专利名称：包装物品的薄膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括固体物及其包装材料的组合，所述包装材料包括至少一种含至少有一次扭合包封及/或一次折合的薄膜，所述薄膜包括至少一层含至少一种聚酯的膜层。本发明直接涉及用于食品例如甜食诸如巧克力、糖果、原糖或焦糖、口香糖及棒棒糖等的包装材料领域，和涉及任何其它固体物品例如肥皂、分装奶酪及剂量橱用添加剂，如成包汤料。
图1及图2表示按照本发明范围进行包装后的糖果。
因此，本申请所涉及的包装材料可以是一种适于直接包住被包装固体物大部表面，要不然就实际包住全部表面的薄膜，所包装固体物一般由单一组分组成(不然即为例如由几种粒状组分构成的粉末)，例如用于糖果的情况。自然，按照本发明方法该组合可包括--固体物，--其本身首先用第一层薄膜或纸包装，它可以是被镀以金属的，--其本身用包括至少一次扭合包封及/或一次折合并包括至少一层含至少一种聚酯膜层的薄膜所包装。
按照已有技术，糖果可用由聚氯乙烯(PVC)或玻璃纸制成的薄膜进行包装。PVC一般正被替代，而且其密度大，使批量包装的糖果明显更重。玻璃纸生产过程复杂，费用高，生产它的厂家也越来越少。因此，需有能替代这两种材料的产品，特别在包装固体物如糖果的薄膜方面。
适宜于包装固体物的薄膜应当满足以下几个技术标准。
尤其，该薄膜应当适宜于包装，即它应当保持包装所规定的形状，恢复其平面薄膜原形的趋势可能性最小。这种性质使它可免除在扭合包封最狭窄部分必须使用粘结剂或胶水，即在被包装固体物与扭合包封本身之间使用粘结剂或胶水，以保持包装材料所规定的形状。
当要求对所包装固体物通过一次扭合或多扭合包装时，如对图1所表示的糖果，很难克服薄膜不保持其已达到规定形状的趋势。
对于薄膜包装固体物使之形成包括至少一次扭合及/或一次折合的包装的能力，可通过观察成型后扭合包封是否有松开趋势的方法易于检测。这种检测可用形成半圈扭合包封方法来进行，即使未包含固体物的薄膜部分相对于被包固体物包含旋转1/2圈。
包装固体物品的薄膜也应当是易于由包装该物品的机器操纵的。预计这些机器以可能最高的速率运转，例如每台机器每分钟包装50-1500块物品。
该薄膜也应当是易于切割的。之所以如此，是因为在包装物品之前，一般都必须在所述薄膜的滚筒上将薄膜切割为所述物品包装需要的面积。在包装物品之前，在机械切割之前或之后，该薄膜都应保持完全平整，且无卷起的趋势。这样的卷起趋势会中断生产线，引起生产的阻塞。
此外，视情况薄膜需有良好的光泽及/或适宜的透明性、及/或适当接触食物的稳定性及/或令人满意的感官性能。
必要时，薄膜应能恰当地适应印刷及/或喷镀金属。此外薄膜应当易于由其原材料生产。
由双轴取向的高密度聚乙烯或双轴取向的聚丙烯制成的单材薄膜不能令人满意地达到本申请设想条件的规范，尤其因为其包装性能差。此外，由吹模挤压工艺(一般称之为“起泡”方法)挤压过的这些材料，由于表面有不规则的球结节，具有不太好的光学性质，它会引起光衍射。
本发明薄膜解决了上述问题。特别是，按照本发明的薄膜可以用包含最少扭合包封及/或折合的包装材料对固体物进行包装，而不必用胶粘剂或粘合剂。尤其，不要求薄膜本身起粘合剂的作用，若薄膜是经本身的热密封来保持包装材料足够密闭，就会以某种形式出现这种情况。因此，按照本发明的薄膜仅仅通过形成至少一次扭合包封(也称为“卷曲纸”)及/或至少一次折合，就可构成一种保持物品四周密闭的包装，而在封装物品后对包装各点不强求使用冷或热密封。为形成这样的包装，就不必再在薄膜上增强，使所述薄膜加厚，如也许是金属的可折叠杆，通过所述杆上作用的非弹性折合固定被包物四周的包装材料。
在本发明上下文中所用薄膜包括至少一层含至少一种聚酯的膜层。因此它可基本上为单层或多层的薄膜。这种薄膜一般厚度在5-100微米范围，更一般在10-60微米的范围。
若其生产只要求挤压的是单一热塑性材料，即认为该薄膜基本是单层的，即使必要时，在挤压之后，对其再施加若干通常的修饰层，如喷镀金属层及/或印制层及/或带抗静电剂涂料的涂层。
如果薄膜包括至少两层不同的热塑材料层，则该薄膜在本发明上下文中都指的是多层。
优选地是，该薄膜包括与之平行的对称平面，所述对称适应于薄膜几何形状及组成两个方面。这意味着如果该薄膜是多层的，并包括至少两层不同组合物层，则该薄膜必定包括至少三层。
包括聚酯的各层的质量总和可占该薄膜质量至少20％(重量)。
该薄膜可由至少三个主层组成，一层处于该薄膜中间，其组成不同于另两层，所以它包含该薄膜的对称平面。术语“三主层”指的是这三层的质量总和构成该薄膜总质量的至少80％(重量)，而且由热塑材料所得的这三层的每一层都构成该薄膜总质量的至少10％(重量)。
按上述所给出的意义，对于包括至少三主层的薄膜的情况，该中间层可包括至少一种聚烯烃，另两层基本相同，可能包括至少一种聚酯。
按上述所给出的意义，包括至少三主层的薄膜对所有方向的撕裂(主要为线性撕裂)具有极佳的适应性，尤其在共挤压及垂直于共挤压的两个方向上。该薄膜因此也特别适应于要求在垂直于共挤压方向撕裂性能良好的应用场合。
整个本申请凡提到“基于”某种材料的膜层场合，均指该膜层包括至少60％(重量)的所述材料。
按照一种方案，该薄膜包括至少一层含至少一种聚酯的膜层和至少一层含至少一种聚烯烃的膜层。
按照本发明的薄膜，优选包括至少一层聚酯，所述薄膜基本为单层，或所述薄膜为多层并在此种情况下包括至少一层含至少一种聚烯烃的膜层。
术语聚烯烃认为是至少一种烯烃的聚合物，术语聚合物需取广义，这样它包括了匀聚物、共聚物、三元共聚物、(狭义的)共聚物(interpolymer)，或聚合物的混合物的概念。如对烯烃，可以提及的有乙烯、丙烯、丁烯、己烯、及辛烯-1。作为聚烯烃，丙烯或乙烯的聚合物是优选的，聚乙烯甚至是更为优选的。因此至少一种烯烃的聚合物可来自至少一种烯烃与至少另一种单体的聚合，它可以是一种烯烃或另一种诸如醋酸乙烯、马来酸酐或一种丙烯酸酯的单体。
按上述意义对于包括至少三主层的薄膜的情况，中间层基于乙烯的聚合物有利。这种乙烯的聚合物可以是构成它的单体单元至少80％(重量)为乙烯。
术语聚酯即是包括至少一种酯官能团作为重复单元的聚合物，该术语聚合物这里也覆盖了匀聚物、共聚物、三元共聚物、(狭义的)共聚物和聚合物的混合物的概念。
该聚酯可以来自对苯二甲酸与至少一种二元醇的缩合过程。
该聚酯可以选自无定形的和半结晶的聚酯。术语“无定形”指聚酯结晶度在15％以下，优选在10％以下。
无定形及半结晶聚酯可以通过本身已知的方法生产。因此，无定形聚酯通常是通过熔融相技术生产，结晶聚酯通常通过熔融相及固相的聚缩合相组合的方法生产。
优选地是，聚酯为无定形的。
聚酯通常采用由一种或数种二元酸(也称为二碱价的酸)与一种或数种二元醇(也称为二元醇类)的聚缩合方法制备。再复述一遍，由包括对苯二甲酸与乙二醇的聚缩合介质中获得的聚酯通常被称为是“聚乙烯对苯二甲酸酯”并常缩写为“PET”来表示。
优选聚酯是可通过对苯二甲酸与乙二醇及包括至少三个碳原子的二元醇之间的缩合(也被称为聚缩合)过程而得到的一种共聚物。这种聚酯通常称为“聚乙烯对苯二甲酸乙二醇酯”，并通常缩写为“PETG”。
这意味着聚缩合的介质中包括对苯二甲酸、乙二醇、含至少三个碳原子的二元醇，如果需要，还包括其它二元酸及/或其它二元醇。
一种特别适宜的聚酯是一种衍生于对苯二甲酸与乙二醇及环己烷二甲醇的共聚合(实际上聚缩合)的共聚物，尤其在它为无定形时。这意味着该聚缩合的介质中包括对苯二甲酸、乙二醇、环己烷二甲醇，如果需要，还包括其它二元酸及/或其它二元醇，而最终聚酯为无定形时更是特别适宜。
因此，该聚酯的二元酸组分可包括70-100(摩尔)％的对苯二甲酸和0-30(摩尔)％的另一种选自间苯二甲酸、萘二羧酸及1，4环己二羧酸或其混合物的酸。
优选地是，二元酸组分含80-100(摩尔)％的对苯二甲酸及0-20(摩尔)％的间苯二甲酸。
可用少量的，即多至10(摩尔)％的含4-40个碳原子的二元酸，对该二元酸组分进行改性，诸如用萘二羧酸的异构物或其混合物，1，4-，1，5-，2，6-及2，7-的异构物是优选的，或诸如1，4环己二羧酸的顺式或反式异构物，或1，4环己二羧酸的顺/反式异构物的混合物，或诸如磺基间苯二甲酸。
聚酯的二元醇组分可以源于包括2-10个碳原子的二元醇(即二元醇类)，及其混合物。优选地是，二元醇组分含2-99(摩尔)％的1，4环己烷二甲醇及1-98(摩尔)％的乙二醇，和优选25-40(摩尔)％的1，4环己烷二甲醇及75-60(摩尔)％的乙二醇。
该二元醇可用多至20(摩尔)％的其它二元醇类加以改性，如用二甘醇、新戊二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，8-辛二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、丙二醇或1，3-丙二醇。
该聚酯可选择其特征粘度在0.4-1.5 dL/g范围的聚酯，优选在0.6-1.2dL/g范围，所述粘度在25(C下用每100毫升的由60％重的酚及40％重的四氯乙烷所组成的溶剂含0.25克的聚合物加以确定。
按上述意义，对于包括至少三主层的薄膜，其中间层可占该薄膜质量的40-80％(重量)。
按上述意义，对于包括至少三主层的薄膜，可以提及的组合是，例如，其中中间层是以聚乙烯为基础并占该薄膜质量的40-80％(重量)，其它两层的各层都是基于聚酯的，该聚酯是由对苯二甲酸与乙二醇及含至少三个碳原子的二元醇的缩合而获得的共聚物，这两层的每层占该薄膜质量的10-30％，所述聚酯优选为无定形的，所述二元醇包括至少三个碳原子的而且可能为环己烷二甲醇。
必要时，在薄膜为多层时，该薄膜在各层之间可包括一种或多种粘结剂、界面粘结助剂。这样的粘结剂一般在各膜层之间的量为1至5微米。
也可能用至少一种构成薄膜层的至少一层的材料与一种或数种粘结剂进行混合，从而增加兼容性，并因此增加所述层对至少一层邻近层的粘结力。一般，这样的粘结剂在所选择层中占10-40％(重量)的比例。
不用说，考虑到所选择的组分，用于生产该薄膜的至少一种成分(粘结剂及/或热塑性树脂)可含至少一种辅剂或添加剂，诸如染料或颜料、抗氧化剂、抗紫外光剂、脱模剂或防粘剂，以本领域技术人员所惯用或已知的方式掺混其中。对于多层膜的情况，当该薄膜用于包装食品时，如果需要降低所述辅剂或添加剂污染最终包装食品的危险，根据情况可能优选的是，将辅剂或添加剂加至中间层中。
在通过挤压或共挤压制备它之前，在薄膜中的至少一种组分中可掺混至少一种脱模剂。如果薄膜是多层的，优选将脱模剂加至共挤压的最外层。这样的脱模剂可选自例如脂肪酰胺，如芥酸酰胺，加入至热塑性材料中的比例可为200-5000ppm，这样可得到含该脱模剂的若干薄膜层。
一般，只要不打算在其上喷镀金属或进行印刷，在该薄膜中就掺混这样的脱模剂。
在通过挤压或共挤压制备它之前，可在该薄膜至少一种组分中掺入至少一种防粘剂。
当薄膜包括几层时，优选引入防粘剂使之处在外层向外，例如在已被共挤压的两最外层，但刚好在非共挤压层的下面，即印刷层及/或喷镀金属层及/或涂敷抗静电剂涂层之下，如果要对这些层进行操作的话。
这种防粘剂的作用在于降低薄膜在滚筒上缠绕时本身粘结的趋势，以利于其解绕。这样的防粘剂一般包括无机填料颗粒，如二氧化硅，并可以无机填料/热塑性树脂母体混合物的形式掺混至至少一层膜层中。
当防粘剂包括无机填料时，防粘剂可掺到至少一层膜层中，使无机填料在所述层中的比例为100-10，000ppm。
在它用于包装物品前，有可能赋予薄膜抗静电性能。这些抗静电性能可使薄膜在生产机器上保持完全平整及均匀滑动，而不致呈现任何卷起的趋势，否则会破坏甚至阻塞整个生产过程。
根据对本领域技术人员已知的原理，可使薄膜具有这些抗静电性能，即生产前在该薄膜组合物成型部分的至少一种组分(树脂及/或粘结剂)中加入至少一种抗静电剂，或用一种抗静电剂的溶液涂敷于薄膜外层，或另外通过任何其他适宜的方法。烷基胺族的抗静电剂是本领域技术人员所已知的。
一般，具有抗静电剂的涂层相当于薄膜表面的最后处理，使之形成薄膜的外层。
因此，这种带抗静电剂的涂敷尤其在任选印刷步骤之后完成。
一般，如果薄膜已喷镀了金属，就不必采用有抗静电剂的涂层。
在需要对薄膜实施印刷及/或喷镀金属时，优选的是在所述印刷及/或镀金属之前对薄膜进行电晕处理。对按照本发明的薄膜的这种电晕处理可根据本领域技术人员已知的原理实施。不过，如果薄膜主要为单层或制成含有至少一种聚酯的最外几层，不进行电晕处理甚至都可达到满意的喷镀金属的效果。
通过平面模具(通常称之为“铸”挤压)的挤压或共挤压，或通过吹模法的挤压或共挤压(也称为“管”式(共)挤压)，都可得到本发明上下文中所用的薄膜。术语挤压适用于制备单层薄膜，而术语共挤压适用于制备包括至少两层的薄膜。
在通过平面模具进行挤压或共挤压过程中，平面薄膜是在也称为“冷辊”的冷却筒上连续进行挤压或共挤压及涂镀的。
经平面模具挤压或共挤压后，根据本领域技术人员已知的原理，可对薄膜优选进行单轴向或双轴向的拉延(分别形成单-或双取向的薄膜)。单取向拉延沿挤压或共挤压方向(“加工方向”)进行，而双取向拉延沿挤压或共挤压和垂直于挤压或共挤压的两个方向进行。采用“铸”法有可能获得冷辊表面效应的好处，获得其表面状态很引人兴趣的特别光滑的薄膜。
单或双取向尤其具有增加薄膜密度及降低薄膜对极限流动阻力的作用。
拉延或双拉延可连续或“以恢复模式”完成，即在薄膜缠绕于辊上之后，并就在挤压或共挤压之后或在进行第一次拉延后暂时储存。
对于吹模挤压或共挤压方法，薄膜是通过从环形模具吹出形成筒形泡的形式进行挤压或共挤压的。对于这种方法，拉延率可在2-50的范围，优选在10-30的范围，鼓风速率可在1-10范围，优选1.5-3的范围，空气间隙可在0.5-5毫米范围，优选在0.8-1.6毫米的范围。可改变拉延速度以影响薄膜的厚度。一般，拉延速度可在10-150米/分钟的范围，优选在30-60米/分钟的范围。
当需要进行对薄膜非常敏感的双拉延时，挤压或共挤压可通过“双泡”的方法进行，所述方法的两“泡”也是一个泡一个泡地产生，一般是连续的。
实施例1现描述聚酯/聚烯烃/聚酯型三层膜的生产与使用的实施例。在此实施例中，起始材料以下表所给出意义的缩写表示。该薄膜的三层描述于下表中
该薄膜用管式共挤压法于下述条件下制备PETG/AB混合物螺纹温度 220℃MDPE/HDPE混合物螺旋挤压温度 180℃
模具温度190℃模具头温度 200℃拉延率 20鼓风速率2空气间隙1.2毫米拉延速度40米/分钟所得薄膜宽800毫米，总厚28微米，密度约1.1。
将薄膜切为60毫米×90毫米的矩形，手工包装一粒糖果，相对于另一手中握住的糖果用手旋转薄膜1/2圈，构成扭合。未见这样的扭合有明显的松开趋势。
实施例2(对照例)将一双取向的聚丙烯薄膜切割为60毫米×90毫米的矩形，按实施例1的方法包装糖果。观察到该扭合有明显松开趋势。
权利要求
1.一种包括固体物及其包装材料的组合，所述包装材料包括含至少一次扭合包封及/或一次折合的至少一种薄膜，所述薄膜包括至少一层含至少一种聚脂的膜层。
2.按照权利要求1的组合，其特征在于该包装材料适合直接包住被包装固体物的大部分表面。
3.按照前述权利要求任一项的组合，其特征在于该固体物为食品，更具体地说为糖果。
4.按照前述权利要求任一项的组合，其特征在于该包装材料不用任何粘结剂或粘合剂，也不用任何热或冷密封，不用如加厚增强所述薄膜的方法进行固定。
5.按照前述权利要求任一项的组合，其特征在于该薄膜包括至少一层含至少一种聚脂的膜层，该聚脂可通过对苯二甲酸与乙二醇及含至少三个碳原子的二元醇的缩合获得，所述薄膜基本为单层或多层，并包括至少一层含至少一种聚烯烃的膜层。
6.按照前述权利要求任一项的组合，其特征在于该聚酯是无定形的。
7.按照前述权利要求任一项的组合，其特征在于该薄膜包括与其平行的对称平面，所述对称适用于所述薄膜的几何形状及组成。
8.按照前述权利要求任一项的组合，其特征在于包含聚酯的膜层的质量总和占该薄膜质量的至少20％(重量)。
9.按照前述权利要求任一项的组合，其特征在于该薄膜包括至少三层，其两层包含至少一种聚酯，其另一层含至少一种聚烯烃，它处在中间。
10.按照前述权利要求任一项的组合，其特征在于这三层的质量总和构成该薄膜总质量的至少80％(重量)，所述三层的各层构成该薄膜总质量的至少10％(重量)。
11.按照权利要求9和10任一项的组合，其特征在于该中间层包含至少60％的乙烯聚合物。
12.按照权利要求9至11任一项的组合，其特征在于该中间层占该薄膜质量的40-80％(重量)。
13.按照权利要求5至12任一项的组合，其特征在于该二元醇为环己烷二甲醇。
14.按照前述权利要求的组合，其特征在于该聚酯的二元酸组分包括70-100(摩尔)％的对苯二甲酸和0-30(摩尔)％的选自间苯二甲酸、萘二羧酸、1，4-环己烷二羧酸或其混合物的另一种酸，该聚酯的二元醇组分包括2-99(摩尔)％的1，4-环己烷二甲醇及1-98(摩尔)％的乙二醇。
15.按照前述权利要求的组合，其特征在于该聚酯的二元酸组分包括80-100(摩尔)％的对苯二甲酸和0-20(摩尔)％的间苯二甲酸，该聚酯的二元醇组分包括25-40(摩尔)％的1，4-环己烷二甲醇及75-60(摩尔)％的乙二醇。
16.按照前述权利要求任一项的组合，其特征在于该薄膜包括至少一种防粘剂及/或至少一种抗静电剂及/或一种脱模剂。
17.按照前述权利要求任一项的组合，其特征在于该薄膜经印刷及/或喷镀金属。
18.按照前述权利要求任一项的组合，其特征在于该薄膜厚度为10-60微米。
19.一种包括至少一层含至少一种聚酯的薄膜，可通过对苯二甲酸与乙二醇和含至少三个碳原子的二元醇的缩合获得，所述薄膜基本为单层或多层，并包括至少一层聚烯烃的膜层。
20.按照前述权利要求的薄膜，其特征在于该聚酯为无定形的。
21.按照前述权利要求19或20的薄膜，其特征在于它包括与其平行的对称平面，所述对称适用于所述薄膜的几何形状及组成。
22.按照前述权利要求19至21任一项的薄膜，其特征在于包括聚酯的膜层的质量总和占该薄膜质量的至少20％(重量)。
23.按照前述权利要求19至22任一项的薄膜，其特征在于它包括至少三层，其中至少两层至少包括聚酯，其另一层含至少一种聚烯烃，它处在中间。
24.按照前述权利要求的薄膜，其特征在于该三层的质量总和构成该薄膜总质量的至少80％，所述三层的各层构成该薄膜总质量的至少10％(重量)。
25.按照前述权利要求23或24任一项的薄膜，其特征在于该中间层包括至少60％(重量)的乙烯聚合物。
26.按照权利要求23至25任一项的薄膜，其特征在于该中间层占该薄膜质量的40-80％(重量)。
27.按照权利要求19至26任一项的薄膜，其特征在于该二元醇为环己烷二甲醇。
28.按照前述权利要求的薄膜，其特征在于该聚酯的二元酸组分包括70-100(摩尔)％的对苯二甲酸和0-30(摩尔)％的选自间苯二甲酸、萘二羧酸或1，4-环己烷二羧酸或其混合物的另一种酸，该聚酯的二元醇组分包括2-99(摩尔)％的1，4-环己烷二甲醇及1-98(摩尔)％的乙二醇。
29.按照前述权利要求的薄膜，其特征在于该聚酯的二元酸组分包括80-100(摩尔)％的对苯二甲酸和0-20(摩尔)％的间苯二甲酸，该聚酯的二元醇组分包括25-40(摩尔)％的1，4-环己烷二甲醇及75-60(摩尔)％的乙二醇。
30.按照权利要求19至29的薄膜，其特征在于它包括至少一种防粘剂及/或至少一种抗静电剂及/或至少一种脱模剂。
31.按照权利要求19至30的薄膜，其特征在于该薄膜经印刷及/或喷镀金属。
32.按照权利要求19至31的任一项的薄膜，其特征在于它具有10-60微米的厚度。
33.一种生产按照权利要求19至32的任一项的薄膜的方法，其特征在于它包括对构成薄膜各层的各种热塑性组合物进行挤压或吹模共挤压的步骤。
34.按照前述权利要求的方法，其特征在于吹模挤压或共挤压步骤的操作参数如下拉延率2-50鼓风速率 1-10空气间隙 0.5-5毫米拉延速度 10-150米/分钟
35.按照前述权利要求的方法，其特征在于吹模挤压或共挤压步骤的操作参数如下拉延率 10-30鼓风速率1.5-3空气间隙0.8-1.6毫米拉延速度30-60米/分钟
36.按照权利要求33至35任一项的方法，其特征在于在吹模挤压或共挤压步骤之后至少进行一步拉延或双拉延的步骤。
37.按照权利要求33至35任一项的方法，其特征在于该薄膜至少经历一步静电处理及/或喷镀金属及/或印刷步骤。
全文摘要
本发明涉及一种包括固体物例如糖果及其包装材料的组合,所述包装材料由包括至少一次扭合及/或折合的薄膜组成,所述薄膜包括至少一层含至少一种聚酯的膜层。该薄膜可为单层或多层并具有良好的包装性能。
文档编号B65D85/60GK1295516SQ9980447
公开日2001年5月16日 申请日期1999年1月18日 优先权日1998年1月29日
发明者D·梅尔红 申请人:索普拉里尔股份有限公司