CN101426688B - 一种用于生产具有阻隔特性的可分离地连接的容器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种形成合装包容器组件的方法，该合装包容器组件具有通过通道连接在一起的至少两个容器。该方法包括提供具有阻隔层的薄膜，使该薄膜加热成形为具有多个容器的合装包容器组件的步骤，其中每个容器具有边缘并且相邻容器的边缘通过薄弱的设计区域或通道连接。产生的容器可以用于低湿的、耐贮存的、即食的食品产品。

Description

一种用于生产具有阻隔特性的可分离地连接的容器
技术领域
本发明涉及一种具有阻隔特性的可分离地连接的合装包容器组件。
相关技术的描述
用于储存一些单独的物品的合装包容器组件是已知的。例如酸奶和布丁的单独的一份食物的冷藏食品产品和许多其它的产品可以在这样的合装包容器组件中单独地包装。这些合装包容器组件通常包括连接在一起的多个容器，以形成多个单独密封的一份食物。消费者知道每个容器可以从该合装包分离，使得在该容器中的物品可以使用。
通常，现有的合装包容器组件由加热成形的聚苯乙烯制作。加热成形对本领域的技术人员来说是已知的用于制作容器的广泛知道的方法。在加热成形中，具有一定厚度的一片热塑性树脂可以被夹紧在夹钳中并被加热。烤炉或加热站加热该热塑性薄膜的边缘和中心，使得当该薄膜基本传送至成形站时，已经获得全部的温度平衡。正在被加热时，该薄膜被传送至成形站，在此通过多种方法中的一种，使它在模具上被施加压力。该聚烯烃薄膜的加热成形可以通过不同的现有技术的方法执行，例如，可以在该模具上施加真空和/或可以使用副模具(counter mold)帮助该薄膜成形为容器。在成形后，该塑料的余热可以被去除。在冷却后，该最终产品从该成形站移走并被传送至修边压力机，在此该最终产品从该网状物上被修边。
聚苯乙烯的一个缺点是它具有低的防潮特性。从而，当聚苯乙烯用于例如酸奶和布丁的冷藏食品物品起好作用时，对于例如需要具有防潮特性的容器的低湿的零食食品的物品，聚苯乙烯容器是不合需要的。和聚苯乙烯不同，例如聚丙烯的聚烯烃，具有良好的防潮特性。
使用例如聚丙烯的聚烯烃容器的一个缺点是，聚丙烯具有高的撕裂强度。撕裂强度测量的是材料的抗撕裂性。由于聚丙烯的高撕裂强度，它通常用于“活动铰链(livinghinge)”中。活动铰链是塑料的弹性铰链，其与该容器或包装的其余部分被模制成一片，其连接着坚固的顶部和底部部分。聚丙烯的材料特性允许该铰链被重复地弯曲多次而没有破裂或折断。从而，聚丙烯包装不益于可分离地连接的合装包组件。因此，当需要提供基于聚丙烯的合装包容器组件时，使用纸板将多个单独的容器包捆在一起。然而，用于生产纸板包捆的单独的聚丙烯容器的制作过程是昂贵的。由于除了塑料材料之外，必须使用纸板，所以材料成本是较高的。而且，由于需要将单独的容器包捆在一起的单独的纸板装卸设备，所以组装成本也是较高的。纸板包捆的聚丙烯容器的另一个缺点是，消费者必须将该纸板撕开，以获得从另一个容器分离开的一个容器。一旦分离，容器就不再像当包捆时一样容易地储存了。
U.S.专利号5,543,104和5,409,127公开了一种由高密度聚乙烯(“HDPE”)制作的注模成形的容器组件。虽然，HDPE容器具有防潮特性，但是HDPE缺乏隔氧特性。
为了延长在其中包装的食品产品的货架期，塑料食品容器必须具有足够的阻隔特性，以保护该产品免受湿气的迁移或湿气和氧气进入容器。这通常通过以分层排列的多种聚合物薄膜的结合实现，每个薄膜具有不同的阻隔特性。构造这种容器的通常目的是提供以最小成本被构造的组合的分层薄膜的容器，并且还提供对光、湿气和氧气的足够的阻隔特性，而不会影响在该容器中的产品的味道。
例如，已经发现EVOH具有优良的隔氧特性，其减少氧气迁移至塑料容器中。EVOH已经成功地与例如聚乙烯或聚丙烯(PP)结合使用，其中聚丙烯或PP为容器提供防潮特性。在容器中使用EVOH对食品产品的另一个好处是它对从其它薄膜层迁移至该产品或从该产品浸出至该容器壁的油和污染物的迁移的抗性。例如，当消费后再研磨料的(post-consumer reground，PCR)聚烯烃树脂用作于容器的薄膜层的一层时，已经发现EVOH对来自该PCR树脂的、来自浸入至位于在该容器中的食品产品中的污染物具有有效的阻隔。还发现EVOH层具有有效的扩散阻隔(scalping barrier)，以防止来自包装的食品的油和油溶性调味料的吸收。
很难预知具有分层排列的聚合物薄膜的容器是如何通过注模成形过程制作的，这是因为由于液化的塑料混合物必须被注入至模具中，使得混合物没有连续的隔氧层，由于该方法的本质，这种方法未能提供分层排列。此外，与注模成形的物品有关的资金成本相对昂贵。因此，需要存在一种用于制作可分离地连接的合装包容器的方法，其中这种容器可以提供给制造者对容器的选择权，容器既可以具有防潮特性，也可以具有防潮和隔氧特性。
发明内容
本发明提供了一种用于制作具有阻隔特性的可分离地连接的合装包容器的方法。在一个实施例中，本发明提供一种用于制作可以储存低湿的、耐贮存的、即食的食品产品的可分离地连接的合装包容器组件的方法。在一个实施例中，防潮特性由聚烯烃薄膜提供。在一个实施例中，隔氧特性由粘附于该聚烯烃薄膜的EVOH薄膜提供。在相邻容器的边缘之间设置使该相邻容器分离的通道，避免在该边缘区域中的非故意的撕开的发生。本发明的上述和其它特征和优点将在以下的书面详细的说明中变得明白。
附图简述
被认为是本发明的特征的新颖性特点在所附的权利要求中列出。不过，通过参考以下对说明性的实施例的详细描述并结合附图阅读时，本发明本身及其优选使用方式，进一步的目的及其优点就能被最好地理解，其中：
图1是根据本发明的一个实施例，显示六个容器的加热成形的合装包容器组件的立体图。
图2是根据本发明的一个实施例，包括EVOH的多层薄膜的剖面示意图。
图3是图1中描述的该合装包容器组件的端视图，其显示该相邻容器的边缘之间的薄弱的区域。
图4是图3中描述的该通道的放大的端视图。
图5是图3中描述的该通道的放大的俯视图。
图6是图1中描述的容器从该合装包组件中去除的立体图。
详细说明
图1是根据本发明的一个实施例，显示六个容器110的加热成形的合装包容器组件100的立体图。虽然在此使用的加热成形方法在现有技术中是已知的，但是该加热成形方法应该被解释为包括其它的等同的方法，该方法包括但不限于，压力成形和真空成形方法。该合装包容器组件100包括多个单独的容器110，其中每个容器的顶部的外周包括向外伸出的边缘120。相邻容器110通过设置在该相邻容器的边缘120之间的薄弱的设计区域或通道130可分离地连接。在此使用的通道130相当于在相邻容器的边缘之间的薄弱的区域，其允许该容器被分离。在此使用的“薄弱的区域”不仅指作为刻划或穿孔结果的减少的区域，而且指该通道厚度132(如图4中描述的，以下讨论)比该边缘120的厚度薄并且小。
在一个实施例中，该通道130仅仅邻接该容器长度和/或容器宽度的一部分。因此，在一个实施例中，该组件100的一部分140可以在加热成形操作中或在加热成形操作后被切掉或修剪掉。在一个实施例中，该部分140在该容器已经成形后，在修边压力机上被切掉。虽然，图1描述了具有六个容器110的合装包容器组件，但是该合装包容器组件可以包括两个或多个容器。在一个实施例中，通道130可以在该容器已经成形后，在修边压力机上形成。
图2是根据本发明的一个实施例，包括EVOH的多层薄膜的剖面示意图。在所示的实施例中，外侧的聚丙烯层212连接于消费后再研磨料的树脂214，该树脂214由例如改性聚乙烯的第一粘合层216连接于EVOH层218。随后，该EVOH层218通过第二粘合层220连接于内部的消费后再研磨料的树脂222。最远的产品侧的聚丙烯层223提供防潮层。
该再研磨料的树脂214、222由在图1中标号140描述的区域切掉的多层薄膜的一部分制作并且传送回到挤压机，在此它可以被压片并共挤压或层压为可以用于根据本发明的该多层薄膜中。
在一个实施例中，该多层薄膜包括一种具有防潮特性的材料，该具有防潮特性的材料粘附于一种具有隔氧特性的材料，该具有隔氧特性的材料粘附于另一种具有防潮特性的材料。
在一个实施例中，具有防潮特性的层包括聚烯烃。任何具有需要的防潮特性的具有湿气透过率小于约25g/天/m2/mil(38℃，90％相对湿度)并优选小于约4.8g/天/m2/mil(38℃，90％相对湿度)的聚烯烃可以用于本发明中。在一个实施例中，该具有防潮特性的聚烯烃是聚丙烯，并且在另一个实施例中，这样的聚烯烃是高密度聚乙烯。
在一个实施例中，具有隔氧特性的层包括EVOH。任何具有需要的隔氧特性的具有氧气透过率小于约1.92cc/天/m2/mil(73℉，0％相对湿度)并优选小于约0.4cc/天/m2/mil(73℉，0％相对湿度)的聚烯烃可以用于本发明中。
图3是图1中所示的合装包容器组件的端视图，其描述了该相邻容器110的边缘120之间的薄弱的区域130或通道。图4是图3中所描述的通道的放大端视图。为了简化，图3或图4中未描述封盖。如图3和图4所示，该通道130可分离地将相邻容器110的边缘120连接。该通道130可以通过用于加热成形方法中的平的模具板产生。该通道130同样可以用刀产生。该通道130具有通道厚度132和通道宽度134。该通道130产生一种控制例如聚丙烯的不那么容易被撕开的材料的撕开的方法。
参考图4，在一个实施例中，通道厚度132约小于边缘120的厚度的一半。在边缘120的厚度和通道厚度132之间的较大的差别可以帮助确保在该通道130上发生撕开并且撕开不会移到进入该边缘120中。在一个实施例中，该通道厚度132大于约1mil。在一个实施例中，该通道厚度132约是5mil。在一个实施例中，该边缘120具有大于约5mil的厚度。在一个实施例中，在模具中夹紧之前，该边缘120具有约10mil至约50mil之间的厚度，并且在夹紧以后，该边缘120具有约5mil至约45mil之间的厚度。在一个实施例中，在夹紧之前，该边缘的厚度在约25至约35mil之间，并且在夹紧以后，具有约20至约30mil的厚度。
虽然，在图4中描述的例子显示该通道130的底部与该相邻容器的底部边缘120是齐平的，显示这种结构是出于举例的目的并不是限制的目的。例如，该通道的顶部可以与该边缘120的顶部是齐平的，或者该通道可以与该边缘的顶部和底部错开(step)。这种结构由本发明的范围覆盖。
图5是图3中描述的薄弱的设计区域或通道130的放大的俯视图。两个边缘之间的受控的撕开或分离可以通过穿孔容易地进行。通道宽度134可以测量并定形，以允许用于穿孔的刀穿透该通道厚度132。从而，该通道宽度134可以根据精确度被测量，刀或其它穿孔工具可以精确地放置在该通道130中，以穿透该通道130。在一个实施例中，该通道宽度134大于约20mil。在一个实施例中，该通道宽度134在约20mil至约100mil之间。在一个实施例中，该通道宽度134用刀产生并且通道宽度134与形成该通道130的刀具有相同的宽度。
该穿孔可以具有切口136和接合138的任何组合。切口136穿透该通道厚度并且接合138的作用是将两个边缘120连接在一起。这样的切口136可以在容器已经成形后在修边压力机上制作。参看图4和5，通道厚度132可以根据多个因素按所需要的操作，这些因素包括使用的材料的硬度、边缘分离的难易、和穿孔或切口136的长度，和接合138的长度。类似地，为了实现受控的撕开的所需要的数量，切口136的长度和接合138的长度同样可以按所需要的调整。该“保留百分比”是材料(stock)被穿孔后，其余的未切口的材料的百分比。确定适宜的保留百分比是材料和通道厚度132的比例的函数。该穿孔136的精确的长度可以通过实验获得。从而，包括通道厚度132的该通道130的变量应该被优化，使得当容器从另一个容器分离时，实现沿着设计的薄弱的线的受控的撕开而不会撕开容器的边缘120区域。
参看图4，通道深度可以被定义为边缘120的厚度和通道厚度132之间的差。在一个实施例中，通道宽度134沿着通道深度基本相同。因此，在一个实施例中，通道130基本是U形。这种结构的一个优点是，穿孔装置可以落下在通道130的槽之中的任何位置，并且切口136的厚度基本与通道厚度132相同并不会像在V形通道中发生的变化。
V形通道可能是不需要的，因为在V的顶点，包括最小通道厚度的区域的槽是非常窄的部分。而且，由于随着切口设备从V形通道的槽顶点或中心离开，要被穿孔或通道厚度132的材料的数量的增加，消费者撕开聚丙烯将容器从容器组件分离的能力变得更加困难。而且，随着增加的通道厚度，中断的接合长度138可能是更锐利的，这对消费者操作分离的容器是非常不需要的。然而，如果穿孔工具的精确度非常高，可以使用V形通道。因此，在一个实施例中(未示出)，通道基本是V形。
在本发明的一个实施例中，通道130包括一个或多个通道壁124，在此边缘在通道130处终止122。在一个实施例中，至少一个通道壁124基本垂直于122边缘。在一个实施例中，通道130基本垂直于126至少一个通道壁124。在一个实施例中，通道130包括基本直的壁或者壁基本平行于制作的穿孔的切口的方向。
图6是容器从图1中描述的合装包组件中分离的立体图。如图6所示，第一容器210可以箭头150所示的方向被弯曲以分离接合138，以通过通道130产生受控的撕开，将第一容器210与第二容器310分离。然而，弯曲是不需要的并且消费者可以仅仅用拉力将第一容器210与第二容器310分离。没有通道，撕开可能很难控制并且即是第一容器210又是第二容器310的边缘120区域可不注意地并不需要地在第一容器210的分离的拆开过程中被撕开。这种撕开至边缘区域或撕开到封盖上的延伸是不需要的，因为这可能使得不受欢迎的灰尘和/或在需要之前食品产品被暴露在大气条件下。
本发明具有许多优点。第一，本发明提供了一种制作用于耐贮存的、低湿的、即食的食品产品的可分离地连接的合装包容器的方法。本发明允许合装包容器具有防潮特性和可选的隔氧特性。此外，在一个实施例中，本发明产生可以保藏并提高食品和非食品的，氧敏物品的货架期的合装包容器。此外，本发明提供了由可被回收的材料制作的合装包容器。因此，需要热封或例如浸汁或包括沙拉和调味蕃茄酱的沙司的杀菌使用(retort application)的食品产品可以根据本发明被包装。通常对于聚丙烯或聚烯烃类包装需要的二次包装从而被取消。此外，食品产品可以单独的食用份量提供，可以容易地与午餐单独的包装，不需要食品产品的打开并放置到例如塑料带的另一个包装中。
第二，当消耗产品时，包装同样消失。因此，在食品室中“消失的包装”的概念可以实现，从而，剩余包装的数量与剩余食品产品的数量是相当的。此外，食品产品连接在一起并与通过纸板连接的包装不一样的成为一个整体。
第三，与目前单独包装在纸板上的一次性的聚丙烯产品相比，合装包容器可以用于产生较高的气穴现象和较高的生产能力的加热成形的方法中。
第四，通道分离容器之间的区域，以确保封盖更容易地撕开和/或在穿孔步骤中的切口使得当容器分离时，相邻容器上的封盖不被撕开。
在此使用的术语“包装”应该被理解为包括具有聚烯烃薄膜的任何食品容器。而在此讨论的层和薄膜在零食食品的包装过程中计划使用，该合装包容器同样可以被用于非食品产品的包装。虽然本发明已经参照一个优选实施例来进行具体说明和描述的，但是本领域的技术人员应当知道在不背离本发明的思想和范围的情况下是可以进行形式和细节的各种变化的。

Claims (35)

1.一种用于生产可分离地连接的合装包容器的方法，所述方法包括以下步骤：
提供多层薄膜，所述多层薄膜包括具有防潮特性的聚烯烃薄膜；
将所述多层薄膜加热成形为包括两个或多个容器的合装包容器组件，其中每个容器包括具有厚度的边缘，其中具有通道宽度，通道深度和通道厚度的通道可分离地将两个所述边缘连接在一起，所述通道相当于所述容器的边缘之间的区域，并且其中所述通道厚度小于所述边缘的厚度；
将所述组件用食品产品填充；
将封盖施加至所述组件；和
穿孔所述封盖和所述通道。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚烯烃薄膜包括HDPE。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述多层薄膜还包括粘附于所述聚烯烃薄膜的EVOH层。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚烯烃薄膜包括聚丙烯。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述多层薄膜还包括粘附于所述聚烯烃薄膜的EVOH层。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述多层薄膜还具有隔氧特性。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述多层薄膜具有小于1.92cc/天/m2/mil的氧气透过率。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述多层薄膜还包括粘附于所述聚烯烃薄膜的EVOH层。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述通道基本是U形。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述通道基本是V形。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述通道还具有一个或多个通道壁，其中所述通道壁的至少一个基本垂直于所述边缘。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述通道宽度大于20mil。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述通道宽度用刀产生。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述边缘具有大于5mil的厚度。
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述通道厚度小于所述边缘的厚度的一半。
16.根据权利要求1所述的方法，其中所述通道厚度大于1mil。
17.根据权利要求1所述的方法，其中所述边缘在基本垂直于所述通道的位置终止。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚烯烃具有小于25g/天/m2/mil的湿气透过率。
19.根据权利要求1所述的方法，其中所述通道宽度沿着所述通道深度基本相同。
20.一种可分离地连接的合装包容器，包括：
具有第一向外伸出边缘的第一单独的容器；
具有第二向外伸出边缘的第二单独的容器；和
可分离地连接所述第一和第二向外伸出边缘的具有通道厚度，通道宽度和通道深度的通道，所述通道相当于所述容器的边缘之间的区域，所述通道厚度小于所述边缘的厚度，其中所述容器由具有氧气透过率小于1.92cc/天/m2/mil的材料制作。
21.根据权利要求20所述的合装包容器，其中每个容器包括HDPE。
22.根据权利要求20所述的合装包容器，其中每个容器包括聚丙烯。
23.根据权利要求22所述的合装包容器，其中所述材料包括EVOH。
24.根据权利要求23所述的合装包容器，其中所述材料的氧气透过率小于0.4cc/天/m2/mil。
25.根据权利要求20所述的合装包容器，其中所述通道基本是U形。
26.根据权利要求20所述的合装包容器，其中所述通道基本是V形。
27.根据权利要求20所述的合装包容器，其中所述通道还包括一个或多个通道壁，其中所述通道壁的至少一个基本垂直于所述第一向外伸出边缘和所述第二向外伸出边缘。
28.根据权利要求20所述的合装包容器，其中所述通道宽度大于20mil。
29.根据权利要求20所述的合装包容器，其中所述通道还具有穿孔。
30.根据权利要求20所述的合装包容器，其中所述边缘具有大于5mil的厚度。
31.根据权利要求20所述的合装包容器，其中所述通道厚度小于所述边缘的厚度的一半。
32.根据权利要求20所述的合装包容器，其中所述通道厚度大于1mil。
33.根据权利要求20所述的合装包容器，其中所述边缘在基本垂直于所述通道的位置终止。
34.根据权利要求20所述的合装包容器，其中所述每个容器的湿气透过率小于25g/天/m2/mil。
35.根据权利要求20所述的合装包容器，其中所述通道宽度沿着通道深度基本相同。
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