專利名稱：具有溫度依賴性脆弱密封的多分室包裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多分室柔性包裝，涉及用于該包裝的薄膜，也涉及如采用所述包裝的方便膳食產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
人們常常需要將多種產(chǎn)品包裝在一起，但仍彼此分開，便于今后混合。當(dāng)幾種具有不同物理特性或存放過程中不相容的產(chǎn)品需在使用之前混合時(shí)，這樣的包裝可提供便利。
一個(gè)實(shí)例是包容經(jīng)一個(gè)或多個(gè)密封所分開的多種食料的包裝或袋。所述食料需在烹飪周期中的某個(gè)時(shí)候或是烹飪周期結(jié)束時(shí)混合或合并。通常因?yàn)閮煞N或多種配料在存放中不相容或如果它們?cè)跍?zhǔn)備期間或存放期間或烹飪之前合并，最終烹飪好的食物不能獲得期望的品質(zhì)(如香味和質(zhì)構(gòu))，故多種配料不能在烹飪前予以混合。因而，這樣的兩種或多種配料僅應(yīng)在烹飪期間(例如在烤箱中)或烹飪好后再合并。再者，要求消費(fèi)者在烹飪第一種配料或產(chǎn)品自身之后或期間獨(dú)立提供第二種或其他配料通常是不合適或不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)橄M(fèi)者可能不容易得到這些配料，或要中止烹飪周期來(lái)添加這類輔助配料的做法可能不現(xiàn)實(shí)或不安全。這類包裝實(shí)例在US 4,596,713和US4,806,371中公開。
已知的有依靠壓力的顯著增大或食料膨脹(如爆玉米花)來(lái)使分室破裂從而釋放內(nèi)容物的多分室包裝。需要開發(fā)出不依賴蒸汽或食料膨脹而使薄膜破裂的包裝。本發(fā)明涉及由包含特定密封劑的聚合物薄膜制成的包裝，所述密封劑在升高的內(nèi)部溫度作用下軟化并破裂，從而使分室中的內(nèi)容物釋放和合并。內(nèi)部壓力的升高只對(duì)密封破裂起輔助作用。
因此需要構(gòu)造多分室包裝以在銷售和存放期間包容并保存食料，直到準(zhǔn)備食用，且可經(jīng)處理(如加熱)后使各食料混合。
發(fā)明概述本發(fā)明包含一種多層薄膜，其可用于包裝，可包含或生產(chǎn)自至少一個(gè)聚合物層和至少一個(gè)密封劑層。
本發(fā)明也包含多分室包裝，所述包裝包含第一片聚合物薄膜、第二片聚合物薄膜和至少一個(gè)溫度依賴性的脆弱密封。
本發(fā)明也包含一種多分室包裝，所述包裝包含第一片聚合物薄膜、第二片聚合物薄膜和至少一個(gè)溫度依賴性的脆弱密封。
發(fā)明詳述在一個(gè)實(shí)施方案中，包裝可包含或生產(chǎn)自一種聚合物薄膜，所述薄膜包含或生產(chǎn)自至少一個(gè)聚合物層和一個(gè)包含聚合材料的密封劑層。聚合物層可包含或生產(chǎn)自至少一種選自聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酯、聚偏二氯乙烯和乙烯/乙烯醇共聚物的聚合材料。密封劑層可包含或生產(chǎn)自無(wú)定形聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯或乙烯/醋酸乙烯酯共聚物。密封劑層能形成強(qiáng)度大于1,500g/inch(590g/cm)的密封和溫度依賴性的脆弱密封。
可用來(lái)生產(chǎn)所述包裝的聚合物層可呈柔性片狀或薄膜狀。多層聚合物薄膜或片可包含至少三層，包括但不限于最外面的結(jié)構(gòu)層或機(jī)械損傷層(abuse layer)、內(nèi)或外阻擋層和最內(nèi)層以及其間任選的一個(gè)或多個(gè)膠粘或粘結(jié)層。此外，與所述包裝(在本申請(qǐng)中也指袋)的預(yù)期內(nèi)容物相接觸并相容的最內(nèi)層能形成鎖合的周邊密封(即密封強(qiáng)度通常大于1,500g/inch或590g/cm)和內(nèi)部脆弱密封。內(nèi)部脆弱密封的撕裂強(qiáng)度在約400-約2500g/inch寬度(157-984g/cm寬度)的范圍內(nèi)，周邊密封的撕裂強(qiáng)度在約1500-約3500g/inch寬度(590-1378g/cm寬度)的范圍內(nèi)。優(yōu)選外部密封和內(nèi)部脆弱密封之間的強(qiáng)度差異至少為800g/inch(315g/cm)。最優(yōu)選最內(nèi)層也可熱封。
最外層或結(jié)構(gòu)層或機(jī)械損傷層可包含或生產(chǎn)自取向聚酯(優(yōu)選的聚酯為取向聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯PET)或取向聚丙烯或取向聚酰胺(尼龍)或二者。該層優(yōu)選可反印并不受用來(lái)制作包裝和分室的密封溫度的影響。包裝的密封可貫穿多層結(jié)構(gòu)的整個(gè)厚度。該層的厚度可在約10-約60μm或約10-約60μm或約50μm的范圍內(nèi)選擇以控制袋的剛度。結(jié)構(gòu)層上可帶有圖形元素如印花和壓花，以便為消費(fèi)者提供信息和/或賦予包裝悅?cè)说耐庥^。所用的特別的多層薄膜可取決于包裝的最終用途。結(jié)構(gòu)層的優(yōu)選材料為聚酰胺，如厚度約0.5mil(12.7μm)-約3mil(76.2μm)的雙軸取向尼龍。例如，用作外層的尼龍優(yōu)選厚約1mil(25.4μm)-3mil(76.2μm)。用作內(nèi)層、與另一層結(jié)合的尼龍優(yōu)選厚約0.5-1.5mil(12.7-38.1μm)。
取決于可能影響袋內(nèi)產(chǎn)品的大氣條件(氧氣、濕度、光線等)，結(jié)構(gòu)層也可包含一個(gè)或多個(gè)阻擋層。阻抗層可為例如取向PET、聚偏二氯乙烯(PVDC)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、尼龍或雙軸取向尼龍、前述材料的混合物或復(fù)合物及其相關(guān)的共聚物。當(dāng)包裝不打算用于微波加熱時(shí)，其他阻擋層也可包括鍍金屬的或覆蓋二氧化硅的聚合物。阻擋層厚度可根據(jù)產(chǎn)品的敏感度和期望的保存期限而定。在一些應(yīng)用中，結(jié)構(gòu)和阻擋層的功能可合并在適當(dāng)樹脂的單一層中。例如，尼龍或PET就適合于同時(shí)提供結(jié)構(gòu)和阻擋兩種功能。
包裝的最內(nèi)層為密封劑。密封劑的選擇應(yīng)使其對(duì)內(nèi)容物的味道或顏色的影響最小，不受產(chǎn)品的影響，并能承受密封條件(如液滴、油脂、塵土等)。密封劑可為在比最外層的熔融溫度低得多的溫度下自身鍵合(密封)的樹脂，以便最外層的外觀不會(huì)受密封過程的影響且不會(huì)粘到密封棒爪上。密封劑層通常厚約6-約100μm，優(yōu)選厚約6-約25μm。密封劑可形成分室。一旦達(dá)到特定的溫度，形成的分室即破裂。即形成的分室為溫度依賴性的脆弱密封。為確保脆弱密封的性能，從包裝的形成、填充及任選冷凍(即冰凍或冷藏)直到被再熱之前，密封劑的性能應(yīng)保持恒定，性質(zhì)不發(fā)生變化。本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的其他密封劑也可用。
密封劑可施用到整個(gè)片上，優(yōu)選以共聚多酯或乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物的形式施用，優(yōu)選以無(wú)定形共聚多酯如無(wú)定形PET的形式施用。
無(wú)定形PET共聚多酯熱封劑可從至少下述組分衍生得到約10-約60％(摩爾)的對(duì)苯二酸(“單體A”)；約10-約60％(摩爾)的乙二醇(“單體B”)；約5-約60％(摩爾)的輔助二酸(“單體C”)和/或輔助二醇(“單體D”)的第三種單體。單體C的實(shí)例可包括琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、1，10-癸二羧酸、鄰苯二酸、間苯二酸、十二烷二酸等中的一種或多種；優(yōu)選如壬二酸、癸二酸和/或間苯二酸。單體D的實(shí)例可包括丙二醇、甲氧基聚亞烷基二醇、新戊二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、二甘醇等中的一種或多種。
根據(jù)所施用密封劑的類型和厚度，密封的強(qiáng)度可通過熱封棒的溫度、保壓時(shí)間和壓力來(lái)調(diào)控。密封的寬度可為約0.1英寸(2.54mm)-約0.4英寸(10.2mm)，外部周邊密封優(yōu)選寬約0.5英寸(12.7mm)-約1英寸(25.4mm)或更大。
密封劑的選擇和涂布量可影響產(chǎn)品裝入量、需要的烹飪時(shí)間以及包裝中將要合并成一份膳食的各產(chǎn)品的組合。例如，含糖的食料或醬油料通常較其他食料熱得快些。當(dāng)這些含糖的食料與需要較長(zhǎng)加熱時(shí)間的產(chǎn)品構(gòu)成組合時(shí)，相應(yīng)需要能承受加熱周期并在合適時(shí)候破裂的恰當(dāng)?shù)拿芊鈩┙M合。較厚的密封劑層可能與較薄的層具有相同的軟化點(diǎn)，但能根據(jù)內(nèi)容物延長(zhǎng)達(dá)到破裂的時(shí)間。也可改變密封寬度來(lái)使密封在期望的時(shí)候破裂。烹飪時(shí)，與同類型較薄的密封層相比，較厚的密封將在大致相同的溫度下軟化和打開，但達(dá)到破裂所需的時(shí)間較長(zhǎng)。
聚合物層優(yōu)選包含一層聚酰胺、一層無(wú)定形PET共聚物或二者。密封劑層優(yōu)選包含一層無(wú)定形PET共聚物。
本發(fā)明也包括一種多分室包裝，其可適合于填充那些需要彼此分開存放的物質(zhì)，所述包裝包含或生產(chǎn)自兩片聚合物薄膜材料，二者疊放放置并在周邊上永久熱封形成包裝；至少一個(gè)溫度依賴性的脆弱密封，位于包裝內(nèi)預(yù)定的位置處以在聚合物薄膜片間形成分離的分室(大小適宜，根據(jù)待包裝的物質(zhì)而定)。所述聚合物薄膜可與上面公開的相同。所述溫度依賴性的脆弱密封可與上面公開的密封劑或密封劑層相同。
本發(fā)明也包括一種多分室包裝，其可適合于填充那些需要彼此分開存放的物質(zhì)，所述包裝包含或生產(chǎn)自(a)第一片聚合物薄膜；(b)第二片聚合物薄膜，其疊放在第一片聚合物薄膜上，其中所述第一和第二片聚合物薄膜直接或通過第三片插入其間的聚合物薄膜間接地密封在一起，從而限定了形成袋的密封的周邊；其中所述袋包含至少一個(gè)加固片；和(c)處于袋周邊內(nèi)的至少一個(gè)溫度依賴性的脆弱密封，其中所述脆弱密封將袋分成分離的分室。所述聚合物薄膜和溫度依賴性的脆弱密封也可與上面公開的那些相同。
本發(fā)明也提供了還包含被封閉在所述分離的分室之一中的食料以及被封閉在至少一個(gè)其他分離的分室中的至少一種其他食料的前述包裝。
本發(fā)明也包括一種多分室包裝，其可適用在包含或生產(chǎn)自以下各層的包裝中(a)至少一個(gè)包含至少一種聚合材料的層，所述聚合材料包含或選自聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酯、聚偏二氯乙烯和乙烯/乙烯醇共聚物；(b)包含一種聚合材料的密封劑層，所述聚合材料選自無(wú)定形聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯或乙烯/醋酸乙烯酯共聚物；其中所述密封劑層能形成強(qiáng)度大于1,500g/inch的密封，也能形成溫度依賴性的脆弱密封；和任選(c)至少一個(gè)保溫層。
本發(fā)明還包括一種產(chǎn)品，如方便膳食，包含或生產(chǎn)自(a)一個(gè)多分室包裝，包含(1)兩片聚合物薄膜材料，二者疊放放置并在周邊上永久熱封形成包裝；和(2)至少一個(gè)溫度依賴性的脆弱密封，位于包裝內(nèi)預(yù)定的位置處以在所述聚合物薄膜片間形成分離的分室；(b)容納在所述分室之一中的食料；和(c)容納在至少一個(gè)其他所述分室內(nèi)的至少一種其他食料或配料；其中所述溫度依賴性的脆弱密封能在受熱時(shí)釋放，從而合并(b)和(c)。
公開的多分室包裝可包括或?yàn)榇４臉?gòu)造中可有容納食料的永久性周邊密封和為內(nèi)容物提供初始隔離但可在需要時(shí)很容易就破裂的溫度依賴性脆弱密封。當(dāng)在例如微波爐、常規(guī)爐、對(duì)流加熱爐或沸水中受熱時(shí)，脆弱密封能破裂，使內(nèi)容物混合在一起，而周邊密封保持完好。然后可以打開包裝并享用其中的食品。
內(nèi)部脆弱密封設(shè)計(jì)為當(dāng)產(chǎn)品被加熱到密封劑的軟化點(diǎn)(鄰近的產(chǎn)品達(dá)到約60-約100℃后，例如約75-80℃后)時(shí)即破裂，使密封失效。結(jié)果是包裝中先前分開的產(chǎn)品合并到一起。
包裝或袋可由單一的薄膜結(jié)構(gòu)制成。包裝構(gòu)造中可有或沒有加固片。包裝可制作成在烹飪周期中直立或平躺的樣式。本發(fā)明所述包裝可通過例如形成筒、然后筒能通過底部熱封形成袋而制得，或?qū)螌泳酆喜牧蠈?duì)折并熱封兩個(gè)側(cè)邊來(lái)形成開口的包裝。如果需要，袋中各分離的分室的形成和熱封、分室的填充以及分室的封閉(通過例如熱封)可在一條工藝線中完成?；蛘撸_口的多分室包裝自身可在一個(gè)工序中得到，通過自動(dòng)進(jìn)料裝置填充后，再在下一工序中封閉分離的分室。
本發(fā)明所述包裝的另一種薄膜包含聚酰胺和取向PET作為結(jié)構(gòu)層、無(wú)定形PET共聚物作為密封劑層的組合。這樣的組合可用在微波爐或常規(guī)爐中。在一些情況下，熱封涂布了無(wú)定形PET的取向PET能方便地提供雙層片與其他聚合材料層層壓成型。
聚酰胺和PET(能熱封)的組合能提供定向撕裂特性，表現(xiàn)為預(yù)留缺口的包裝能沿縱向或橫向直線撕開。這些撕裂特性為包裝的構(gòu)造和設(shè)計(jì)提供了很大的靈活性。這樣，加熱后到食物的開口區(qū)不局限于袋的某一部分(如頂部)，從而可將缺口布置在所希望的開口區(qū)一側(cè)。例如，可將缺口布置在袋“底部”分室的略上方。當(dāng)脆弱密封破裂，所有先前分開的產(chǎn)品合并到剩下的單一分室中后，缺口用來(lái)使定向撕裂特性跨越包裝的邊緣密封傳播，從而打開袋。這樣可去掉袋的上部，使袋變短，于是可以直接從袋下部吃到膳食；或者如果想要的話，可以將膳食轉(zhuǎn)移到另一個(gè)盤子中享用。
本發(fā)明的另一實(shí)施方案在形成包裝薄膜片時(shí)用了加固片并通過熱封內(nèi)部密封劑制得了立袋(SUP)。根據(jù)設(shè)計(jì)而定，立袋可由兩或三個(gè)薄膜片制成。相應(yīng)地，多分室包裝可包含第一片聚合物薄膜；第二片聚合物薄膜，其疊放在第一片聚合物薄膜上，其中所述第一和第二片聚合物薄膜直接或通過第三片插入其間的聚合物薄膜間接地密封在一起，從而限定了形成袋的密封的周邊；其中所述袋包含至少一個(gè)加固片；和處于袋周邊內(nèi)的至少一個(gè)溫度依賴性的脆弱密封，其中所述脆弱密封將袋分成分離的分室。
可采用任何形式的包裝結(jié)構(gòu)組合，包括預(yù)成形袋(如所述立袋)；通過臥式/成形/填充/密封(HFFS)工藝進(jìn)行填充之前再在線成形或通過立式/成形/填充/密封(VFFS)工藝進(jìn)行填充之前再在線成形。填充和密封棒的組合必須滿足袋類型的需要，包括如希望的包裝尺寸、構(gòu)造和內(nèi)容物等因素。
合適的材料組合能提供保護(hù)包裝內(nèi)產(chǎn)品所需的抗穿刺性和/或阻隔性。例如，冷凍后的蔬菜和面食變得很尖利、很硬，在沒有結(jié)合適當(dāng)?shù)目勾┐虒訒r(shí)，它們能輕而易舉地刺破聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)或紙張。在搬運(yùn)和銷售環(huán)節(jié)，這個(gè)問題變得突出。也可賦予這些包裝以阻隔性，用于改善氣氛包裝(MAP)場(chǎng)合，以便在環(huán)境溫度下、冷藏溫度下或先冷凍后冷藏溫度下能延長(zhǎng)保存期限。結(jié)構(gòu)和/或阻擋層的正確選擇對(duì)于消費(fèi)者準(zhǔn)備使用它之時(shí)包裝的保護(hù)和性能特別重要。
通風(fēng)區(qū)可在包裝上的任何地方，只需加熱時(shí)在期望的分室區(qū)中的包裝面上提供一裂縫?；蛘撸嗜龑訉訝罱Y(jié)構(gòu)、包括非通風(fēng)密封劑和溫度依賴性密封劑材料(自通風(fēng))的材料組合可提供期望的通風(fēng)效果。自通風(fēng)是人們想要的安全功能，能最大限度地減小打開包裝時(shí)蒸汽噴射的發(fā)生率。例如，可以對(duì)密封劑厚度和密封溫度加以設(shè)計(jì)以使食品溫度一達(dá)到170即實(shí)現(xiàn)通風(fēng)(通過破裂)。因此，自通風(fēng)功能也可起到溫度指示器的作用，指示食品已加熱到適當(dāng)?shù)臏囟龋梢允秤昧恕?br> 公開的一個(gè)包裝實(shí)例其一個(gè)分室中裝面食，另一個(gè)分室中裝醬油，該包裝用熱使內(nèi)部的脆弱密封破裂并同時(shí)使食品溫度達(dá)到能安全食用的適當(dāng)溫度。其中所裝食料的量決定了將食料加熱到使脆弱密封軟化和破裂而周邊密封保持完好的溫度所需的時(shí)間長(zhǎng)短。這可在任何袋構(gòu)造中做到?？缮a(chǎn)單片結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)上眾多內(nèi)置的功能性，用于任何給定的要求高溫混合的場(chǎng)合。單片結(jié)構(gòu)提供了組合多種密封劑材料、密封構(gòu)造和密封強(qiáng)度從而根據(jù)需要定制的靈活性。
可采用其他材料與熱封性帶涂層PET的組合用于任何用途。包裝可制作成用來(lái)烹飪生食料或半成品食料或用來(lái)重新加熱先前已烹飪好的產(chǎn)品。
組合了尼龍和PET共聚物的多層結(jié)構(gòu)可用膠粘劑如聚酯型聚氨酯粘合。所述膠粘劑作為溶液施用?；A(chǔ)薄膜上溶劑型膠粘劑的施用可根據(jù)膠粘劑溶劑的正確選擇(例如優(yōu)選四氫呋喃)而定，以便能在約76.7℃時(shí)變干，從而減少殘留溶劑水平。溶劑型膠粘劑可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的眾多涂布技術(shù)中的任意一種施用到基片的一面(或兩面)上。例如，薄膜可通過輥(例如刮漆輥)涂布、噴涂、凹版涂布或狹縫涂布等技術(shù)涂布，優(yōu)選采用溶液涂布工藝的輥涂或凹版涂布。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，所制得的薄膜和包裝包含至少一個(gè)保溫層。該保溫層的熱阻(以隔熱單位或CLO表示)可為0.05-0.5。CLO單位為服裝熱阻的單位。熱阻的SI單位為平方米·開爾文/瓦特(m2K/W)(參見“紡織名詞術(shù)語(yǔ)”第10版，紡織學(xué)會(huì)(1995)，第66和350頁(yè))。因此，本發(fā)明所述保溫層的熱阻范圍在SI單位中為0.0077-0.077m2K/W。盡管CLO是就服裝定義的，但該度量衡可用來(lái)描述任何織物體系的熱阻，并在本文中用來(lái)描述本發(fā)明的保溫層的熱阻。CLO值取決于保溫層所用材料及其厚度。無(wú)保溫層的包裝薄膜的CLO值低于前述范圍的下限(0.05CLO或0.0077m2K/W)。
隔熱包裝材料具有足夠的蓬松度，即足夠厚(大于0.0075英寸(0.0190cm))以便當(dāng)例如用作隔熱袋時(shí)能提供足夠的隔熱，但又應(yīng)足夠薄以便具有柔性。本發(fā)明的隔熱包裝材料是可印刷的，從而增強(qiáng)了其作為包裝材料的使用。
本發(fā)明的隔熱包裝材料可包含一個(gè)熱阻如上文所公開、層壓到面層材料上的保溫層，其中所述隔熱包裝材料的厚度在0.0075英寸(0.0190cm)-0.07英寸(0.1778cm)的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述隔熱包裝材料或薄膜包含保溫層，如纖維絨，其隔熱值在0.05-0.5CLO范圍內(nèi)，并已層壓到至少一個(gè)、更優(yōu)選兩個(gè)用作結(jié)構(gòu)和/或abuse層的面層材料上。隔熱包裝薄膜的厚度至少為0.0075英寸(0.0190cm)。
保溫層包含基于有機(jī)熱塑性纖維的材料，所述材料包括聚酯、聚乙烯或聚丙烯。在一優(yōu)選實(shí)施方案中，保溫層為纖維絨，所述纖維絨可包含或生產(chǎn)自聚酯?？墒褂锰乩A州Wilmington的E.I.du Pontde Nemours and Company(DuPont公司)銷售的THERMOLITEActive Original纖維絨。所用纖維絨的單位面積重量可在10gm/m2-200gm/m2的范圍內(nèi)，堆積密度小于0.3gm/cm3?；蛘撸貙涌砂廴趪娚淅w維，如3M公司銷售的THINSULATE熔融噴射聚烯烴。
本發(fā)明的保溫層可用許多其他種類的隔熱材料。例如，保溫層可包含泡沫材料。所述泡沫材料可以是聚氨酯或聚丙烯或本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)所知的任何其他泡沫組合物。保溫層也可由基于無(wú)機(jī)熱塑性纖維的材料制成，包括玻璃棉、硼硅酸鹽玻璃或石棉。
或者，保溫層可包含針織物，例如從DuPont公司以商品名為COOLMAX的四通道或扇形橢圓形纖維(tetrachannel or scallopedoval fiber)制得。保溫層也可為機(jī)織物或起絨織物。保溫層也可包含某些種類的非織造紡織品(如毛氈)或高蓬松無(wú)紡布或針刺無(wú)紡布。
包含至少一個(gè)保溫層的優(yōu)選薄膜包含至少一層聚酯(如取向PET)作為結(jié)構(gòu)層和一層無(wú)定形聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯共聚物作為密封劑。
在生產(chǎn)制作包裝用的聚合物薄膜或片的過程中，可共擠出的膠粘劑任選用在功能層之間以將各層粘合起來(lái)并提供結(jié)構(gòu)整體性。薄膜可共擠出或?qū)訅翰⒖捎霉矓D出的粘結(jié)層(如乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、離聚物、酸酐接枝乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、低密度聚乙烯或線形低密度聚乙烯)粘合到一起?；蛘撸δ軐拥膶訅嚎赏ㄟ^在各層間加入設(shè)計(jì)用來(lái)承受高溫的膠粘劑而實(shí)現(xiàn)。層壓形成的典型的薄膜-薄膜粘結(jié)是通過在膠合機(jī)上將各薄膜經(jīng)一薄層聚氨酯涂層粘合到一起形成。用粘結(jié)界面上膠粘性的共擠出粘結(jié)層樹脂進(jìn)行擠出層壓或擠出涂覆也可完成層壓。多層薄膜通常厚0.75-5.0密耳，優(yōu)選厚約1.5-約3.0密耳。
另外，要提供附加厚度(如果消費(fèi)者因具體應(yīng)用而需要)，可在多層結(jié)構(gòu)內(nèi)加入聚烯烴松散層(bulk layer)或袋制作過程中修整下的多層薄膜的碎屑。聚合物薄膜片(即所謂的“原片(web stock)”)可用本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)熟知的工藝的任意組合來(lái)生產(chǎn)，如單層或多層鑄造、吹膜、擠出層壓和膠粘層壓及其組合。本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)熟知的加工助劑，包括例如但不限于滑移劑(如酰胺蠟)、防粘劑(如硅石)和抗氧化劑(如受阻酚)，可加到原片中以促進(jìn)薄膜制造或袋形成。袋可通過切割或熱封單片原片或通過折疊和熱封及切割的組合從原片形成。如文中所述，袋由兩個(gè)薄膜片形成。兩個(gè)薄膜片可以是兩個(gè)單獨(dú)的薄膜片。單一的薄膜片可折疊而得到兩個(gè)重疊的片，或可形成薄膜筒，這樣，筒的兩個(gè)重疊部分就相當(dāng)于兩片薄膜。本發(fā)明的袋的熱封的周邊可通過疊放第一和第二片聚合物薄膜然后直接熱封到一起或通過插入其間的第三片聚合物薄膜的使用間接地?zé)岱獾揭黄?也是本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)熟知并實(shí)踐的)而獲得。脆弱密封可在袋形成過程中或之后建立?？捎萌缛毡緰|京的Totani Corporation或弗吉尼亞州Gordonsville市的Klockner Barlelt Co.，制造的制袋設(shè)備。
呈扁平方形袋狀的多分室包裝的實(shí)例由兩片并置的前述薄、柔、不透水的聚合材料形成。本發(fā)明的特殊實(shí)施方案包括那些其中有兩個(gè)或三個(gè)分室的多分室包裝。袋可通過熱封并置的聚合物片的周邊同時(shí)留下開口以便后續(xù)填充而形成。薄膜層間通過在預(yù)定的地方將各層熱封到一起而形成的多個(gè)脆弱密封將袋分成分離的分室。脆弱密封可建在袋內(nèi)任何適合的地方，其位置將取決于待包裝物的相對(duì)量和/或形成和填充包裝的方式等因素。分室中可通過前述周邊密封中的開口填充食料和/或其他配料。填充每個(gè)分室后，包裝的開口經(jīng)熱封而使每個(gè)分室永久地封閉起來(lái)，產(chǎn)品彼此分開保存?；蛘撸蓪⑹沉戏旁谶m于經(jīng)內(nèi)部密封所分離的地方中的底片上，然后在食料上放上第二個(gè)頂片，使頂片和底片的周邊重疊。周邊密封通過在適當(dāng)?shù)臏囟?、壓力和持續(xù)時(shí)間下熱封以形成鎖合密封而形成。內(nèi)部脆弱密封通過在適當(dāng)?shù)臏囟?、壓力和持續(xù)時(shí)間下熱封以分開食料而形成。
功能結(jié)構(gòu)可為擠出層壓或共擠出結(jié)構(gòu)。根據(jù)應(yīng)用的需要和功能性要求，也可采用吹膜結(jié)構(gòu)。
方便膳食為一種食品，其中與該食品一起還提供了至少一些用于準(zhǔn)備和享用(即吃)該食品的工具(例如，消費(fèi)者不必為用飯而自備盤和/或用餐工具)。
方便膳食的實(shí)例包括如面食和醬油、通心粉和干酪、肉和蔬菜等的組合，包裝起來(lái)以方便制作和享用。這類方便膳食的另一實(shí)例為三分室袋中醬油、大米、雞肉和蔬菜的組合。方便膳食的其他實(shí)例包括其中食料與另一種配料包裝在一起(例如干食料或脫水食料與液體包裝在一起，以便加熱后干食料和液體合并到一起)的包裝。這類方便膳食的進(jìn)一步的實(shí)例為干麥片和水的兩分室包裝。
下面的實(shí)施例應(yīng)理解為說(shuō)明本發(fā)明而不是限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例實(shí)施例1本實(shí)施例說(shuō)明尼龍和聚酯，并加入設(shè)計(jì)用來(lái)承受高溫的聚酯型聚氨酯膠粘劑的膠粘層壓。尼龍外層為薄膜提供抗穿刺韌性和熱阻，也用于隔氧，還可能起到印刷載體的作用。無(wú)定形聚酯密封層提供耐熱的周邊密封，通過在較高溫度下制作一英寸寬的熱封以使得不破裂。相同的密封層提供設(shè)計(jì)為在分室間破裂的脆弱密封。在微波應(yīng)用場(chǎng)合，如果使用0.25”的密封棒在較低溫度下熱封，無(wú)定形聚酯密封劑可有效用于內(nèi)部脆弱密封。
結(jié)構(gòu)部分外結(jié)構(gòu)層尼龍6；2mil(50.8μm)厚，可從加拿大DuPont/Liqui-Box公司以商品名DartekB601買到。
層壓膠粘劑溶劑基聚酯型聚氨酯膠粘劑，可從Rohm and Haas公司的Morton分部以商品名Adcote 503A/Catalyst F買到。
密封層覆蓋以無(wú)定形PET共聚物(APET)熱封層的雙軸取向聚酯(OPET)；0.5mil(12.7μm)厚，可從DuPont Teijin Films公司以商品名MylarOL13買到。
各結(jié)構(gòu)部分按如下所述進(jìn)行組合來(lái)制備由(從最外到最內(nèi))尼龍/膠粘劑/OPET/APET層構(gòu)成的多層薄膜。
所有與膠粘劑接觸的表面在層壓前均電暈處理到48達(dá)因。首先用輪轉(zhuǎn)凹版印刷工藝將膠粘劑施加到尼龍結(jié)構(gòu)層上并于170(76.7℃)干燥。聚酯熱封層作為第二個(gè)片一起層壓。尼龍結(jié)構(gòu)片和第二聚酯片均為24英寸(61cm)寬，并用23.5-英寸(60cm)的壓膜輥進(jìn)行層壓，以優(yōu)化膠粘劑的鋪展。聚酯的非密封邊在170(76.7℃)的動(dòng)態(tài)溫度下用熱軋輥工藝層壓到結(jié)構(gòu)層上，解卷時(shí)可熱封的APET表面即暴露于空氣中。熱封層遠(yuǎn)離熱軋輥機(jī)。覆蓋了無(wú)定形PET的聚酯側(cè)提供周邊密封和脆弱密封所要求的高溫密封。然后經(jīng)層壓的尼龍/聚酯薄膜成為原片，并經(jīng)層壓形成卷料以制作包裝。
用1.25mil(31.8μm)厚的尼龍6薄膜，采用類似的程序制得類似的層壓薄膜結(jié)構(gòu)。單層的厚度及層壓制品的總厚度將由材料組合及具體包裝結(jié)構(gòu)的要求而定。
實(shí)施例2用實(shí)施例1的薄膜形成三分室袋。將兩份薄膜原片疊放，使薄膜原片各自的熱封層(APET)相對(duì)并接觸。袋的總尺寸為10.5英寸×14英寸(26.7cm×35.7cm)。內(nèi)部脆弱密封將袋分成三個(gè)分室兩個(gè)各約4英寸×約6英寸的分室和第三個(gè)約6英寸×約8英寸(15.2cm×20.3cm)的分室。脆弱密封用Vertrod Impulse熱封機(jī)實(shí)現(xiàn)在不進(jìn)行壓力控制的條件下于200(93.3℃)停留一秒，得到0.125英寸(0.32cm)寬的密封。一個(gè)小分室中填充75g醬油，第二個(gè)小分室中填充185g白米，較大的分室中填充114g雞肉片和185g混合蔬菜。周邊密封用Sentinel熱封機(jī)實(shí)現(xiàn)在30psi的壓力下于350(176.7℃)停留1.5秒，得到1英寸寬的密封。在靠近白米分室的周邊密封上距離隔開白米和雞肉/蔬菜分室的脆弱密封一英寸的地方做一缺口。該缺口可為加熱后打開包裝時(shí)的定向撕裂提供引導(dǎo)。
然后將填充并密封好的袋冷凍起來(lái)。
實(shí)施例3本實(shí)施例說(shuō)明加熱實(shí)施例2的包裝使溫度依賴性的脆弱密封脫開，從而使先前分開的內(nèi)容物混合。將實(shí)施例2的包裝樣品一個(gè)一個(gè)平放在標(biāo)準(zhǔn)家用微波爐的轉(zhuǎn)盤上并在全功率(800瓦)下加熱以將食品在其中再熱。
實(shí)驗(yàn)1冷凍包裝不開縫。經(jīng)加熱4分43秒后，脆弱密封破裂。由于醬油中的糖較米飯和雞肉熱得更快，形成醬油分室的密封首先破裂。經(jīng)7分20秒后，周邊密封的一部分破裂，產(chǎn)生通風(fēng)口放出蒸汽。這樣的通風(fēng)也起到溫度表的作用，指示包裝內(nèi)容物的溫度達(dá)到至少170(76.7℃)。
將袋直立起來(lái)，使醬油和米飯落到雞肉和蔬菜上。沿缺口橫向直線均勻撕裂，打開袋。食品的溫度為175(79.4℃)。
實(shí)驗(yàn)2加熱之前在包裝頂面開一小縫，使冷凍包裝通風(fēng)。經(jīng)加熱5分鐘后，脆弱密封破裂。密封破裂的順序與實(shí)驗(yàn)1中所述相同。經(jīng)加熱7分鐘后，按實(shí)驗(yàn)1中所述打開袋。食品的溫度為175(79.4℃)。
實(shí)施例4本實(shí)施例說(shuō)明加了保溫層的多層膠粘層壓。保溫層使包裝在加熱后將熱留在包裝內(nèi)部而外部摸起來(lái)較涼，從而可用作用餐容器。
結(jié)構(gòu)部分外結(jié)構(gòu)層覆蓋了乙烯/醋酸乙烯酯(EVA)共聚物熱封層的50gauge雙軸OPET；0.5mil(12.7μm)；可從DuPont Teijin Films公司以商品名MylarRL33買到。
保溫層用DuPont公司以商品名THERMOLITEActive Original銷售的一類纖維絨作保溫層。纖維絨在指定厚度為0.25英寸(0.63cm)之處的單位面積重量為100g/m2，或堆積密度為0.013g/cm3。通過針刺和壓延使此纖維絨減薄至約0.030英寸(0.0012cm)。
內(nèi)結(jié)構(gòu)層覆蓋了EVA共聚物熱封層的50gauge雙軸取向OPET；0.5mil(12.7μm)。
層壓膠粘劑聚酯型聚氨酯，可從賓夕法尼亞州費(fèi)城Rohm andHaas公司的Morton分部以商品名Adcote 503A/Catalyst F買到。
密封層覆蓋了無(wú)定形APET熱封層的雙軸OPET；0.5mil(12.7μm)，可以商品名MylarOL13買到。
各結(jié)構(gòu)部分按如下所述進(jìn)行組合來(lái)制備由(從最外到最內(nèi))OPET/EVA/保溫層/EVA/OPET/膠粘劑/OPET/APET層組成的多層薄膜。
使用層壓機(jī)，將內(nèi)和外結(jié)構(gòu)層放在隔熱絨的相反面上，使EVA熱封層與隔熱絨接觸，再通過熱軋輥壓在一起。
所有將與溶劑型膠粘劑接觸的表面在層壓前均電暈處理到48達(dá)因。首先用輪轉(zhuǎn)凹版印刷工藝將膠粘劑施加到結(jié)構(gòu)層壓制品上并于170(76.7℃)干燥。聚酯熱封層作為第二個(gè)片一起層壓。結(jié)構(gòu)片和第二聚酯片均為24英寸(61cm)寬，并用23.5-英寸(60cm)的承壓輥進(jìn)行膠合，以優(yōu)化膠粘劑的鋪展。聚酯的非密封邊在170(76.7℃)的動(dòng)態(tài)溫度下用熱軋輥工藝層壓到結(jié)構(gòu)層上，解卷時(shí)可熱封的APET表面即暴露于空氣中。
實(shí)施例5該發(fā)明的包裝由實(shí)施例4的薄膜通過疊放兩份薄膜使其各自的密封層相對(duì)接觸并形成長(zhǎng)7.0英寸(17.8cm)、寬5.5英寸(14cm)的扁平袋而制得。周邊密封通過在350(176.7℃)及40psi的條件下將0.5英寸(1.27cm)寬的金屬熱封棒應(yīng)用于包裝的雙面上并保持四秒而形成。將包裝分成兩個(gè)分室的內(nèi)部脆弱密封通過在200(93.3℃)及40psi的條件將0.125英寸(0.32cm)寬的金屬熱封棒應(yīng)用于包裝的雙面上并保持1.25秒而形成。一個(gè)分室(4.25英寸×3.0英寸(10.9cm×7.62cm))中裝入1.5盎司的干麥片，另一個(gè)分室(5.25英寸×2.75英寸(13.3cm×7cm))中裝入70ml水。分室的開口在上述周邊密封中密封，以提供包含麥片和水的自給式方便膳食，且包裝適于在微波爐中加熱。
實(shí)施例6本實(shí)施例說(shuō)明加熱實(shí)施例5的包裝，使溫度依賴性的脆弱密封破裂，從而使先前分開的內(nèi)容物混合。
將包裝放在標(biāo)準(zhǔn)家用微波爐的轉(zhuǎn)盤上并在全功率(800瓦)下加熱40-50秒。內(nèi)部脆弱密封脫開，干麥片和熱水合到一起。揉捏包裝約20秒，麥片和水即完全混合。
權(quán)利要求
1.一種多層薄膜，所述薄膜包含或生產(chǎn)自至少一個(gè)聚合物層、至少一個(gè)密封劑層和任選至少一個(gè)保溫層；其中所述聚合物層包含或生產(chǎn)自聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酯、聚偏二氯乙烯、乙烯/乙烯醇共聚物或其二者或多者的組合，優(yōu)選生產(chǎn)自聚酰胺；所述密封劑層包含或生產(chǎn)自無(wú)定形聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯共聚物、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物或其組合，優(yōu)選生產(chǎn)自無(wú)定形聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯共聚物；且密封劑層為能形成密封強(qiáng)度大于1,500g/inch的溫度依賴性脆弱密封。
2.權(quán)利要求1的薄膜，其中所述聚合物層還包括包含或生產(chǎn)自取向聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的層。
3.權(quán)利要求1或2的薄膜，其中所述薄膜包含熱阻值至少為0.05CLO(或0.0077m2K/W)、厚度至少為0.0075英寸(0.0190cm)的保溫層。
4.一種多分室包裝，所述包裝包含第一片聚合物薄膜、第二片聚合物薄膜和至少一個(gè)溫度依賴性的脆弱密封，其中所述薄膜如權(quán)利要求1、2或3所述，所述密封為權(quán)利要求1、2或3所述之密封劑層。
5.權(quán)利要求4的包裝，其中所述第一和第二片聚合物薄膜疊放放置并在各片的周邊上永久熱封形成包裝；所述密封位于包裝內(nèi)預(yù)定的位置處以在第一和第二片聚合物薄膜間形成分離的分室。
6.權(quán)利要求4的包裝，其中所述第二片疊放在第一片上；第一片和第二片直接或通過第三片插入其間的聚合物薄膜間接地密封在一起，從而限定了密封的周邊，形成袋；所述袋包含至少一個(gè)加固片；所述密封將袋分成各分離的分室。
7.權(quán)利要求4、5或6的包裝，所述包裝進(jìn)一步包含被封閉在分室之一中的食料以及被封閉在至少一個(gè)其他分室中的至少一種其他食料。
8.一種方便膳食，所述方便膳食包含如權(quán)利要求4、5、6或7所述之包裝；包容在分室之一中的食料或配料；以及包容在至少一個(gè)其他分室中的至少一種其他食料或配料；其中所述至少一個(gè)溫度脆弱密封在受熱時(shí)破裂。
9.權(quán)利要求25的方便膳食，所述方便膳食包含干麥片和水。
全文摘要
公開了一種自柔性聚合材料、周邊經(jīng)熱封得到的多分室包裝，用于填充需要彼此分開存放而待加熱后再合并的產(chǎn)品。聚合包裝材料片間的溫度依賴性脆弱密封形成所述包裝的分室。也公開了適合用于這些包裝中的薄膜。也公開了包含這些包裝的方便膳食。
文檔編號(hào)B32B7/02GK1894142SQ200480036998
公開日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2004年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月14日
發(fā)明者T·D·肯迪, J·P·小凱恩 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司