遮光瓶设计制造技术

本发明专利技术公开了一种新型遮光包装件，其包括单层，所述单层包含高浓度水平的经处理的TiO2颗粒，所述浓度水平为单层的6重量％或更高，更优选地单层的大于7重量％，甚至更优选地单层的大于8重量％，其中所述单层保护所述包装件内的食品免于光照和物理损害。所述单层具有优异的遮光性能，同时保持机械性能。所述单层具有大于25，优选地大于30，更优选地大于40或者甚至更优选地大于50的遮光系数(“LPF”)值。所述经处理的TiO2材料可通过掺入母料，在包装件生产过程中进行分散和加工，并且优选地利用吹塑方法加工成包装件。

Design of shading bottle

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】遮光瓶设计
技术介绍
包装件中包含的某些化合物和营养物质可受到暴露于光照的负面影响。由于直接或间接暴露于光照，分子种类可发生多种不同的化学和物理变化，这可统称为光化学过程。如Atkins所述，光化学过程可包括初吸收、物理过程(例如荧光、碰撞诱导的发光、受激发光、系间窜跃、磷光、内转换、单线态电子能量转移、能量汇聚、三线态电子能量转移、三线态-三线态吸收)、电离(例如潘宁电离(Penningionization)、离解电离、碰撞电离、结合性电离)、或化学过程(例如离解或降解、加成或插入、夺取或破碎、异构化、离解激发)(Atkins，P.W.；Table26.1PhotochemicalProcesses.PhysicalChemistry，第5版；Freeman：NewYork，1994；908.)。例如，光照可引起光敏物质(例如乳品食物产品中的核黄素)的激发，其可随后与存在的其它物质(例如氧、脂质)反应诱发变化，包括降解有价值的产物(例如在食物产品中的营养物质)并逸出能够调节产品性能呢的物质(例如食物产品中的异味)。同样地，需要提供具有足够遮光性能的包装以保护包装件内容物。包装件保护它们包含的物质的能力高度取决于用于设计并构造包装件的材料(参考：FoodPackagingandPreservation；M.Mathlouthi编辑，ISBN：0-8342-1349-4；Aspen出版；版权1994年；PlasticPackagingMaterialsforFood；BarrierFunction，MassTransport，QualityAssuranceandLegislation：ISBN3-527-28868-6；O.GPiringer编辑；A.L.Baner；Wiley-vchVerlagGmBH，2000年，以引用方式并入本文)。优选的包装材料最小化水分、光照、和氧的渗透，常称为阻隔特性。期望用于包装的材料的光照阻隔特性为包装件内容物提供遮光性。已经描述了用于测量包装材料遮光性的方法，并且用“遮光系数”或(LPF)表征这种遮光性，如公布的专利申请US21050093832-A1所述。二氧化钛(TiO2)以低含量(通常0.1重量％至5重量％的组合物的含量)频繁用于塑料食品包装层(一个或多个)，以向食品包装件提供美观性能诸如白度和/或不透明度。除这些性能之外，还认为二氧化钛是可为某些实体提供遮光的材料，如US5,750,226；US6,465,062；和US20040195141所述；然而，在塑料包装件中使用TiO2作为遮光材料已经受到限制，这是由于以高载量水平或高至足以提供期望的遮光性的水平加工二氧化钛组合物所带来的挑战。可用的包装设计是那些以合理成本提供所需的遮光和功能性能用于目标用途的设计。包装设计的成本部分地由构造材料和形成包装设计所需的加工来确定。乳品包装是其中需要包装件遮光以保护乳品免于光照暴露的不良影响的应用。乳品暴露于光照可导致乳品中一些化学物质的降解；这种降解导致乳品的营养物质含量和感官性能降低(例如“RiboflavinPhotosensitizedSingletOxygenOxidationofVitaminD”，J.M.King和D.B.Min，V63，No.1，1998，JournalofFoodScience，第31页)。因此，与包装在不具有遮光性的典型包装内的乳品相比，用遮光包装保护乳品免于光照将允许营养物质含量和感官性能在较长时间内保持在它们的初始水平(例如“EffectofPackageLightTransmittanceonVitaminContentofMilk.Part2：UHTWholeMilk.”A.Saffert，G.Pieper，J.Jetten；PackagingTechnologyandScience，2008；21：47-55)。已经在包装设计中提供不同的添加剂、效果和/或颜料以提供遮光性，并且可在具有或不具有TiO2的情况下使用。在刚性乳品包装件设计中使用黄色颜料作为遮光剂(例如MayfieldDairy，AthensTN，http：//www.mayfielddairy.com/)。当在包装件中期望具有黄色效果时，这种设计可提供有用的遮光包装溶液；然而，如果不期望黄色包装件外观，这种遮光溶液不可用作单层设计。同样地，炭黑是在包装件中用作遮光剂的一种颜料。它甚至在低含量情况下赋予包装件灰色调，这可能为一些包装件应用提供非期望的外观。因此，使用彩色和黑色颜料可提供遮光性，但是可能限制包装件的美观。已经报道了将云母(US20040195141)与TiO2一起在较低载量水平下作为遮光组合物，但是未展示较高载量的情况，也未对该设计的遮光有益效果进行定量。在段[0030]中，说明了使用较高载量遮光剂的限制，并且公开了对所得容器的机械性能的负面影响[0032]。因此，本领域尚未示出使用高载量的其它无机颗粒以同时展示遮光和机械性能。此外，将多层结构视为在包装件设计中实现遮光性能的方法。通常，需要超过一层的材料以充分保护食品免于光照和机械损坏。例如，Cook等人(US6,465,062)提出一种多层包装容器设计，以与其它功能阻隔层一起实现光照阻隔特性。与多层包装结构相关联的问题在于它们需要更复杂的加工、每层附加的材料、更高的包装件成本、和层间分离的风险。多层设计的缺陷和单层设计的有益效果在US20040195141的段[0022]和[0026]中进行了讨论。因此，商业上需要创造一种单层食品包装件，其实现或超越多层包装件的遮光和机械强度性能。在单层包装设计中实现遮光的挑战包括所得设计较厚、提供不佳的机械强度、和/或它们难以制造。例如，Macauley等人(US5,750,226，第3列，第49行，以引用方式并入本文)，报道了具有高无机颗粒含量的包装件层不能被挤出。此外，Macauley等人提出的设计厚度为29密耳。虽然这一设计的厚度对于给定应用和性能需求可以容忍，与一些应用的典型包装件厚度相比，它是非常厚的。例如，美国乳品工业使用的传统1加仑罐由HDPE(高密度聚乙烯)构成，其通常具有介于约15密耳和25密耳之间的厚度。存在减轻包装件重量以节省成本和材料的趋势，因此优选不依赖必然导致包装件壁较厚的多层设计。如US5,833,115所述，一加仑及其它容积的塑料容器广泛用于包装乳品和其它液体。在此类容器的制造中的主要成本之一是生产瓶或罐所需的树脂的量。制造商试图通过减少用于制造每个容器的树脂的量来减少容器成本。当生产数千个容器时，甚至树脂含量的小量减少带来成本的显著节约。然而，当树脂含量减少过某一点时，在容器的角和壁处难以提供足够的强度，这是形成稳定容器并且将保持有吸引力的外观所必需的。更具体地，当容器变得不稳定时，结果是容器壁膨胀或松垂。而且，不稳定的容器常具有在填充或倾注期间在容器角处引起造窝的特性。为了克服这些问题，已经提出了多种设计改型以稳定塑料容器。一个此类示例示出于授予Platte的US3,708,082中，其公开了一种塑料容器，该塑料容器具有经设计以最小化在填充和储存期间的变形的壁。虽然克服设计上的挑战以允许在包装件中减少树脂的使用是可本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于一种或多种光敏产品的包装件，包括：a)单层，所述单层包含涂覆有金属氧化物和有机材料的TiO2颗粒、以及一种或多种可熔融加工的树脂，其中所述单层具有25至120的LPF值，并且TiO2颗粒的浓度为所述单层的6重量％至14重量％；以及b)任选地一个或多个美观层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.04 US 62/1708161.用于一种或多种光敏产品的包装件，包括：a)单层，所述单层包含涂覆有金属氧化物和有机材料的TiO2颗粒、以及一种或多种可熔融加工的树脂，其中所述单层具有25至120的LPF值，并且TiO2颗粒的浓度为所述单层的6重量％至14重量％；以及b)任选地一个或多个美观层。2.根据权利要求1所述的包装件，其中所述金属氧化物选自二氧化硅、氧化铝、氧化锆、或它们的组合。3.根据权利要求2所述的包装件，其中所述金属氧化物为氧化铝。4.根据权利要求1所述的包装件，其中所述有机材料选自有机硅烷、有机硅氧烷、氟代硅烷、有机膦酸酯、有机酸磷酸酯、有机焦磷酸酯、有机多磷酸酯、有机偏磷酸酯、有机次膦酸酯、有机磺酸化合物、基于烃的羧酸、基于烃的羧酸的相关联的酯、基于烃的羧酸的衍生物、基于烃的酰胺、低分子量烃蜡、低分子量聚烯烃、低分子量聚烯烃的共聚物、基于烃的多元醇、基于烃的多元醇的衍生物、链烷醇胺、链烷醇胺的衍生物、有机分散剂、或者它们的混合物。5.根据权利要求4所述的包装件，其中所述有机材料为具有下式的有机硅烷：R5xSiR64-x，其中R5为不可水解的烷基、环烷基、芳基、或芳烷基基团，其具有至少1个至约20个碳原子；R6为可水解的烷氧基、卤素、乙酰氧基、或羟基基团；并且x＝1至3。6.根据权利要求5所述的包装件，其中所述有机材料为辛基三乙氧基硅烷。7.根据权利要求1所述的包装件，具有所述单层的7重量％至14重量％的TiO2颗粒的浓度。8.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：CM斯坦奇克，PM尼登祖，JD小康诺利，
申请(专利权)人：科慕帝梯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US