专利名称：用于吸烟制品和其他物品的具有高阻挡性能的包装盒的制作方法
技术领域：
本发明涉及特别用于如香烟之类的吸烟制品和其他物品的具有高阻挡性能的热密封包装盒，而且涉及一种具有高阻挡性能的、可进行热密封的包装材料。
如香烟之类的普通吸烟制品具有大致呈圆杆形状的结构且包含一定量的如切碎的烟草之类的吸烟材料(例如切碎的填充料)，吸烟材料用纸包裹起来，由此形成所谓的“烟草杆”。人们希望生产具有与烟草杆成一直线衔接的圆柱形过滤嘴的香烟，一般来说，过滤嘴由如乙酸纤维之类的纤维材料及过滤芯包裹纸制成，且用裹绕材料把它与烟草杆裹绕连接，这种具有过滤嘴的香烟称作“过滤嘴香烟”。
过滤嘴香烟通常以包出售，每包一般包含20支香烟，单包香烟一般为长方体(长方形六面体)，一种常见的单包香烟，其包装采用所谓“硬包装”、“抗压盒”即铰接盖包装，另一种常见的单包香烟，其包装采用所谓“软包装”。这两种单包香烟往往包装在基本上也是长方体形状的条盒(纸板条盒)内，形成条装香烟一般10包为一条。
前述类型的常见的香烟包装设计时考虑到要能保持香烟的新鲜度和含水量且能尽量保护香烟免受可降低香烟的新鲜度和质量的不利环境条件的影响，这种常见的单包(包装)盒一般包括三层包装(1)一层叠在纸基上的金属箔或涂过金属的纸组成的内金属箔衬包装层，它包住香烟且在香烟的端部叠合起来，但不密封;(2)一“软”或“硬”的纸或纸板盒包装层，它通常印有商标牌号等信息;(3)一可热密封聚合物薄膜的透明外包装，它是热密封的。
在香烟上有一条通常称作“撕条”的聚合物材料，目的是以便于打开聚合物外包装薄膜，撕条靠近且平行于包装盒的顶边，撕条的一端通常略突出单包盒，作为供手拉的小突出部(突舌)，要打开单包香烟时，吸烟者只要拉小突出部以打开聚合物外包装就可以。具体说来，就是拉撕条的小突出部以沿撕条的两边撕开聚合物包装，除去盖在盒顶部的聚合物外包装。然后，打开单包盒的顶部，对于软包装而言，即撕开金属箔内衬，或者，对于铰接盖包装硬包装而言，即翻开硬包装的铰接盖且撕去一部分金属箔内衬，露出装在内部的香烟端部。随后吸烟者用其手指捏住香烟的端部(通常是过滤嘴端)将它从单包盒中取出。
一般来说，聚合物外包装材料包括定向聚丙烯(OPP)，它可以是(a)热密封改性定向聚丙烯，(b)除丙烯酸热密封层的聚丙烯，或(c)共挤出的ABA型OPP薄膜，其中层A是可热熔密封的聚丙烯/聚乙烯共聚物，层B是聚丙烯的定向均聚物。选择热密封层的成分，以使外包装的热密封特性达到最佳，即最低的、可实用的热密封温度和最短的、可实用的加压(停止)时间。然而同时，外包装的热密封层通常应具有必需的滑动或抗粘特性，以便在制造过程和分售单包香烟(例如从自动售烟机中分售出去)时使具有外包装的单包香烟容易彼此相对滑动。因此，热密封层成分的选择主要是最佳的热密封性能和最佳的滑动性能之间的折衷选择。
在通常的贮藏条件和贮存期限内，上述常见的单包盒能够在一较短的时间期限内维持香烟的新鲜度和含水量，使处于可接受的程度内。然而，如果单包香烟的贮存期限超过通常的贮存期限，或者如果单包香烟放在很热和/或很干燥的气候条件中，则通常的单包盒就不能维持香烟的新鲜度和含水量。具体说来，由于纸底的金属箔内衬仅沿其纵向接缝上叠合及在单包香烟的顶部和底部叠合而并没有密封，因此通常的单包香烟的金属箔内衬主要是装饰性的，金属箔内衬对于所包的香烟和周围的大气之间的氧气和水分只提供很少或根本没有任何阻挡作用。虽然通常的热密封后的OPP外包装的阻挡效果大大高于通常的金属箔内衬，但通常的外包装超过几星期后水分和香味就会跑掉，使顾客能够察觉产品的新鲜程度有所改变或降低。如果碰到超过贮存期限或贮存在不利的温度和干燥的条件下，就会导致烟草走味，水分流失和烟草香味跑掉，包括如薄荷脑之类的香味添加剂的跑掉。
包装每包具有20支香烟的单包香烟的(纸板)条盒(一般10包为一条)是用粘结剂松弛地粘在一起的叠合的纸板盒，它基本上没有阻挡作用。用于国内消费的条状香烟，条盒纸板上一般没有外包装，然而用于出口的条装香烟是用热密封的OPP外包装包装的，这是因为出口产品从生产到消费之间的贮存期一般比内销产品的贮存期要长。
人们提出了用于改进单包香烟的阻挡作用的种种外包装和内衬。例如，Molins等的美国专利第3，948，389号揭示了一种用于单包香烟的不透气内衬，其中不透气管密封成带有扁平的边且将折成三角形的端部折叠在包上，由于形成的不是通常的端部折边结构，该单包盒不能用现有的单包香烟生产设备进行密封。
Focke等的美国专利第4，375，260号揭示了一种层叠的金属箔内衬，如同前述的Molins等的专利一样，它具有不是通常的端边折边结构，因此不能用通常的香烟包装设备制造。另外，Focke等揭示的内衬上具有便于打开的小的穿孔，它可能导致不透气金属层的裂开，由此降低内衬的阻挡性能。
Langley等的美国专利第4，807，745号转让给了本发明的受让人，它揭示了一种香烟用的具有阻挡性能的热密封包装，该包装材料包括由金属箔层制成的相当厚的复合层，因为在金属箔层的相对两面上各自粘上了一层双轴定向的聚丙烯均聚物，并且在其上加上了可热密封的热塑性聚合物的外表层和内表层。该专利揭示说，这种复合层可用作软包装或硬包装的外包装，或者用作软包装或硬包装的密封内衬。虽然由Langley等揭示的外包装用复合层的厚度在约1.5至约2.5密耳之间，但它基本上可与通常的香烟包装设备相适应且有与通常单包香烟有不相上下的外观。
人们希望提供一种用于单包香烟和出口条装香烟的、厚度等于或小于通常OPP外包装的、可热密封且具有高阻挡性能的单包香烟的外包装或条装香烟的外包装。这种外包装将维持装在单包盒或条装盒内的香烟的新鲜度和含水量，从而在从香烟生产到消费之间的正常贮存期限内使可能被顾客感觉察到的变化达到最小程度。另外，这种外包装将能够延长香烟的通常贮存期限，或者，在最不利的贮存条件下，保持贮存期限等于或大于通常贮存限期。而且，这种单包盒或条盒也能适于用现有的香烟生产和包装设备进行生产，使现有设备不需要进行大的改动，就可以维持生产率至少与目前的单包香烟和条装香烟的生产率相同。另外，人们希望提供一种具有高阻挡性能的单包香烟，其外观与通常的单包香烟至少不相上下，而且也可以象通常的单包香烟一样打开。人们也希望提供一种具有高阻挡性能的单包香烟，其滑动性能可以等于或优于通常的单包香烟。
本发明提供一种用于如香烟、雪茄烟、小雪茄烟之类的吸烟制品的、具有高阻挡性能的热密封包装盒和一种可热密封的具有高阻挡性能的包装材料。在所示的诸实施例中，外包装包裹在单包香烟或条装香烟的外面，该外包装为长方体形状且具互相交叠的纵向边接缝和互相交叠的顶部和底部折叠的折边，而且该外包装热密封的位置基本上与通常单包香烟的外包装或出口条装香烟的外包装相同。或者，互相交叠的接缝可以设置在单包盒的顶部和底部，而折叠的折边可以设置并热密封在单包盒的边上(两边)。本发明的外包装也适于包装长方体以外的其他形状的单包香烟或条装香烟，例如圆柱形或多面体形状。
虽然这里所揭示的具有阻挡性能的包装材料特别适用于包装吸烟制品，但它也适用于包装其他制品或产品，尤其是那些以长方体盒子包装的东西。本发明可适于包装的其他物品的例子有嘴嚼烟草和烟斗烟草，这烟草的新鲜度和含水量也是希望能被保持的。
本发明的具有阻挡性能的包装材料包括由聚合物薄膜制成的基层，它最好是双轴定向的热定形聚对苯二甲酸乙酯(PET)薄膜，其厚度为约0.25密耳至约1.25密耳，并且用通常的真空涂覆(淀积)技术涂上一层金属，该金属最好是铝，厚度最好是光学密度约为1.5至30。聚酯薄膜层可以具有有光泽的表层或无光泽的表层，涂上铝以后，有光泽的表层薄膜形成光亮、有光泽且高反射的表面，而无光泽的表层则形成柔和的、无光泽的、低反射的表面。涂上金属以后，PET薄膜卷绕在滚筒上，准备供印刷之用。
基层也可以是厚度为约0.75密耳至约1.25密耳的定向聚丙烯单层或共挤出薄膜，或者是厚度为约0.50密耳至约1.0密耳的定向尼龙薄膜。这些材料都具有相当高的抗拉强度和撕裂强度，当在PET薄膜上真空淀积上铝且达到上述厚度时，其阻挡性能远远优于通常的单包香烟的外包装。
然后，直接在涂过金属的基层的涂覆表面或非涂覆表面上印刷重复的图案和/或其他内容，如牌号商标等资料，最好对涂过金属的表面加以保护，以便防止金属涂层的磨损。视所用的油墨成分的不同，可能需要用如聚乙烯胺(PEI)之类的助粘材料在基层的表面上涂上打底的一层底层，最好用常用的印刷技术，如轮转凹版或苯胺印刷工艺加上透明的、填充有金属的和/或不透明的油墨，用透明的印刷油墨尤其好，因为它允许涂过金属的表面的反射性能透过印刷油墨，由此使图案和包装材料都可以显示出来而更引人注目。使用聚酯树脂类(系统)的油墨主要是利用它们的粘结和良好的物理性能，然而硝化纤维或酰胺类油墨也可以使用。
印刷以后或在与图案等印刷的同时，在涂过金属的薄膜的印刷和/或未印刷的表面上加上热密封层。在最佳实施例中，透明的热密封以预定的重复图形加在涂过金属的PET薄膜的两个表面上，即印刷过的一面和相对的未印刷过的一面，密封层加在外包装的靠近边缘外且分别沿着外包装的相应于顶部和底部叠合折边的一横向条和纵向叠合接缝处。在本发明的某些实施例中，热密封层可以加在涂过金属的聚合物薄膜的一面或两面的整个表面上。
热密封层最好是透明的(但也可以是半透明或不透明的)热塑性材料，该材料最好具有最佳的热粘结性能和范围为约195°F至约275°F的最小密封温度。适合用作热密封层的热塑性材料包括由1，2-亚乙基二醇和对苯二酸制成的缩聚物(PET);乙烯和4.5%至2.8%的乙烯基乙酸酯的共聚物(EVA);由乙烯基乙酸酯和种种乙烯单体、丙烯酸酯、氯乙烯、亚乙烯基二氯、马来酸二丁酯和其他马来酸二烃酯以及其他可买得到的共聚用单体的自由基附加反应形成的乙烯基涂层;由羧酸单体的聚合得到的聚合物和与钠、钾或锌反应的乙烯(离聚物);或在高沸腾的脂族烃中的改性聚丙烯的分散体。所用热密封聚合物的重量为每3000平方英尺的基层上重1.0至6.0磅(假定加于基层的一个整个表面)，且当根据常用的密封强度测试方法在英斯特朗(Instion)张力试验仪上拉伸时提供热密封宽度。
最好的热密封层是每3000平方英尺上重量为1.0至3.0磅(假定加于基层的一个整个表面上)的热塑性聚酯，它在密封温度为约210°F至约375°F的范围内其密封强度为每英寸密封宽度上约3.0磅。以套准的图案的方式而不是以完全覆盖外包装薄膜的两个面上的表皮层的方式设置热密封层的一个突出优点是本发明的外包装的滑动性能不会受热密封层的不利影响，而是取决于外包装薄膜的印刷过的表面的滑动性能。在印刷和设置的热密封层或图案以后，涂过金属的PET薄膜切成一定的宽度，然后卷绕在滚筒上，至此就可以在对单包香烟或条装香烟进行外包装的机器上使用。
由加有套准的热密封层图案的、印刷好的、涂过金属的PET薄膜组成的外包装材料可以用通常的香烟包装装置进行包装，以将香烟包装成带有常用撕条的“软包装”或“硬包装”。每一印刷好的外包装从滚筒上切割下来，裹绕在带有撕条的软单包盒或硬单包盒上，并且沿横向热密封条和纵向接缝进行热密封，然后顶部和底部折边叠合起来且进行热密封，以形成不透明的、具有高阻挡性能的单包香烟，它的贮存期限大大超过具有透明的聚丙烯外包装的通常单包香烟的贮存期限。
由具有套准的热密封层的印刷好的、涂过金属的PET薄膜组成的本发明的外包装材料也可用于通常的(纸板)条装香烟包装装置以对通常的装有单包香烟的纸板条装烟盒进行外包装。这种条装香烟外包装对生产出口香烟尤其有利，它比通常用在出口产品上的OPP条装香烟外包装好得多，如果条装香烟用本发明的涂过金属的PET薄膜作外包装，不需要对条装香烟中的每包单包香烟都用这样的涂过金属的PET薄膜进行包装，就可以达到本发明提供的延长贮存期限的效果。
从尽可能减少杂乱感的角度出发，将本发明的外包装或其部分与下面的纸(软包装)或纸板(硬包装)单包香烟封接在一起可能是有益的，因为这样外包装就不会轻易从下面的单包盒上脱落下来。如果外包装不与下面的单包盒进行热密封而是可以从单包盒上脱落下来，则最好在下面的纸或纸板单包盒上印有与外包装同样的图案和资料，这样，即使外包装脱落下来并被扔掉，单包盒上仍有着香烟牌号。
本发明的一个较大的优点是聚酯薄膜外包装的撕裂强度和抗戳破性能高于通常的OPP薄膜外包装。另外，在PET薄膜外包装上涂的金属层使单包盒带有一种金属光泽，这大大增强了外观和所包装的产品具有高质量的感觉。
根据本发明的另一实施例，加有预定图形的热密封层的涂过金属的PET薄膜用作内衬，以代替通常的单包香烟中用作内衬的金属箔/纸复合层。在该实施例中，在涂过金属的层上不是像上面那样进行印刷而是在对应于内衬的暴露的顶部叠合折边的涂金属的PET薄膜的侧边上进行印刷，例如用透明的油墨或其他印刷标记印刷。根据这一实施例，外层和外包装可以是通常的外层和外包装，即印刷过的纸外层和具有撕条的透明的OPP热密封外包装。
根据本发明的另一特点，散发香味的香料或其他物质可以加进或加在涂过金属的PET薄膜外包装内的单包盒的一个部分中或加入香烟、香烟过滤嘴或烟草之中。在这里所说的香料是任何具有香味、芳香、香气之类的物质。外包装的高阻挡特性使外包装能很好地将香味保留在外包装内，而当撕去撕条以拆开外包装时散发出香味，香料加入单包盒中的方法有好几种，例如，通过在烟草中加入如薄荷油或种种烟草提取物之类的香料以增强烟草本身的自然香味;在生产烟香时，将香料作为单独的部分或作为涂层或部分涂层加入包括香烟包装纸和香烟过滤嘴的香烟中;同样，在生产包装纸或最好在包装工序时，可以将香料作为单独的部分或作加在包装基底上的涂层或部分涂层加入内部的金属箔内包装层或外部的外烟标层中。无论用什么方法将香料加入外包装内，由于采用了具有高阻挡性能外包装，所以香料能很好地保留在单包盒内，直到撕去撕条拆开外包装为止。拆开后，外包装内的香味散发出来，使在打开的单包盒附近的人可以闻到一种十分舒适的香气。
参见下面对本发明的详细描述、所附的权利要求和附图中所示的几幅视图，可以更清楚地理解本发明的特性，同时本发明的前述的和其他优点和特征也将更为明显。
图1是本发明的具有阻挡性能外包装材料的局部剖视图;
图2是具有阻挡性能外包装材料带的一侧面的局部平面图，它示出了在所述一侧面上套准的热密封层的一种选用的图形;
图3是图2中的具有阻挡性能的外包装材料带的另一侧面的平面图，它示出了在所述另一侧面上选用的热密封层图形;
图4是本发明的具有高阻挡性能的单包香烟包装的第一实施例的、局部剖视的立体图;
图5是本发明的具有高阻挡性能的单包香烟包装的第二实施例的、局部剖视的立体图;
图6是本发明的具有高阻挡性能的纸板条装香烟包装的、局部剖视的立体图。
现参见附图。图1示出了用标号10表示的、用于形成本发明的香烟的包装的具有阻挡性能的材料的局部横截面。外包装10包括聚酯薄膜基底层12，它最好是双轴定向的、热稳定的聚对苯二甲酸乙酯(PET)单层或多层薄膜，其厚度为约0.25密耳至约1.25密耳，最好是0.48或0.60密耳。如现有技术中所使用的一样，聚酯薄膜层12可以具有一有光泽的或无光泽的表层。
金属层14设置在层12的一表面上，它是通过采用常用的真空涂覆(淀积)工艺而涂在层12上的，其光学密度最好是约1.5至约3.0。真空涂覆(淀积)技术能够涂(金属化)多种金属，如锌、镍、银、铜、金、锢、锡、不锈钢、铬、钛或铝等，对于本发明来说，最好是铝涂层。
适于用于本发明的PET薄膜可从多处买到，如Delaware 19897、Wilmington、Film Drive的ICI Americas Inc.，South Carolina 29652、Greer的American Hoechst Corporation，Wisconsin 54903、Oshkosh的BCF-Bemis Converter Films，Delaware 19898、Wilmington、1007 Market Street的E.I.DuPont de Nemours & Company和Florida 34616、Clearaater、611 S.Myrtle Avenue的Sumitomo Corporation of America。本发明所采用的薄膜真空喷涂(金属化)有多家公司可做，如Tennessee 37814、Morristown的Camvac Intl.，Inc.，New Jersey 07470、Wayne、20 Edison Drive的Vacumet Corporation。视喷涂(金属化)前聚酯薄膜基底层是具有有光泽的表层还是无光泽的表层，薄膜可以喷涂成具有有光泽、高反射的表面，或喷涂成具有无光泽低反射的表面。两种类型表面的薄膜都可用于本发明的香烟包装。
涂过金属的PET薄膜可在其任一表面上印有印刷层16，印刷层16可以包括用常用的轮转凹版或苯胺印刷技术印在薄膜上的透明或不透明油墨，适用的油墨包括New Jersey 07036、Linden、1031 S.Park Avenue的Converters Ink Company出品的牌号为Versaflex、Tem-Pro-Flex和Polestrin的油墨。当涂铝的PET薄膜用作本发明香烟包装中的外包装时，最好留出某些经选择的薄膜区域不要印刷，使那些区域保留通常出现在许多单包香烟上的铝箔状外观，这些区域可以是外包装的顶部和底部叠合折边。这样，本发明的单包香烟就具有类似于通常的单包香烟的外表。
层18和19是由具有最低密封温度(195°F至275°F)的热塑性聚合物制成的熔融热密封层，“熔融热密封层”是一种当施加的温度超过最低密封温度且在一定的压力下保持一段时间时，自身形成熔融热密封的层，这对于该领域内的普通技术人员来说是熟知的。层18和19的涂覆重量为每3000平方英尺约1.0至约6.0磅，最好在每3000平方英尺约1.0和3.0磅之间，而且层18和19可以由本技术领域中的普通技术人员所熟知的任何熔融热密封材料组成，如乙基乙烯乙酸酯共聚物、乙烯、离聚物或改性聚丙烯，然而最好是聚酯层18和19以一种预定的图形且与印刷层16套准地加在具有的阻挡性能的薄膜的一侧或两侧上。
图2和3示出图1中印刷过、涂过金属的PET薄膜10的带材20的一部分的相对的两个侧面，图2示出的是带材20的顶面22或向外的、印刷过的一侧，图3示出的是底面23，它是直接相对于图2中所示带材涂有PET薄膜的一侧。图2和3中的带材以与通常将OPP外包装薄膜供给香烟包装装置的同样的方法，从一卷宽度为W的卷筒上供给香烟包装装置。
现参见图2，在带材20的涂过铝的顶面22上面可在其整个表面或仅在部分表面上用例如黄色透明油墨印刷。用黄色透明油墨印刷过之后，根据基下面的PET薄膜是有光泽的表层，还是无光泽的表层，印刷后的表面22呈现或者是有光泽的金黄色彩，或者是无光泽的金黄色彩。其他颜色的透明印刷油墨也可以用来印刷在涂过铝的表面22上，以在具有阻挡性能的材料上产生种种有光泽或无光泽的表层。例如，在表面22上四个区域24、26、28、30相应于长方形六面体包装盒的两侧面和前、后壁，它们可以用透明或不透明的油墨印刷上适当的设计图案32、内容34或其他信息。如图3所示的带材20的底面23是具有阻挡性能的外包装的内表面，它最好不要印刷。
当层16印刷在涂过铝的层14的表面上以后，用通常的印刷工艺，如轮转凹版滚筒，以预定的图形且与印刷层16套准地加上熔融热密封层18、19。为了密封外包装的纵向侧缝，熔融热密封层36、38分别加置在带材20的顶面22和底面23上。当在带材20上割下一适当长度L以形成单包香烟的外包装时，条36、38互相叠合在一起，用于进行热密封。同样，在表面22上的热密封层18的边缘图形40、42和在表面23上的热密封层19的边缘图形44、46被最佳地安排以热密封外包装的顶部和底部叠合折边，在外包装的顶面或外表面22热密封边缘图形40、42之间的区域最好不涂覆热密边缘图形40、42之间的区域最好不涂覆热密封层，以便保留外包装的印刷过的、涂过金属的层的滑动特性。虽然图中外包装的底面内表面23上有具有预定图形的热密封层，但由于该表面的滑动特性不是非常重要的，因此外包装带材20的整个底面或内表面23上都可以加上热密封层。
参见图4。图中，本发明的单包香烟的第一实施例用标号50表示。单包香烟50是“软包装”，它具有一般装有20支香烟64的软盒52，20支香烟64以7-6-7形式排列，软盒52一般包括内层54和印有烟标外层56。内层54最好是金属箔/纸复合层，如铝箔与28磅粘胶纸紧密粘合的复合层;印有烟标的外层56最好是一种如涂有粘土质粘结剂的44磅石印纸之类的纸质材料，而且包括印制的标记(如图案、图形、商标牌号等)，该标记设置在单包盒的壁表面上且与外包装材料上印制的标记相对应。图4所示的单包香烟50具有前壁58、顶壁60和侧壁62，图4中未画出与前壁58相对的后壁，与顶壁60相对的底壁和与侧壁62相对侧壁。美国专利第3，695，422号中揭示了香烟的软盒的一个例子，这里接引该专利作为参考。
内复合层54折叠成长方体形式，香烟64以这样的方式装入即复合层的纸质的侧面是在软盒的内侧，它碰到香烟64。而将印有烟标的外层56加以折叠，以便盖住内(包装)层的前壁、后壁、底壁和两侧壁，但留下内包装层54的折叠顶壁66不给外烟标层56盖住。一般来说，在烟标外层56的底部和纵向侧缝(图中未画出)处涂上粘结剂，使包装纸能定位。在内包装层54、烟标外层56或香烟64中可以如上所述加入香料。
软盒52具有从图2和3中所示的带材20上割下的具有高阻挡性能的外包装68。外包装68包住软盒52的前壁、后壁和侧壁，且沿纵向侧缝70进行热密封，在侧缝70处可熔融热密封条36、38(如图2和3所示)互相叠合，外包装的顶部和底部折边折叠时所用的方法与通常OPP外包装中所用的方法相同且沿着顶部折边或接缝71和盒底部的相应折边/接缝(图中未画出)热密封在一起。
用于撕去外包装的撕条72设置在单包软盒的印有烟标的外层56和外包装68之间，环绕软盒52一周，撕条72的自由端74从外包装68的热密封的纵向接缝70处突出，用作供手拉用的小突出部(突舌)，让吸烟者可以拉住撕去外包装68的热密封顶部。如果如上所述在单包香烟的任一内部部分加入过香料，则香味将从打开的单包香烟中散发出来，增强产品对使用者的诱惑力。
可以看到，为了形成基本上不透气的高阻挡密封，顶部和底部叠合折边或接缝和纵向侧缝，在热密封层18和19之间，热密封层18的一部分和另一部分之间以及在热密封层19的一部分和另一部分之间都有热密封。用于将外包装68的热密封层18、19密封在一起的方法与美国专利第4，807，745号中描述的方法基本上相同，该专利援引在此以供参考。
热密封最好用常用的方法将热施加在单包盒顶部和底部的叠合的外包装上。由于涂金属的PET外包装与常用的OPP外包装(厚度为80)相比较，厚度较薄(厚度为48至60)，以及由于涂过金属的PET的金属层14(图1)使外包装具有较高的导热性和聚酯薄膜又具有较高的熔化和热变形温度，使热密封温度密封压力和加压时间的选择具有较大的灵活性，从而可以在高的包装速度(每分钟超过400包单包香烟)下生产出高质量的单包香烟。
本发明的单包香烟50的外包装68设计成可以使用通常的软包装外包装装置进行外包装，这种装置如New Jersey、Clifton的Scandia Packing Machinery的No.716型或意大利Bologna的由G.D.Societaper Azioni制造的4350型包装机。该装置能够为软盒52包装上热密封外包装68和撕条72，这对该技术领域内的普通技术人员来说是显而易见的。
再参见图4，单包香烟50最好是这样的结构印有烟标的外层56和外包装纸68对齐，使印有烟标的外层56和外包装68表面上所印刷的内容对准，亦即如图4所示，外包装纸68上所印刷的内容76和印有烟标的外层56上所印制的内容78重合，这样，当外包装68全部或部分从内盒52上撕去时，外烟标层上的图案位置基本上与外包装的图案位置相匹配。
现参见图5。本发明的单包香烟的另一实施例在图5中用标号80表示。单包香烟80是“硬包装”或“抗压盒”，它包括一般用有弹性的纸板材料制成的具有铰接盖的盒82。纸板最好是一种厚度约为0.012英寸的低密度、坚硬的、漂白过的硫酸盐纸板。在美国专利第3，874，581号、第3，858，788号、第3，944，066号和第4，852，734号以及其他专利中描述了一些合适的具有较接盖的硬包装盒。
盒82包括具有前壁86和侧壁88的本体部分84，本体84部分还有图5中未画出的底壁、与侧壁88相对的侧壁和与前壁86相对的后壁。盒82还包括与本体部分84的后壁整体铰接的盖部分90，盖90铰接在本体部分84的后壁上与之连成一体，盖部分90具有如图5所示的前壁92、侧壁94和顶壁96和图中未画出的分别与侧壁94和前壁92相对设置的侧壁和后壁。
盒82一般包含以7-6-7形式排列在盒内的20支香烟98，通常香烟98设置在金属箔/纸复合内层(图中未画出)内，且具有相应的金属箔/纸复合层制成的手拉突出部(突舌)100，突出部位于铰接盖90的顶壁96之下的香烟上端。当盒82的盖部分90翻开且撕去手拉突出部100时，就露出香烟98的上端部，单包盒80中也可以加入上述的香料。
具有铰接盖的盒82具有从图2和3所示的带材20上割下的、高阻挡性能的外包装102，外包装102包住盒82的本体和盖部分84、90的前壁、后壁和侧壁且沿纵向侧缝104进行热密封，在密封处可熔融热密封条36、38(图2和3)互相叠合。外包装102的顶部和底部折边以与通常的OPP外包装同样的方法叠合且沿互相交叠二顶部折边或接缝106和底部折边/接缝(图中未画出)热密封在一起。
用于撕去外包装102的撕条108设置在单包盒的本体部分84和外包装102之间，恰好在盖部分90的前壁92的下缘110的位置处环绕硬盒一周。撕条108的自由端112从外包装102的热密封的纵向接缝104处突出，用作供手拉用的小突出部(突舌)，吸烟者拉住它就可以撕去外包装包在盒82的盖90上的那部分。
图5中单包香烟80的热密封的方法与图4中单包香烟50的热密封的方法相同。
本发明的单包香烟80的外包装102设计成可以使用通常的硬包装外包装装置进行外包装，例如，Scandia No.716型装置或G.D.的4350型装置，该装置能够给盒80或包装上热密封外包装102和撕条708，这对该技术领域内的普通技术人员来说是显而易见的。
与图4中单包香烟50的设计方法相同，单包香烟80也设计得盒82上印刷的内容174和外装102上印刷的内容互相对准。
图6示出了本发明的内装单包香烟的、具有外包装的条装香烟的一个实施例，它在图中用标号200表示。具有外包装的条装香烟200包括具有前壁和后壁，两侧壁和两端部的长方体形状的条盒202，且最好用纸板材料制成。在条盒202中装有多包单包香烟204，在所示的实施例中，条盒202内包含10包单包香烟，排列成两排，每排5包，但应该看到，本发明也可以用于带有多些或少些单包香烟的其他尺寸的条盒，而且排列方式也可以不同。条盒202的一侧壁206包括可以用通常的方法用粘结剂松弛地粘合在一起的双层的叠合折边。
条盒202具有由类似于图1至3所示的带材制成的、一高阻挡性能的外包装208，外包装208包住条盒202的前壁、后壁和侧壁且沿纵向接缝210进行热密封。条盒的外包装208的敞开端用通常OPP包装的外包装一样的方法在条盒202的端部叠合，然后沿交叠的顶部折边或接缝212和底部折边/接缝(图中未画出)热密封在一起。外包装208可以具有图案213或其他印制的标记。如在前述的实施例中一样，所印刷的内容213可以与条盒208上所印刷的内容相重合。
用于撕去外包装208的撕条214设置在条盒202和外包装208之间，在靠近条盒的顶端处环绕条盒的四壁。撕条214的自由端216从外包装208的热密封的纵向接缝210处突出，用作供手拉用的小突出部(突舌)，使吸烟者拉住并撕去顶端折边212，露出条盒香烟的端部。
用与图4中的单包香烟50同样的方法对图6中的条状香烟的外包装208进行热密封，具有外包装的条装香烟200也可以加入香料，如图4和5的实施例中所述。
例子具有阻挡性能的外包装材料根据下列工艺制备具有高光泽、低混浊度和良好加工性能的、厚度为48和60的聚酯单层和共挤出的多层聚酯定向(PET)薄膜从ICI Americas公司购得，薄膜以Melinex 800、Melinex 850和Melinex 851的牌号出售。PET薄膜按照Camvac Intl.公司和Vacumet公司通常的工艺真空喷涂(淀积)上铝，使其光学密度为2.0，然后在涂过和未涂过金属的两表面上采用通常的轮转凹版印刷技术使用下列轮转凹版印刷油墨在薄膜上进行印刷Versaflex GP-4252和GP-4253;Tem-Pro-Flex CP-116997、CP-116974、CP-116971、CP-116998、CP-116973和CP-116512(每一种都加有补充剂CP-116484)和加有补充剂V-91511的Polestrin CP-116981，上面所有的油墨都是由Converters油墨公司生产的。
由从Pennsylvania 15233、Pittsburgh、2000 Westhall Street的Valspar公司购得的牌号为9762-001的改性聚酯制成的热密封层也采用通常的轮转凹版工艺，通过一蚀刻的滚筒，以1.0磅/令的重量加在印刷过的、涂过金属的PET薄膜上。改性聚酯覆盖(涂层)层是高度透明的且其摩擦系数在0.15和0.30之间。热密封覆盖层以三种不同的施加方式进行试验且通过G.D.Societa per Azioni及Scandia制造的通常的外包装装置用于对软包装的单包香烟进行外包装。在第一个试验中，热密封层作为整个覆盖层覆盖在单包盒外包装的整个未喷涂金属的内表面上。图案套准加在外包装的涂过金属的外表面上，然后将密封层套准加在图2中用标号36、40、42所表示的区域，在折叠和密封工序时需要从一头到另一头或从里到外密封。在第二个试验中，热密封层作为整个覆盖层覆盖在共挤出多层PET薄膜(ICI Melinex 850和851)的涂过金属的表面上，该薄膜的表面用作单包盒外包装的内表面，图案加在外包装薄膜的未涂过金属的一面。在热密封工序中，叠合多层PET薄膜外包装且其外表面自身密封或与内热密封层相密封。在第三个试验中，热密封层套准地加在图3中标号38、44、46所示区域中的内层上，外表面与加在图2中标号36、40、42所示的区域的热密封层套准印刷，在折叠和密封工序中，需要从一头到另一头或从里到外密封。
三个试验中的每一种薄膜割成适合于单包香烟的外包装机器的宽度且卷绕在对通常软包装进行外包装中所用的滚筒上。所用的外包装设备在使用通常OPP外包装时能够以每分钟500包单包香烟的速度对单包香烟进行外包装。在按本发明的三个试验中，在GD外包装装置上外包装的速度达到每分钟470包。将本发明的涂金属的PET外包装薄膜与通常的80号OPP外包装进行比较试验，水分和氧气阻挡性能的比较结果如下表1水分传送 氧气传送(克/100平方英寸 (毫升/100平方英寸//24小时) 24小时)温度100°F，相对湿度 温度73°F，相对湿度90% 0%48号涂过金 0.038 0.1属的PET80号OPP 0.516 113.0进行了标准贮存期限的研究，以决定三种包装(即未包的标准条盒，用80号OPP外包装的标准条盒和用本发明的涂过金属的PET(MPET)外包装的标准的条盒)情况下所包装的香烟的烟草在贮存期内水分的损失(或增加)，所有的标准条盒装的都是用80号OPP外包装的单包香烟。用于贮存期限研究的条装香烟试样是从同时生产出的许多标准条装香烟中选出的，以确保所有的条装香烟试样具有同样的初始含水量，有些条装香烟试样用80号OPP外包装，有些用MPET外包装，有些没有外包装。为了确定在条装香烟试样内的香烟烟草的初始含水量，从一条条装香烟试样的香烟中取出烟草，并根据标准方法测定烟草的实际含水量，含水量用占总烟草重量的百分比表示。该实际的含水量值表示所有条装香烟试样中的烟草的初始含水量，对条状香烟试样进行称重，以决定具有初始含水量的每条条装香烟的初始重量。然后，将条装香烟分成三组，每一组包括每一种类型(即未包装、用80号OPP外包装和用MPET外包装)的条装香烟，三种条装香烟的每一组放在给定温度(T)和相对湿度(RH)的三种不同的、受控的环境之一中，对每组条装香烟定期称重，根据初始含水量和每一条装香烟试样初始重量的重量差异，计算每一条装香烟中烟草的含水量。七周以后每种类型的条装香烟的平均含水量列于表2中。
表2T(F)/RHC(%) 初始含水量 7周后的含水(%) 量(%)未包装标准条 80号OPP外包 MPET外包装装香烟 装将准装香烟 的准条装香烟98/20 12.3 7.4 9.9 11.976/34 12.3 11.0 11.8 12.288/80 12.3 14.2 12.9 12.3虽然本发明的具有阻挡性能的包装材料这里用作用于吸烟制品的单包香烟和条装香烟的外包装，但也可以将本发明包装材料用作内衬或内包装层，代替通常的金属箔/纸复合层。当用作内包装层时，本发明的包装材料不需印刷，可在其一个或两个整个面上加上热密封层，烟标外层可以是通常的软包装或硬包装盒，外包装可以是具有撕条的通常透明的、可热密封的OPP外包装。
参见图4，这个实施例包括(1)包括具有用于热密封叠合的顶壁或折边66和底壁或折边(图中未画出)的热密封层的、印刷过或未印刷过的、涂过金属的PET薄膜的内衬54;(2)印有标记的纸质烟标外层56;和(3)如可热密封的OPP之类的光透明聚合物的外包装68。类似于撕条72的撕条设置在内衬54上，用于撕去这一实施例的内衬的涂过金属的PET薄膜。
在此实施例中，由于热密封的内衬具有阻挡性能，所以外包装的热密封特性不象在通常的单包香烟中那样重要，因此外包装的滑动性可以大大改善，而不牺牲整包香烟的阻挡性能。
本发明的包装材料也可以用作印有合适的标记且其一面或两面上具有热密封层的烟标外层。内包装层可以是通常的金属箔/纸复合层，外包装可以是具有撕条的通常的透明的、可热密封的OPP外包装。也可以仅用涂过金属的PET包装材料包装吸烟制品，只要单包香烟其内装物能提供足够的支撑，用于沿单包香烟的接缝/折边形成热密封。
虽然这里说明和描述了本发明的某些最佳实施例，但对于该领域内的普通技术人员来说，显然按照上述指导，能够在本发明的精神和范围内对本发明作出种种改进和变化，因此，本发明只受限于附加的权利所要求和适当的法律条文所规定的范围。
权利要求
1.一种用于包装吸烟制品的、具有阻挡性能的材料，它包括一聚合物薄膜；在所述薄膜一面上的一真空淀积金属层；和一以预定的图形加于所述聚合物薄膜和所述真空淀积金属之一的不到整个表面上的可热密封层。
2.如权利要求1所述的具有阻挡性能的材料，其特征在于所述聚合物薄膜是聚酯薄膜。
3.如权利要求2所述的具有阻挡性能的材料，其特征在于所述聚酯薄膜是聚对苯二甲酸乙酯(PFT)薄膜，所述金属层是铝层。
4.如权利要求2所述的具有阻挡性能的材料，其特征在于所述可热密封层加于所述聚合物薄膜和所述金属层上。
5.如权利要求2所述的具有阻挡性能的材料，它包括印刷在所述聚酯薄膜和所述真空淀积的金属层至少其中之一上的标记。
6.如权利要求5所述的具有阻挡性能的材料，其特征在于标记印在所述聚酯薄膜的表面上。
7.如权利要求2所述的具有阻挡性能的材料，其特征在于所述聚酯薄膜是具有厚度约为48至60号且在其一面上真空淀积铝层的双轴定向的聚对苯二甲酸乙酯(PET)薄膜。
8.一种用于包装吸烟制品的外包装，它包括一在其一面上具有真空淀积的金属层的聚合物薄膜。
9.如权利要求8所述的外包装，它包括一以预定的图形加于所述聚合物薄膜和所述金属层之一的可热密封层。
10.如权利要求9所述的外包装，其特征在于所述聚合物薄膜是双轴定向的聚对苯二甲酸乙酯(PET)薄膜和所述真空淀积的金属层是铝层。
11.如权利要求8所述的外包装，它包括印刷在所述聚合物薄膜的表面上的标记。
12.一种用于吸烟制品的、具有阻挡性能的包装盒，它包括一由金属箔/纸复合层组成的内包装层;一包括一围绕所述内包装层设置的纸质材料的外包装层;和一包括一在其一面上具有真空淀积的金属层的聚合物薄膜的外包装薄膜，所述外包装薄膜具有用于形成一具有阻挡性能的、密封的吸烟制品包装盒的热密封接缝。
13.如权利要求12所述的具有阻挡性能的包装盒，其特征在于所述外包装薄膜是双轴定向的聚对苯二甲酸乙酯(PET)薄膜和所述真空淀积的金属层是铝金属层。
14.如权利要求12所述的具有阻挡性能的包装盒，其特征在于金属层设置在所述外包装薄膜的向外的一侧且包括印在聚合物薄膜的表面上的标记。
15.如权利要求12所述的具有阻挡性能的包装盒，它包括印在所述外包装层和所述外包装薄膜上的标记，印在所述外包装薄膜上的标记设置在与所述印在外包装层上的标记相匹配的位置上。
16.如权利要求12所述的具有阻挡性能的包装盒，它包括置于所述包装盒内、用于当打开包装盒时释放出香味的香料。
17.一种用于吸烟制品的包装盒，它包括一包括一在其一面上具有真空淀积的金属层的聚合物薄膜的内衬，所述薄膜具有用于形成具有阻挡性能的、密封的吸烟制品包装盒的热密封接缝;一包括一围绕所述内包装层设置的纸质材料的外包装层;和一覆盖所述内包装层和外包装层的、透明的外包装薄膜。
18.如权利要求17所述的包装盒，其特征在于所述聚合物薄膜是双轴定向的聚对苯二甲酸乙酯(PET)薄膜和所述真空淀积的金属层是铝金属层。
19.如权利要求17所述的包装盒，其特征在于所述热密封接缝包括在所述聚合物薄膜的两面上和至少一叠合在接缝上的热密封层。
20.一种包含多包单包香烟的、具有阻挡性能的包装盒，它包括一纸板条盒;和一包括一在其一面上具有真空淀积的金属层的聚合物薄膜的外包装薄膜，所述外包装薄膜具有用于形成具有阻挡性能的、密封的条装香烟的纸板条盒的热密封接缝。
21.如权利要求20所述的具有阻挡性能的包装盒，其特征在于所述外包装薄膜是双轴定向的聚对苯二甲酸乙酯(PET)薄膜和所述真空淀积的金属层是铝金属层。
22.如权利要求20所述的具有阻挡性能的包装盒，其特征在于金属层设置在所述外包装薄膜的外侧上且包括印在聚合物薄膜的表面上的标记。
23.如权利要求20所述的具有阻挡性能的包装盒，它包括印在所述纸板条盒上和所述外包装薄膜上的标记，印在所述外包装薄膜上的标记设置在与印在所述纸板条盒上的标记相匹配的位置上。
24.如权利要求20所述的具有阻挡性能的包装盒，它包括设置在所述包装盒内、用于当打开包装盒时释放出香味的香料。
25.一种具有外包装的吸烟制品包装盒，它包括一在其一面上具有真空淀积的金属层的聚合物薄膜。
26.如权利要求25所述的包装盒，它包括印在所述外包装的至少一表面上的标记。
27.如权利要求25所述的包装盒，它包括一加在外包装的至少一面上的可热密封层。
28.如权利要求27所述的包装盒，其特征在于可热密封层以预定的图形加在外包装的两面上，所述外包装的每一面上的图形包括一对靠近外包装的边缘的、用可热密封材料制成的、间隔开的、纵向延伸的条和一用可热密封材料制成的横向条，外包装的一面上的该横向条设置成与所述外包装的另一面上的横向条基本上叠合和接触。
29.如权利要求27所述的包装盒，其特征在于所述可热密封层是聚酯。
30.如权利要求27所述的包装盒，其特征在于所述可热密封层印在所述外包装上。
31.如权利要求29所述的包装盒，其特征在于所述聚酯薄膜是双轴定向的聚对苯二甲酸乙酯(PET)薄膜和在其一面上具有真空淀积的铝层。
32.如权利要求25所述的包装盒，其特征在于所述的吸烟制品是香烟。
全文摘要
揭示了一种用于如香烟之类的吸烟制品的、具有高阻挡性能的、可密封的包装材料和一种具有高阻挡性能的热密封包装盒。包装材料包括如双轴定向的聚对苯二甲酸乙酯(PET)薄膜之类的聚合物薄膜基层，在其一表面上淀积有如铝之类的金属层，然后涂过金属的薄膜在涂过或未涂过金属的表面上用油墨印上图案和/或内容。
文档编号B29L7/00GK1055906SQ9110259
公开日1991年11月6日 申请日期1991年4月23日 优先权日1990年4月23日
发明者卡尔·克里斯坦恩·海因, 马修·史蒂文·科施切克, 马克·斯图尔特·鲍威尔, 彼得·彭德尔顿·希勒, 米利·M·L·翁 申请人:雷诺兹烟草公司