CN110072931A - 刚性单层容器 - Google Patents

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Abstract

一种新的遮光刚性单层包装件，其包括TiO2颗粒、选自黑色和黄色的至少一种有色颜料、和聚合物。遮光刚性单层包装件可具有至少约20的LPF值。

Description

刚性单层容器
背景技术
包装件内含有的某些化合物和营养物质可受到暴露于光的负面影响。由于直接或间接暴露于光，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、受激发射、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 26.1Photochemical Processes.Physical Chemistry，第5版；Freeman：NewYork，1994；908.)。例如，光可引起光敏物质(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)并出可以调节产品质量的物质（例如食物产品中的异味)。
因此，需要提供具有足够遮光特性以允许保护包装件内容物和足够机械特性以耐受装运、储存和使用条件的包装。
包装件保护它们所含有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 Packaging and Preservation；编辑M.Mathlouthi，ISBN：0-8342-1349-4；Aspen出版；版权1994；Plastic Packaging Materials for Food；Barrier Function，MassTransport，Quality Assurance and Legislation：ISBN 3-527-28868-6；O.G Piringer；A.L.Baner编辑；Wiley-vch Verlag GmBH，2000，以引用方式并入本文)。优选的包装材料为设计考虑水分、光、和氧的渗透，常称为阻隔特性。
期望用于包装的材料的光阻隔特性为包装件内容物提供遮光。已经描述了用于测量包装材料遮光的方法，并且用“遮光系数”(LPF值)表征这种遮挡，如公布的专利申请US20150093832-A1所述。
二氧化钛(TiO2)以低水平(通常0.1重量％至5重量％的组合物的水平)频繁用于塑料食物包装层，以向食物包装件提供美观质量诸如白度和/或不透明度。除了这些品质之外，二氧化钛被认为是可为某些实体提供遮光的材料，如例如US 5,750,226；US 6,465,062；和US20040195141中所述；然而，由于在高负载水平或足够高以提供期望的遮光的水平下处理二氧化钛组合物的挑战，在塑料包装件中使用TiO2作为遮光材料受到限制。
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。
奶制品包装是其中受益于包装件遮光以保护奶制品免受光暴露的不良影响的应用。奶制品暴露于光可导致乳中一些化学物质的降解；这种降解导致乳的营养物质水平和感官质量降低(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的典型包装内的乳相比，用遮光包装保护奶制品免受光将允许营养物质水平和感官质量在较长时间内保持在它们的初始水平(例如“Effect of PackageLight Transmittance on Vitamin Content of Milk.第2部分：UHT Whole Milk.”A.Saffert、G.Pieper、J.Jetten；Packaging Technology and Science，2008；21：47-55)。
另外，将多层结构视为在包装件设计中实现遮光质量的方法。通常，需要超过一层的材料以充分保护食物免受光和机械损坏。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、每层另外的材料、更高的包装件成本、和层的分离风险。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物包装件，其实现或超越多层包装件的遮光和机械强度特性。
柔性包装件对于使用本专利申请中讨论的刚性包装件所用材料制备的某些应用是可用的。此类柔性包装件可具有不同的厚度，并且可需要用于机械或功能性目的的另外的组件。
发明内容
令人惊讶的是，已开发出一种新的遮光单层包装件，其利用不超过包装组合物总重量的约8重量％的中等浓度水平的TiO2颗粒，具有少量有色颜料材料负载，通常小于0.03重量％，当结合到在一起时提供协同性能。本发明的单层包装件具有优异的遮光特性，同时保持足够机械特性。与有色颜料结合的TiO2颗粒可以通过使用掺入母料而在包装件制备过程中进行分散和加工，并且优选地例如使用用于包装件制备的吹塑方法加工成包装件。挤出和拉伸吹塑是包装件制备的可用方法。有色颜料最优选地为黄色或黑色，并且可以组合使用或单独使用。其他颜料和添加剂可用于另外的性能或美观需求。
本发明包括刚性、单层遮光包装件。单层包装件包含TiO2颗粒、至少一种有色颜料，所述至少一种有色颜料优选地选自黑色和黄色，和聚合物，其中TiO2颗粒和至少一种有色颜料分散在整个聚合物中。所述单层包装件具有优异的遮光特性，同时保持必要的机械特性。该单层包装件可具有20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”)值。
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、步骤或组件，但是不排除一种或多种特征、整数、步骤、组件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”涵盖的实施例。相似地，术语“基本上由...组成”旨在包括由术语“由...组成”涵盖的实施例。
在本公开中，当量、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形成的所有范围，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。
本发明包括刚性、单层遮光包装件。单层包含TiO2颗粒、优选地选自黑色和黄色的至少一种有色颜料和聚合物，其中TiO2颗粒和至少一种有色颜料分散在整个聚合物中。单层保护包装件内的食物免受光影响并含有食物。所述单层具有优异的遮光特性，同时保持必要的机械特性。该单层可具有20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LPF值。二氧化钛和至少一种有色颜料可以通过掺人母料在包装件制备过程中分散和加工，并且优选地使用吹塑方法加工成包装件。母料可以是固体粒料。TiO2和有色颜料也可以以其他形式递送，诸如液体，并且不必以单一母料配方递送。
本发明的一个实施方案包括用于一种或多种光敏产品的包装件，其包含：a)包含TiO2颗粒、选自黑色和黄色的至少一种有色颜料、和一种或多种可熔融加工的树脂的单层，其中所述单层具有至少约20的LPF值，并且TiO2颗粒的浓度是单层的至少一(1)重量％；和b)任选地一个或多个美观层。
在另一个实施方案中，刚性单层包含PET、约6.3重量％的TiO2和0.002重量％的FDA黑色颜料，并且具有约28密耳的厚度。
在本发明的一个方面，TiO2颗粒可首先涂覆有金属氧化物，并且然后涂覆有有机材料。
金属氧化物优选地选自二氧化硅、氧化铝、氧化锆、或其组合。最优选地，金属氧化物为氧化铝。优选的是在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、或其混合物。更优选的是，有机材料为具有下式的有机硅烷：R5 xSiR6 4-x，其中，R5为非可水解的具有至少1个至约20个碳原子的烷基、环烷基、芳基、或芳烷基基团；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。最优选的是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0重量％以上至约8重量％、优选地单层的0.5重量％至8重量％，更优选地单层的0.5重量％至4重量％的TiO2颗粒浓度。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10密耳至35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。
在本发明的一个方面，TiO2颗粒可涂覆有金属氧化物、优选氧化铝并且然后另外的有机层。经处理的TiO2为无机颗粒状材料，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。本文提及TiO2时不提及另外的处理或表面层不意味着它不能具有此类层。
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均更详细地描述于JohnWiley&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。
优选的TiO2颗粒包含具有100nm至250nm的中值直径范围的颗粒，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的平均尺寸分布。纳米颗粒(那些具有小于约100nm的平均尺寸分布的颗粒)也可用于本发明，但是可提供不同的遮光性能特性。
TiO2颗粒可为基本上纯的颗粒，诸如仅含有二氧化钛的颗粒，或者可用其他金属氧化物诸如二氧化硅、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的至多约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以通过例如包括以下的方法形成：(a)提供二氧化钛颗粒，在所述颗粒表面上具有基本上包封层，所述基本上包封层包含热解沉积(pyrogenically-deposited)的金属氧化物或沉淀的无机氧化物；(b)用至少一种有机表面处理材料处理颗粒，所述有机表面处理材料选自有机硅烷、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、或其混合物；和(c)任选地重复步骤(b)。
用非晶态氧化铝处理或涂覆TiO2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人本文。在这一方法中，当氧化铝正沉积在二氧化钛颗粒上时，使用通常以在约0.05重量％至2重量％(基于总颗粒)的范围内的水平存在的氟离子破坏通常以在约1重量％至约8重量％(基于总颗粒)的范围内的水平存在的氧化铝的结晶度。需注意，在这一方法中，对氧化铝具有亲和力的其它离子，诸如例如柠檬酸根、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特性。所得组合物可特别用于塑料应用中。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人本文。
可将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、有机膦酸酯及其混合物。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及其混合物，并且有机化合物存在的负载基于总颗粒为介于0.2重量％和2重量％之间，0.3重量％和1重量％之间，或0.7重量％和1.3重量％之间。有机化合物可以为约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。用于本发明的优选的有机化合物之一是聚二甲基硅氧烷；用于本发明的其他优选的有机化合物包括含有羧酸的物质、多元醇、酰胺、胺、硅化合物、另一种金属氧化物、或其两种或多种的组合。
在优选的实施方案中，所述至少一种有机表面处理材料是具有下式的有机硅烷：R5 xSiR6 4-x，其中R5为非可水解的具有至少1个至约20个碳原子的烷基、环烷基、芳基、或芳烷基基团；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。
以下TiO2颜料可用于本发明中：
Chemours Ti-PureTMR-101、104、105、108、350、1600和1601。具有相似尺寸和表面处理的其他TiO2等级也可用于本发明。
如下文进一步描述，可根据本发明使用下列颜料。
CIELAB 1976色标可用于定义颜料和塑料的颜色。该色标数字地描述了感知轴L*(单色亮度)，b*(正方向为黄色且负方向为蓝色)和b*(正方向为红色且负方向为绿色)上的颜色。
黄色有色颜料
整体刚性制品可包括着色剂，其将颜色空间转换到较低的L*和/或较高的b*值。黄色着色剂会将颜色空间转换到更高的b*值。归类为颜料或染料的黄色着色剂通常选自单偶氮衍生物、双偶氮衍生物、喹啉衍生物、氧杂蒽衍生物及其组合。黄色颜料、染料或所述材料的组合适合根据本发明的方法使用，包括具有以下PY名称的任何以下颜料或染料：
CIGN＝Color IndexTM通用名称
CICN＝Color IndexTM颜色编号
此类黄色颜料可商购获得，或可通过本领域熟知的方法制备。
适用于根据本发明方法的黄色染料包括颜色指数分散黄54、颜色指数分散黄201、颜色指数颜料黄138、颜色指数11020甲基黄、颜色指数11855分散黄3、颜色指数13065间胺黄、颜色指数13900酸性黄99等酸性黄色染料、颜色指数13920直接黄8等直接黄色染料、颜色指数14025茜素黄、GG颜色指数14045媒染黄12、颜色指数15985日落黄FCF、颜色指数24890灿烂黄、颜色指数46025吖啶黄G、3-羧基-5-羟基-1-对磺基苯基-4-对-磺基苯基偶氮吡唑三钠盐(黄色染料#5)和1-(磺基苯基偶氮)2-萘酚-6-磺酸二钠盐(黄色染料#6)。此类黄色染料可商购获得，或可通过本领域熟知的方法制备。
天然黄色会将颜色空间转换到更高的b*值。黄色着色剂通常选自无机氧化物或硫化物、及其组合。适用于根据本发明方法的天然黄色颜料包括以下任何一种：As2S3、CdS(PY37)、PbCrO4(PY34)、K3Co(NO2)6、(PY40)：、Fe2O3.H2O(PY43)、Pb(SbO3)2/Pb3(SbO4)2(PY41)、PbSnO4或Pb(Sn，Si)O3、NiO·Sb2O3·20TiO2(PY53)和SnS2。此类天然黄色颜料可商购获得，或可通过本领域熟知的方法制备。
黑色有色颜料
黑色颜料在对a*和b*值的改变最小下降低L*测量。黑色颜料、染料或所述材料的组合适合根据本发明的方法使用，并且包括天然和合成衍生的黑色颜料，诸如炭黑(加热炉或通道法)、无机氧化物、无机硫化物、矿物质和有机黑色染料和颜料。此类颜料和染料可商购获得，或可通过本领域熟知的方法制备，并且可以包括以下任何一种：
CIGN＝Color IndexTM通用名称
CICN＝Color IndexTM颜色编号
当TiO2颗粒和有色颜料用于聚合物组合物/熔体中时，可与TiO2颗粒和有色颜料一起采用的可熔融加工的聚合物包含高分子量聚合物，优选地热塑性树脂。所谓“高分子量”是指描述具有通过ASTM方法D1238-98测量的0.01至50、通常2至10的熔融指数值的聚合物。所谓“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。适用于本发明的聚合物包括，例如但不限于此的烯键式不饱和单体的聚合物，所述烯键式不饱和单体包括烯烃诸如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、以及乙烯与高级烯烃(诸如含有4至10个碳原子的α-烯烃)的共聚物、或乙酸乙烯酯；乙烯基诸如聚氯乙烯、聚乙烯基酯诸如聚乙酸乙烯酯、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、及其混合物。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、粘附促进剂、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TiO2颗粒和有色颜料的混合物(统称为固体)，它们可以在高剪切配混设备诸如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负载(按总母料重量计一般50-80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。所得的可熔融加工的树脂产物通常称为母料，并且通常随后通过在塑料制备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”。减低程序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体含量由最终消费制品的使用规格确定。
在本发明的另一个实施方案中，供应二氧化钛和有色颜料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。优选的有色浓缩母料为固体。可以使用液体有色浓缩物和/或液体和固体有色浓缩物的组合。
在本发明的一个方面，单层包装件可以是膜、包装件或容器，并且可以具有约5密耳至约100密耳、优选地约10密耳至约40密耳、并且仍然优选地约35密耳至约40密耳的单层片或壁厚。存在于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应用而变化。
本发明的包装件中二氧化钛颗粒的量可以为至少约0.01重量％，并且优选地至少约0.1重量％。在本发明的一个方面，包装件中的二氧化钛颗粒可以为约0.01重量％至约20重量％，并且优选地为约0.1重量％至约15重量％，更优选地为5重量％至10重量％。在本发明的另一方面，包装件中的二氧化钛颗粒可以为至少约0.5重量％、0.6重量％、0.7重量％、0.8重量％、0.9重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％至12重量％、以及介于0.1重量％和12重量％之间的任何量(基于单层的总重量)。
包装件通常通过熔融共混含有二氧化钛和有色颜料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单层包装件的期望的组合物来制备。母料组合物和第二高分子量聚合物可以使用上文公开的本领域已知的任何方法，以期望的比率进行熔融共混，从而制备最终单层包装件的期望的组合物。在这一方法中，常使用双螺杆挤出机。将所得的熔融共混的聚合物挤出或换句话讲加工以形成期望的组合物的包装件、片材、或其它成型制品。熔融共混的聚合物可以注望成预成型件用于随后的拉伸吹塑加工。
成型单层包装件可设置有一个或多个另外的美观层。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或外壁上。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提供比一个或多个美观层提供的遮光显著更多的遮光。
成型制品或包装件可具有一个或多个另外的功能层。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提供比一个或多个功能层提供的遮光显著更多的遮光。
用于美观目的所施加的层，包括用于品牌或产品信息如营养和成分标签的层，在一些情况下可能不是完整的层。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，诸如提供气体阻隔特性或用于防止层的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，由此对基本上全部包装件表面赋予遮光，从而解决这一挑战。
单层包装件还可以在单层包装件中的开口上设置有可移除密封件。可移除密封件的示例为箔。单层包装件也可设置有可打开和重新闭合的密封件。
在本发明的一个方面，挤出吹塑可用于制备单层包装件。在另一个实施方案中，预成型件可以通过注塑制备并随后用于使用拉伸吹塑工艺制备包装件。
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。吹望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，用于制备具有薄壁的中空塑料部件，诸如瓶和类似容器。吹塑分两个阶段完成：(1)制造熔融塑料的起始管，称为型坯，或注塑的预成型件，其适当加热至熔融状态；和(2)将管或预成型件在模具中膨胀至期望的最终形状。形成型坯或预成型件通过两种方法实现：挤出或注塑。
挤出吹塑含有四个步骤：(1)挤出型坯；(2)当模具的两半合在一起时，型坯被压在顶部并在金属吹针周围的底部密封；(3)将管膨胀，使其呈模具腔形状；以及(4)打开模具以移除固化部件。
注坯吹塑含有与吹塑相同的步骤；然而，使用注塑的预成型件而不是挤出的型坯：(1)预成型件是注塑的；(2)打开注望模具，并且将预成型件转移到吹塑模具中；(3)将预成型件加热至熔融并膨胀成适形于吹塑模具；以及(4)打开吹塑模具，并且移除吹塑产品。
吹塑限于热塑性塑料。聚乙烯是最常用于吹塑的聚合物；特别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，将它们的特性与低密度PE的那些特性相比，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、二氧化钛和选自黑色和黄色的至少一种有色颜料。该组合物通常通过注塑或吹塑进行加工以形成刚性单层包装件。加工方法可以产生任何合适厚度的单层厚度。例如，单层厚度可在约5密耳至约100密耳，优选地约10密耳至约40密耳，并且仍优选地约35密耳至约40密耳的范围内。
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在包装件中TiO2重量百分比大于6重量％的经处理的TiO2。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。该包装件可以是具有相对薄壁结构的单件或具有多件或其他包装件特征部，诸如壶嘴、闭合件、柄部和标签。本发明的塑料容器构造的特征在于对在其制造中采用的给定量塑料材料改善的遮光特性，不影响之前确定的构造标准(例如包装件形状)，从而使容器适用于具体的自动化最终用途应用，诸如包装、填充等。该塑料容器可用于容纳许多产品，包括奶制品、植物基乳(例如杏仁乳、豆乳等)、酸奶饮料、培养乳制品、茶、果汁或其他饮料和流体产品。该包装件特别可用于保护食物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
当经包装产品暴露于光时，LPF值量化包装材料可为产品中的光敏实体提供的保护。在我们的实验中将包装材料的LPF值量化为在受控的实验光暴露条件下产品光敏实体浓度的一半已经降解或以其他方式经历转变的时间。因此，包含一种或多种受高LPF值包装件保护的光敏实体的产品与受低LPF值包装件保护的产品相比，在光敏实体将变化之前可暴露于更大剂量的光下。
测量LPF值的详细描述还描述于公布的专利申请号WO2013/163421中，标题为“Methods for Determining Photo Protective Materials”，以及WO2013/162947中，标题为“Devices for Determining Photo Protective Materials”，它们以引用方式并入本文。另外的信息可以在本文的实施例中找到。根据上述专利申请的教导测量以下实施例中报道的LPF值。
本发明关注鉴定具有遮光特性的新包装件，其保护物质免受光化学过程(例如光氧化)。光化学过程在适当条件下改变实体诸如核黄素、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物、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的实体，尽管其它光敏实体也可受到保护而免受光效应。
实施例
经处理的TiO2
基本上根据美国专利No.5,562,990的教导制备包含使用氧化铝水合氧化物、氟离子和有机硅化合物的无机表面改性的经处理的TiO2颗粒。
制备用于LPF值评估的板样品
将低密度聚乙烯(LDPE)(DuPont 20，DuPont，Wilmington，DE)和TiO2和有色颜料母料浓缩物粒料以产生190g批次期望的最终比率的量预先称重。将浓缩物和树脂混合物在双辊研磨机(Stewart Bolling&Co.，Cleveland，OH)上在220-240°F下配混，间隙为0.035英寸。初始熔体在辊静止的情况下进行，并且辊速度缓慢前辊和后辊分别从10英尺/分钟增加到45和35英尺/分钟的最终速度。将材料从辊上切下，折叠，并重新施加总共10次以确保完全混合。最后一次将材料从辊上移除作为单个片材，并且立即将该原料切成较小的片以更好地适配压缩模具。使用两个液压机(Carver，Wabash，IN)依次对来自该材料的刚性板进行压塑，第一次加热至350°F以熔融并模制材料且第二次水冷以冷冻板形状。将配混的LDPE材料置于在压板之间的模具上方的Mylar片材之间，在热压机中在25吨的压力下保持2分钟，并且然后在冷压机中在12.5吨下保持2分钟。移除Mylar并修剪每个板周围的多余塑料，产生约5cm×10cm的矩形板，其平均厚度为约30密耳。
在不同水平的母料浓缩物下重复该程序，以制备具有不同组成的期望系列的样品。
顶部负载和抗压碎测试
来自Mecmesin(顶部负载测试仪设备制造商)http：//www.mecmesin.com/top-load-crush-testing
“顶部负载和抗压碎测试”
在制备、储存、运输或展示过程中叠堆的产品必须在期望的或行业标准的叠堆高度内足够坚固。顶部负载或柱压碎测试定义了确保产品始终满足轴向负载质量要求的方法。
根据内容、材料和结构设计，塑料瓶和容器、罐、玻璃瓶或纸板箱的行为都将不同。使用较少原材料的较轻包装的成本和环境压力也会影响灌装和封盖期间的性能，因为容器变得更容易以必须设计出的方式压碎或变形。
叠堆容器的一个常见示例是PET瓶，全球用于饮料、烹饪、清洁和其他液体。它具有影响轴向负载强度的设计特征部，包括闭合件、柄部、抓握区域以及肩部和底部设计。一些设计用于单元到单元的叠堆，以进一步最小化批量包装并增加叠堆稳定性。因此，顶部负载测试是设计过程中不可或缺的一部分，因为它是生产线质量测试的一部分。
顶部负载测试基本上涉及施加向下压缩以测量对产品(通常是容器)的对压碎的抗性。测试方法定义压缩速度和变形程度，并且峰值力测量确定产品样品强度。适当的通用测试仪还将能够准确测量样品的初始和恢复高度，以符合规格。
在多壁纸板材料的情况下，通过边缘压碎测试评估材料本身的标准化样品的刚度，因为这可以预测最终的结构强度。内容物、顶部空间和重量以及湿度和储存条件极大地影响纸板容器的承重。因此，完整纸板箱的强度和适用性也可能涉及在各种条件下的压缩爆破测试。
压碎测试固定装置
压缩固定装置解释了样品的行为，因此用于压碎测试瓶的板可以被排出，或者具有防止瓶子侧向滑动的锥形中心。用于压碎盒的板可以是自动调平的，以遵循失效模式。边缘压碎方法可能需要特殊的固定装置，例如以保持纸板的圆形环。如果要测试填充容器诸如饮料罐，则需要合适的封装件和约束。如果要进行玻璃顶部负载，则必须使用另外的安全封装件。
实施例1
使用所述塑料板制备方法制备表示一系列塑料包装件材料组合物的材料样品。将经处理的TiO2(Ti-Pure TS-1600，来自The Chemours Company)和黑色颜料(FDA通道黑色，来自Ampacet)以限定和不同的量掺入这些样品内，以获得下表中所示的一系列组合物。
材料的遮光性能可以用LPF值量化。评估该系列有色板塑料样品的LPF值。
样品 经处理的TiO2重量％) 黑色颜料(重量％) LPF值
1-A 1.1 0.0E+00 13.3
1-B 1.1 4.0E-04 14.3
1-C 4.3 0.0E+00 59.0
1-D 4.3 4.0E-04 70.1
在样品1-A中单独使用1.1重量％的经处理的TiO2材料提供了适度的13.3的LPF值，这提供了优于天然树脂材料的遮光有益效果，天然树脂材料将在LPF值小于1下测试。通过在样品1-B中添加4.0E-04重量％的少量的黑色颜料材料时，LPF值仅通过1 LPF单位至14.3增加很少量，遮光性能增加7.5％。
当在样品1-C中使用4.3重量％的经处理的TiO2时，LPF值为59。当在样品1-D中除了4.3重量％的TiO2之外以4.0E-4重量％添加黑色颜料时，在LPF值中观察到超过10个单位增加达到70.1的LPF值，这表示遮光性能增加了近19％。
因此，通过增加经处理的TiO2材料与黑色材料的水平一起，在所得的材料的遮光性能中发现了意想不到的协同效应。
这种增强的遮光性能提供了有益效果，因为它可以在经处理的TiO2和黑色颜料材料的水平下实现，其将不会显著降低其他材料特性，诸如所得的包装件的机械特性，这可能是包装件设计的关注点。
实施例2.
使用上文实施例1中所述的方法和材料制备板，以得到具有下述颜料水平的板。使用上述方法评估所得的板的LPF值。
样品 经处理的TiO2(重量％) 黑色颜料(重量％) LPF值
2-A 0 2.0E-04 0.2
2-B 0 4.0E-04 0.2
2-C 0 1.0E-03 0.2
2-D 0 2.0E-03 0.2
2-E 0.5 2.0E-03 9.6
2-F 2.1 0 29.3
2-G 2.1 2.0E-03 69.3
在没有经处理的TiO2存在的情况下，以低水平增加黑色母料的水平导致所得的板的LPF值几乎没有变化，表明当单独使用时该材料基本上没有遮光性能有益效果。这在样品2-A、2-B、2-C和2-D中可见，它们都具有基本上相同的低于1的LPF值的低水平的遮光性能。
令人惊讶的是，通过用黑色颜料少量添加经处理的TiO2，存在LPF值不成比例地增加。对于样品2-D、2-E和2-G中的2.0E-03重量％的黑色水平，在样品中添加2.1重量％经处理的TiO2导致LPF值增加大于两个数量级，超过仅黑色着色剂的板的LPF值的300倍。仅添加2.1重量％经处理的TiO2而没有黑色(样品2-F)的LPF值增加约为有黑色所见的一半。这说明了TiO2与黑色颜料的遮光性能的协同效应。
实施例3.
使用挤出吹塑制备瓶3N。提出了另外的三种瓶设计(3A、3B、3C)，并且可以通过挤出吹塑类似地制备。制备和提出的所有瓶设计具有19密耳的侧壁厚度。通过调节添加到该方法中的母料的此率来改变这些瓶设计的组成，以在HDPE基质中获得所得的所提出的组合物。瓶设计3C掺入具有黑色颜料(FDA黑色)的母料以提供本文公开的遮光有益效果。
对于瓶3N，测量LPF值并使用Mecmesin顶部负载测试仪(MultiTest10-i)使用标准工业程序评估顶部负载性能，每分钟进料速率为5”，在0.250”偏转下报告顶部负载值。我们基于通过实验开发的模型预测3A、3B和3C中瓶设计的数据，这些模型将材料的组成与其特性(包括LPF和顶部负载)相关。
针对瓶3N测量如LPF值所示的遮光性能，并且LPF值测量低于1时它是差的。我们使用基于大量实验的模型预计瓶3A、3B和3C的LPF值。掺入遮光TiO2材料导致改善的LPF值。为了获得甚至更高的LPF值，可以通过增加TiO2水平来获得另外的遮光性能。虽然这种增加的TiO2负载增强了LPF值，但它也导致所得的包装件的机械特性下降，如顶部负载值所示。
在瓶3N上测量顶部负载。将测量瓶3A、3B和3C的顶部负载的下降，并且这些结果可以与瓶3N进行比较。基于实验模型预计这些结果。
对于这种设计，目标是获得25或更大的LPF值，而相对于天然树脂的顶部负载下降小于10％。瓶3A设计允许改善遮光性能，与瓶N相比，顶部负载强度仅有适度下降。然而，16.8的LPF值不符合25的LPF值的目标。瓶3B中增加遮光TiO2允许获得25的LPF值的目标，但顶部负载下降是不可接受的，下降11％。
为了满足瓶3B的遮光性能但具有可接受的机械性能，如在瓶3A中所见，本申请的本发明的瓶3C设计是在瓶3A的相同TiO2含量下提出的，但是添加了黑色母料材料以增强遮光性能。采用瓶3C设计，我们预计LPF值将超过25，同时保持期望的可接受的机械性能，顶部负载下降8％，这证明了本发明的实用性。
实施例4.
使用挤出吹塑制备瓶3N。提出了另外的两种瓶设计(4D、4E)，并且可以通过挤出吹塑类似地制备。制备和提出的所有瓶设计具有19密耳的侧壁厚度。通过调节添加到该方法中的母料的此率来改变这些瓶设计的组成，以在HDPE基质中获得所得的所提出的组合物。瓶设计4E掺入具有黑色颜料(FDA黑色)的母料以提供本发明公开的遮光有益效果。
与实施例3一样，我们基于通过实验开发的我们的模型预测4D和4E中瓶设计的数据，这些模型将材料的组成与其特性(包括LPF值和顶部负载)相关。
对于这种设计，目标是获得65或更大的LPF值，而相对于天然树脂的顶部负载下降小于15％。虽然瓶子设计4D能够获得期望的LPF值，但顶部负载下降23％太高。通过使用本发明的设计，其掺入具有黑色颜料(FDA黑色)的母料以在瓶4E中提供遮光有益效果，获得LPF值同时保持仅10％的顶部负载下降。因此，瓶设计4E可以同时满足期望的瓶用途的LPFTM值和最高负载性能要求。
实施例5.
使用所述塑料板制备方法，使用经处理的TiO2(Ti-PureTM R101，来自ChemoursCompany)和黄色颜料(PY191)颜色浓缩物制备代表不同塑料包装件材料组合物的材料样品，它们以限定和不同的量掺入这些样品内，以获得下表中所示的一系列组合物。
样品 经处理的TiO2(重量％) 黄色颜料(重量％) LPF值
5-A 0 0.02 0.7
5-B 0.5 0 3.7
5-C 0.5 0.02 22.7
单独使用黄色颜料(5-A)导致所得的材料的低LPF值低于1的LPF值，这表明该组合物没有遮光性能有益效果。单独使用TiO2(5-B)显示出一些遮光性能有益效果，LPF为3.7。我们看到TiO2和黄色颜料一起(5-C)的意想不到的协同效应与LPF值不成比例地增加，其中相对于仅TiO2的样品增强6倍并且相对于仅黄色颜料样品增强32倍。5-C的LPF值符合瓶子设计的遮光要求。
实施例6.
使用所述塑料板制备方法，使用经处理的TiO2(Ti-PureTM R101，来自ChemoursCompany)和黄色颜料(PY191)或TiO2(Ti-PureTMTS-1600，来自Chemours Company)和绿色颜料(PG7)颜色浓缩物制备代表不同塑料包装件材料组合物的材料样品，它们以限定和不同的量掺入这些样品内，以获得下表中所示的一系列组合物。
样品 有色颜料 LPF值 经处理的TiO2(重量％) 有色颜料(重量％)
6-A PY191 85.1 0.5 0.05
6-B PY191 39.1 0.3 0.05
6-C PY191 1.6 0.0 0.05
6-D PG7 24.8 0.5 0.05
6-E PG7 12.9 0.3 0.05
6-F PG7 1.1 0.0 0.05
在样品6-C和6-F中分别仅使用黄色或绿色颜料导致所得的材料～LPF 1的低LPF值，这表明该组合物没有遮光性能有益效果。使用0.05重量％的相同水平的有色颜料，然后将经处理的TiO2以两种水平(0.3重量％和0.5重量％)与有色颜料组合使用。
我们观察到，在样品6-A和6-B中一起的经处理的TiO2和黄色颜料的意想不到的协同效应，其LPFTM值的强增加。与仅含黄色颜料的6-C相比，具有黄色颜料和经处理的TiO2的样品6-A显示出LPF高超过50倍的增加。
绿色颜料与经处理的TiO2(6-D、6-E)的使用显示出LPFTM值增强，但增强水平小于黄色颜料的性能，这表明黄色颜料对LPF值的优选的有益效果。比较6-A与6-D，黄色颜料样品与绿色颜料样品相比表现更好超过3倍。

Claims (18)

1.一种刚性、单层包装件，其包含：
a)二氧化钛颗粒；
b)至少一种有色颜料，所述至少一种有色颜料选自黑色和黄色；和
c)聚合物材料，其中所述二氧化钛颗粒和所述至少一种有色颜料分散在所述聚合物材料中，并且所述包装件具有至少约20的LPF值。
2.根据权利要求1所述的包装件，其中所述二氧化钛颗粒占所述包装件总重量的至少约1重量％。
3.根据权利要求2所述的包装件，其中所述至少一种有色颜料占所述包装件总重量的约0.01重量％或更少。
4.根据权利要求3所述的包装件，其中所述二氧化钛颗粒占所述包装件总重量的约0.01重量％至约8重量％。
5.根据权利要求4所述的包装件，其中所述包装件具有至少约30的遮光值。
6.根据权利要求5所述的包装件，其中所述包装件具有至少约40的遮光值。
7.根据权利要求6所述的包装件，其中所述包装件具有至少约50的遮光值。
8.根据权利要求1所述的包装件，其中所述TiO2涂覆有金属氧化物和有机材料。
9.根据权利要求8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、或其组合。
10.根据权利要求9所述的包装件，其中所述金属氧化物为氧化铝。
11.根据权利要求8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、或其混合物。
12.根据权利要求1所述的包装件，其中所述聚合物包含可熔融加工的聚合物。
13.根据权利要求12所述的包装件，其中所述可熔融加工的聚合物包含高分子量聚合物。
14.根据权利要求1所述的包装件，其中所述聚合物包含选自以下的材料：聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、乙烯的共聚物、聚氯乙烯、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、聚氧乙烯、及其混合物。
15.根据权利要求1所述的包装件，其中所述聚合物包含选自以下的材料：低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯、高密度聚乙烯、及其混合物。
16.根据权利要求1所述的包装件，其中所述单层具有约5密耳至约100密耳的厚度。
17.根据权利要求16所述的包装件，其中所述单层具有约10密耳至约40密耳的厚度。
18.根据权利要求17所述的包装件，其中所述单层具有约35密耳至约40密耳的厚度。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113968401A (zh) * 2020-07-23 2022-01-25 内蒙古伊利实业集团股份有限公司 一种乳品包装瓶及其制备方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3890690A1 (en) * 2018-12-05 2021-10-13 The Procter & Gamble Company Container for personal health compositions
GB201915770D0 (en) * 2019-10-30 2019-12-11 Colormatrix Holdings Inc Packaging
GB202212888D0 (en) * 2022-09-05 2022-10-19 Father Alterin Ltd Thermoplastic resins and recycling thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04114057A (ja) * 1990-09-05 1992-04-15 Dainippon Printing Co Ltd ブロー成形ボトル用遮光性樹脂組成物
WO2016196529A1 (en) * 2015-06-04 2016-12-08 The Chemours Company Tt, Llc Light protective bottle design

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI62130C (fi) * 1980-07-18 1982-11-10 Kemira Oy Ytbelagt titandioxidpigment och foerfarande foer framstaellning daerav
US4460655A (en) 1983-04-04 1984-07-17 E. I. Du Pont De Nemours And Company TiO2 Pigment bearing a coating with fluoride ions and laminate and coating based thereon
US4594211A (en) * 1984-11-05 1986-06-10 Dietrich Mohnhaupt Preparing polyolefine based opaque film
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
US5750226A (en) 1994-03-02 1998-05-12 Abbott Laboratories Light excluding multi-layer plastic barrier bottle
US6465062B2 (en) * 2001-02-12 2002-10-15 Abbott Laboratories Light-excluding, multi-layered material
FR2836893B1 (fr) 2002-03-08 2004-07-02 Sidel Sa Recipient en matiere thermoplastique pour produit devant etre protege de la lumiere
ITMO20030315A1 (it) * 2003-11-21 2005-05-22 Granarolo S P A Contenitore per prodotti alimentari.
US20050239921A1 (en) 2004-04-27 2005-10-27 Birmingham John N Preparation of organic additive-treated, pyrogenic silica-encapsulated titanium dioxide particles
DE602007004438D1 (de) * 2007-03-13 2010-03-11 Minera Catalano Aragonesa Samc Vorformling zum Blasformen eines Behälters
ES2385812B1 (es) * 2011-01-19 2014-02-07 Linear Overmoulding Applications S.L. Preforma para formación de envases con efecto barrera a la luz por moldeo por estirado-soplado.
JP6051294B2 (ja) 2012-04-27 2016-12-27 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニーＥ．Ｉ．Ｄｕ Ｐｏｎｔ Ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ Ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ 光保護材料を決定するためのデバイス
WO2013162944A1 (en) 2012-04-27 2013-10-31 E. I. Du Pont De Nemours And Company Methods for determining photoprotective materials
DK3023458T3 (en) * 2013-07-15 2018-10-15 Sa Minera Catalano Aragonesa EXCEPTIONAL SINGLE LIFE BOTTLE WITH LIGHT PROTECTION AND PROCEDURE FOR MANUFACTURING HERE

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04114057A (ja) * 1990-09-05 1992-04-15 Dainippon Printing Co Ltd ブロー成形ボトル用遮光性樹脂組成物
WO2016196529A1 (en) * 2015-06-04 2016-12-08 The Chemours Company Tt, Llc Light protective bottle design

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113968401A (zh) * 2020-07-23 2022-01-25 内蒙古伊利实业集团股份有限公司 一种乳品包装瓶及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
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