聚酯片材的制作方法

本发明涉及一种包含聚酯的片材。此外，本发明涉及包含这种片材的布置。本发明还涉及包含这种布置的包装。

在某些包装应用中，例如在奶制品的包装中，需要将多个量的奶制品一起盛装在一个包装中。以这种方式，产品的几个单独部分可以以单个包装销售。例如，这种包装可以包含4、6或8个这种单独部分。

特别是，优选以这种方式将单独部分合并为一个包装：该包装的各段相连，可以由消费者按照需求来分离，以从该包装取出单个部分。段也可以指杯或罐。这样做所依靠的一种特别期望的方式是提供热塑性材料的片材，通过例如热成形来向其中引入空腔。在包装过程中，这些空腔由产品填满，并且由例如粘合片材覆盖以封闭包含单独空腔的段。覆盖可以是盖子。

为使消费者能够从包装取出单独部分，包含该部分的段需要能够易于分离。为了实现这一点，段要被分离的区域可以例如是能够折断的区域；即片材可以沿着预定路径断裂为单独段的区域。这样的预定路径可以通过在片材中提供一个或多个沟槽来引入到该片材中，允许消费者沿着该沟槽断开包装。特别是，段可以通过向上弯曲来分离，这导致折断。这种沟槽也称为预切割(pre-cut)。在本发明的上下文中，段可以理解为相当于通过片材的外边缘和沟槽的一个或多个划界的该片材的区域。

为使包装以可预测的方式沿着沟槽断开，该沟槽的区域中的材料需要使它在消费者沿着该沟槽弯曲该包装时发生折断。更优选的是，折断在沿着沟槽弯曲时发生。通过扭转或撕扯来折断是不需要的，因为包装分离对于消费者而言变得困难。但是，也需要包装足够坚硬，以使得它在其自重影响下不会沿着沟槽折断。

对于这种奶制品的包装的现有技术状态通常包括使用聚苯乙烯聚合物组合物来制备包含多个段的可折断包装。这种聚苯乙烯聚合物组合物可以例如是通用无规立构聚苯乙烯和橡胶韧化的高冲击聚苯乙烯的共混物。这种聚苯乙烯共聚物组合物可以形成为具有多个段的包装，其能够按需折断；但是，这种包装是不透明的，并且不够透明。

另一需求涉及到包装的透明外观。尤其需要包装在含有产品的区域中是透明的。并且，需要包装具有有光泽的外观。

特别适用于生产这种片材的一种材料是聚酯。更具体地，这种聚酯可以是聚(对苯二甲酸乙二醇酯)，甚至更具体地是聚(对苯二甲酸乙二醇酯)均聚物或聚(对苯二甲酸乙二醇酯)共聚物，其包含至少95wt％的衍生自乙二醇和对苯二甲酸或其酯的聚合单元。

可以提供这种聚酯作为透明片材。例如，这种透明片材可以包含无定形聚酯。但是，这种透明聚酯片材不提供足够的折断能力。

所以，需要提供包含聚酯的片材，其能够沿着预定路径折断，但仍然提供这样的刚性来避免在包装重量影响下不期望的折断。

用以实现该目的的本发明的实施方案是一种包含聚酯的片材，该片材包含至少一个区域(a)，其中该区域(a)包含具有相对于该区域(a)中该片材的厚度计>50％的深度的至少一个沟槽，其中该片材在该区域(a)中具有200-1000μm的厚度。

该片材具有第一表面和第二表面。第一表面被理解为将形成包装的上侧的表面，第二表面被理解为将形成包装的下侧的表面。

优选的是，该片材包含具有该片材的厚度>50％的深度的至少一个沟槽，其中该沟槽存在于该片材的第一表面中。在某些实施方案中，该片材可以在与第一表面的沟槽相对的区域中的第二表面中包含一个或多个另外的沟槽，其中第二表面中的沟槽的位置与第一表面中的沟槽平行。第二表面中的沟槽的深度可以例如为相对于区域(a)中片材的厚度计5-25％。

聚酯优选是聚(对苯二甲酸乙二醇酯)。优选地，聚酯是无定形聚(对苯二甲酸乙二醇酯)。使用这种聚酯允许制备这样的包装，其不会在提起该包装的一侧时在其自重影响下折断，同时仍然能够在消费者沿着沟槽弯曲该包装来分离单独部分时手动折断。

优选地，沟槽的深度相对于区域(a)中片材的厚度计>60％或>70％。优选地，片材在区域(a)中具有500-1000μm的厚度，更优选700-1000μm，或者甚至700-850μm。优选地，沟槽的深度相对于区域(a)中片材的厚度计>60％，并且该片材具有700-1000μm的厚度。这种片材允许制造包含多个段的包装，该多个段每个包含一个或多个热成形的空腔来容纳所需食品。例如，每个空腔可以具有75-125ml的容积。这种空腔适于包含50-150g的所需食品。

在一个具体的实施方案中，本发明涉及一种聚酯片材，其中该聚酯是无定形聚(对苯二甲酸乙二醇酯)，该片材包含至少一个区域(a)，其中该区域(a)包含具有相对于区域(a)中该片材的厚度计>60％的深度的至少一个沟槽，其中该沟槽将该片材分成多个段，其中该片材在区域(a)中具有700-1000μm的厚度。另一具体的实施方案涉及一种聚酯片材，其中该聚酯是无定形聚(对苯二甲酸乙二醇酯)，该片材包含至少一个区域(a)，其中该区域(a)包含具有相对于区域(a)中该片材的厚度计>70％的深度的至少一个沟槽，其中该沟槽将该片材分成多个段，其中该片材在区域(a)中具有700-1000μm的厚度。在又一实施方案中，本发明涉及一种聚酯片材，其中该聚酯是无定形聚(对苯二甲酸乙二醇酯)，该片材包含至少一个区域(a)，其中该区域(a)包含具有相对于区域(a)中该片材的厚度计>70％的深度的至少一个沟槽，其中该沟槽将该片材分成多个段，其中该片材在区域(a)中具有700-850μm的厚度。

这种片材允许该片材在段中易于手工折断，而不会在该片材由热成形形成的空腔中重量的影响下发生片材折断。在执行手工折断操作时，片材将在沟槽的区域中变脆，并沿着该沟槽折断。手工折断操作来分离一个或多个段通过朝向包装的第一表面的方向折断来实现，由此第一表面中的沟槽闭合。空腔中重量的力导向为朝向包装的第二表面，并使得第一表面中的沟槽扩大。在本发明的实施方案中，折断在将第一表面的方向上的手工力在沟槽的区域中施加到包装时发生，但是不会作为重量的力施加到该沟槽上的结果而发生。

在另一实施方案中，本发明涉及一种聚酯片材，其中该聚酯是无定形聚(对苯二甲酸乙二醇酯)，该片材包含至少一个区域(a)，其中该区域(a)包含具有相对于区域(a)中该片材的厚度计>70％的深度的至少一个沟槽，其中该沟槽将该片材分成多个段，其中该片材在区域(a)中具有700-1000μm的厚度，其中该一个或多个沟槽每个具有40-55mm的长度。这种片材尤其适于制造在每个段中包含热成形空腔的包装，其中每个空腔包含50-150g的食品，这是对于单个可消耗部分而言食品的通常量，其中该段可能易于手工折断，但是其中该包装不会作为其自重的结果而折断。例如，这种包装可以为4段的布置，例如2排的2个段或1排的4个段，6段的布置，例如2排的3个段，或8段的布置，例如2排的4个段。

在一个实施方案中，本发明的目的可以进一步通过一种包含聚酯的片材来实现，该片材包含聚酯具有≥10％的结晶度的至少一个区域(a)，和聚酯具有≤5％的结晶度的至少一个区域(b)，其中区域(a)包含具有相对于区域(a)中该片材的厚度计30-50％的深度的至少一个沟槽，其中该片材在区域(a)中具有200-1000μm的厚度。

深度被理解为作为片材包含沟槽的一侧上的顶部表面与该沟槽的最深部分之间的距离来测定。

根据本发明的片材提供以可预测的方式沿着沟槽折断的能力，同时提供足够的刚性以避免在其自重影响下不期望的折断。具体地，该片材提供以可预测的方式沿着沟槽折断的能力，同时在该片材在包含至多8个单独的段，各段含有至多150g产品的包装中使用时提供足够的刚性以避免在其自重影响下折断。更具体地，该片材提供以可预测的方式沿着沟槽，例如沿着线性线折断的能力，同时在该片材在包含至多8个单独的段，各段含有至多150g产品的包装中使用时提供足够的刚性以避免在其自重影响下折断。

存在足够刚性的指标可以例如作为当片材在一端受到一定重量而在另一端被夹住时弯曲的程度或折断来测定。

沟槽可以具有相对于区域(a)中该片材的厚度计35-45％的深度。

还特别期望区域(a)中的聚酯具有≥10％和≤50％的结晶度。更具体地，区域(a)中的聚酯具有15-30％的结晶度。结晶度可以例如基于根据下式的密度来测定：

其中：

·xc是结晶度，单位为％；

·ρc是100％结晶形式的聚酯的密度；

·ρs是样品在待测定结晶度的位置处的密度；和

·ρa是充分无定形形式，即0％结晶的聚酯的密度。

对于聚(对苯二甲酸乙二醇酯)均聚物而言，ρc的值为1.455g/cm³，ρa的值为1.333g/cm³。样品的密度可以例如根据iso1183-1(2004)来测定。

区域(a)可以为一个或多个条的形式。条可以从片材的一侧延伸到该片材的另一侧，由此该片材被该条分成段。条可以为直线或弯曲的。片材可以包含经布置来以许多段提供该片材的多个条。片材可以包含多个条，其中一些彼此垂直定位，例如由此形成网格。

优选的是，沟槽定位为与条相同的方向并且居中。优选地，沟槽定位为允许将片材分成段。特别优选地，沟槽定位为允许沿着该沟槽断开片材。

根据本发明的片材可以经受热成形以在该片材中形成空腔，该空腔适于填充例如奶制品。优选地，在热成形步骤过程中形成多个空腔。片材的热成形优选在具有≤5％的结晶度的区域中进行。优选地，热成形通过一个或多个区域(b)的热成形来进行。优选地，每个段包含聚酯具有≤5％的结晶度的区域(b)。每个段可以单独地选择来经受热成形。

可以例如通过使具有≤5％的结晶度的聚酯片材经受处理以在该片材的选定区域中将结晶性选择性地增大到≥10％的结晶度来制造该片材。

片材可以先经受热成形，然后进行选择性地增大结晶度的处理。替代地，片材可以先进行选择性地增大结晶度的处理，然后经受热成形。

在聚酯是聚(对苯二甲酸乙二醇酯)的情况中，热成形优选在78℃以上的温度进行。需要这样的温度来确保作为材料软化的结果聚酯能够变形。聚(对苯二甲酸乙二醇酯)的热成形温度优选≤100℃。在这样的温度热成形防止发生结晶，尤其在区域(b)中。

选择性地增大结晶度的处理可以例如是热处理或包括暴露于激光照射的处理。优选地，它是局部热处理。例如，选择性地增大结晶度的处理可以例如是在125-240℃，优选140-200℃，更优选140-180℃，甚至更优选160-180℃的温度进行的热处理。优选的是，选择性地增大结晶度的热处理的温度在聚酯的玻璃化转变温度以上。

选择性地增大结晶度的处理可以在将沟槽引入到片材中之前进行。替代地，选择性地增大结晶度的处理可以在将沟槽引入到片材中之后进行。

在聚酯是聚(对苯二甲酸乙二醇酯)的情况中，当处理温度为125-155℃时，片材可以例如经受热处理40-100s的时长；替代地，在聚酯是聚(对苯二甲酸乙二醇酯)的情况中，当处理温度为156-175℃时，片材可以例如经受热处理25-50s的时长；替代地，在聚酯是聚(对苯二甲酸乙二醇酯)的情况中，当处理温度>175℃时，片材可以例如经受热处理15-50s的时长。

热处理可以例如通过接触加热或非接触加热来进行。例如，热处理可以使用激光照射来进行。

优选的是，通过使包含具有≤5％的结晶度的聚酯的片材经受将结晶度选择性地增大到≥10％的处理来制造该片材。

根据本发明的聚酯可以是源自至少一种基于醇的化合物和至少一种基于羧酸的化合物的可结晶聚酯。

基于羧酸的化合物可以例如是羧酸或/和其成酯衍生物，例如酯，尤其是烷基酯或羟烷基酯，或者酰基氯。优选地，基于羧酸的化合物是二羧酸或/和式hooc-r-cooh，其中r是线型基团或支化基团，和其中r是亚烷基、亚芳基、亚烯基或其组合。优选地，r包含2-30，更优选4-15个碳原子。基于羧酸的化合物的合适例子可以包括饱和脂族二羧酸，例如乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸、十二烷二羧酸、十四烷二羧酸、十六烷二羧酸、3-环丁烷二羧酸、1,3-环戊烷二羧酸、1,2-环己烷二羧酸、1,3-环己烷二羧酸、1,4-环己烷二羧酸、2,5-降冰片烷二羧酸和二聚酸；不饱和脂族二羧酸，例如富马酸、马来酸和衣康酸；和芳族二羧酸，例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、5-(碱金属)硫代间苯二甲酸、联苯甲酸、1,3-萘二羧酸、1,4-萘二羧酸、1,5-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、2,7-萘二羧酸、4,4’-联苯二羧酸、4,4’-联苯砜二羧酸、4,4’-联苯醚二羧酸、1,2-双(苯氧基)乙烷-p,p’-二羧酸、双羟萘酸和蒽二羧酸。其他二羧酸和少量的多羧酸也可以用作组成成分。

更优选的基于羧酸的化合物是选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、丁二酸、己二酸、戊二酸、乙二酸和马来酸的至少一种化合物。更优选地，基于羧酸的化合物是对苯二甲酸。

基于醇的化合物可以是羟基官能化合物。优选地，基于醇的化合物是双官能醇，例如式ho-r’-oh的亚烷基二醇、具有式ho-[r”-o]n-h的聚亚烷基二醇或其组合，其中r’是包含2-10，优选2-4个碳原子的亚烷基，线型或支化，和其中r”相同或不同地是包含1-10，优选1-5个碳原子的亚烷基。

这种基于醇的化合物的合适例子包括脂族二醇，例如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二甘醇、三甘醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、1,2-环己二醇、1,3-环己二醇、1,4-环己二醇、1,2-环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇、1,4-环己烷二甲醇、1,4-环己烷二乙醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁二醇；和芳族二醇，例如对苯二酚、4,4’-二羟基双酚、1,4-双(p-羟基乙氧基)苯、1,4-双(羟基乙氧基苯基)砜、双(p-羟基苯)甲烷、1,2-双(p-羟基苯)乙烷、双酚a、双酚c、2,5-萘二醇和通过向二醇添加环氧乙烷获得的二醇。优选地，基于醇的化合物是选自乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和1,4-环己烷二甲醇的至少一种化合物。更优选地，基于醇的化合物是乙二醇。

特别优选的是，聚酯源自乙二醇和对苯二甲酸。聚酯可以例如是聚(对苯二甲酸乙二醇酯)。

聚酯可以包含至多20.0wt％的源自共聚单体的结构部分。优选地，聚酯包含至多10.0wt％的源自共聚单体的结构部分。更优选地，聚酯包含至多5.0wt％的源自共聚单体的结构部分，例如1.0-5.0wt％。这种共聚单体可以例如是选自间苯二甲酸、1,4-环己烷二甲醇、季戊四醇、均苯四酸酐或其组合的一种或多种。优选地，该共聚单体是间苯二甲酸。例如，聚酯可以包含1.0-5.0wt％的源自间苯二甲酸的结构部分。例如，聚酯可以源自乙二酸和对苯二甲酸，并且可以包含相对于该聚酯的总重量计1.0-5.0wt％的源自间苯二甲酸的结构部分。

合适的聚酯优选具有的摩尔质量产生允许容易和稳定的挤出的熔体粘度，并且其产生产品所需水平的机械性质。摩尔质量的典型指标由聚酯的特性粘度提供。特性粘度可以例如根据astmd2857-95(2007)来测定。在制造根据本发明的片材中要使用的合适聚酯具有0.50-2.50dl/g的特性粘度。较低的特性粘度允许迅速的选择性结晶；但是如果特性粘度过低，片材可能在热成形之前的加热期间流挂。优选的是，聚酯具有0.6-1.5dl/g，更优选0.7-1.0dl/g的特性粘度。

在一个具体的实施方案中，本发明涉及一种包含聚酯的片材，该片材包含聚酯具有15-30％的结晶度的至少一个区域(a)，和聚酯具有≤5％的结晶度的至少一个区域(b)，其中该区域(a)包含具有相对于该区域(a)中该片材的厚度计30-50％的厚度的至少一个沟槽，其中该片材在该区域(a)中具有200-1000μm的厚度；和其中该聚酯是具有0.7-1.0dl/g的特性粘度的聚(对苯二甲酸乙二醇酯)。

在另一具体的实施方案中，本发明涉及一种包含聚酯的片材，该片材包含聚酯具有15-30％的结晶度的至少一个区域(a)，和聚酯具有≤5％的结晶度的至少一个区域(b)，其中该区域(a)包含具有相对于该区域(a)中该片材的厚度计30-50％的厚度的至少一个沟槽，其中该片材在该区域(a)中具有200-1000μm的厚度；其中该聚酯是具有0.7-1.0dl/g的特性粘度的聚(对苯二甲酸乙二醇酯)；和其中这些区域形成跨过该片材的网格，其允许通过沿着该沟槽折断来将该片材分成几段。

在一个优选的实施方案中，其中该片材包含多个沟槽，和其中这些沟槽交叉，该片材在每个交叉的区域中包含孔。这种孔可以例如是钻石形或菱形的孔。这种孔允许通过弯曲时折断来拆卸单个段。

在实施方案之一中，本发明还涉及一种包含本发明的片材的布置，该片材包含通过热成形形成的多个用于容纳食品的空腔。

本发明进一步涉及这种用于制造包含多个空腔的食品包装的布置的用途，该包装可以通过沿着沟槽断开来分离。本发明还涉及一种包含这种布置的包装。这种包装可以例如用来盛装奶制品例如酸奶。替代地，这种包装可以用来包装其他食品例如咖啡或茶部分。还能想到本发明的包装盛装其他种类的食品的进一步的用途。该包装还可以用来盛装片剂或丸剂形式的药，由此单独部分可以与条分离。热成形空腔的透明度使得应用可以具有另外的期望的效果，在于包装的内容物可以更易于识别。

本发明的包装的另一用途在于盛装电子元件，例如电池。在这种应用中，单个电池可以避免暴露于大气条件，这对于该电池的耐用性可以是有利的。

根据本发明的示例性片材示于图1中。在该图中：

·(1)表示聚酯片材；

·(2)表示沟槽；

·(3)表示具有≥10％的结晶度的区域(a)；

·(4)表示具有≤5％的结晶度的区域(b)；和

·(5)表示钻石形孔。

本发明在某些实施方案中涉及以下方面：

方面1：包含聚酯的片材，该片材包含聚酯具有≥10％的结晶度的至少一个区域(a)，和聚酯具有≤5％的结晶度的至少一个区域(b)，其中区域(a)包含具有相对于区域(a)中该片材的厚度计30-50％的深度的至少一个沟槽，其中该片材在区域(a)中具有200-1000μm的厚度。

方面2：根据方面1所述的片材，其中该聚酯是聚(对苯二甲酸乙二醇酯)。

方面3：根据方面1-2中任一项所述的片材，其中该沟槽定位以允许将该片材分成段。

方面4：根据方面1-3中任一项所述的片材，其中该沟槽定位以允许沿着该沟槽断开该片材。

方面5：根据方面1-4中任一项所述的片材，其中通过使包含具有≤5％的结晶度的聚酯的片材经受将结晶度选择性地增大到≥10％的处理来制造该片材。

方面6：根据方面5所述的片材，其中选择性地增大结晶度的处理是热处理或包括暴露于激光照射的处理。

方面7：根据方面5-6中任一项所述的片材，其中在选择性地增大结晶度的处理之前引入该沟槽。

方面8：根据方面5-6中任一项所述的片材，其中在选择性地增大结晶度的处理之后引入该沟槽。

方面9：根据方面5-8中任一项所述的片材，其中每个段包含聚酯具有≤5％的结晶度的区域(b)。

方面10：根据方面9所述的片材，其中在选择性地增大结晶度的处理之前使该区域(b)经受热成形。

方面11：根据方面9所述的片材，其中在选择性地增大结晶度的处理之后使该区域(b)经受热成形。

方面12：包含根据方面10-11中任一项所述的片材的布置，该片材包含通过热成形形成的多个用于容纳食品的空腔。

方面13：根据方面12所述的布置用于制造食品包装的用途，该包装可以通过沿着沟槽断开来分离。

方面14：包含根据方面12所述的布置的包装。

现在将通过以下非限定性实施例来说明本发明。

样本制备。

对于实验部件，使用具有800μm的厚度的聚酯片材。使用具有0.84dl/g的特性粘度的pet均聚物作为聚酯来制造该片材。通过在170℃干燥pet粒料5小时，并使用装备有片材铸模的挤出机在280℃挤出以获得13cm宽，800μm厚和≤1％结晶度的片材，从而由pet制造该片材。将所获片材切割为13cm×13cm的样本片材。

沟槽的引入。

在样本的折断区域中，即样本片材的中间，在该片材的整个长度上引入沟槽，该沟槽使用刀引入到预定深度，由显微镜测定。在该片材的上表面中制造沟槽。

折断的测定。

提供如上所述制备的样本片材，其具有深度为厚度的70％(实施例a)或50％(实施例b)的沟槽。将该片材每个以快速动作手工向上弯曲。实施例a的片材展现了沟槽整个长度上干脆的折断，而实施例b的片材没有折断只有弯曲。

抗负荷的测定。

提供如上所述制备的样本片材，其具有深度为片材厚度的70％的沟槽，以获得具有被该沟槽分成2段的片材。从该片材的中心冲下垂直1×1cm的方形，得到在中心孔的任一侧上具有两个沟槽段的13×13cm片材。将该片材置于夹中，其侧面之一与沟槽平行，该沟槽面朝上。将700g的负荷置于该片材没有被夹住的段上。包含负荷的该段表现出微小的弯曲但没有折断。

上述实施例表明，根据本发明的片材，如实施例1下面所示，提供刚性和折断性的所需平衡，其对于包装应用例如奶制品的单独部分的包装是期望的。