TWI826187B - 香煙包裝用生物可降解薄膜 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供一種香煙包裝用生物可降解薄膜，該薄膜包含第一薄膜層，其表面面向香煙產品；第三薄膜層，其表面係暴露在外面；以及第二薄膜層，其位於該第一薄膜層與該第三薄膜層之間。在該生物可降解薄膜中，該第一薄膜層、該第二薄膜層及該第三薄膜層分別由不同成分所組成，且該第一薄膜層、該第二薄膜層及該第三薄膜層的至少其一包含生物可降解材料。該生物可降解薄膜具有在60天後90%以上的生物降解速率，且具有0.3以下的外表面動摩擦係數。
Description
本發明涉及一種香煙包裝用生物可降解薄膜。
本案主張於2021年12月16日提交的韓國專利申請案號10-2021-0180275、以及於2022年12月15日提交的韓國專利申請案號10-2022-0175860的優先權，其全部內容透過引用合併於此。
合成塑料已被廣泛用於要求廉價和輕量等特性以及優異物理特性的包裝材料。這種合成塑料的例子包括聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。儘管合成塑料具有優良的物理特性，但合成塑料在製造或焚燒過程中會產生許多有害物質，或由於其化學和生物穩定性造成不易分解而堆積，造成環境污染問題。隨著近來環境問題的湧現，對於能夠替代合成塑料的環境友善的生物可降解材料的興趣正在增加。
作為目前主要用於香煙包裝的材料，開盒式紙質包裝材料被用作盛裝香煙產品的容器，並且為了保持製品的品質避免受潮和氧化降解，會在紙質包裝材料外部用薄膜進行密封。作為目前商品化的外封包裝材料，主要是使用OPP薄膜。由於OPP薄膜是以石油為原料的塑料材料，一般不進行分類，而是作為一般廢棄物丟棄。而因為不是高度生物可降解的材料，OPP薄膜還存在環境
污染問題，並且本領域已經積極地研究具有高可降解性同時保持與OPP薄膜具有相同功能的替代材料。
本發明的發明人認識到上述香煙產品外封包裝材料存在的技術問題，經過對可替代OPP薄膜的材料的不斷研究，而完成了本發明。
先前技術文件
韓國專利公報第10-2011-0057500號
在香煙包裝用生物可降解薄膜中，為了以生物可降解材料替代既存的OPP薄膜，本發明意在提供一種生物可降解薄膜，其能夠通過對生物可降解材料補充其生物可降解性以外較差的功能，來提高可加工性、熱粘合性和阻隔性。
根據本發明的第一方面，本發明提供一種香煙包裝用生物可降解薄膜，該薄膜包含第一薄膜層，其表面面向香煙產品；第三薄膜層，其表面係暴露在外面；以及第二薄膜層，其位於該第一薄膜層與該第三薄膜層之間。
根據本發明一實施例，該第一薄膜層、該第二薄膜層及該第三薄膜層分別由不同成分所組成，且該第一薄膜層、該第二薄膜層及該第三薄膜層的至少其一包含生物可降解材料。
根據本發明一實施例，該生物可降解薄膜具有在60天後90%以上的生物降解速率，且具有0.3以下的外表面動摩擦係數。
根據本發明一實施例，該生物可降解薄膜的該外表面的一側與另一側之間的動摩擦係數之差為0.05以下。
根據本發明一實施例，該生物可降解薄膜具有1000cc/(m2．day．atm)以下的透氧性。
根據本發明一實施例，該生物可降解薄膜具有50g/(m2．day．atm)以下的透濕性。
根據本發明一實施例，該生物可降解薄膜具有50ml/sec以下的氣密性。
根據本發明一實施例，該生物可降解薄膜具有6.0%以下的霧度(haze)。
根據本發明一實施例，該生物可降解材料係選自由聚乳酸、聚羥基鏈烷酸酯、澱粉、纖維素材料、聚乙烯醇、聚己內酯、聚己二酸對苯二甲酸丁二醇酯、聚丁二酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙醇酸及其組合所組成之群組。
根據本發明一實施例，該第一薄膜層、該第二薄膜層及該第三薄膜層中，該第二薄膜層包含最多該生物可降解材料。
根據本發明一實施例，該第二薄膜層占該生物可降解薄膜之體積的80%以上。
根據本發明一實施例，該第一薄膜層或該第三薄膜層包含與該第二薄膜層具有不同性質的一生物可降解材料。
根據本發明一實施例，該第一薄膜層或該第三薄膜層包含聚乙烯化合物、乙烯-乙烯醇共聚物、丙烯酸化合物、密封劑化合物、OP塗層化合物、氨基甲酸酯化合物、矽酮化合物、環氧化合物、奈米纖維素、無機化合物或其組合。
根據本發明一實施例，該第二薄膜層包含半結晶聚乳酸，且該第一薄膜層或該第三薄膜層包含非結晶聚乳酸。
根據本發明一實施例，該第一薄膜層或該第三薄膜層包含聚乙烯醇、聚氯乙烯或聚偏二氯乙烯。
根據本發明一實施例，該第二薄膜層具有5μm至30μm的厚度，且該第一薄膜層及該第三薄膜層分別具有0.1μm至10μm的厚度。
根據本發明一實施例的生物可降解薄膜為具有三層結構的生物可降解薄膜，其包含薄膜層例如熱粘合性層或阻隔塗層，且其中央具有包含生物可降解材料的一生物可降解基材層。由於其具備優異的生物降解速率、動摩擦係數、透氧性、透濕性、氣密性及霧度等，此生物可降解薄膜能夠替代既存的OPP薄膜用於香煙的包裝。
100:香煙包裝用生物可降解薄膜
10:第一薄膜層
20:第二薄膜層
30:第三薄膜層
第1圖為根據本發明一實施例的香煙包裝用生物可降解薄膜的結構示意圖。
下文中，將透過例示性的圖式詳細說明本發明之實施例。在對圖式的構成要素附加符號標記時，需注意的是，即使在不同的圖式中，相同的構成要素也盡可能採用相同的符號標記來表示。此外，在描述各實施例時，當對相關已知構造或功能的具體描述會妨礙對實施例的理解時，將會省略其詳細描述。
此外，在描述實施例的組成部分時，可以使用如第一、第二、A、B、(a)或(b)之類的術語。該些術語僅用於區分該組成部分與其他組成部分，而對應之組成部分的性質、順序、規則等則不受該術語的限制。當某個組成部分被描述為「鏈接」、「結合」或「連接」至另一個組成部分時，該組成部分可能直接鏈接或連接到另一個組成部分，但需理解的是，另一個組成部分也可能「鏈接」、「加入」或「連接」在各個組成部分之間。
任一實施例中包括的組成部分和包括共同功能的組成部分在其他實施例中也會使用相同的名稱來描述。除非另有說明，在任一實施例中的描述也可以適用於其他實施例，且不再贅述重複的範圍。
本發明是關於一種香煙包裝用生物可降解薄膜，更具體而言，是關於一種用於密封包裝直接裝有香煙產品的紙質包裝材料的外部的生物可降解薄膜。第1圖係提供根據本發明一實施例的香煙包裝用生物可降解薄膜的結構示意圖。如第1圖所示，根據本發明一實施例的該生物可降解薄膜包含第一薄膜層10、第二薄膜層20及第三薄膜層30。在包裝該香煙產品時，該生物可降解薄膜可分為面向該香煙產品的一表面及暴露在外面的一表面，因此，各薄膜層分別表述為第一薄膜層10、第二薄膜層20及第三薄膜層30等。在包裝該香煙產品時，該第一薄膜層10具有一表面面向該香煙產品。在此，該香煙產品可意指以紙質
包裝材料等包裝後的狀態。在包裝該香煙產品時，該第三薄膜層30具有一表面暴露在外面。該第二薄膜層20是位於該第一薄膜層10與該第三薄膜層30之間。該第一薄膜層10與該第三薄膜層30之間除了該第二薄膜層20之外，也可視需要增加一或多個額外的薄膜層。
根據本發明一實施例的該生物可降解薄膜具有足以替代既存OPP薄膜的優異性能。根據本發明一實施例，該生物可降解薄膜具有在60天後90%以上的生物降解速率。該生物降解速率採用ISO 14855-1土壤生物降解性測量試驗標準，在受控堆肥和有氧條件下，測量薄膜樣品生物降解所產生的二氧化碳量。一般而言，與參考材料(纖維素)相比，當分解達90%以上時，可被認為是生物可降解的材料。本發明的生物可降解薄膜即使具有多層結構，也能在60天的短時間內展現高生物降解速率。
根據本發明一實施例的該生物可降解薄膜在具備高生物降解性的同時，也具有優異的阻隔性以避免其中的香煙產品的品質衰減。一般而言，生物可降解材料通常易受水分和空氣等外部環境的影響，以具有一定水準或更高的降解性。因此，為了使用生物可降解材料製造香煙包裝用生物可降解薄膜，需要能夠阻擋外部環境如水分和空氣的功能性薄膜層等，而在根據本發明一實施例的多層生物可降解薄膜中，這樣的功能性薄膜層是包括在除包含生物可降解材料的薄膜層之外的其他層中。
根據本發明一實施例，該生物可降解薄膜可具有1000cc/(m2．day．atm)以下的透氧性。具體而言，該透氧性可為1000cc/(m2．day．atm)以下、900cc/(m2．day．atm)以下、800cc/(m2．day．atm)以下、700cc/(m2．day．atm)以下、600cc/(m2．day．atm)以下、
500cc/(m2．day．atm)以下、400cc/(m2．day．atm)以下、300cc/(m2．day．atm)以下、200cc/(m2．day．atm)以下、100cc/(m2．day．atm)以下或50cc/(m2．day．atm)以下。該透氧性可以使用ASTM D 3985(Method M，壓力方法)的方法在23℃和0RH%下測量的值，例如，可以使用如氣體透過率測試儀(OX-TRAN 702，由Mocon,Inc.USA製造)。
根據本發明一實施例，該生物可降解薄膜可具有50g/(m2．day．atm)以下的透濕性。具體而言，該透濕性可為50g/(m2．day．atm)以下、45g/(m2．day．atm)以下、40g/(m2．day．atm)以下、35g/(m2．day．atm)以下、30g/(m2．day．atm)以下、25g/(m2．day．atm)以下、20g/(m2．day．atm)以下、15g/(m2．day．atm)以下或10g/(m2．day．atm)以下。該透濕性可為在38℃及100RH%下測量的值，例如，可以使用測試裝置如透濕性測試儀(PERMATRAN-W700，由Mocon,Inc.USA製造)。
根據本發明一實施例，該生物可降解薄膜可具有50ml/sec以下的氣密性。具體而言，該氣密性可為50ml/sec以下、45ml/sec以下、40ml/sec以下、35ml/sec以下、30ml/sec以下、25ml/sec以下、20ml/sec以下、15ml/sec以下或10ml/sec以下。該氣密性使用香煙包裝用OPP薄膜的漏氣量測定裝置進行測定。相關的氣密性是使用氣壓測量薄膜的密封狀態和洩漏狀態。可以使用測量裝置如氣密性測量裝置(韓國KARDIEN製造的KARDIEN ALT-2)來測量。
將薄膜包裝至香煙等製品的機器是一種每分鐘能生產約500包的高速包裝機器。薄膜一般以長布形式(如捲筒形式)供應，裁剪成所需長度包裝產品。即使在這樣一連串的過程中，薄膜也需要保持上述生物降解性或與阻隔性
相關的功能，除此之外，還需要即使在高速包裝機中也能保持出色的可加工性或生產率，例如降低包裝缺陷的功能。在這方面，可能需要熱粘合以使待施加的薄膜有利地粘附到產品上，或者可能需要熱收縮以使膜即使在包裝後也可以有利地粘附到產品的外表面而沒有不平整的表面。此外，如上所述，薄膜表面具有的摩擦係數在高速進行的連續包裝工藝中可能是重要的，以便製造大量無缺陷的產品。根據本發明一實施例的該生物可降解薄膜即使在高速包裝機包裝如香煙盒的產品中也具有高加工性能而沒有產品缺陷。
根據本發明一實施例，該生物可降解薄膜可具有0.3以下的外表面動摩擦係數。具體而言，該外表面動摩擦係數可為0.3以下、0.28以下、0.26以下、0.24以下、0.22以下、0.2以下、0.18以下或0.16以下。在此，該外表面包含根據第1圖的該生物可降解薄膜的上表面及下表面，且在香煙產品被該薄膜包裝的狀態下，該薄膜包含面向該香煙產品的一表面及暴露在外面的一表面。動摩擦係數採用KS M ISO 8295測量方法，動摩擦係數(μ)是透過以下數學公式2，通過摩擦平板(250mm×130mm)樣品和雪橇(63.5mm×63.5mm)樣品來計算。在此，雪橇的重量為200g，並且調節到具有100mm/min的速度。
[數學公式2]動摩擦係數(μ)=Ak/B
在此，Ak指薄膜表面均勻滑動時的平均摩擦力(N)，而B指平板重量的垂直力(N)。在動摩擦係數範圍內可以連續高速運行，並且可以通過降低包裝缺陷率來提高產品的生產率。
根據本發明一實施例，該生物可降解薄膜的該外表面的一側與另一側之間的動摩擦係數之差為0.05以下，具體可為0.04以下、更具體可為0.03以下。在此當該外表面的一表面為上表面時，另一表面則為下表面，而當該外表面的一表面為下表面時，另一表面則為上表面。同樣地，在香煙產品被該薄膜包裝的狀態下，當該外表面的一表面為面向該香煙產品的表面時，另一表面則為暴露在外面的表面，而當該外表面的一表面為暴露在外面的表面時，另一表面則為面向該香煙產品的表面。當該外表面的一表面及另一表面之間的該動摩擦係數之差較大時，在加工過程中可能會發生薄膜變形等，並且加工性能可能會降低。根據本發明一實施例的該生物可降解薄膜是通過在外表面的一表面和另一表面之間具有較小的動摩擦係數差，而具有優異的加工性。
當將上述阻隔性、熱粘合性和動摩擦係數等功能賦予生物可降解材料時，薄膜的透明度可能會顯著降低。考慮到關於香煙產品的信息主要顯示在香煙盒等上，用作覆蓋這種香煙盒等的包裝材料的生物可降解薄膜透明度越高越適用。根據本發明一實施例，該生物可降解薄膜具有6.0%以下的霧度，具體為5.5%以下，更具體為5.0%以下。該霧度使用由東洋精機公司製造的Haze gard-2測量。根據本發明一實施例的該生物可降解薄膜具有較低的霧度值，因此能夠確保一定程度以上的透明性，並且與香煙盒的密合性優異，因此包裝內的對象的可視性高。
根據本發明一實施例，具有上述功能的該生物可降解薄膜包含第一薄膜層、第二薄膜層及第三薄膜層。該第一薄膜層、該第二薄膜層及該第三薄膜層各自為單獨的層且不僅按如上所述的位置分開，而且按形成薄膜層的成
分或其組合物分開。根據本發明一實施例，該第一薄膜層、該第二薄膜層及該第三薄膜層分別由不同成分所組成，且該第一薄膜層、該第二薄膜層及該第三薄膜層的至少其一包含一生物可降解材料。包含最多生物可降解材料的薄膜層可基本上作為一支撐薄膜層，並且在該薄膜層的周圍，可以通過塗覆(coating)引入其他薄膜層。因此，在本說明書中，包含最多生物可降解材料的薄膜層也稱為生物可降解基材層。
作為生物可降解材料，可使用具有高生物降解速率同時在形成薄膜時具有一定水準或更高耐久性的材料，並且主要可使用生物可降解生物質材料、生物可降解塑料材料等。根據本發明一實施例，生物可降解材料選自聚乳酸(PLA)、聚羥基鏈烷酸酯(PHA)、澱粉、纖維素材料、聚乙烯醇(PVA)、聚己內酯(PCL)、聚己二酸對苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸乙二醇酯(PES)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚乙醇酸(PGA)及其組合。此處，纖維素材料可以是纖維素、纖維素衍生物或再生纖維素。根據本發明一實施例，該支撐薄膜層或生物可降解基材層可包括基於薄膜層總重量的70%以上，具體為總重量的80%以上，更具體為總重量的90%以上的生物可降解材料。
根據本發明一實施例，該支撐薄膜層或該生物可降解基材層以外的其他塗層可包含聚乙烯化合物、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、丙烯酸化合物、密封劑化合物、OP塗層化合物、氨基甲酸酯化合物、矽酮化合物、環氧化合物、奈米纖維素、無機化合物或其組合，以賦予生物可降解材料不同的性質或額外的功能。這些材料彌補了該生物可降解基材層功能上的不足。
引入塗層的生物可降解材料可具有與該支撐薄膜層或該生物可降解基材層不同的性質。根據本發明一實施例，該支撐薄膜層或該生物可降解
基材層包含半結晶生物可降解聚合物(例如，半結晶聚乳酸)，而該塗層包括非結晶生物可降解聚合物(例如，非結晶聚乳酸)。在此，非結晶是指構成高分子材料的原子之間的原子排列沒有規律性，半結晶是指構成高分子材料的部分原子之間存在原子排列的規律性，且聚合物材料由於其性質而難以具有100%結晶度的聚合物材料，所以只要不屬於非結晶的生物可降解聚合物可能都屬於半結晶的聚合物。
在功能上，該些材料可大致分為熱粘合層和阻隔塗層。根據本發明一實施例的該生物可降解薄膜同時包括與該生物可降解基材層一起的熱粘合層和阻隔塗層。該生物可降解基材層、該熱粘合層和該阻隔塗層可各自不重疊地設置為該第一薄膜層、該第二薄膜層及該第三薄膜層。具體而言，該第二薄膜層可為生物可降解基材層，而該第一薄膜層或該第三薄膜層可為熱粘合層或阻隔塗層。更具體地，該第一薄膜層可以是熱粘合層，該第二薄膜層可以是生物可降解基材層，而該第三薄膜層可以是阻隔塗層。根據本發明一實施例，該熱粘合層或該阻隔塗層也可包括生物可降解材料，但其含量不大於該生物可降解基材層。
該熱粘合層包含聚乙烯化合物、乙烯-乙烯醇共聚物、丙烯酸化合物、密封劑化合物、OP塗層化合物或其組合，而該阻隔塗層包含聚乙烯化合物、乙烯-乙烯醇共聚物、丙烯酸化合物、氨基甲酸酯化合物、矽酮化合物、環氧化合物、奈米纖維素、無機化合物或其組合。當組合使用熱粘合層或阻隔塗層的材料時，它們可以混合在一層中使用，或者該層分成兩層或更多層並且各層可以由不同的組成形成。例如，當通過沉積無機化合物形成一層阻隔塗層時，可以通過剩餘材料在無機化合物層上形成額外的阻隔塗層。熱粘合層或阻隔塗層
中包含的化合物不受特別限制，只要是本領域通常可用的材料即可。無機化合物的實例可包括Al2O3、SiO2、ZnO、ZrO2、BaTiO3、TiO2、Ta2O5、Ti3O5、ITO、IZO、ATO、ZnO-Al、Nb2O3、SnO、MgO等，該無機化合物不受特別限制，只要是本領域通常可用的材料即可。
該聚乙烯化合物包含其中聚乙烯基化合物被羥基或鹵素基團取代的化合物。作為聚乙烯化合物，可列舉聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯等化合物。
作為丙烯酸化合物，可以使用丙烯酸樹脂等，並且丙烯酸化合物沒有特別限制，只要是本領域通常可用的材料即可。丙烯酸樹脂為水分散型乳液型丙烯酸樹脂，丙烯酸樹脂含有選自由羥基、羧基、N-羥甲基、烷氧基羥甲基、丙烯酸酯基及丙烯酰基等所組成的群組中的至少一種官能團。例如，丙烯酸樹脂可以通過單獨聚合(甲基)丙烯酸單體獲得，或者可以通過使(甲基)丙烯酸單體與一種或多種可與其共聚的可共聚單體共聚而獲得。
該(甲基)丙烯酸單體的實例可包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)環己酯丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸芐酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、2-丁氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯等，這些可以單獨使用，也可以組合2種以上使用。
可共聚單體的實例可包括含羧基的烯鍵式不飽和單體，例如(甲基)丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、馬來酸和富馬酸；丙烯酰胺、丙烯腈、醋酸乙烯酯、乙烯、丙烯、異丁烯、丁二烯、異戊二烯、氯丁二烯等乙烯基單體；(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸甲基縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油醚、(甲基)丙烯酸3，4-環氧環己基甲酯等含環氧基的烯鍵式不飽和單體；甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯等含羥基的烯鍵式不飽和單體等，這些可以單獨使用，也可以2種以上混合使用。根據本發明一實施例，可使用含羧基的烯鍵式不飽和單體如(甲基)丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、馬來酸和富馬酸作為可共聚單體。
熱粘合層或阻隔塗層中的上述化合物可以適量包含以獲得各薄膜層的目標功能。根據本發明一實施例，在薄膜層中可以包含20%至70%重量百分比的上述成分。
該生物可降解薄膜可調整為具有適合用於香煙包裝且同時確保具有上述功能的厚度。根據本發明一實施例，該生物可降解薄膜具有10μm至50μm的厚度。具體而言，該生物可降解薄膜的厚度可為10μm以上、11μm以上、12μm以上、13μm以上、14μm以上或15μm以上，以及50μm以下、45μm以下、40μm以下、35μm以下、30μm以下或25μm以下。根據該生物可降解基材層、該熱粘合層或該阻隔塗層，各薄膜層的厚度可調節如下。根據本發明一實施例，該生物可降解基材層的厚度為5μm至30μm、10μm至30μm或15μm至25μm，而除該生物可降解基材層外的其餘塗層的厚度為0.1μm至10μm、0.3μm至5μm或0.5μm至2μm。
根據本發明一實施例，該支撐薄膜層或該生物可降解基材層可以占該生物可降解薄膜之體積的80%以上、85%以上、或90%以上。各薄膜
層的面積幾乎相同，因此體積比可與各薄膜層的厚度比成正比。當除了該生物可降解基材層之外存在兩個其他塗層時，各其他塗層可以占該生物可降解薄膜之體積的10%以下、9%以下、8%以下、7%以下、6%以下或5%以下。
根據本發明一實施例，該支撐薄膜層或該生物可降解基材層為該第二薄膜層。通過採用位於該生物可降解薄膜中心的第二薄膜層作為該生物可降解基材層，可增加該生物可降解基材層的比例。根據本發明一實施例，該第二薄膜層占該生物可降解薄膜之體積的80%以上。根據本發明一實施例，該第一薄膜層或該第三薄膜層包含與該第二薄膜層具有不同性質的生物可降解材料。根據本發明一實施例，該第一薄膜層或該第三薄膜層包含聚乙烯化合物、乙烯-乙烯醇共聚物、丙烯酸化合物、密封劑化合物、OP塗層化合物、氨基甲酸酯化合物、矽酮化合物、環氧化合物、奈米纖維素、無機化合物或其組合。根據本發明一實施例，該第二薄膜層包含半結晶聚乳酸，且該第一薄膜層或該第三薄膜層包含非結晶聚乳酸。根據本發明一實施例，該第一薄膜層或該第三薄膜層包含聚乙烯醇、聚氯乙烯或聚偏二氯乙烯。根據本發明一實施例，該第一薄膜層包含非結晶聚乳酸，且該第三薄膜層包含聚乙烯醇、聚氯乙烯或聚偏二氯乙烯。在本發明一實施例中，該第二薄膜層具有5μm至30μm的厚度，且該第一薄膜層及該第三薄膜層分別具有0.1μm至10μm的厚度。
以下將通過實施例和比較例更詳細地描述本發明的構成和藉此獲得的效果。然而，該些實施例是用於更具體地描述本發明，而非將本發明的範圍限於這些實施例。
[實施例]
實施例1
作為第二薄膜層，準備厚度約21μm的半結晶聚乳酸薄膜(SKC公司製造的TE90C)。為了在第二薄膜層上形成第一薄膜層使其一表面面向香煙產品，在第二薄膜層上塗覆厚度約1μm的非結晶聚乳酸(SKC Corporation製造)。為了在第二薄膜層上形成第三薄膜層使其一表面暴露在外面，在第二薄膜層上未塗覆該第一薄膜層的另一表面上塗覆厚度約1μm的聚偏二氯乙烯(YoulChon公司製造)。將製備的三層生物可降解薄膜用於香煙包裝機的香煙產品的包裝，採用熱封的方法進行香煙包裝。該生物可降解薄膜通過包括具有體積約90%以上的高生物降解速率的聚乳酸薄膜來確保作為生物可降解薄膜的功能。
比較例1
以與實施例1相同的方式製備雙層的生物可降解薄膜，除了該第一薄膜層不塗覆在該第二薄膜層上，並且作為該第三薄膜層，塗覆非結晶聚乳酸(SKC Corporation製造)的厚度約為1μm。
比較例2
以與實施例1相同的方式製備三層的生物可降解薄膜，除了作為該第三薄膜層是塗覆約為1μm厚度的OP塗層化合物(ECOBY-OPP產品，由YoulChon公司製造)。
[實驗範例]
為評價實施例1和比較例1、2製備的生物可降解薄膜是否具有適用於香煙包裝的性能，對動摩擦係數、透氧性、透濕性、氣密性及霧度進行了測定，結果如下表1所示。各性能的測定方法基本上遵循本領域通用的方法，具體而言，使用上述說明中規定的方法進行測定。
[表1]
*動摩擦係數在生物可降解薄膜的上表面和外表面(即下表面)之間遵循較低的數值，並且動摩擦係數的差值是通過從較高的數值減去較低的數值而獲得的值。
根據表1可以確定，即使該第二薄膜層占該生物可降解薄膜之體積的90%以上，也能夠通過採用合適的材料引入該第一薄膜層及該第三薄膜層，而在包裝香煙產品時製備具有如實施例1中的合適性能的生物可降解薄膜。此外，如果沒有如比較例1中的該第一薄膜層及該第三薄膜層中的任一個，可能難以實現具有上述性能的生物可降解薄膜，並且即使當如比較例2一樣塗覆該領域習知的塗層材料，也難以實現具有上述性能的生物可降解薄膜。
在上文中已透過有限的實施例和附圖描述了具體實施例，然而，本領域的技術人員可以根據上文提供的說明進行各種修改和變化。例如，即使以不同於所述方法的順序執行所述的技術，或以其他成分或等效物取代或替代，及/或以不同於所述的形式連接或組合如系統、結構、裝置和電路的所述組成部分，也可以實現適當的結果。
100:香煙包裝用生物可降解薄膜
10:第一薄膜層
20:第二薄膜層
30:第三薄膜層
Claims (13)
- 一種香煙包裝用生物可降解薄膜，該薄膜包含：一第一薄膜層，其一表面面向一香煙產品；一第三薄膜層，其一表面係暴露在外面；以及一第二薄膜層，其位於該第一薄膜層與該第三薄膜層之間，其中該第一薄膜層、該第二薄膜層及該第三薄膜層分別由不同成分所組成，且該第一薄膜層、該第二薄膜層及該第三薄膜層的至少其一包含一生物可降解材料；且該生物可降解薄膜具有在60天後90%以上的一生物降解速率，且具有0.3以下的一外表面動摩擦係數，並具有1000cc/(m2．day．atm)以下的透氧性。
- 如請求項1所述之生物可降解薄膜，其中該外表面的一側與另一側之間的動摩擦係數之差為0.05以下。
- 如請求項1所述之生物可降解薄膜，其具有50g/(m2．day．atm)以下的透濕性。
- 如請求項1所述之生物可降解薄膜，其具有50ml/sec以下的氣密性。
- 如請求項1所述之生物可降解薄膜，其具有6.0%以下的霧度(haze)。
- 如請求項1所述之生物可降解薄膜，其中該生物可降解材料係選自由聚乳酸、聚羥基鏈烷酸酯、澱粉、纖維素材料、聚乙烯醇、聚己內酯、聚己二酸對苯二甲酸丁二醇酯、聚丁二酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙醇酸及其組合所組成之群 組。
- 如請求項1所述之生物可降解薄膜，其中該第一薄膜層、該第二薄膜層及該第三薄膜層中，該第二薄膜層包含最多該生物可降解材料。
- 如請求項7所述之生物可降解薄膜，其中該第二薄膜層占該生物可降解薄膜之體積的80%以上。
- 如請求項7所述之生物可降解薄膜，其中該第一薄膜層或該第三薄膜層包含與該第二薄膜層具有不同性質的一生物可降解材料。
- 如請求項7所述之生物可降解薄膜，其中該第一薄膜層或該第三薄膜層包含聚乙烯化合物、乙烯-乙烯醇共聚物、丙烯酸化合物、密封劑化合物、OP塗層化合物、氨基甲酸酯化合物、矽酮化合物、環氧化合物、奈米纖維素、無機化合物或其組合。
- 如請求項7所述之生物可降解薄膜，其中該第二薄膜層包含半結晶聚乳酸，且該第一薄膜層或該第三薄膜層包含非結晶聚乳酸。
- 如請求項10所述之生物可降解薄膜，其中該第一薄膜層或該第三薄膜層包含聚乙烯醇、聚氯乙烯或聚偏二氯乙烯。
- 如請求項7所述之生物可降解薄膜，其中該第二薄膜層具有5μm至30μm的厚度，且該第一薄膜層及該第三薄膜層分別具有0.1μm至10μm的厚度。
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