專利名稱：通過激光焊接密封的包裝體和密封包裝體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過激光焊接密封的包裝體和密封包裝體的方法。更具體地，本發(fā)明 涉及通過如下方法密封的包裝體和密封包裝體的方法利用構(gòu)成包裝體的層疊材料中存在 的鐵粉所產(chǎn)生的熱進(jìn)行焊接。
背景技術(shù)：
密封具有蓋構(gòu)件的容器的方法通常有將粘結(jié)劑施加到容器和蓋構(gòu)件的接觸面上 以將它們粘結(jié)在一起的方法；和使用可熱封性樹脂形成容器和蓋構(gòu)件的接觸面并且通過熱 封(heat-sealing)將它們焊接在一起。熱封焊接是廣為采用的簡(jiǎn)單方法，但該方法由于其焊接步驟和后續(xù)的冷卻步驟而 需要延長(zhǎng)時(shí)間，因此已經(jīng)期望改進(jìn)其生產(chǎn)效率。根據(jù)通常的使用熱封條(heat-sealing bar)的熱封系統(tǒng)，焊接部要求一定程度的 面積，此外焊接面必須平坦。另外，由于熱必須從焊接部的外表面?zhèn)鲗?dǎo)至密封面，在容器厚 的情況下需要更多的時(shí)間來傳導(dǎo)熱，因此，伴隨有如下問題生產(chǎn)率低、厚度受限和形狀設(shè) 計(jì)的自由度低。另外，由于在熱封部冷卻和被完全密封之前需要預(yù)定的時(shí)間，則特別地當(dāng)填充有 自然產(chǎn)生壓力的內(nèi)容物或者在內(nèi)容物較熱時(shí)就填充內(nèi)容物時(shí)，密封可能會(huì)剝離，這是因?yàn)?頭部空間中的由于密封熱而膨脹的氣體可能會(huì)穿過熔融狀態(tài)的密封部逸出。另一方面，關(guān)于焊接容器和蓋構(gòu)件的方法，迄今為止已知利用激光進(jìn)行焊接的方 法。例如，下面的專利文獻(xiàn)1提出通過激光焊接將底蓋和上蓋焊接于一體形式的容器主體。 與熱封的情況相比，當(dāng)通過激光焊接包裝體的構(gòu)件時(shí)，在用激光束照射之后易于實(shí)現(xiàn)焊接。 因此，焊接所需要的時(shí)間縮短，并且能夠可靠地實(shí)現(xiàn)焊接而不受其形狀的限制。—般地，將被激光焊接的部分必須包括基于吸收激光束而產(chǎn)生熱的部分。因此，迄 今，已經(jīng)提出使用比如碳黑等黑色顏料或者有機(jī)顏料對(duì)將被激光照射的部分著色(專利文 獻(xiàn)2、專利文獻(xiàn)3)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2000-U8166號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2001-152985號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開2005-187798號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題但是，當(dāng)用比如碳黑等顏料著色時(shí)，焊接材料會(huì)由于加熱或者碳化而引起比如產(chǎn) 生臭味等問題。特別地，當(dāng)內(nèi)容物是食品等時(shí)，內(nèi)容物所吸收的臭味會(huì)破壞食品的味道。因 此，不能使用這類顏料。
另外，從衛(wèi)生的角度，當(dāng)這類添加劑用于食品時(shí)其受到限制。因此，本發(fā)明的目標(biāo)在于提供一種密封的包裝體以及密封所述包裝體的方法，所 述包裝體能夠用于食品用途，并且能夠利用激光被有效地焊接，而不會(huì)引起上述問題。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)在于提供一種密封的包裝體以及密封所述包裝體的方法，所 述包裝體能夠有效地利用已經(jīng)用作包裝容器的氧吸收劑的鐵粉而被有效地激光焊接。用于解決問題的方案根據(jù)本發(fā)明，提供了一種密封的包裝體，其包括包裝體，其由層疊材料制成；和 密封構(gòu)件，其用于密封所述包裝體；其中，所述層疊材料包括基材層、含有鐵粉的熱塑性樹脂層和允許激光束通過的熱塑性 樹脂層，所述密封構(gòu)件的至少與所述包裝體接觸的面包括允許激光束通過的熱塑性樹脂; 并且所述包裝體與所述密封構(gòu)件互相接觸的面通過激光焊接被密封在一起。根據(jù)本發(fā)明的密封的包裝體，期望所述鐵粉被用作氧吸收劑。根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種包裝體和密封構(gòu)件的密封方法，所述包裝體由層疊材 料制成，所述密封構(gòu)件用于密封所述包裝體，所述層疊材料包括基材層、含有鐵粉的熱塑性 樹脂層和允許激光束通過的熱塑性樹脂層，所述密封構(gòu)件的至少與所述包裝體接觸的面包 括允許激光束通過的熱塑性樹脂；其中，所述密封方法包括從所述密封構(gòu)件所在的一側(cè)照射激光束以加熱所述含有鐵粉 的熱塑性樹脂層，從而熔化所述允許激光束通過的熱塑性樹脂層，由此將所述包裝體與所 述構(gòu)件互相接觸的面焊接在一起。根據(jù)本發(fā)明的密封方法，期望當(dāng)照射激光束時(shí)利用允許激光束通過的剛性材料按 壓包裝體與構(gòu)件的接觸面。發(fā)明的效果本發(fā)明的密封的包裝體既不使用碳黑也不使用有機(jī)顏料，這些材料都是目前用于 通過吸收激光束而產(chǎn)生熱的材料。另外，形成含有鐵粉的層作為中間層。因此，生熱劑(鐵 粉)并不直接暴露于焊接面，減少了臭味的產(chǎn)生，使得可以進(jìn)一步減小臭味的影響，并且消 除了析出成份(extracted component)和鐵粉的脫落(split off)的問題。因此，所述密 封的包裝體能夠有利地用于食品。另外，本發(fā)明的密封所述包裝體的方法不需要冷卻步驟，而迄今在使用加熱板的 熱封焊接中要求該冷卻步驟。因此，本發(fā)明的方法有助于提高生產(chǎn)率，使得即使較厚的構(gòu)件 也能夠被快速地并且有效地密封，同時(shí)保持穩(wěn)定性并且降低成本。另外，由于不限制焊接部的形狀，所以本發(fā)明能夠應(yīng)用于各種形式的密封的包裝體。


圖1是示出本發(fā)明中使用的層疊材料的層構(gòu)成的截面圖。圖2是示出本發(fā)明的密封方法的圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的通過將包裝體和密封構(gòu)件焊接在一起獲得的密封的包裝體，構(gòu)成包裝體的層疊材料包括基材層、含有鐵粉的熱塑性樹脂層(下文中通常稱為“含鐵粉層”)和 允許激光束通過的熱塑性樹脂層(下文中通常稱為“透過層”)。另一方面，密封所述包裝 體用的密封構(gòu)件是如下的構(gòu)件該密封構(gòu)件的至少與包裝體接觸的表面由允許激光束通過 的熱塑性樹脂制成，使得包裝體與密封構(gòu)件的接觸面能夠被有效地焊接在一起。S卩，已經(jīng)由允許激光束通過的熱塑性樹脂制成包裝體與密封構(gòu)件的接觸面。因此， 所照射的激光束通過這些層并到達(dá)構(gòu)成包裝體的層疊材料中的含有鐵粉的熱塑性樹脂層， 使鐵粉產(chǎn)生熱。由于該熱，與密封構(gòu)件接觸并且允許激光束通過的熱塑性樹脂被熔化，即通 過焊接在與密封構(gòu)件接觸的面上實(shí)現(xiàn)密封。(層疊材料)在本發(fā)明中，如圖1所示，構(gòu)成包裝體的層疊構(gòu)件包括基材層1、含有鐵粉的熱塑 性樹脂層2和允許激光束通過的熱塑性樹脂層3。根據(jù)包裝體的形式能夠使用各種基材層。即，能夠使用如下的熱塑性樹脂單層，例 如烯烴樹脂，比如聚乙烯、聚丙烯或乙烯/乙烯醇共聚物；聚酯類樹脂，比如聚對(duì)苯二甲酸 乙二醇酯；或者聚酰胺樹脂，比如尼龍6或者尼龍6，6?；蛘撸梢越M合使用所述單層以形 成它們的層疊結(jié)構(gòu)?；蛘?，上述熱塑性樹脂可以層疊在紙、木材、比如鋁箔等金屬箔上，或者 層疊在無機(jī)膜或者金屬沉積膜上，以形成它們的層疊結(jié)構(gòu)。雖不限于此，但優(yōu)選地使用如下的層疊結(jié)構(gòu)該層疊結(jié)構(gòu)從外側(cè)起順次包括聚酯、 鋁箔、尼龍和聚烯烴。在層疊結(jié)構(gòu)的情況中，期望與含鐵粉層接觸的一側(cè)的層包括與構(gòu)成含鐵粉層的熱 塑性樹脂相同的樹脂。作為構(gòu)成含鐵粉層的熱塑性樹脂，能夠使用與基材層相關(guān)地示例的熱塑性樹脂相 同的樹脂。優(yōu)選地，能夠優(yōu)選地使用烯烴類樹脂，比如低密度聚乙烯、中密度聚乙烯或者高 密度聚乙烯、直鏈低密度聚乙烯、等規(guī)聚丙烯、丙烯/乙烯共聚物、聚丁烯-1、乙烯/丙烯共 聚物、乙烯/ 丁烯-1共聚物、丙烯/ 丁烯-1共聚物、乙烯/丙烯/ 丁烯-1共聚物、乙烯/乙酸 乙烯酯共聚物、離子交聯(lián)烯烴共聚物(離聚物)和乙烯/乙烯醇共聚物，其中所述乙烯/乙 烯醇共聚物是通過使乙烯/乙酸乙烯酯共聚物皂化而獲得的、皂化程度(saponification degree)不小于50mol %并且特別地不小于60mol%的皂化產(chǎn)物。另外，期望構(gòu)成含鐵粉層的熱塑性樹脂的熔點(diǎn)高于或等于構(gòu)成下面將說明的透過 層的熱塑性樹脂的熔點(diǎn)。因此，基于鐵粉所產(chǎn)生的熱，透過層熔化并且有效地焊接至密封構(gòu) 件。如果樹脂具有低的熔點(diǎn)，則含鐵粉層熔化太多并且不能有效地焊接至透過層。任意的鐵粉能夠優(yōu)選地用在含鐵粉層中，只要所述鐵粉是之前已經(jīng)在包裝容器領(lǐng) 域中被用作氧吸收劑的鐵粉即可。另外，雖然不僅限于如下的鐵粉，但所述鐵粉可以是如 下的鐵粉其主要地包括氧化亞鐵、四氧化三鐵(tri-ion tetroxide)、比如碳化鐵等還原 性金屬化合物、硅鐵、羰基鐵(iron carbonyl)或氫氧化亞鐵中的一種或者它們的組合物。 根據(jù)要求，它們可以與助劑組合使用，所述助劑比如是堿金屬或堿土金屬(alkaline earth metal)的氫氧化物、碳酸鹽、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽、三代磷酸鹽(tertiary phosphate)、有 機(jī)酸鹽和商化物，以及活性碳、活性氧化鋁和活性粘土?？蓛?yōu)選使用的鐵粉的平均粒徑通常在10 μ m至50 μ m的范圍內(nèi)，并且特別地在 15 μ m至25 μ m的范圍內(nèi)。能夠通過使用例如激光衍射粒徑分布測(cè)量?jī)x測(cè)量粒徑。
期望包含在含鐵粉層中的鐵粉的量在5重量％至40重量％的范圍內(nèi)，并且特別地 在10重量％至30重量％的范圍內(nèi)。如果鐵粉含量小于上述范圍，則通過吸收激光束所產(chǎn) 生的熱達(dá)不到焊接透過層的熱塑性樹脂的程度。另一方面，如果鐵粉含量大于上述范圍，則 成型性(moldability)劣化，產(chǎn)生太大量的熱，含鐵粉層的樹脂會(huì)被分解和碳化。透過層包括允許激光束通過并且能夠由鐵粉產(chǎn)生的熱焊接的熱塑性樹脂。期望熱 塑性樹脂具有不小于70%并且特別地不小于80%的激光透過率。通過使用分光光度儀測(cè) 量與激光束的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的光的透過率來獲得激光透過率。即使使用相同的熱塑性樹脂，激光透過率也依據(jù)層的厚度而不同。在本發(fā)明中，不 小于70%的透過率表示在將在下面描述的透過層厚度的范圍內(nèi)獲得的透過率。作為所述熱塑性樹脂，能夠例舉出與關(guān)于含鐵粉層例舉的樹脂相同的熱塑性樹 脂。優(yōu)選地，能夠使用烯烴類樹脂，比如低密度聚乙烯、中密度聚乙烯或者高密度聚乙烯、等 規(guī)聚丙烯、丙烯/乙烯共聚物、聚丁烯-1、乙烯/丙烯共聚物、乙烯/ 丁烯-1共聚物、丙烯/ 丁烯-1共聚物、乙烯/丙烯/ 丁烯-1共聚物。特別地，期望使用熔點(diǎn)不高于160°C的熱塑 性樹脂，以易于實(shí)現(xiàn)焊接。透過層的厚度優(yōu)選地在5 μ m至500 μ m的范圍內(nèi)，并且特別地在20 μ m至100 μ m
的范圍內(nèi)。如果透過層的厚度小于上述范圍，則不能可靠地實(shí)現(xiàn)焊接。另一方面，如果透過 層的厚度大于上述厚度，則激光束難以在通常狀態(tài)下到達(dá)含鐵粉層，并且也不能可靠地實(shí) 現(xiàn)焊接。除透過層的厚度之外，還能夠依賴于包裝體的形式、所用的基材及應(yīng)用來適當(dāng)?shù)?設(shè)定層疊材料層的厚度，因此，層疊材料層的厚度不能被一概地指定。但是，一般地，期望基 材的厚度在50 μ m至1000 μ m的范圍內(nèi)，特別地在70 μ m至800 μ m的范圍內(nèi)，并且含鐵粉 層的厚度在10 μ m至400 μ m的范圍內(nèi)，特別地在25 μ m至300 μ m的范圍內(nèi)。能夠通過如下已知的方法生產(chǎn)出層疊材料比如共擠出法、熱粘結(jié)法或者使用粘 結(jié)劑的干式層疊法(dry laminationmethod)。(密封構(gòu)件)本發(fā)明中使用的密封構(gòu)件包括如下的熱塑性樹脂其至少與包裝體接觸的表面允 許激光束通過。作為這樣的熱塑性樹脂，可以使用上述透過層所用的熱塑性樹脂，并且具有上述 熱塑性樹脂的單層結(jié)構(gòu)、多種熱塑性樹脂的多層結(jié)構(gòu)或者另外形成有賦予密封構(gòu)件阻氣性 (gas-barrier property)的無機(jī)汽相沉積層的多層結(jié)構(gòu)。在本示例中，期望與包裝體的透 過層接觸的層由與透過層所用的熱塑性樹脂相同的熱塑性樹脂制成。另外，密封構(gòu)件可以至少具有與包裝體接觸的允許激光束通過的部分，并且還可 以具有例如上面形成有著色樹脂層或者印刷層的不允許激光束通過的其它部分。期望密封構(gòu)件的至少與包裝體接觸的部分的厚度在5 μ m至2000 μ m的范圍內(nèi)，特 別地在20 μ m至800 μ m的范圍內(nèi)，并且與透過層一起的總厚度在10 μ m至2500 μ m的范圍 內(nèi)，并且特別地在40 μ m至900 μ m的范圍內(nèi)，以使得激光束能夠可靠地到達(dá)包裝體的含鐵 粉層。(密封的包裝體)本發(fā)明的密封的包裝體通過依賴于激光焊接而密封上述包裝體和密封構(gòu)件來獲得、因此能夠被焊接而不受限于包裝體或者密封構(gòu)件的形狀、并且能夠以各種形式實(shí)現(xiàn)。以透過層被定位在與密封構(gòu)件接觸的面上的方式形成包裝體。具體地，所述包裝體可以是比如杯或盤等容器，所述杯或盤由膜狀或片狀層疊材 料通過比如真空成型、壓縮空氣成型或者型芯輔助成型(plug-assisted molding)等熱成 型而制成，或者所述包裝體可以是例如通過拉伸成型而獲得的具有底部的杯等容器。在本 示例中，密封構(gòu)件構(gòu)成蓋。當(dāng)包裝體是具有凸緣部的杯時(shí)，包裝體(杯等)和密封構(gòu)件(蓋 構(gòu)件)沿凸緣部接觸，以被焊接在一起。蓋依賴于杯或者盤的形狀可以具有多種形狀，比如平坦?fàn)?、中央部向?nèi)凹陷的凹 狀(dented shape)、具有從頂板部的外周端部垂下的裙部的外蓋狀(over-cap shape)。即， 蓋的形狀能夠適當(dāng)?shù)刈兓云ヅ溆谂c包裝體接觸的部分。當(dāng)包裝體是類似于通過組裝層疊材料而獲得的牛奶包裝體的容器、袋(pouch)、或 者是用于輸送流體的容器時(shí)，密封構(gòu)件能夠采用傾倒件(pouring fitting)的形式。盡管 沒有限制，該傾倒件可以例如包括主體和蓋部，其中主體具有被焊接固定于容器的傾倒口， 而蓋部密封所述傾倒口。在本示例中，傾倒件的主體的焊接部可以允許激光束通過。另外，袋可以由包裝體和密封構(gòu)件兩者形成。例如，自立袋(standing pouch)的 側(cè)面由層疊材料構(gòu)成，而底部由密封構(gòu)件構(gòu)成。(密封方法)在本發(fā)明中，密封構(gòu)件的與由上述層疊材料形成的包裝體接觸的部分被激光束從 密封構(gòu)件側(cè)照射，從而含鐵粉層發(fā)熱以熔化透過層，使得包裝體與密封構(gòu)件的接觸面被焊
接在一起。在本發(fā)明的密封方法中，重要的是在用激光束照射時(shí)使包裝體的面與密封構(gòu)件的 面彼此緊密接觸，以有效地將兩者焊接在一起。如先前所述，期望使用允許激光束通過的剛 性材料按壓包裝體與密封構(gòu)件的接觸面，以實(shí)現(xiàn)緊密粘結(jié)。如果包裝體與密封構(gòu)件的接觸面不平坦，則能夠利用將兩者擠壓和固定在一起的 夾具將兩者彼此緊密粘結(jié)，或者通過將包裝體和密封構(gòu)件的尺寸和形狀成型為使得包裝體 和密封構(gòu)件具有在接觸面上彼此擠壓的位置關(guān)系而將兩者緊密粘結(jié)在一起。圖2是示出所述密封的包裝體的密封方法的視圖，其中所述密封的包裝體包括包 裝體和密封構(gòu)件，所述包裝體是包括主體部11、底部12和凸緣部13的杯10，所述密封構(gòu)件 是具有蓋的形狀的成型蓋20，其中成型蓋20在與包裝體的凸緣部對(duì)應(yīng)的周緣部21的內(nèi)側(cè) 的中央部22處向內(nèi)凹陷。杯10被設(shè)置在鋁的接收板30中并且在凸緣部13處被支撐。成型蓋20被設(shè)置成 使得成型蓋20的周緣部21位于杯10的凸緣部13的位置處。比如玻璃板等平坦的剛性材 料4被置于成型蓋20上，以緊密粘結(jié)杯10的凸緣部13與成型蓋20的周緣部21的接觸面。 在所示的具體實(shí)施方式
中，由硅橡膠等制成的彈性構(gòu)件5形成于接收板上并且與剛性構(gòu)件 4 一起保持杯10的凸緣部13和成型蓋20的周緣部21，以增進(jìn)凸緣部13和周緣部21之間 的緊密粘結(jié)。接著，從上側(cè)照射激光束以通過焊接密封杯與成型蓋的接觸面。這里，通過簡(jiǎn)單地 照射激光束并且同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)杯或者轉(zhuǎn)動(dòng)激光束而實(shí)現(xiàn)均一的、強(qiáng)固的和氣密的焊接。當(dāng)如圖中的L所示的那樣從蓋的正上方照射激光束時(shí)，成型蓋20至少在其將由激光束照射的部分必須由允許激光束通過的樹脂制成。另外，如圖中的L’所示，也允許傾斜 地或者從橫向照射激光束以實(shí)現(xiàn)焊接。在本示例中，成型蓋20可以在與杯10的凸緣部13 接觸的部分由允許激光束通過的樹脂制成。因此，可以在成型蓋的上側(cè)形成印刷層或者任 意其它對(duì)于激光束不透明的層。本發(fā)明中使用的激光束可以是氣體激光、固體激光或者半導(dǎo)體激光形成的激光 束。在這些激光中，優(yōu)選地使用半導(dǎo)體激光。激光振蕩器的輸出范圍優(yōu)選地為20W至150W，特別地是30W至100W。另外，激光 束的波長(zhǎng)優(yōu)選地在200nm至20 μ m的范圍內(nèi)，特別地在400nm至15 μ m的范圍內(nèi)。在商業(yè) 應(yīng)用中，根據(jù)樹脂的透射特性、通過吸收激光束而發(fā)熱的物質(zhì)的特性及激光振蕩器的輸出、 成本和安全性來確定激光振蕩器的輸出范圍和激光束的波長(zhǎng)。在本發(fā)明中，從密封包裝體的角度出發(fā)，激光束的光斑直徑優(yōu)選在0. 2mm至3mm的 范圍內(nèi)，并且特別地在0. 5mm至2mm的范圍內(nèi)。另外，從防止樹脂由于焊接而劣化以仍保持密封的角度出發(fā)，激光束的焦距優(yōu)選 地在IOmm至200mm的范圍內(nèi)，并且特別地在50mm至15mm的范圍內(nèi)，即在30mm至70mm+允 許激光束通過的層的厚度的范圍內(nèi)。另外，從防止樹脂由于焊接而劣化以仍保持密封的角度出發(fā)，激光束的掃描速度 在50mm/sec至300mm/sec的范圍內(nèi)，并且特別地在100mm/sec至200mm/sec的范圍內(nèi)。另外，只要所產(chǎn)生的熱的量能夠使焊接部被加熱到高于其熔點(diǎn)的程度，就可以在 各種狀態(tài)下進(jìn)行焊接。如果期望縮短焊接時(shí)間，則需要增大激光輸出并且增大轉(zhuǎn)速。如果 不允許使用高輸出的激光，則可延長(zhǎng)焊接部被照射的時(shí)間。在本容器的示例中，可減小容器 的轉(zhuǎn)速。另外，如果激光輸出對(duì)于實(shí)現(xiàn)熔化足夠大，則可以增大激光束的直徑以增大焊接寬 度。實(shí)施例(實(shí)施例1)(1)通過干式層疊和擠出層疊制備具有下述層疊構(gòu)成的兩片層疊膜(A)和(B)。層疊膜(A)和(B)在它們的內(nèi)表面?zhèn)?聚丙烯層)彼此接觸，并以被玻璃板(具 有IOmm的厚度，并且對(duì)于波長(zhǎng)為807nm的光具有98%的透過率)和具有硅橡膠的鋁板(橡 膠厚度為1mm，鋁厚度為IOmm)夾著彼此緊密粘結(jié)。透明膜(A)被置于玻璃板側(cè)，并且從玻璃板側(cè)照射激光束。已經(jīng)通過玻璃板和膜 (A)的激光束被含鐵粉的PP吸收、轉(zhuǎn)換成為熱能、使內(nèi)表面?zhèn)鹊腜P熔化并使兩片膜焊接在一起。[膜(A)]從外表面?zhèn)绕痦槾尉哂腥缦碌膶訕?gòu)成硅沉積聚酯(12μπι厚，沉積在內(nèi)表面?zhèn)?/ 硅沉積聚酯(12 μ m厚，沉積在內(nèi)表面?zhèn)?/尼龍(15μπι厚)/聚丙烯(50 μ m厚，對(duì)波長(zhǎng)為 807nm的光的具有86%的透過率)，并且作為層疊膜對(duì)波長(zhǎng)為807nm的光具有75%的透過率。[膜(B)]具有如下的層構(gòu)成聚酯(12μπι厚)/鋁箔(7μπι厚)/尼龍(15μπι厚)/聚丙 烯(30μπι厚)/含鐵粉聚丙烯05 μ m厚，熔點(diǎn)160°C，鐵粉的含量為20重量％ )/聚丙烯(30 μ m厚，熔點(diǎn)160°C，對(duì)波長(zhǎng)為807nm的光具有93%的透過率)。(2)激光焊接的條件如下激光振蕩器Jenoptik Co.制造半導(dǎo)體(GaAs)激光器波長(zhǎng)，807 士 3nm最大輸出，140W激光照射條件輸出，50W光斑直徑，Imm照射的線速度，236mm/sec緊密粘結(jié)條件0. 2kg/cm2(當(dāng)兩片膜被夾在琉璃板和具有硅橡膠的鋁板之間時(shí)，用于緊密粘結(jié)的 壓力)(3)結(jié)果內(nèi)表面構(gòu)件被牢固地焊接在一起，以保持密封性。作為對(duì)焊接的一種粗略表征，將焊接部的強(qiáng)度基于JISZ0236進(jìn)行熱封強(qiáng)度評(píng)估。 結(jié)果全部不小于30N/15mm，所有的強(qiáng)度都足夠大。焊接時(shí)不產(chǎn)生燒焦味道，焊接面也未被燒焦。(比較例1)(1)重復(fù)實(shí)施例1，但使用層疊膜(C)代替使用層疊膜(B)，其中層疊膜(C)從外側(cè) 起順次包括聚酯(12μπ 厚)/鋁箔(7μπ 厚)/尼龍(15μπ 厚)/聚丙烯Q5 μ m厚)/含 碳黑聚丙烯(30 μ m厚，熔點(diǎn)160°C，碳黑含量為2%)，之后以與實(shí)施例1相同的方式用激光 束照射，以將膜(A)與膜(C)的內(nèi)表面焊接在一起。(2)結(jié)果內(nèi)表面?zhèn)鹊腜P能夠被焊接在一起，但是有顯著的燒焦味道。此外，焊接部被部分燒焦。(實(shí)施例2)(1)通過真空成型法用具有下面的層疊構(gòu)成的樹脂片材成型杯容器。樹脂片材(數(shù)值表示層的厚度)(外表面?zhèn)?680 μ m聚丙烯/30 μ m粘結(jié)層/90 μ m EV0H/30 μ m粘結(jié)層Λ00 μ m含鐵粉聚丙烯/470 μ m聚丙烯(內(nèi)表面?zhèn)?這里，符號(hào)EVOH表示乙烯/乙烯醇共聚物樹脂，含鐵粉聚丙烯的熔點(diǎn)為160°C，鐵 粉含量為27重量％，形成內(nèi)表面層的聚丙烯的熔點(diǎn)為160°C，波長(zhǎng)為807nm并且光透過率為 78%。所述杯具有如下的形狀口部的外徑為75mm，容量為215ml，凸緣部沿開口部形 成。蓋通過注射成型聚丙烯樹脂(熔點(diǎn)為160°C )而獲得并且其口部的外徑為75mm。成型 蓋的厚度為大約0. 8mm。另外，波長(zhǎng)為807nm并且光透過率為85%。參考圖2，所述杯被引入到鋁的接收板中，并且成型蓋被置于杯上。成型蓋由玻璃板保持，從玻璃板側(cè)照射激光束以將所述杯和成型蓋焊接在一起。硅橡膠被附著到鋁接收板。(2)激光焊接的條件如下激光振蕩器Jenoptik Co.制造半導(dǎo)體(GaAs)激光器波長(zhǎng)，807士 3nm最大輸出，140W激光照射條件輸出，50W光斑直徑，Imm照射時(shí)間，4秒(照射的線速度，118mm/sec)接收板以0. 5轉(zhuǎn)/秒的速率轉(zhuǎn)動(dòng)，照射持續(xù)兩轉(zhuǎn)的時(shí)間。緊密粘結(jié)條件lkg/cm2(當(dāng)由琉璃板保持時(shí)的壓力)(3)結(jié)果所述杯和成型蓋的內(nèi)表面?zhèn)鹊腜P被焊接在一起，以保持密封特性。作為對(duì)焊接的一種粗略表征，將焊接部的強(qiáng)度基于JISZ0236進(jìn)行熱封強(qiáng)度評(píng)估。 結(jié)果全部不小于30N/15mm，并且所有的強(qiáng)度都足夠大。(比較例2)(1)實(shí)施例2的杯和成型蓋通過普通的使用熱板的熱封被焊接在一起而不是使用 激光焊接，即使用熱板代替使用圖2中的玻璃板來按壓成型蓋。這里，為防止成型蓋被焊接 到熱板，通過將聚四氟乙烯的片材置于成型蓋和熱板之間進(jìn)行熱封。( 熱封條件溫度190°C和210°C時(shí)間3.0 秒壓力lkg/cm2(3)結(jié)果在190°C的溫度下不能實(shí)現(xiàn)焊接。在210°C的溫度下，成型蓋被焊接，而焊接部被 穿透。由于焊接成型蓋的條件范圍過窄，熱封并不實(shí)用。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的密封的包裝體并不使用之前用來通過吸收激光束而產(chǎn)生熱的碳黑和有 機(jī)顏料，而以含有鐵粉的層作為中間層。這減少了由于焊接而產(chǎn)生的臭味，并且不會(huì)伴隨有 比如析出成份和鐵粉的脫落的問題，從而提供了優(yōu)異的味道保持特性并且使所述包裝體特 別地適用于容納食品。另外，根據(jù)本發(fā)明的密封所述包裝體的方法，不需要現(xiàn)有技術(shù)中所采用的通過使 用熱板的熱封焊接中的冷卻步驟，從而提高了生產(chǎn)率。另外，即使較厚的構(gòu)件也能夠被快速 地并且有效地密封，同時(shí)保持穩(wěn)定性并具有低成本。另外，由于不限制焊接部的形狀，所以 本發(fā)明能夠應(yīng)用于各種形式的密封的包裝體。附圖標(biāo)記說明
1-基材層2-含鐵粉的熱塑性樹脂層3-允許激光束通過的熱塑性樹脂層10-杯 11-主體部 12-底部13-凸緣部 20-成型蓋21-周緣部22-中央部 30-接收板
權(quán)利要求
1.一種密封的包裝體，所述密封的包裝體包括包裝體，其由層疊材料制成；和密封構(gòu) 件，其用于密封所述包裝體；其中，所述層疊材料包括基材層、含有鐵粉的熱塑性樹脂層和允許激光束通過的熱塑性樹脂 層，所述密封構(gòu)件的至少與所述包裝體接觸的面包括允許激光束通過的熱塑性樹脂；并且所述包裝體與所述密封構(gòu)件互相接觸的面通過激光焊接被密封在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封的包裝體，其特征在于，所述鐵粉被用作氧吸收劑。
3.一種包裝體和密封構(gòu)件的密封方法，所述包裝體由層疊材料制成，所述密封構(gòu)件用 于密封所述包裝體，所述層疊材料包括基材層、含有鐵粉的熱塑性樹脂層和允許激光束通 過的熱塑性樹脂層，所述密封構(gòu)件的至少與所述包裝體接觸的面包括允許激光束通過的熱 塑性樹脂；其中，所述密封方法包括從所述密封構(gòu)件所在的一側(cè)照射激光束以加熱所述含有鐵粉的熱 塑性樹脂層，從而熔化所述允許激光束通過的熱塑性樹脂層，由此將所述包裝體與所述構(gòu) 件互相接觸的面焊接在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的密封方法，其特征在于，在照射所述激光束時(shí)，所述包裝體與 所述密封構(gòu)件互相接觸的面被允許所述激光束通過的剛性材料按壓。
全文摘要
一種密封的包裝體，該密封的包裝體包括包裝體，其由層疊材料制成；和密封構(gòu)件，其用于密封所述包裝體；其中所述層疊材料包括基材層、含有鐵粉的熱塑性樹脂層和允許激光束通過的熱塑性樹脂層，密封構(gòu)件的至少與包裝體接觸的面包括允許激光束通過的熱塑性樹脂；并且包裝體與密封構(gòu)件接觸的面通過激光焊接被密封在一起。因此，允許有效地利用已經(jīng)作為包裝容器的氧吸收劑使用的鐵粉并且允許有效地進(jìn)行激光焊接。
文檔編號(hào)B65D81/26GK102131714SQ20098013324
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2009年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者品川喜昭, 稻葉正一, 篠崎清隆, 飯?zhí)镏卫?申請(qǐng)人:東洋制罐株式會(huì)社