CN1741096B - 绝热标签 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于保持包装容纳物温度的绝热标签，其由具有每立方英寸约5,000至约250,000个闭孔的聚合的热塑性闭孔泡沫材料制成。

Description

绝热标签
相关申请的参考
本非临时性申请要求2004年3月19日提交的美国临时专利申请No.60/554,537的优先权。
背景技术
发明领域
本发明涉及用于包装的绝热标签。尤其，本发明涉及绝热标签，该标签能够减小具有比周围环境低或高的温度的包装容纳物的升温或降温速度。
相关领域的讨论
公众饮用的软饮料是以冷藏在主要用于饮料用途而选择的各种包装材料中来供应。饮料的冷藏特性对于饮料的品质和最终消费者的感受很重要。当将冷藏的饮料包装从冷库或冰箱中取出，并在饮用过程中暴露于更高温度时，包装以及饮料趋于吸热，导致温度上升，这会降低饮料的口感品质，可能导致负面的消费者感受。此外，在充气饮料的情况下，一旦打开的包装暴露于更高温度下，由于二氧化碳从饮料中不断损失，饮料将变得“平淡”。类似地，某些食物和饮料优选是在比周围环境高的温度下供应，当其暴露于足够低的温度时会经历令人不可接受的降温。
Benim等人的美国专利申请No.2003/0003249和No.2003/0207059A1公开了包括绝热层的绝热标签材料，所述绝热层可以是纤维填充物絮垫，并且被层压至至少一层膜、纸或织物。所述申请公开了标签材料能卷绕在例如罐头、瓶子或袋子的容器上，并且可以涂覆有涂料，由此它是可印刷的，因此付予容器绝热性能和印刷性能。所公开的标签绝热体具有足够的蓬松(loft)，典型地是大于0.0075英寸，以便为容器提供绝热性，但是据报道该标签绝热体要足够薄以便易于卷绕在容器上用作标签材料，从而提供比单独使用的普通标签能更长时间地保持容器容纳物温度的标签。所公开的绝热层包括有机热塑性聚酯、聚乙烯或聚丙烯纤维基材料，例如聚酯纤维填充物絮垫。据报道由E.L.du Pont deNemours and Company以
Figure G2005100896250D00011
Active Original市售的纤维填充物絮垫特别适宜。所公开的纤维填充物絮垫具有在10gm/m2至200gm/m2范围内的面积(areal)重量，以及小于0.3gm/cm3的堆密度。或者，绝热层由熔融吹制的纤维制成，例如熔融吹制的聚烯烃，由3M市售的
所公开的用作绝热层的材料是聚氨酯泡沫材料和本领域中公知的、但未具体公开的其它发泡组合物、包括玻璃绒、硼硅酸盐玻璃或石棉的无机热塑性纤维基材料、由E.L.du Pont de Nemours and Company of Wilmington，Delaware、以商标市售的四孔或扇形边椭圆形纤维制成的针织物、机织或起绒材料、和例如毡或高蓬松度非织造或针刺非织造织物的非织造材料。然而，基于所述专利的公开内容，在Benim的申请中公开的标签提供所需的绝热程度是不可信的。
Sommers的美国专利No.6,620,281公开了一种用于具有各种外形的饮料容器的绝热标签和包装，它是通过使用多个印刷站以在标签表面提供高质量印刷图案的连续运行工艺而制成的。所公开的标签或用这种工艺制成的售后(after-market)的饮料容器包装包括一个多层标签，其具有在纸原料基体表面上的油墨层、和在支撑薄的泡沫材料防水层的原料基体背面上的粘合层。利用覆盖油墨层的透明膜或涂层保护标签的印刷表面。所述标签能被制成售后的包装以便消费者手工使用并适合各种尺寸的容器，或当其产自制造商时而被制成作为容器整体一部分的标签。如同Benim的申请，根据Sommers专利公开的内容，在该专利中公开的标签提供所需的绝热程度是不可信的。
美国专利No.6,235,380公开了一种多层制品，其包括具有小于约80微米的平均孔尺寸和至少90％的孔隙度的闭孔微孔材料，和直接粘合到微孔材料上的纸基片材。这种泡沫材料具有每立方厘米大约1,000,000个微孔。
Ast等人的美国专利No.5,085,906公开了一种聚丙烯容器和适用于这种容器的粘性标签。粘性标签包括一个基层，和利用层压的粘合剂粘接到基层上侧的膜，该基层包括在其下侧的粘性层和在其上侧的印记(imprint)。所述基层包括发泡的聚丙烯中心层和一对取向的聚丙烯层，其中发泡的聚丙烯层在两侧上都覆盖有聚丙烯层，所述膜基本由聚丙烯组成。其公开的内容没有涉及具体的发泡的聚丙烯或如何制造它。
因此，对于这样的方法和手段存在着一种需求，所述方法和手段在包装及其容纳物暴露在高于或低于环境温度中足以使容纳物被饮完的一段时间内，将包装及其容纳物保持在所需的温度下。本发明提供了一种能提供这种手段和方法的绝热标签。
发明概述
本发明涉及一种用于保持包装的容纳物温度的绝热标签。所述绝热标签包括聚合的热塑性闭孔泡沫材料，优选聚丙烯微孔泡沫材料，典型地其具有每立方英寸约5,000至约250,000个闭孔。优选地，所述泡沫材料是溶液法聚合的闭孔微孔泡沫材料，最优选由聚丙烯制成。而且，所述泡沫材料优选具有每立方英寸(in3)约25,000至约75,000个闭孔，更优选每立方英寸约25,000至约75,000个闭孔，最优选每立方英寸约40,000至约60,000个闭孔。用于本发明的泡沫材料优选具有至少约0.25mm的厚度，更优选约1至约4mm。可将标记直接印制在微孔泡沫材料上，或直接或利用粘合剂将可印刷的涂层粘接到微孔泡沫材料的外表面上。典型地，优选借助粘合剂层，将标签的微孔泡沫材料的另一表面粘接到容器上，与Ast等人的美国专利No.5,085,906所公开的泡沫材料标签不同，其不包括膜层。
本发明进一步地涉及一种绝热容器，其包括本发明的绝热标签，并涉及一种制造绝热包装的方法，其中所述方法包括获得本发明的标签，并将所述标签粘接到包装或容器上。
附图简述
图1图解说明本发明的绝热标签；以及
图2图解说明具有本发明的绝热标签的容器。
优选实施方案的详述
本发明涉及一种绝热标签，在用于包装或容器时，所述标签使包装或容器绝热，降低了包装或容器的容纳物在暴露于比容纳物温度高或低的温度时其温度的改变速度。与基于例如非发泡的聚丙烯或纸的片材的常规标签不同，本发明的标签是由聚合的热塑性闭孔泡沫材料制成，其中聚合的热塑性材料可以是能被发泡成可用作标签的弹性泡沫材料的任何聚合物材料，例如聚乙烯和聚丙烯，并优选聚丙烯微孔泡沫材料。用于本发明的聚合的热塑性闭孔泡沫材料通常具有每立方英寸(in3)至少约5,000个闭孔、每立方厘米(cm3)约305个闭孔、和少于每立方英寸约250,000个闭孔、每立方厘米约305至约6,100个闭孔，更优选地，每立方英寸约25,000至约75,000个闭孔、每立方厘米约1,525至约4,575个闭孔，以及最优选地，每立方英寸约40,000至约60,000个闭孔、每立方厘米约2,440至约3,660个闭孔。优选地，所述泡沫材料具有至少约0.25毫米(约0.01英寸)的厚度，更优选地，约1至约4毫米(约0.04至约0.16英寸)。
泡沫材料优选为在闪蒸溶液工艺中形成的聚丙烯微孔泡沫材料，例如在Parrish的美国专利No3,584,090、3,637,458和3,787,543中公开的，其全部内容在此引入作为参考.所述工艺包括制备在有机溶剂中的成膜聚合物的溶液，该溶剂具有比聚合物熔点低很多的沸点。挤出所述溶液，随着在溶液离开挤出机的同时该溶液上的压力快速降低，产生了聚合物闭孔微孔泡沫材料。溶液闪蒸成气体，聚合物发泡并固化。
用于本发明的聚丙烯微孔绝热材料是可从Pactiv Corporation，LakeForest，Illinois购得的。是具有每立方英寸接近50,000个闭孔、每立方厘米约3,050个闭孔的泡沫材料，并且可提供几种厚度，包括1/32英寸、0.03125英寸(约0.8毫米)、1/16英寸、0.0625英寸(约1.5毫米)，和1/8英寸、0.125英寸(3.175毫米)。这种聚丙烯微孔泡沫材料，与其它可用于本发明标签的泡沫材料一样，可单独使用或组合使用，例如通过与常规标签材料一起层压和共挤出而形成标签。由于例如
Figure G2005100896250D00043
的泡沫材料是有效的绝热体，具有本发明泡沫材料标签的包装比具有现有技术标签的包装能更长时间地保持较冷或较热。而且，优选的聚丙烯微孔材料比聚乙烯或PET泡沫材料具有更低的密度以及重量，并且更有弹性，利于处理和使用。优选的聚丙烯基材使得材料容易接受标签和带用于层压结构，并且确保粘合剂粘接得更好。
也可以使用物理气态起泡和发泡剂，即气体或低沸点液体，或者通过分解化学起泡和发泡剂，吹制在本发明中有用的聚合的热塑性闭孔泡沫材料。物理起泡剂包括，但不限于，惰性气体、例如氮气和二氧化碳，包含3-5个碳院子的烃、例如脂族烃丙烷、丁烷、以及戊烷的异构体，和氯代烃类、例如二氯甲烷，和最近批准的禁用氯氟烃(例如三氯氟甲烷和二氯氟甲烷)的替代品“臭氧层-安全”。典型地，在压力下将物理发泡剂溶解或分散在液化塑料或熔融聚合物中，迅速膨胀或闪蒸成气态，并随着压力释放迅速膨胀，由此形成聚合物中的多孔结构，所述聚合物迅速冷却并固化成预期的泡沫材料。
相反，化学发泡剂在高温下分解释放惰性气体。化学发泡剂可以是常规的重氮发泡剂，其在分解时产生氮气。在本发明中用于形成泡沫材料的化学发泡剂包括，但不限于，有机和无机碳酸氢盐和oxylates、氮化学物质、hydrozides、和硝酸胺。典型地，在现有技术的已知工艺中将化学发泡剂与热塑性聚合材料混合，例如将化学发泡剂与热塑性聚合材料的颗粒或粉末混合，并将共混物引向挤出机出口。当发泡剂分解时作为挤出机中热量的结果而释放出气体，然后在挤出机中形成以上述用于物理发泡剂的方式在所得泡沫材料中的多孔结构。
适用于本发明标签的其它材料包括，但不限于，与热塑性聚合膜共挤出的上述类型的泡沫材料，所述热塑性聚合膜包括一层泡沫材料和其上印制有标记的一层聚合膜材料。这种复合物和方法在所述领域中是公知的。
如上所述，例如商标、文字和图案的标记可以直接印刷在泡沫材料的表面上以提供标签或已经印好的膜，优选聚烯烃例如聚丙烯，可以被粘贴在泡沫材料表面上以形成标签的印刷部分。例如通过挤出，可将所述膜直接粘接到泡沫材料上，或可以使用粘合剂将所述膜和泡沫材料粘贴在一起。典型地也可使用一层粘合剂将本发明绝热标签粘贴到例如罐头、罐子或瓶子的容器上。根据本发明的绝热标签10在图1中图解说明。如图所示，绝热标签10具有一层上述类型的发泡聚丙烯12，和其上可以印制标记16的聚丙烯外层膜14。可选择地利用一层粘合剂18将升层膜14粘贴到泡沫材料层12上，同时提供一层粘合剂20将标签10粘贴到容器上。
具有本发明标签24的瓶子22在图2中图解说明。如图所示，标签24包括泡沫材料层26和外部膜层28。正如本领域普通技术人员可以认识到的，可以将标记印在膜层28的外表面上，或外膜层28也可以是透明的，从而可以看见印在泡沫材料层26表面的标记。可选择地，利用一层粘合剂(未示出)可将外部膜层28粘贴到泡沫材料层26上。
通过参考下述实施例，可以更充分地理解本发明的这些和其它方面。然而，该实施例是用于解释本发明的绝热标签，而不是要将本发明限定到下述实施例中。
实施例
将本发明的绝热标签与类似于Benim等人(Benim)的美国专利申请公开文本No.2003/0207059中公开的那些类型进行对比。样品瓶是20盎司、聚时苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)碳酸软饮料瓶，每一个都具有本发明的绝热标签或现有技术的绝热标签。每个样品瓶填充20盎司的水到瓶子的标准填充液面，并用有线纹的塑料塞盖住，所述塞子预先钻有1/16英寸的孔用于插入温度监控热电偶。
在预定的测试程序开始之前，制备分别容纳20盎司水的绝热标签瓶并将其存储在5℃的温度控制室中最少24小时。环境室设定为45℃的温度以提供必要的环境温度条件。
测试程序包括将5个预先冷藏到5℃的绝热标签瓶放置到温控室中，并与所述室的金属表面直接接触。在即将把样品从5℃室移至45℃室之前，由各样品的热点偶数字记录各瓶中水的温度读数，计时器用于记录后来各温度读数经过的时间。将每一个样品的液体容纳物温度记录为每一个样品经过的时间的函数。
以每一瓶容纳物达到12.8℃或55°F所需的整个经过时间记录为每一瓶的容纳物的温度相对所经历的时间的数据。此外，当使用现有技术标签材料的瓶子的容纳物到达12.8℃时，记录具有本发明绝热标签瓶子的容纳物的温度。
现有技术的瓶子和本发明瓶子的容纳物到达12.8℃所需的时间差异列于表1中。
表1
时间差@12.8℃(55°F)
  样品号   环境T℃   标签类型   到12.8℃的时间分钟
  1-A   45   对照   9-11
  样品号   环境T℃   标签类型   到12.8℃的时间分钟
  1-B   45   本发明   25-26
  Δt   14-17
现有技术瓶子中的水达到12.8℃时，具有现有技术标签的瓶子和具有本发明标签的瓶子之间的温度差是-3.4℃。即，当现有技术的瓶子中的水温度达到12.8℃时，具有本发明标签的瓶子中的温度仅是9.4℃。因此，借助本发明的标签，绝热性相对于现有技术的改善是明显的。
尽管已将本发明公开于文中的特定实施方案和实施例中，本领域普通技术人员可以理解的是，本发明可超出具体公开的实施方案而扩展到其它可替换的实施方案和/或用途和显而易见的改变及其等同物中。因此，并不是要将本发明限定于在此具体公开的优选实施方案中。

Claims (14)

1.一种用于保持包装容纳物温度的绝热标签，所述绝热标签包括：
聚合物热塑性闭孔泡沫材料，其具有第一和第二表面以及每立方英寸5,000至250,000个闭孔。
2.根据权利要求1的绝热标签，其中所述聚合物热塑性闭孔泡沫材料是由溶液闪蒸挤出法微孔泡沫材料制成的聚合的微孔泡沫材料。
3.根据权利要求1的绝热标签，其中所述泡沫材料具有每立方英寸25,000至100,000个闭孔。
4.根据权利要求1的绝热标签，其中所述泡沫材料具有每立方英寸25,000至75,000个闭孔。
5.根据权利要求1的绝热标签，其中所述泡沫材料具有每立方英寸40,000至60,000个闭孔。
6.根据权利要求1的绝热标签，其中所述泡沫材料具有至少0.25mm的厚度。
7.根据权利要求1的绝热标签，其中所述泡沫材料具有1至4mm的厚度。
8.根据权利要求1的绝热标签，其中所述泡沫材料包括挤出的聚丙烯、聚乙烯或其混合物。
9.根据权利要求1的绝热标签，其进一步包括粘贴到所述第一表面上的可印刷的膜层。
10.根据权利要求9的绝热标签，其进一步包括在泡沫材料和所述膜层之间的一层粘合剂。
11.根据权利要求9的绝热标签，其进一步包括在第二表面上的一层粘合剂。
12.一种绝热容器，其包括根据权利要求1的绝热标签。
13.一种制造绝热包装或容器的方法，所述方法包括获得根据权利要求1的标签，和
将所述标签粘贴到包装或容器上。
14.一种制造绝热包装或容器的方法，所述方法包括获得根据权利要求9的标签，和
将所述标签粘贴到包装或容器上。
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