CN1723156A - 可选择性地活化的食物储存包裹片 - Google Patents

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Abstract

可选择性地活化的片状材料由呈面对面关系的至少一个薄片和至少一种减活化剂材料形成。所述至少一个薄片包括基本连续的网络和所述至少一个薄片的至少一个表面，并且在所述至少一种减活化剂上设置有活性物质。在对可选择性地活化的片状材料施加外力的情况下，活性物质被设置在薄片或减活化剂之外。

Description

可选择性地活化的食物储存包裹片
技术领域
本发明涉及可选择性地活化的食物存储包裹物，所述包裹物具有在即将使用时可放置到目标表面上的活性物质。可选择性地活化的片可用作薄膜片以形成许多物品如食物储存包裹物。
背景技术
片状材料是已知的并用于盛装和保护各种物品，尤其是保存易腐烂的物质，如食品。这些材料可用来单独包裹物品和/或可用于形成半封闭容器的闭合。具体地讲，食物储存包裹物可用来覆盖盛有剩菜的碗碟和用来完全密封食物以便冷藏、冷冻、煮沸或换句话讲储存或烹饪。
这些材料中的一类包括形成通常成卷状提供的薄适形网的聚合物组合物。这些材料的普通实施例为聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)和聚乙烯(PE)片。由于形成这些材料的聚合物材料的性质，这些材料可在至少一个表面上显示具有粘着特性。此外，添加剂如增塑剂和增粘剂可使这些材料围绕物品折叠、包裹，然后粘着到物品和/或其自身上。这些材料的粘着特性也可使它们能与半封闭的刚性、半刚性或柔韧容器一起使用以提供完全封闭的容器结构。这些材料的阻透特性(即，阻隔氧气、水分/水蒸汽和气味的特性)可提供用于易腐烂物品所需的防腐特性，所述易腐烂物品包括如食物和/或可因持续暴露在环境中而更迅速地氧化、脱水或换句话讲降解的物品。
即使这些材料已获得了一定程度的认可，但使用分配盒内的以连续卷状提供的材料开始分配操作是困难的，这是因为将成卷网的当前末端进行定位和分离以便开始分配操作通常是成问题的。已开发了许多确定和/或分离成卷网当前末端的方法，这包括提供突出部、颜色和末端抓握分配器功能。然而无论如何处理成卷网的末端，材料粘着在其自身上的趋势也增加了展开薄膜网并沿切线分离开所分配部分所需的分配力。如果此力过大，就会出现称为“卡卷”现象。卡卷可导致这些过大的分配力在网内产生纵向撕破。这可导致分配了成卷网的更窄的和不均匀撕破的部分。另外，使用者经常遇到材料过早地粘着到自身上(即，在接触到所需粘合的表面之前)的情况，迫使用手将粘着的部分脱离开并且/或丢弃此部分材料以利于使用新的部分。
在克服此问题的一种尝试中，将剥离带(本领域也称为覆盖条)应用于该网的粘合剂涂敷表面。使用之前，去除并丢弃该剥离带。然而，剥离带会显著增加最终产品的成本和复杂性。
剥离带的使用可能用于与一次性尿布的带突出部有关的领域。这种带突出部较小，必须在制造时处理以确保正确定位以便在换尿布时方便地用于不太配合的婴儿。有关带突出部的参考资料可见于下列美国专利：Milnamow，美国专利3,967,624；Kozak，美国专利3,853,129；Nees，美国专利4,067,337；Tritsch，美国专利4,063,559；Tritsch，美国专利4,010,753；和Kozak，美国专利3,853,129。
当前食物储存包裹物的另一个困难是当从开口端折叠时或容器或包裹物品处理一段时间后材料不能形成足够的密封。如果包裹物无法形成具有至少与包裹物本身一样好的阻透特性的密封时，包裹物用作储存包裹物的全部潜力就无法实现了。因此，一些使用者采取附加的固定部件，包括橡皮筋和带。包裹物碰到自身或目标表面时所形成的皱纹会在包裹物和相对表面之间形成槽，从而导致密封性失灵。解决密封性不足的尝试包括对所需物品进行双层或三层包裹以形成长密封通道。然而，这需要使用过多的材料。
一种改进的储存包裹材料可见于授予Hamilton等人的美国专利6,194,062。其它储存包裹材料公开于Sanders的美国专利5,334,693和Groeger的美国专利5,948,493中。
另外，因为当前的储存包裹物无法仅“粘附”到自身和其它表面上，它们对互补表面的亲和力高度依赖于包裹物的特性，如化学组成、电导率、表面能和表面光洁度。因此，这些包裹物可能难以使用并且可形成不足以保存易腐烂食品的密封。在许多情况下，用来提供这些包裹物的粘性的增塑剂、增粘剂和其它粘性添加剂可能给最终的包裹物产品引入不可取的属性，如气味或环境问题。
铝箔和涂料(蜡)纸是另一类通常以独立的片或卷的形式提供的包含各种组合物的薄适形网的材料。这些材料典型地不显示具有对表面的粘附或粘着特性，而是依赖于形成它们的材料的死褶特性(即，它们折叠或包裹在物品周围以保持折叠或包裹的形状)。这些材料保持在折叠或褶皱形状的能力可有利于它们与半封闭式的刚性、半刚性或柔韧容器一起使用，以提供完全封闭然而无空气的或气密的容器结构。这些材料的阻透特性，尤其是它们的氧、水分/水蒸气和气味阻透特性，提供用于易腐烂物品的未知防腐特性，所述易腐烂物品包括如食物和/或因持续暴露在正常环境条件下而更迅速地氧化、脱水或换句话讲降解的物品。
因此，提供可以连续卷或分配纸盒状提供的可选择性地活化的片状材料是有利的。此外，对这种可选择性地活化的片状材料而言还有利的是具有粘着特性，所述粘着特性有利于其与半封闭的刚性、半刚性或柔韧容器一起使用，以提供完全封闭的结构并提供延长食品储存期限的较好的阻透特性。
发明内容
本发明为可选择性地活化的片状材料，所述片状材料包括至少一个具有第一面的薄片和至少一种具有第一面的减活化剂材料。薄片的第一面和减活化剂材料的第一面以面对面的关系连接在一起。此外，所述薄片包括基本上连续的网络。此外，在薄片和减活化剂的至少一个第一面上设置有活性物质。该活性物质可以设置在薄片和/或减活化剂之外。另外，当对可选择性地活化的片状材料施加外力后，所述活性物质接触目标表面。
可供选择地，本发明为包含可选择性地活化的片状材料的食物储存包裹物。可选择性地活化的片状材料包括以面对面关系连接的至少一个薄片和至少一种减活化剂材料，以及设置在所述至少一个薄片和所述至少一种减活化剂材料之间的活性物质。当对可选择性地活化的片状材料施加外力后，可选择性地活化的片状材料被可释放地连接到目标表面上。另外，可选择性地活化的片状材料的聚丙烯表面剥离力值在约55.88g/cm(约22克/英寸)至约218.44g/cm(约86克/英寸)的范围内，活性物质-活性物质之间的剥离力在约109.22g/cm(约43克/英寸)至约297.18g/cm(约117克/英寸)的范围内，泄漏测试值为至少约60秒。
本发明还涉及一种制备可选择性地活化的片状材料的方法。该方法包括以下步骤：提供具有第一面的第一底物，将活性物质设置在第一底物的第一面上，然后将减活化剂材料涂敷到设置在第一底物的第一面上的活性物质上。此外，在对可选择性地活化的片状材料施加外力的情况下，该活性物质可设置在减活化剂材料之外。另外，可选择性地活化的片状材料的聚丙烯容器的剥离力值在约8.66g/cm(约22克/英寸)至约33.9g/cm(约86克/英寸)的范围内，活性物质-活性物质之间的剥离力在约16.9g/cm(约43克/英寸)至约46.1g/cm(约117克/英寸)的范围内，泄漏测试值为至少约60秒。
所有引用文献的相关部分均引入本文以供参考，任何文献的引用不可解释为是对其作为本发明的现有技术的认可。
附图说明
图1是以部分切除表示的示例片的不完整顶部平面视图；
图2是沿线2-2截取的图1的横截面视图；
图2A是示例片的可供选择的实施方案的剖面图；和
图2B是示例片的可供选择的实施方案的剖面图。
具体实施方式
参见图1和2，可选择性地活化的片状材料10包括至少一个薄片(薄片)12、一种减活化剂材料(减活化剂)14和中间的活性物质(活性物质)16。薄片12可包括基本上连续的网络。“基本上连续的网络”包括任何几何排列，该几何排列提供在MD和/或CD方向延伸到可选择性地活化的片状材料10边缘的未中断通道。“基本上不连续的网络”包括任何几何排列，该几何排列提供在MD和/或CD方向延伸到可选择性地活化的片状材料10边缘的至少一个中断通道。如图1所示，基本上连续的网络可能类似于薄膜片。基本上连续的网络也可作为固体、不可渗透的片以及其中具有离散的孔的片状材料提供薄片12。
类似地，减活化剂14可以是不连续的、连续的、基本不连续的、基本连续的以及它们的组合，并且活性物质16可以是不连续的、连续的、基本不连续的、基本连续的以及它们的组合。每个薄片12和减活化剂14都包括相对的第一和第二面并且相关，使得薄片12的第一面和减活化剂14的第一面以面对面的关系连接。因此，薄片12的第一面定向于朝向减活化剂14的相应第一面，并可接触减活化剂14的相应第一面，反之亦然(即，如果活性物质16是连续的，则减活化剂14不必接触薄片12)。薄片12和减活化剂14的第二面向外定向。可选择性地活化的片状材料10和薄片12都具有纵向(MD)、与MD正交并共面的横向(CD)、和正交于MD/CD平面的Z方向。
活性物质16可以是涂敷到可选择性地活化的片状材料10上或与其为一体的任何物质，该活性物质还可提供无法单独从薄片12或减活化剂14、或薄片12和减活化剂14合在一起得到的功能有益效果。换句话讲，活性物质16可被看作是影响可选择性地活化的片状材料10的性质并递送确实无法仅从薄片12或减活化剂14得到的有益效果的一种物质。活性物质16还可影响薄片12和减活化剂14可能应用或放置接触的目标表面。本领域的技术人员将意识到按照本发明可使用多种活性物质16。
活性物质16可设置在薄片12的第一面、减活化剂14的第一面或两者上，或换句话讲与薄片12的第一面、减活化剂14的第一面或两者相联。另外，活性物质16还可设置在减活化剂14的第二面上，或换句话讲与减活化剂14的第二面相联。普通技术人员将意识到，活性物质16可与薄片12和/或减活化剂14的第一面相联，并且任选地，相同和/第二种活性物质17可与减活化剂14的第二面相联。活性物质16可以连续有序方式、连续随机方式、不连续有序方式、不连续随机方式以及它们的组合在MD、CD或它们的组合方向涂敷于薄片12和/或减活化剂14上。
薄片
在一个优选的实施方案中，薄片12具有恒定量和密度。薄片12可包含或包括箔、聚合物片、薄膜、布、织物或无纺织物、纸、纤维素纤维片、共挤出物、层压材料，以及它们的组合。合适的薄片12可由聚合物膜制成。已发现，尤其合适的薄片12可由厚度为约0.013mm的聚烯烃薄膜如HDPE制成。
此外，薄片12优选是可变形的，这样使得它能够在相对于减活化剂14的CD、MD和/或Z方向上运动。CD-MD变形可以对CD-MD拉伸作出响应。Z方向的运动可以对施加到可选择性地活化的片状材料10上的压缩或剪切力作出响应。这种运动优选使薄片12将减活化剂14外的活性物质16递送到目标表面上。选择性可变形材料可包括，但不限于，多孔性、微多孔性、气体渗透性、液体渗透性、亲水性、疏水性、吸水性、亲脂性、高临界表面张力、预纹理化的表面、塑性可屈服性、电传导性以及它们的组合的组合或程度。应当理解，透过薄片12、减活化剂14的传送及其渗透性或不可渗透性指的是与设置于其上的活性物质16有关的性质。
如果薄片12是透气的，其优选具有的开口面积不大于约10％、更优选不大于约15％、最优选不大于约20％。例如，当可选择性地活化的片状材料10的预期最终用途是绷带或其它蒸汽传输可能更适合的用途时，透气薄片12可能是理想的。然而，如果接触氧或其它环境物质不是优选的，那么可选择性地活化的片状材料10可利用固体或不可渗透层压材料12用于密封目的。
减活化剂
优选地，减活化剂14是颗粒。颗粒可完全进入整个活性物质16中，这样使得设置在薄片12的第一面、减活化剂14的第一面上或换句话讲设置在薄片12和减活化剂14之间的活性物质16可被设置、挤出或换句话讲传送到减活化剂14外。挤出或传送到减活化剂14外可产生最靠近减活化剂14的第二面的活性物质16。当活性物质16最靠近减活化剂14的第二面时，活性物质16可接触目标表面并作用于目标表面。
减活化剂14和薄片12可随施加的压缩或剪切力而在CD、MD、和/或Z方向上变形，如上文所述。可选择性地活化的片状材料10的变形可允许设置在可选择性地活化的片状材料10内中间的一种或多种活性物质16朝向薄片12和/或减活化剂14的向外定向表面运动。薄片12和/或减活化剂14的变形可以是弹性的并持续足够长时间以使活性物质16能够接触目标表面。可供选择地，一个优选实施方案提供的是当施加的压缩力被移除后，减活化剂14未能完全恢复其初始厚度，从而使任何变形成为塑性的并相对持久。在一个优选的实施方案中，当施加的压缩力为约6,890kPa(70.3kg/m2)或更小时，可选择性地活化的片状材料10粘附在目标表面上。另外，减活化剂14可至少部分地浸没活性物质16，使得活性物质16可暴露于减活化剂14的外表面之外。
薄片12、减活化剂14和活性物质16可分别具有第一、第二和第三厚度。在一个优选的实施方案中，据信变形之前和之后，活性物质16的厚度应大于减活化剂14的厚度。然而，活性物质16仍应能够挤出到减活化剂14之外以接触目标表面。
示例但非限制性的颗粒可选自簇、粉末、颗粒、金属颗粒、小珠，或它们的组合。适用于减活化剂14的示例颗粒形状可包括球形、椭圆形、小盘状、针状，或它们的组合。适用作减活化剂14的示例但非限制性的材料可选自马铃薯淀粉、玉米淀粉、其它淀粉、滑石、二氧化硅、二氧化钛、沸石、其它矿物质、聚合物、玻璃、陶瓷，以及它们的组合。不受理论的约束，据信减活化剂14所要求的这些材料的量和尺寸将取决于个体活性物质16的类型、厚度和粘着性。
合适的小颗粒可悬浮在介质(如水)中，并且喷或借助于Meyer杆轧制到表面上。不受理论的约束，据信如果生成的喷雾不连续，则喷出的颗粒将趋于干燥成簇或附聚物。此外，如果含颗粒的溶液拉伸或以连续薄膜状喷出，则颗粒将趋于独立起作用并阻止形成大簇。也据信，颗粒可以粉末或溶液状静电涂敷，前提条件是电性质与静电喷雾相容。据信这将导致颗粒间均匀的间距和均匀的颗粒分布。在这个方面，如果将金属网格或模具紧跟底物之后放置，颗粒将被吸到其上然后形成颗粒的图案。减活化剂12可根据需要以均匀或非均匀的方式涂敷。
在一个示例性实施方案中，将提供厚度为至少约0.5密尔(12,500nm)的薄片12。粘合剂形式的一层活性物质16被涂敷在薄片12的至少一个表面上，其中所述粘合剂涂敷的厚度为约5,000nm至约20,000nm，更优选约5,000nm至约8,000nm。为了防止在将产品放置到目标表面之前产品的粘附，可将减活化剂14涂敷于活性物质16的暴露外表面上。
一个方法是使用粒径基本小于活性物质16厚度的减活化剂14。这些颗粒的厚度优选在至少约1nm到至少约2,000nm，更优选至少约1nm到至少约500nm的范围内。可涂敷足够数量的颗粒以防止过早粘附。在这一点上，如果颗粒被设置在活性物质16的顶端，那么颗粒可防止任何材料与活性物质16之间的过早接触。当需要粘附到目标表面上时，可在垂直于薄片12的方向对薄片12施加相对小的力。此力可导致减活化剂14移到活性物质16层中直到减活化剂14的外表面位于活性物质16的外表面或以下。因此减活化剂14移到基本在活性物质16层内位置的这种运动可将活性物质16的外表面暴露给目标表面，然后获得所需的粘附。活性物质16的性质也可被提供，这样使得当减活化剂14物质移动到活性物质16层内后，活性物质16可围绕减活化剂14物质流动。这可提供改进的性能并使活性物质16暴露的表面积最大。
可供选择地，减活化剂14可以尺寸基本大于活性物质16厚度的颗粒来供给。在一个优选的实施方案中，以颗粒供给的减活化剂14的厚度优选在约10,000nm至约200,000nm，更优选约10,000nm至约25,000nm的范围内。可涂敷足够数量的颗粒以防止过早粘附。在此实施例中，因为颗粒被设置在活性物质16的顶端并具有高于活性物质16外表面的外表面，所以它们可防止任何材料与活性物质之间的过早接触。当需要粘附到目标表面上时，可在垂直于薄片12的方向对薄片12施加相对小的力。然后此力可导致减活化剂14变形并/或移到活性物质16层中直到减活化剂14物质贴近薄片12或靠近薄片12。在此优选实施方案中，因为减活化剂14的厚度基本上大于活性物质16的厚度，所以减活化剂14的外表面仍高于活性物质16层的外表面。然而，薄片12和活性物质16应足够柔韧以便在垂直于活性物质16的外表面接触目标表面的一点处的力作用下在减活化剂14物质周围变形，然后产生所需的粘附力。
在另一个实施方案中，减活化剂14包括挤出过程中直接应用的纤维或纤维状材料。在此实施方案中，减活化剂14可形成连续的、不连续的、基本连续、基本不连续的和/或随机的图案或网络。图案可以是规则的和/或不规则的。
优选地，用作减活化剂14的合适的纤维或纤维状材料选自可形成纤维状结构的材料。示例但非限制性的材料包括矿物质、聚合物、植物纤维、动物毛发以及它们的组合。示例的矿物质可包括玻璃和/或陶瓷。示例的聚合物包括聚烯烃，如聚乙烯均聚物、聚乙烯共聚物、聚丙烯均聚物、聚丙烯共聚物、聚甲基戊烯均聚物、聚甲基戊烯共聚物、聚苯乙烯均聚物、聚苯乙烯共聚物、聚酯均聚物、聚酯共聚物、聚酰胺均聚物、聚酰胺共聚物，以及它们的组合。聚合物可包含至少一种释放添加剂，如硅氧烷油、硅氧烷表面活性剂、硅氧烷均聚物、硅氧烷共聚物、碳氟化合物油、碳氟化合物表面活性剂、碳氟化合物均聚物、碳氟化合物共聚物(即，氟代-丙烯酸酯均聚物、氟代-丙烯酸酯共聚物)，以及它们的组合。
还已发现有用的是指定减活化剂14丝线的纤维开口面积、股直径和/或股厚度。减活化剂14的开口面积优选为约40％至约95％，更优选约60％至约95％，最优选约80％至约95％。据信当施加力使减活化剂16接触目标表面或换句话讲被目标表面影响后，可选择性地活化的片状材料10的开口面积应当保持。片状材料的开口面积可采用本领域技术人员已知的标准图象分析方法来测量。
还据信，减活化剂14的开口面积与减活化剂14的厚度之间成比例关系。不受理论的约束，据信当减活化剂14厚度增加时，减活化剂14的开口面积应增加，以便保持足够的开口面积使变形后活性物质16接触目标表面或换句话讲影响目标表面。然而，据信所需的活性物质16厚度与减活化剂14的开口面积成反比关系。当活性物质16的厚度增加时，据信减活化剂14可能需要更少的开口面积以使活性物质16接触或换句话讲影响目标表面。
活性物质
合适的活性物质16可包括抗微生物剂(包括杀病毒剂和杀菌剂)、清洁剂、香料、吸收剂、吸附剂、粘合剂，以及它们的组合。优选地，活性物质16为粘合剂；例如，压敏粘合剂。然而，任何粘合剂都可用来满足材料应用的要求。合适的压敏粘合剂购自ATO Findley Company，Wauwatosa，WI，其命名为LX7110.02、HX-2630-08和HX-5630-03。更合适的粘合剂购自H.B.Fuller Company，Vadnais Heights，MN，其命名为HL1711X、HL1711XZP、HL-2115X和NW1007XZP。
示例的压敏粘合剂可包括水基、水载、溶剂基和/或热熔融粘合剂。优选的粘合剂应当具有足够力以便使用时将可选择性地活化片状材10保持在目标表面上。然而，粘合剂不应太强以致需要费很大的力才能从目标表面上移除可选择性地活化的片状材料10。优选地，粘合剂不留下残余物，并且是FDA核准用于食品级用途的。粘合剂可以是可重复扣紧的、可释放的、可重新密封的和/或永久密封的。如果打算多次使用同一个可选择性地活化的片状材料10，则可释放的和可重新密封的粘合剂是优选的。粘合剂可使用紫外线辐射和/或用电子束能量来热固化。
据信，活性物质16应具有足够的粘度以便能够经受储存和运输而不会从可选择性地活化的片状材料10中它的位置上移开。如果可选择性地活化的片状材料10打算用于密封食物容器，适于用作活性物质16的示例的热熔融粘合剂应具有的粘度在120℃时为约0.75Pa.s(750厘泊)至约3Pa.s(3,000厘泊)。适于用作活性物质16的示例的水基粘合剂可具有的粘度在21℃时为约0.025Pa.s(25厘泊)至约0.1Pa.s(100厘泊)。当然，本领域普通技术人员将意识到，剥离力的值可根据需要增加或减小以便可选择性地活化的片状材料10实现它所需的功能。然而，优选活性物质16具有足够使残余物在目标表面上的沉积最小化的内聚强度。已令人惊讶地发现，用电晕放电处理薄片12可降低由可选择性地活化的片状材料10转移到目标表面上的残余物的量。在此方面，令人惊讶地发现电晕放电处理可增加薄片12的表面能，从而促使活性物质16相对于目标表面而言优先粘附到薄片12上。在一个优选的实施方案中，可提供的薄片12具有的表面能不大于约0.34mN/cm(34达因/厘米)至约0.5mN/cm(50达因/厘米)的范围。
在另一个优选的实施方案中，活性物质16可具有内在粘度和/或流动特性，这允许它从在可选择性地活化的片状材料10内的保护位置释放出来，或可能需要粘度调节来允许释放和分散。粘度调节可通过选择可经受相应于所选活化模式的粘度变化的活性物质16来获得。作为实施例，机械活化(如压缩力)可使用通常称为“剪切稀化”(如假塑性或触变)的活性物质16。剪切稀化的活性物质16的实施例包括聚合物溶液、许多凝胶和糊剂，如洁齿剂和身体霜膏、油漆和凝胶化的木材着色料。其它材料可能仅在达到或超过一定的阈值剪切应力(屈服应力)后才表现为剪切稀化材料。这些材料通常称为“Bingham”塑性材料。显示具有这种形为的一种示例活性物质16是番茄酱。
据信有利于活性物质16从可选择性地活化的片状材料10内分配的性质包括活性物质16对目标表面的相对亲和力与对薄片12和减活化剂14的相对亲合力的关系。在较低的程度上，活性物质16粘附在目标表面上而不是粘附在可选择性地活化的片状材料10和/或部分活性物质16自身上也是优选的。换句话讲，活性物质16对目标表面所具有的亲和力大于对自身和/或可选择性地活化的片状材料10的亲合力。
活性物质16和薄片12的组合可显示具有某些物理属性，所述物理属性能够使活性物质16在施用到目标表面后从可选择性地活化的片状材料10的三维结构中分散出来。这种分散可以是部分的、大体的或完全的。例如，如果可选择性地活化的片状材料10被用作防揭封条，部分活性物质16以残余物保留在目标表面上可能是优选的。在另一个实施方案中，如果可选择性地活化的片状材料10将用于将药物分配到皮肤上，活性物质16优选可完全转移到目标表面。能够保持与可选择性地活化的片状材料10相连的示例的活性物质16为热熔融粘合剂层。如果薄片12是可渗透的，活性物质16的性质可足够以有利于伸展穿过包括薄片12的可渗透材料，使得活性物质16可到达薄片12的第二面。优选地，活性物质16施用于薄片12上的量在约1g/m2至约10g/m2，更优选约3g/m2至约8g/m2，最优选约5g/m2至约6g/m2的范围内。
为了有利于活性物质16在目标表面上的分散，以及为了消除活性物质16保留在局部分配方式的趋势，优选利用定制成在目标表面上可润湿的活性物质16。其它可在目标表面上分散活性物质16的方法包括使用具有剪切稀化行为并提供在可选择性地活化的片状材料10上侧向机械铺展运动的活性物质16。侧向机械铺展作用可为剪切稀化活性物质16提供另外的交互作用以及起泡、泡沫产生、洗擦和研磨作用。
如图2a所示，可选择性地活化的片状材料10还可包含第二活性物质17。第二活性物质17可补充、补足或增加活性物质16的性质，或实现与活性物质16完全不同的功能。第二活性物质17可包含多种活性物质，并且可提供与活性物质16不同的性质。第二活性物质17可包含粘合剂阻塞材料，减小由活性物质16提供的粘合力。可供选择地，如图2b所示，第二活性物质17可包含胶囊包封的粘合剂。在向可选择性地活化的片状材料10朝目标表面施加压力时胶囊包封的粘合剂可破裂。胶囊包封粘合剂的破裂可提供可选择性地活化的片状材料10对目标表面的附加粘合力。在任何方面，第二活性物质17可同时增加或减小由活性物质16提供的粘合力值。
示例但非限制性的活性物质16和第二活性物质17可包括清洁剂(如肥皂和洗涤剂)、润肤剂(如露剂)、药剂(如油膏剂)、抗炎剂霜膏和保健和美容护理产品(如止汗剂、除臭剂、定时释放药物、透皮药物、局部有效药物、润湿、化妆品和芳香剂)。可选择性地活化的片状材料10的其它示例用途可包括汽车和家用产品如润滑剂、气味吸收剂、食物防腐剂、着色剂、杀虫剂(如油、蜡和粘合剂)的涂敷器和食物方面用途如调味品(如芥末和番茄酱)。
至此所述的可选择性地活化的片状材料10尤其适用作食物储存包裹物。为此，可选择性地活化的片状材料10可绕芯缠绕并且具有不确定的长度，如本领域的技术人员所知。可供选择地，可选择性地活化的片状材料10可根据需要包括单个分配或多个一起分配的离散片。因此，可选择性地活化的片状材料10的宽度为至少约15cm，更优选至少约20cm，甚至更优选至少约25cm，最优选至少约30cm是优选的。如果可选择性地活化的片状材料10以切割并堆叠的形式分配，则可选择性地活化的片状材料10的长度可与宽度成比例，以提供小于约2∶1(在任一个方向)的纵横比。所需的纵横比可通过选择绕芯缠绕产品中切口之间的差别来获得。优选的是可选择性地活化的片状材料10是卫生的、经核准可直接接触食物，并且适于冷藏温度至环境温度的温度范围。在某些实行情况下，冷冻温度至微波和/或沸腾温度是优选的，如本领域的技术人员所知。作为实施例，本发明的可选择性地活化的片状材料10可被制成容器(如袋子、盒子)或围绕食品的气密密封包装，以在沸水环境蒸煮该食品。
方法
在一个示例方法中，通常将活性物质16涂敷到薄片12的第一面上。在一个非限制性实施例中，通过将活性物质16均匀地印刷在薄片12的整个表面上来将活性物质16涂敷到薄片12上。将活性物质16涂敷到薄片12上可能是通过在模具上印刷、喷涂薄片的整个第一面、喷涂薄片12的第一面上的模具、从一个喷嘴或多个喷嘴中将活性物质16挤出到薄片12上、将活性物质16与薄片12共挤出，和利用本领域技术人员已知的其它方法。如本领域技术人员所知，示例但非限制性的图案印刷可通过诸如凹版涂布或喷墨印刷这样的方法来实现。
减活化剂14可通过将平均大小为20nm至100nm的SiO2/TiO2颗粒悬浮在水/表面活性剂溶液中来制备。优选地，可加入表面活性剂以防止减活化剂14颗粒附聚。然后将减活化剂14颗粒涂敷到设置在薄片12上的活性物质16的表面上。在一个非限制性方法中，可使用压缩空气喷涂器通过喷雾方法将减活化剂14涂敷到活性物质16的表面上，或通过本领域的技术人员已知的任何喷雾或印刷方法涂敷于其上。还据信，减活化剂14颗粒可以粉末或溶液形式静电涂敷，前提条件是电性质与静电喷雾相容以提供一种可选择性地活化的片状材料10，所述可选择性地活化的片状材料在减活化剂14颗粒之间具有均匀的间距和均匀的减活化剂14颗粒分布。在这个方面，如果将金属网格或模具紧跟底物(即，薄片12)之后放置，颗粒可被吸到底物上，然后形成减活化剂14颗粒的图案。据信，这可导致减活化剂14颗粒间的均匀间距和减活化剂14颗粒的均匀分布。
在一个可供选择的实施方案中，可将薄片12提供为可延展片状材料薄片。此外，减活化剂14可包括具有低定量区的基本连续覆盖薄片12，所述低定量区在其中不暴露活性物质16。当可选择性地活化的片状材料10在张力下伸展后，减活化剂14的低定量区随后分离或破裂。然后低定量区的分离可使活性物质16暴露以便应用到目标表面上。可供选择地，减活化剂14可包括多个比薄片12可延展性小的区域。这些区域的破裂可将活性物质16从其中暴露。令人惊讶地发现，此实施方案可提供保护和隐藏活性物质16直到使用的优点。
在本发明的另一个实施方案中，薄片12和减活化剂14都是液体不可透过的。然而，至少一个薄片12或减活化剂14在所施加力的作用下是蒸汽可透过的。令人惊讶地发现，本实施方案可提供汽化活性物质16的递送，这可用于薄荷醇或芳香治疗活性成分。
示例性实施方案
Tredegar12.5μm聚乙烯(PE)薄膜的一侧被提供以电晕处理，如本领域的技术人员所知。PE薄膜的表面张力用购自Diversified Enterprises，Claremont，NH的Accudyne测试标记笔来测量。每个笔被设计用于特定的表面张力值(单位为达因/厘米)，并通常提供成具有直径为大约6.25mm的圆形毡尖的毡标记笔。使用时，移除笔帽，然后将笔尖保持靠着硬质表面直至尖端被测试流体饱和。然后用该标记笔在PE薄膜测试样本的表面上划三道。只评价最后一道。如果最终的墨水条带在测试表面上保持润湿，并且在两秒钟内不起珠、断开或收缩成细线，则该薄膜的表面张力高于所用标记笔的标称。如果墨水条带在两秒钟内起珠或收缩成细线，则使用下一个达因值较低的标记笔。PE测试样本的达因值被记作与墨水条带去湿之前保持并不起珠达至少三秒种的标记笔一致的值。每个PE薄膜的表面张力因电晕处理而在约0.34mN/cm(34达因/厘米)至0.5mN/cm(50达因/厘米)的范围内增加。
然后用稀释的ATO Findley LX7110-02水基粘合剂喷涂电晕处理过的PE薄膜。喷雾之前，原料粘合剂先用水以1∶1的体积比稀释。用SprayingSystems Co.的空气喷雾器-J喷嘴结合型号为2050的不锈钢流体喷嘴和型号为73320的喷气嘴在每个PE薄膜上喷上三层粘合剂。在从喷嘴孔口排出之前，喷气嘴将压缩空气(138kPa(20psi))与粘合剂溶液混合。
然后粘合剂在室温(21℃)和不大于50％的湿度条件下干燥不少于10分钟。发现此方法得到10μm至20μm厚、平均12μm厚的粘合剂层，所述粘合剂层由SEM测量具有大约60％的PE薄膜面积覆盖率。基于上述覆盖率和大约8.65磅/加仑(1,032kg/m3)的粘合剂密度，相应于平均粘合剂厚度，计算出粘合剂覆盖率范围为6.2g/m2至12.4g/m2，更优选6.2g/m2至8g/m2的粘合剂。通过计算，如果获得50％的薄膜覆盖率，这可提供涂敷到薄膜上的5.1g/m2至10.2g/m2，更典型地5.1g/m2至6.12g/m2的粘合剂。
具有10％重量的TiO2(数均直径为100nm至300nm，平均数均直径为150nm)的TiO2水中分散体用以上所述的喷嘴组合喷到粘合剂上。发现在大约10％的总颗粒覆盖率时，平均产生2μm至10μm厚的半球状液滴，其直径为5μm至20μm。计算得出有0.82g/m2至4.1g/m2的TiO2被涂敷在粘合剂上。
测试方法
以下是用于评价上文所述实施方案相对于容器表面或相对于其本身的性能的180度剥离力测试和计算的概述。
一般剥离测试方法：
1.将产品制成测量为1.3英寸(3.3cm)宽的样本条。
2.容器表面剥离测试(下文所述)所用的样本条为6英寸长(15.24cm)。活性物质-活性物质之间剥离测试(下文所述)所用的样本条为12英寸长(30.48cm)。
3.用35 Shore A硬度测验器辊将每个样本放置在目标表面上(次表面，或粘合剂-粘合剂)。沿样本长度方向以2.5英寸/秒至3英寸/秒(6.35厘米/秒至7.62厘米/秒)的速度平移该辊，同时连接到测力仪上。用辊在1.3英寸(3.3cm)宽的样本条的宽度上施加3磅(13.3N)的力。
4.使用Imada DPS-11数字测力仪采集剥离值。使用PS232C模拟输出将数据下载到计算机上。使用Taltech生产的Win Wedge数据采集软件将数据下载到Microsoft Windows Excel电子表格。所用测试使用100ms的采样速率(即测试时力读数每100ms用测力仪的软件下载到计算机上)。在所有情况下，以拉模式使用测力仪。
5.通过剥离移除样本时，使用1英寸(2.54cm)宽的3M Scotch遮蔽胶带#235将1英寸(2.54cm)的每个样本固定到测力仪的吊钩上。一条1.3英寸长(3.3cm)的胶带被截下并首先固定到样本上，这样使得胶带的长度与样本宽度一致。然后将0.25英寸(0.64cm)胶带重叠在薄片样本上。将剩余的胶带固定到测力仪的拉钩上。
6.然后用手将连在测力仪上的样本平行于样本长度剥回。这样得到从与样本应用于表面的方向成180度的方向剥回的每个样本。
7.测试数据被收集后，计算机计算所收集数据的算术平均值，以便计算在整个剥离测试方法中所用的总力。然后用计算出的平均值除以样本宽度(1.3英寸(3.3cm))计算出容器表面剥离测试和粘合剂-粘合剂剥离测试的每单位长度剥离力。计算机还计算出所算出的算术平均值的标准偏差。所得的计算结果列于下文的表1和2中。
a.容器表面剥离测试：
1.将如上文所述准备的6英寸(15.24cm)样本于室温70°F至75°F(21℃至24℃)下如上文步骤3所述涂敷于三种容器类型的底面上：PyrexTM、不锈钢和聚丙烯。聚丙烯容器为由Sterilite生产的风味剂保存器，带封盖的5杯聚丙烯容器。
2.对于每个容器类型，将五个已涂敷的样本储存在以下温度中的一个达17至27小时：4℃(40°F)、70°F至75°F(室温)、或40.6℃(105°F)。
3.在剥离测试之前将样本从储存温度中取出，并且使表面温度与室温(70°F至75°F)平衡不小于30分钟，且不超过2小时。
4.在每个样本上进行上文所述的剥离测试。拉的速度从4英寸/秒(10.1厘米/秒)至17英寸/秒(42.3厘米/秒)。
b.活性物质-活性物质剥离测试：
1.将每个如上文所述制备的12英寸(30.48cm)长样本的粘合剂侧纵向折叠，使得两部分粘合剂涂敷表面成纵向面对面关系。所得折叠并密封的样本为6英寸(15.24cm)长，1.3英寸(3.3cm)宽。
2.所述折叠并密封样本的1英寸(2.54cm)长部分被用手剥开以提供两部分：可使用1英寸(2.54cm)宽的3M Scotch型号为#235的遮蔽胶带固定到表面上的一部分和自由部分。1.3英寸长(3.3cm)的胶带条被截下并固定到样本上，这样使得截下的长度与1.3英寸(3.3cm)样本宽度一致。然后将0.25英寸(0.64cm)的胶带宽度接触并重叠在样本上，而剩余的胶带宽度(0.75英寸(1.91cm))固定到水平表面上。
3.将具有与上述步骤3相同尺寸的第二条胶带固定到如上述步骤3所述的样本的自由部分上。将第二条胶带的剩余部分固定到上文所述测力仪的拉钩上。
4.在每个样本上进行上文所述的剥离测试。拉的速度从1.85英寸/秒(4.7厘米/秒)至10英寸/秒(25.4厘米/秒)。
c.容器泄漏测试：
1.将瓷制咖啡杯填充以4流体盎司(118ml)的自来水。该杯的边缘中径为3.25英寸(8.26cm)，壁厚为0.125英寸(0.318cm)。该杯的边缘具有0.063英寸的半径(0.159cm)。
2.使用35Shore A橡胶辊用3磅(13.1N)的力将大于杯子直径的上文所制产品的正方形样本应用于边缘的整个半径上(即，材料不向下包裹杯子的外壁)。
3.将杯子倒转使得杯子的侧壁在水平面以下10°至15°，以使得夹带的水能够对密封区域施加与其体积一致的向下压力。
4.记录所封的水泄漏的时间(如，冲破该密封)。记录的时间包括水冲破密封的时间和水完全破坏密封并从杯中滴到低于杯子边缘12英寸(30.48cm)的水平表面上的时间(若有的话)。测试的最大持续时间为60秒。因此，如果在从测试开始后60秒内没有出现泄漏，则测试样本得到至少约60秒的泄漏测试值。
                               表1：容器表面剥离测试
                    剥离力(克/2.54厘米)
  平均值   标准偏差   拉的速率厘米/秒(英寸/秒)
  储存温度   不锈钢
  4.4℃(40°F)   94   14   25.4-31.75(10-12.5)
  室温   174   43   12.7-21.16(5-8.33)
  40.6℃(105°F)   304   78   25.4-31.75(10-12.5)
  聚丙烯
  4.4℃(40°F)   35   13   25.4-42.34(10-16.67)
  室温   46   19   21.16-31.75(8.33-12.5)
  40.6℃(105°F)   58   28   21.16-31.75(8.33-12.5)
  PyrexTM
  4.4℃(40°F)   178   32   25.4-42.34(10-16.67)
  室温   181   63   18.14-31.75(7.14-12.5)
  40.6℃(105°F)   315   44   25.4-31.75(10-12.5)
表2：活性物质-活性物质剥离测试
                    剥离力(克/2.54厘米)
  测试温度：   平均值   标准偏差   拉的速率厘米/秒(英寸/秒)
  室温   80   37   14.12-25.4(5.56-10)
没有一个测试容器泄漏测试的样本显示具有达60秒的泄漏(冲破密封)。此外，没有一个测试样本显示具有可见的密封损坏的迹象(如，容器中的水未沿密封的周边冲破该密封的覆盖区)。因此，所有测试样本显示具有的泄漏测试值为至少约60秒。
尽管已说明和描述了本发明的具体实施方案，但对于本领域的技术人员显而易见的是，在不背离本发明的精神和保护范围的情况下可作出许多其它的变化和修改。已发现提供优于本领域现有状况的本发明的许多方面可单独使用或以任何合适的组合形式使用，以获得本文所公开的发明的某些或全部有益效果。

Claims (21)

1.一种可选择性地活化的片状材料，所述片状材料包括：
至少一个具有第一面的薄片；和
至少一种具有第一面的减活化剂材料；
其中所述至少一个薄片的所述第一面和所述至少一种减活化剂材料的所述至少第一面呈面对面的关系；
其中所述至少一个薄片包括基本连续的网络；
其中在所述至少一个薄片的所述第一面和所述至少一种减活化剂的所述第一面中的至少一个上设置有活性物质；和，
其中在对所述可选择性地活化的片状材料施加外力的情况下，所述活性物质被设置在所述至少一个薄片和所述至少一种减活化剂中的至少一个之外。
2.如权利要求1所述的可选择性地活化的片状材料，其中所述活性物质包括基本连续的网络。
3.如权利要求2所述的可选择性地活化的片状材料，其中所述减活化剂包括基本连续的网络。
4.如权利要求2所述的可选择性地活化的片状材料，其中所述减活化剂包括基本不连续的网络。
5.如权利要求1所述的可选择性地活化的片状材料，其中所述活性物质包括基本不连续的网络。
6.如权利要求5所述的可选择性地活化的片状材料，其中所述减活化剂包括基本连续的网络。
7.如权利要求5所述的可选择性地活化的片状材料，其中所述减活化剂是基本不连续的网络。
8.如权利要求6所述的可选择性地活化的片状材料，其中在对所述至少一个薄片施加所述外力的情况下，所述活性物质可透过所述至少一种减活化剂设置。
9.如权利要求1所述的可选择性地活化的片状材料，其中所述减活化剂实质上比所述活性物质薄。
10.如权利要求1所述的可选择性地活化的片状材料，其中所述减活化剂材料包括多根纤维。
11.如权利要求1所述的可选择性地活化的片状材料，其中所述减活化剂实质上比所述活性物质厚。
12.如权利要求1所述的可选择性地活化的片状材料，其中所述活性物质被胶囊包封。
13.如权利要求1所述的可选择性地活化的片状材料，其中所述片状材料包含第二活性物质。
14.如权利要求13所述的可选择性地活化的片状材料，其中所述第二活性物质选自清洁剂、润肤剂、药剂、抗炎剂霜膏及保健和美容护理产品、汽车产品、家用产品、润滑剂、气味吸收剂、食物防腐剂、着色剂、杀虫剂、食物方面用途、调味品，以及它们的组合。
15.一种包含可选择性地活化的片状材料的食物储存包裹物，所述可选择性地活化的片状材料包括：
以面对面的关系连接在一起的至少一个薄片和至少一种减活化剂材料；和
设置在所述至少一个薄片和所述至少一种减活化剂材料之间的活性物质；
其中在对所述可选择性地活化的片状材料施加外力的情况下，所述可选择性地活化的片状材料被可释放地附着到目标表面上；
其中所述可选择性地活化的片状材料的聚丙烯表面剥离力值在约22克/英寸至约86克/英寸的范围内，活性物质-活性物质剥离力在约43克/英寸至约117克/英寸的范围内，并且泄漏测试值为至少约60秒。
16.如权利要求15所述的食物储存包裹物，所述食物储存包裹物包括至少两种活性物质，其中在对所述可选择性地活化的片状材料施加所述外力的情况下，所述至少两种活性物质中的每一种都能够作用于所述目标表面。
17.如权利要求16所述的食物储存包裹物，其中所述至少两种活性物质同时作用于所述目标表面。
18.如权利要求16所述的食物储存包裹物，其中所述两种活性物质中的至少一种为粘合剂。
19.如权利要求15所述的食物储存包裹物，其中所述至少一种减活化剂材料为颗粒。
20.如权利要求15所述的食物储存包裹物，其中所述食物储存包裹物被制成容器。
21.一种制备可选择性地活化的片状材料的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)提供具有第一面的第一底物；
(b)在所述第一底物的所述第一面上设置活性物质；
(c)将减活化剂材料涂敷到设置在所述第一底物的所述第一面上的所述活性物质上；和
其中在对所述可选择性地活化的片状材料施加外力的情况下，所述活性物质被设置在所述减活化剂材料之外；
其中所述可选择性地活化的片状材料的聚丙烯容器剥离力值在约22克/英寸至约86克/英寸的范围内，活性物质-活性物质剥离力在约43克/英寸至约117克/英寸的范围内，并且泄漏测试值为至少约60秒。
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