钙、二氧化硅、硅油等)、均化剂、阻燃剂、抗缩孔添加剂等等。另外的添加剂还包括增塑剂、光学增亮剂、增粘剂、稳定剂(例如水解稳定剂、辐射稳定剂、热稳定剂、紫外(UV)光稳定剂)、抗氧化剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、着色剂、染料或颜料、消光剂、填料、防火剂、润滑剂、增强剂(例如玻璃纤维和玻璃片)、加工助剂、防滑剂、增滑剂(例如滑石、抗粘连剂)、以及其它添加剂。
本领域的技术人员已知的任何熔融配混技术可用于加工本发明的组合物。本发明的包装件可在形成母料后进行制备。本文使用术语母料来描述无机颗粒和/或填料(包括TiO2颗粒)的混合物(统称为固体)，它们在高剪切混合设备如Banbury搅拌机、连续搅拌机或双螺杆搅拌机中以高固体含量熔融加工成树脂载料(按总母料重量计一般50重量％-70重量％)，该设备能够提供足够的剪切力以将固体完全掺入并分散到可熔融加工的树脂中。所得具有高载量固体的可熔融加工的树脂产物称为母料，并且通常随后通过在塑料生产过程中掺入另外的天然可熔融加工的树脂进行稀释或“减低”。减低过程在用于制备最终消费制品的期望加工设备中完成，无论它是片材、膜、瓶、包装件或另一种形状。利用的天然树脂的量和最终固含量由最终消费制品的使用规格确定。本发明的母料组合物可用于制备成型制品。
在本发明的另一个实施方案中，供应经处理的二氧化钛用于加工到包装件中作为母料浓缩物。优选的母料浓缩物通常具有大于40重量％，大于50重量％，大于60重量％，或大于70重量％的二氧化钛含量；最优选50％的二氧化钛含量。
在本发明的一个方面，由本发明的组合物或母料制成的制品可为膜、包装件、或容器，并且可具有5密耳至100密耳，优选10-40密耳，并且最优选13-30密耳的片厚或壁厚。存在于包含颗粒的聚合物组合物和包装件中的无机固体的量将根据最终用途而不同。
在最终用途诸如塑料包装件、聚合物膜、容器、或瓶中经处理的二氧化钛颗粒的量可在约0.01重量％至约20重量％的范围内，并且优选地在约0.1重量％至约15重量％，更优选地5重量％至10重量％的范围内。在最终用途中经处理的TiO2为约6.1重量％，6.2重量％，6.3重量％，6.4重量％，6.5重量％，6.6重量％，6.7重量％，6.8重量％，6.9重量％，7.0重量％，7.1重量％，7.2重量％，7.3重量％，7.4重量％，7.5重量％，7.6重量％，7.7重量％，7.8重量％，7.9重量％，8.0重量％，8.1重量％，8.2重量％，8.3重量％，8.4重量％，8.5重量％，8.6重量％，8.7重量％，8.8重量％，8.9重量％，9.0重量％，9.1重量％，9.2重量％，9.3重量％，9.4重量％，9.5重量％，9.6重量％，9.7重量％，9.8重量％，9.9重量％，10.0重量％，10.1重量％，10.2重量％，10.3重量％，10.4重量％，10.5重量％，10.6重量％，10.7重量％，10.8重量％，10.9重量％，11.0重量％，11.1重量％，11.2重量％，11.3重量％，11.4重量％，11.5重量％，11.6重量％，11.7重量％，11.8重量％，11.9重量％至12重量％(基于单层的总重量计)。
包装件通常通过熔融共混包含经处理的二氧化钛的母料与第二高分子量可熔融加工的聚合物以制备用于形成成品的期望组合物来制备。母料组合物和第二高分子量聚合物使用上文公开的本领域已知的任何方法，以期望比率进行熔融共混，从而产生最终制品或包装件的期望组合物。在这一方法中，常使用双螺杆挤出机。同向双螺杆挤出机购自Werner and Pfleiderer。将所得熔融共混的聚合物挤出或换句话讲加工以形成期望组合物的包装件、片材、或其它成型制品。
成型制品或包装件可具有一个或多个附加的美观层。此类一个或多个层可由标签、纸材、印刷油墨、包裹物、或其它材料形成。一个或多个层可覆盖部分或全部包装件表面。一个或多个美观层可在包装件内壁上。一个或多个美观层可有助于包装件的一些遮光性能，但是上文公开的初级遮光单层比一个或多个美观层提供显著更多的遮光性能。
成型制品或包装件可具有一个或多个附加的功能层。此类一个或多个层可由标签、纸材、印刷油墨、包裹物、涂层处理或其它材料形成。一个或多个层可覆盖部分或全部包装件表面。一个或多个功能层可在包装件内壁上。一个或多个功能层可有助于包装件的一些遮光性能，但是上文公开的初级遮光单层比一个或多个功能层提供显著更多的遮光性能。
应用于其它功能目的的美观层，包括用于品牌或产品信息如营养和成分标签的美观层，可能不是完整的层。例如，标签可仅覆盖包装件表面区域的一小块区域，或者包裹物可覆盖包装件侧面，但是不覆盖包装件底部。此类不完整的层不能提供完全有效的遮光，因为光能够通过未被该层覆盖的包装件表面进入包装件。因为光能够从任何方向进入包装件，具有对包装件的完全覆盖是包装件遮光设计中的一个重要考虑因素。因此，美观层常常无法提供包装件设计的主要遮光模式。功能层通常具有狭义目的，诸如提供气体阻隔性能或用于防止层间相互作用或者用于将两个层结合在一起，并且因此不设计用于遮光。本发明通过在初级包装件中提供并设计遮光，由此使基本上全部包装件表面具有遮光性，从而解决这一问题。
应用于除遮光之外的特定功能的层，包括气体阻隔层或者用作内衬或阻隔以防止产品与初级包装件的相互作用的层，可提供一些遮光性，但是不足以满足包装件的遮光要求。
本发明的包装件优选通过吹塑制备。在另外的实施方案中，使用挤压吹塑制备包装件。在另一个实施方案中，可使用预成形来制备利用吹塑方法的包装件。
吹塑的一般步骤
吹塑是一种模制工艺，其中空气压力用于将软塑料膨胀成模具腔。吹塑技术已经在本领域中公开，例如在Polyolefins...a processing guide”，第5版，1986，U.S.I Chemicals中公开。吹塑是一种重要的工业方法，用于制备带有薄壁的一体式中空塑料件，诸如瓶和类似容器。吹塑分两阶段实现：(1)制造熔融塑料的起始管件，称为型坯；以及(2)使该管件膨胀成期望的最终形状。形成型坯通过两种方法实现：挤塑成形或注塑成形。
挤压吹塑包含四个步骤：(1)挤出型坯；(2)在模具的两个半块聚拢到一起时，型坯围绕金属吹气杆在顶部挤压并在底部密封；(3)使管件膨胀，使得它呈模具腔的形状；以及(4)打开模具以移出固化部件。
注坯吹塑包含与吹塑相同的步骤；然而，起始型坯被注塑而非挤出：(1)型坯围绕吹气杆注塑；(2)打开注塑模具并且将型坯转移至吹模；(3)使软聚合物膨胀以适形于吹模；以及(4)打开吹模并移出吹塑产物。
吹塑限于热塑性塑料。聚乙烯是吹塑最常用的聚合物；尤其是高密度和高分子量聚乙烯(HDPE和HMWPE)。考虑到最终产品的刚度要求，将它们的性能与低密度PE的那些性能相比，使用这些更昂贵的材料是更经济的，因为可将容器壁制得更薄。其它吹塑制品由聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)制成。
本发明的一个实施方案是一种组合物，其包含可熔融加工的树脂和经处理的二氧化钛。该组合物通常通过注塑或吹塑进行加工以形成刚性层、包装件、或覆盖件。无附加层的刚性层、包装件、或覆盖件称为单层。该加工方法产生单层，其厚度为约10密耳，11密耳，12密耳，13密耳，14密耳，15密耳，16密耳，17密耳，18密耳，19密耳，20密耳，21密耳，22密耳，23密耳，24密耳，25密耳，25至35密耳；最优选的单层厚度为12密耳至20密耳。
本发明的另一个实施方案是一种组合物，其包含可熔融加工的树脂和经处理的二氧化钛，在最终包装件中二氧化钛的重量分数大于6％。在另一个实施方案中，使用的可熔融加工的树脂是HDPE。
在本发明的一个实施方案中，组合物用于形成吹塑塑料容器或包装件。这种包装件可为一体式包装件，带有相对薄的壁构造，其具有四个大致平坦的侧壁，它们通过弯曲的角部分互连并具有平坦的底部部分，其通过弯曲的基座部分与平坦的侧壁互连。此类容器已经连接有一个一体式柄部，其在容器内成形并且位于沿容器弯曲角部分处。本发明的塑料容器构造的特征在于对在其制造中使用的给定量塑料材料改善的遮光特性，不影响之前确定的配方标准，从而使容器适用于具体的自动化最终用途，例如包装、填充等等。这种塑料容器可用于包含多种产品，包括乳品、茶、果汁或其它饮料和流体产品。该包装件尤其可用于保护食品产品中存在的光敏实体。
在本发明的另一个实施方案中，本发明的包装件包括一个或多个美观层。
在本发明的另一个实施方案中，制备的包装件可再循环。
测量遮光性能或LPF
一种或多种光敏实体的变化速率称为“遮光系数”或“LPF”，并且与不透明度和/或透光率测量不同。LPF是一半光敏实体浓度发生转化所需的时间。因此，包含一种或多种受高LPF值包装件保护的光敏实体的材料与由低LPF值包装件保护的相同材料相比，在光敏实体发生改变前可暴露于更多的光照下。测量LPF的详细描述还描述于公布的专利申请号WO2013/163421中，其标题为“Methods for Determining Photo Protective Materials”，以及WO2013/162947中，标题为“Devices for Determining Photo ProtectiveMaterials”，它们以引用方式并入本文。附加信息可见于本专利申请的实施例部分。
本发明关注鉴定具有遮光性能的新材料，其保护物质免于光化学过程(例如光氧化)。光化学过程在光照条件下改变实体如核黄素、姜黄素、肌红蛋白、叶绿素(所有形式)、维生素A、和食用樱桃红。可用于本发明的其它光敏实体包括存在于食品、药物、生物材料(诸如蛋白质、酶)、和化学材料中的那些。在本发明中，LPF保护据报道用于光敏实体核黄素。核黄素是用于追踪乳品应用的性能的优选实体，尽管其它光敏实体也可受到保护而免于光照效应。
令人惊讶地是，申请人发现能够用较高含量的经处理二氧化钛加工包装材料，该含量为约6.0重量％，6.1重量％，6.2重量％，6.3重量％，6.4重量％，6.5重量％，6.6重量％，6.7重量％，6.8重量％，6.9重量％，7.0重量％，7.1重量％，7.2重量％，7.3重量％，7.4重量％，7.5重量％，7.6重量％，7.7重量％，7.8重量％，7.9重量％，8.0重量％，8.1重量％，8.2重量％，8.3重量％，8.4重量％，8.5重量％，8.6重量％，8.7重量％，8.8重量％，8.9重量％，9.0重量％，9.1重量％，9.2重量％，9.3重量％，9.4重量％，9.5重量％，9.6重量％，9.7重量％，9.8重量％，9.9重量％，10.0重量％，10.1重量％，10.2重量％，10.3重量％，10.4重量％，10.5重量％，10.6重量％，10.7重量％，10.8重量％，10.9重量％，11.0重量％，11.1重量％，11.2重量％，11.3重量％，11.4重量％，11.5重量％，11.6重量％，11.7重量％，11.8重量％，11.9重量％，12重量％，至14重量％(基于单层的总重量计)，其具有极其高的LPF值，指示这种遮光设计的效率。
本发明包装件的LPF值大于25，大于30，大于35，大于40，大于45，大于50，大于55，大于60，大于65，大于70，大于75，或大于80。
本发明优选的单层包装件任选地包括附加的美观层，诸如标签、品牌和产品信息(在标签上提供或直接印刷在包装件上的油墨层)，并且包裹物可包括在本发明的包装件设计中。单层是负责包装件遮光和机械保护的包装件的层。
在本发明的一个方面，包装件基本上无色(包括染料如黄色染料、红色染料等)并具有在80至100范围内、或者优选地大于85WI 313 D65/10的白度指数。将白度定义为测量一个表面与完全反射漫射面属性的匹配程度的量度，完全反射漫射面即理想反射表面，其既不吸收也不透射光，但是以相等强度在所有方向上反射光。对于本标准目的，此种表面的颜色已知为优选的白色。它是关联某些白色和近白色表面的白度的视觉等级的量度。计算白度指数的两种最常用的方法是：CIE白度指数和Ganz-Griesser白度指数，它们以引用方式并入本文。
CIE白度指数：为了使白色权重更具有信息量，CIE在1981年推荐了一个公式，如今称之为“CIE白度”。这些指数由CIE针对D65和照明体C以及2°或10°的观察仪函数指定。然而，该公式常与其它照明体一起使用；因此示出的值将取决于已经选择的主要照明体(Billmeyer和Saltzman，“Principles of Color Technology”，第三版；Roy S.Berns；JohnA Wiley和Sons出版；2000年版权；ISBN 0-471-19459-X；第70-71页，以引用方式并入本文)。
实施例
实施例1
利用挤压吹塑方法，使用Uniloy 250 R1机器制备瓶。用于加工HDPE刚性包装的标准操作和设置与如下描述的模具一起使用。
模头：MA 1002-80镀覆的
轴柄：MA 1002-9
模具：容器MA-8552
在该方法中，单螺杆挤出机具有24∶1的L/D比率，包含四个部分，具有如下温度设置：
-进料部分：325°F
-传送部分：360°F
-添加剂计量部分340°F
-底模：340°F
与HDPE树脂(Ineos A60-70-162 PE)以期望比率预混的经处理的TiO2母料的挤出机进料速率是4.6(lbs/min)，其中TiO2根据美国专利5562990的教导内容，利用氧化铝水合物、氟离子和有机硅化合物具有无机表面改性。型坯用120PSIG系统空气膨胀，吹塑压力为80PSIG，并且预吹塑压力为35PSIG。型坯通过Mid-America Machining MA8552模具设计捕集，利用以下时间序列：
序列步骤 秒数
充电延迟 2
排气延迟 0.8
吹塑延迟 0.2
吹塑时间 4.0
模具闭合 1.5
吹气杆上升延迟 0
吹气杆下降延迟 0
预吹塑延迟 1.3
夹具暂停 0
底部空气时间 1
启动摆臂延迟 2.5
循环时间 8.0
这些条件用包含经处理的二氧化钛和HDPE稀释树脂的白色母料制备约62g+/-1g的刚性一加仑HDPE瓶。
改变白色母料和HDPE树脂的比率以产生期望的瓶生产条件和所得的瓶。通过称重和在进料于挤出机前的充分混合来制备这些白色母料和HDPE树脂的混合物。以相同方法产生仅使用天然HDPE树脂的瓶条件作为对照。通过测量在瓶上指定位置处的核黄素LPF值表征所得瓶的代表性样本的遮光性能。具体地，破坏瓶以从瓶侧壁上的柄部下方获得平坦小片。在下表中报告这些小片的平行测定的平均LPF并提供多个LPF值的平均值，这些小片获取自每个样本瓶上的限定位置。
瓶条件 测量的经处理的TiO2含量(重量％) 平均LPF(h)
1 6.6％ 52
2 9.6％ 88
对照 0 1
实施例2
通过跌落测试进一步评估在实施例1中描述的瓶条件1和2的代表性瓶的机械性能。跌落测试是一种合格/不合格测试，用于测定吹塑瓶的机械完整性，该测试涉及从预设高度跌落装有液体的瓶并观察它是否经跌落冲击后未丧失作为液体容器的完整性。从24”的高度进行跌落测试，其中跌落高度从瓶基部开始计算。跌落测试在室外(～10C)，在一个干燥平坦的混凝土表面上进行。使用一个套筒引导瓶直的并且以一致的方式进行跌落试验。将瓶置于套筒中，并且用手从底部支撑住瓶，然后放开支撑的手，使瓶跌落。
在制备瓶后几小时内、但是在瓶已经达到环境温度之后进行评估。期望的条件的多个(3至5个)代表性瓶装有自来水并用手封盖。在该评估中，如果未观察到不合格并且瓶的完整性在跌落冲击后得到保持(即，在瓶壁上无裂口)并且盖保持固定在瓶上，则跌落的瓶合格。瓶条件1和2两者的全部五次跌落试验结果均合格。
使用与实施例1相同的生产工艺，但是白色母料浓缩物包含重量比2∶1的如实施例1所述的TiO2和CaCO3，用瓶条件3、4、和5制备的瓶包含经处理的TiO2以及CaCO3，总矿物质含量为4重量％至8重量％。生产的所有瓶的目标重量为62g+/-1g。如上所述将瓶充装、封盖、并且从24”高度处跌落。在跌落试验中，瓶条件3、4、和5全部产生不合格的跌落测试结果。在下表中报告的这一结果说明对于跌落测试，瓶条件1和2的遮光设计提供具有比瓶条件3、4、和5更优异的机械性能的瓶，甚至在矿物质含量更高的情况下依然如此。
我们相信甚至在较低的总矿物质含量水平下掺入CaCO3引起机械性能问题，这是由于不规则的形状和CaCO3材料不一致的粒度分布，这是这种矿物质材料所固有的。这种不规则的形状可能导致瓶中形成一个成核点(应力中心)，致使机械性能不合格。因此，瓶条件1和2的设计对于它们优异的机械性能是优选的。

Claims (21)

1.用于一种或多种光敏产品的包装件，包括：
a)单层，所述单层包含涂覆有金属氧化物和有机材料的TiO2颗粒、以及一种或多种可熔融加工的树脂，其中所述单层具有25至120的LPF值，并且TiO2颗粒的浓度为所述单层的6重量％至14重量％；以及
b)任选地一个或多个美观层。
2.根据权利要求1所述的包装件，其中所述金属氧化物选自二氧化硅、氧化铝、氧化锆、或它们的组合。
3.根据权利要求2所述的包装件，其中所述金属氧化物为氧化铝。
4.根据权利要求1所述的包装件，其中所述有机材料选自有机硅烷、有机硅氧烷、氟代硅烷、有机膦酸酯、有机酸磷酸酯、有机焦磷酸酯、有机多磷酸酯、有机偏磷酸酯、有机次膦酸酯、有机磺酸化合物、基于烃的羧酸、基于烃的羧酸的相关联的酯、基于烃的羧酸的衍生物、基于烃的酰胺、低分子量烃蜡、低分子量聚烯烃、低分子量聚烯烃的共聚物、基于烃的多元醇、基于烃的多元醇的衍生物、链烷醇胺、链烷醇胺的衍生物、有机分散剂、或者它们的混合物。
5.根据权利要求4所述的包装件，其中所述有机材料为具有下式的有机硅烷：R5 xSiR6 4-x，其中R5为不可水解的烷基、环烷基、芳基、或芳烷基基团，其具有至少1个至约20个碳原子；R6为可水解的烷氧基、卤素、乙酰氧基、或羟基基团；并且x＝1至3。
6.根据权利要求5所述的包装件，其中所述有机材料为辛基三乙氧基硅烷。
7.根据权利要求1所述的包装件，具有所述单层的7重量％至14重量％的TiO2颗粒的浓度。
8.根据权利要求1所述的包装件，具有所述单层的8重量％至14重量％的TiO2颗粒的浓度。
9.根据权利要求1所述的包装件，具有所述单层的9重量％至14重量％的TiO2颗粒的浓度。
10.根据权利要求1所述的包装件，具有所述单层的10重量％至14重量％的TiO2颗粒的浓度。
11.根据权利要求1所述的包装件，其中所述单层具有30至120的LPF值。
12.根据权利要求1所述的包装件，其中所述单层具有30至120的LPF值。
13.根据权利要求1所述的包装件，其中所述单层具有40至120的LPF值。
14.根据权利要求1所述的包装件，其中所述单层具有50至120的LPF值。
15.根据权利要求1所述的包装件，其中所述一种或多种可熔融加工的树脂包括至少一种聚烯烃。
16.根据权利要求15所述的包装件，其中所述聚烯烃为高密度聚乙烯。
17.根据权利要求1所述的包装件，其中所述单层具有5密耳至100密耳的厚度。
18.根据权利要求17所述的包装件，其中所述单层具有10密耳至40密耳的厚度。
19.根据权利要求18所述的包装件，其中所述单层具有13密耳至20密耳的厚度。
20.根据权利要求1所述的包装件，其中所述金属氧化物为氧化铝，并且所述有机材料为辛基三乙氧基硅烷。
21.包装件设计，包括：
a.单层，所述单层包含涂覆有金属氧化物和有机材料的TiO2颗粒、以及一种或多种可熔融加工的树脂，其中所述单层具有在25至120范围内的LPF值，并且TiO2颗粒的浓度为所述单层的6重量％至14重量％；以及
b.任选地一个或多个美观层；
其中使所述单层成型以保持在0.5加仑至2加仑范围内的流体体积。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2019006197A (es) * 2016-12-13 2019-08-14 Chemours Co Fc Llc Recipiente de monocapa rigido.
JP2020512241A (ja) * 2017-03-31 2020-04-23 ザ ケマーズ カンパニー エフシー リミテッド ライアビリティ カンパニー 単層容器及び単層クロージャを有する光保護パッケージ
CN112272642A (zh) 2018-06-13 2021-01-26 科慕埃弗西有限公司 防光封闭件

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0475110A1 (de) * 1990-08-23 1992-03-18 Hoechst Aktiengesellschaft Siegelbare, weisse Folie aus Polypropylenpolymeren mit guten mechanischen Eigenschaften
US5562990A (en) * 1994-02-28 1996-10-08 E. I. Du Pont De Nemours And Company Organosilicon treatment of TiO2 pigment bearing a coating with fluoride ions
CN1568272A (zh) * 2002-03-08 2005-01-19 赛德尔公司 由热塑性材料制得的用于避光产品的容器
CN1956900A (zh) * 2004-04-15 2007-05-02 特高纤维公司 包装制品如不透明瓶以及制造这些制品的方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2105009A (en) 1936-11-16 1938-01-11 Alvah C Roebuck Convertible material working machine
US3708082A (en) 1971-03-29 1973-01-02 Hoover Ball & Bearing Co Plastic container
FI62130C (fi) 1980-07-18 1982-11-10 Kemira Oy Ytbelagt titandioxidpigment och foerfarande foer framstaellning daerav
GB2108097B (en) 1981-10-30 1985-01-03 Tioxide Group Plc Improved pigments and their preparation
US5750226A (en) 1994-03-02 1998-05-12 Abbott Laboratories Light excluding multi-layer plastic barrier bottle
JP2805188B2 (ja) * 1994-10-19 1998-09-30 アイセロ化学株式会社 高純度薬品用容器
US5833115A (en) 1997-02-04 1998-11-10 Dean Foods Company Container
US6465062B2 (en) 2001-02-12 2002-10-15 Abbott Laboratories Light-excluding, multi-layered material
US20050239921A1 (en) * 2004-04-27 2005-10-27 Birmingham John N Preparation of organic additive-treated, pyrogenic silica-encapsulated titanium dioxide particles
US8709560B2 (en) * 2004-12-16 2014-04-29 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Polymeric compositions including their uses and methods of production
FR2881714A1 (fr) 2005-02-04 2006-08-11 Tergal Fibres Sa Articles d'emballage tels que bouteilles opaques et procede de fabrication de ces articles
DE102009006014A1 (de) 2009-01-23 2010-08-05 Sachtleben Chemie Gmbh Polymerzusammensetzungen mit anorganischen Füllstoffen und Verfahren zu deren Herstellung
CN104246474B (zh) 2012-04-27 2017-05-17 纳幕尔杜邦公司 用于测定光保护材料的装置
WO2013162944A1 (en) 2012-04-27 2013-10-31 E. I. Du Pont De Nemours And Company Methods for determining photoprotective materials

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0475110A1 (de) * 1990-08-23 1992-03-18 Hoechst Aktiengesellschaft Siegelbare, weisse Folie aus Polypropylenpolymeren mit guten mechanischen Eigenschaften
US5562990A (en) * 1994-02-28 1996-10-08 E. I. Du Pont De Nemours And Company Organosilicon treatment of TiO2 pigment bearing a coating with fluoride ions
CN1568272A (zh) * 2002-03-08 2005-01-19 赛德尔公司 由热塑性材料制得的用于避光产品的容器
CN1956900A (zh) * 2004-04-15 2007-05-02 特高纤维公司 包装制品如不透明瓶以及制造这些制品的方法

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