在本領(lǐng)域中,所謂泡罩包裝通常用于包裝小制品,例如單次劑量單位的藥丸或其它藥物,以及口香糖或其它甜食。這種類型的包裝包括所謂的封蓋箔,其粘附在聚物“泡罩”上,即形成一片具有能單獨裝納制品的袋的聚合物材料。
可通過在所述袋的位置擠壓聚合物泡罩片直到覆蓋的封蓋箔破壞而將泡罩包裝的內(nèi)容物從所述包裝中移出。已知這種類型的泡罩包裝通常是推動型(push-through type)的。推動型泡罩包裝的兩個重要要求是(i)所述封蓋箔足夠脆從而當(dāng)向覆蓋箔擠壓袋中的內(nèi)容物時覆蓋箔破壞,以及(ii)聚合物泡罩片足夠延展從而可以例如用拇指使其變形。
生產(chǎn)商最常用的泡罩包裝是易于生產(chǎn)的,通過提供對空氣和水分的完全阻擋并防止干擾來滿足其內(nèi)容物的保存期限要求。此外,泡罩包裝中使用的覆蓋箔必須是易于印刷的,從而可將特定的信息印刷在每個單獨袋的背面以利于消費者和生產(chǎn)商。
一種最常制造的泡罩包裝類型包括覆蓋箔,通常為鋁箔,在所述覆蓋箔上施加了熱密封漆。在聚合物泡罩片中常用的聚合物包括聚氯乙烯(PVC)、涂覆有聚偏二氯乙烯(PVDC)的PVC、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、環(huán)狀烯烴共聚物(COC)和聚丙烯(PP)。由于具有更好的水分和空氣阻擋性,并且比例如僅是PVC的情況更具惰性,因此更優(yōu)選PCTFE、涂覆有PVDC的PVC和PP。
全文納入本文的WO-A-2009/105858描述了用于泡罩包裝的覆蓋箔。WO-A-2009/105858的覆蓋箔包括鋁箔層,在其上通過擠出涂覆施加了同時作為粘結(jié)層和密封劑層的一層或多層,得到具有改善的阻擋性和惰性性質(zhì)的覆蓋箔。所述覆蓋箔的不足之處在于使用鋁箔使其既昂貴又難于回收。另一 不足之處在于難以在鋁上印刷。此外,通常不認(rèn)為鋁是可再生材料。
全文納入本文的US-A-2010/0170820闡述了一種用于泡罩包裝的紙基封蓋材料,該封蓋材料包括紙層,在所述紙層上是含有環(huán)狀烯烴共聚物(COC)的阻擋層。US-A-2010/0170820闡述了可通過用一層或多層含有環(huán)狀烯烴共聚物的阻擋層擠出涂覆或?qū)盈B所述紙層來生產(chǎn)所述封蓋材料。
不過,使用US-A-2010/0170820的封蓋材料的不足之處在于其容易脫層。保護性阻擋層的脫層導(dǎo)致了封蓋材料不能在泡罩包裝中提供有效的空氣和水分阻擋,這縮短了內(nèi)容物的保存期限。另一不足之處在于所述封蓋材料對于處理敏感。因此,在運輸和處理過程中所述封蓋材料會更易于損壞,這會危害所述包裝的阻擋性質(zhì)并導(dǎo)致不可接受的經(jīng)濟損失。
IN-A-1239/MUM/2006闡述了用于泡罩包裝的紙基封蓋材料,其包括紙層,所述紙層在一側(cè)涂覆有至少一層阻擋涂層和熱密封涂層以及在另一側(cè)涂覆有光學(xué)漆涂層。這些封蓋材料的繆倫破裂強度(Mullen burst strength)或撕裂強度都沒有在IN-A-1239/MUM/2006中闡述。
因此,本發(fā)明的目的是提供一種用于泡罩包裝等的改善的封蓋材料。
令人驚喜地發(fā)現(xiàn),不僅可改善封蓋材料的阻擋性質(zhì),還可改善其印刷性,特別是如果使用的封蓋材料包含基材紙,在所述基材紙上有乳膠涂層的話。此外,還發(fā)現(xiàn)這樣的封蓋材料具有高含量的可再生材料并且更易于回收。
因此,本發(fā)明涉及用于泡罩包裝的封蓋材料,其包括基材紙,在所述基材紙上存在有預(yù)阻擋層和乳膠涂層,其中所述預(yù)阻擋層存在于基材紙和乳膠涂層之間,其中如ISO標(biāo)準(zhǔn)2758所定義的,所述封蓋材料的繆倫破裂強度為約80-200kPa,如ISO標(biāo)準(zhǔn)1974所定義的,所述封蓋材料的撕裂強度為約100-400mN,以及水蒸汽透過率為≤4g/m2/天(如ASTM F1249所定義的,在38℃的溫度下,在100%的相對濕度下測得),并且其中所述封蓋材料任選地還包括相鄰于所述乳膠涂層的密封劑層。
根據(jù)本發(fā)明,所述封蓋材料的預(yù)阻擋層和乳膠涂層以及任選的密封劑層一起作用以密封所述基材紙,從而基材紙的水蒸汽滲透性和孔隙率顯著減少,從而提供具有良好阻擋性質(zhì)的封蓋材料。
本發(fā)明的封蓋材料一般包括一層或多層乳膠涂層。如本文所定義的,術(shù)語“乳膠”是聚合物微顆粒在水性介質(zhì)中的穩(wěn)定的分散體(乳液)。所述乳膠涂層可合適地包括選自下組的水可分散的聚合物:苯乙烯-丁二烯橡膠、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、丙烯酸類聚合物、聚乙酸乙烯酯、PVDC、PCTFE、COC和它們的組合。優(yōu)選地,所述乳膠涂層包括PVDC和/或PCTFE。
通常使用的乳膠涂層的重量為5-50g/m2,優(yōu)選為10-40g/m2,以及最優(yōu)選為15-30g/m2。
本發(fā)明的封蓋材料一般包括一層或多層預(yù)阻擋層涂層??墒褂玫念A(yù)阻擋層包括丙烯酸基粘合劑和任選的一種或多種顏料。具有預(yù)阻擋層的封蓋材料的益處在于,所述預(yù)阻擋層不僅增強了所述基材紙還提供了封閉的表面結(jié)構(gòu)。通常,如ISO標(biāo)準(zhǔn)5636-3所定義的,涂覆有預(yù)阻擋層的基材紙具有0毫升/分鐘的本特森孔隙率(Bendtsen porosity)。
可在所述預(yù)阻擋層中使用的丙烯酸基粘合劑包括聚丙烯酸酯類,其包括丙烯酸烷基酯、和/或聚甲基丙烯酸烷基酯及其組合,其中所述烷基具有1-10個碳原子,優(yōu)選為1-4個碳原子。合適的聚丙烯酸酯類還可包括苯乙烯和/或乙酸乙烯基酯。所述聚丙烯酸酯類可選自一種或多種上述聚丙烯酸酯類的均聚物、共聚物(例如嵌段共聚物、無規(guī)共聚物和接枝共聚物)、混合物、復(fù)合物、交聯(lián)和摻混物。如通過Brookfield粘度計,使用2號心軸以100rpm并在45℃的溫度下測量的,在預(yù)阻擋層中使用的丙烯酸基粘合劑優(yōu)選具有約100-400mPa·s的粘度。
所述預(yù)阻擋層還可包括共粘合劑,例如淀粉、酪蛋白、蛋白質(zhì)、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇及它們的組合。
預(yù)阻擋層中可存在的一種或多種顏料包括無機顏料,優(yōu)選板狀(即片狀)無機顏料,例如云母、硅酸鋁(例如高嶺土(也稱為中國粘土))、硅酸鎂(例如滑石)、以及鐵氧化物等。
所述預(yù)阻擋層還可包括一種或多種添加劑,例如保水助劑、流變改性劑、以及施膠劑等。
根據(jù)本發(fā)明的封蓋材料還可包括一層或多層任選的密封劑層。所述密封 劑層可包括聚合物,例如聚乙烯、聚丙烯(PP)、聚羥基烷酸酯(PHA)、無定形聚交酯(PLA)、蠟、淀粉、聚乙醇酸(PGA)、生物可降解的聚酯、乙烯-丙烯(EP)共聚物、丙烯-丁烯(PB)共聚物、乙烯-丁烯(EB)共聚物、乙烯-丙烯-丁烯(EPB)三元共聚物、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)共聚物、甲基丙烯酸丁酯聚合物、氯乙烯-乙酸乙烯酯-乙烯三元共聚物和它們的組合。優(yōu)選地,所述密封劑層包括氯乙烯-乙酸乙烯酯-乙烯三元共聚物。
通常,本發(fā)明的覆蓋紙的所述任選密封劑層的重量為5-20g/m2,以及優(yōu)選為5-15g/m2。
通常,適用于根據(jù)本發(fā)明的封蓋材料的基材紙包括纖維素和一種或多種添加劑??纱嬖谟谒龌募堉械暮线m的添加劑包括填料顏料、濕強度劑、交聯(lián)劑、助留劑、固定助劑、著色顏料、染料及其組合。可用于基材紙中的纖維素的類型包括軟木纖維素、硬木纖維素和它們的混合物。
通常使用的基材紙的重量為30-100g/m2,優(yōu)選為30-80g/m2,以及最優(yōu)選為35-60g/m2。
所述基材紙的繆倫破裂強度和抗撕裂性在操作窗口中協(xié)同作用。更具體地,對于良好的推動經(jīng)驗,具有較高破裂強度值的基材紙通常需要較低的撕裂強度值。相反地,具有較低繆倫破裂強度值的基材紙通常需要較高的撕裂強度值以防止包裝損壞。
如ISO標(biāo)準(zhǔn)2758所定義的,根據(jù)本發(fā)明的封蓋材料的繆倫破裂強度通常為約80-200kPa,以及優(yōu)選為約100-180kPa。
通過繆倫測試儀(Mullen tester)的方式來測量繆倫破裂強度。將試樣(例如封蓋材料)放置在環(huán)形夾具中,并通過橡膠隔膜使所述試樣經(jīng)受增加的壓力,所述壓力在控制的速率下通過液壓增加,直到試樣破裂。記錄在破裂當(dāng)時讀取的壓強作為破裂強度。
如ISO標(biāo)準(zhǔn)1974所定義的,根據(jù)本發(fā)明的封蓋材料的撕裂強度通常為約100-400mN,以及優(yōu)選為約200-300mN。如本文中所用的術(shù)語“撕裂強度”包括加工方向(MD)上的撕裂強度和在加工方向的橫向方向(CD)上 的撕裂強度。
通過埃樂曼多夫(Elmendorf)設(shè)備的方式測定撕裂強度,其中落錘撕裂了試樣(例如所述封蓋材料)。隨后由所述擺錘的能量計算出撕裂所述試樣所需的力。
如ASTM F1249所定義的,在38℃的溫度和100%的相對濕度下測定的本發(fā)明的封蓋材料的水蒸汽透過率通常為≤4g/m2/天,以及優(yōu)選為1-3g/m2/天。
對于泡罩包裝而言,特別是當(dāng)用于包裝對水敏感的制品(例如食物和藥物)時,水蒸汽透過率是重要的參數(shù)。這樣的泡罩包裝必須具有滿足所述制品所需的質(zhì)量、安全和保存期限要求的足夠低的水蒸汽透過率。有利的是,本發(fā)明的封蓋材料滿足這些要求。
決定了水蒸汽透過率測量的條件對所述結(jié)果也有相當(dāng)大的影響。樣品的溫度和相對濕度都需要測量、控制并記錄結(jié)果。沒有規(guī)定這些條件所測得的水蒸汽透過率結(jié)果幾乎是沒有意義的。
US-A-2010/0170820文件闡述了測量用于泡罩包裝的不同封蓋材料的水蒸汽透過率。不過US-A-2010/0170820沒有闡述在何種溫度或相對濕度下進行的這些測量。
根據(jù)本發(fā)明的封蓋材料的另一益處在于,所述封蓋材料可密封于各種聚合物泡罩片,特別是用于泡罩包裝等。
在另一實施方式中,本發(fā)明涉及含有根據(jù)本發(fā)明的封蓋材料的泡罩包裝,所述封蓋材料被密封于聚合物泡罩片。
可用于根據(jù)本發(fā)明的泡罩包裝的合適的聚合物泡罩片包括選自下組的聚合物:非塑化的PVC、涂覆有PVDC的PVC、PET、PCTFE、COC、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、PP、聚對苯二甲酸乙二醇酯二醇(polyethylene terephthalate glycol,PETG)、無定形聚對苯二甲酸乙二醇酯(APET)及它們的組合。優(yōu)選地,選擇的聚合物是PVC、涂覆有PVDC的PVC、PCTFE、PETG、APET和/或PP。
在另一個實施方式中,本發(fā)明涉及制備用于泡罩包裝的封蓋材料,其中 通過涂覆工藝的方式將預(yù)阻擋層施加在基材紙上,隨后通過進一步涂覆工藝的方式將乳膠涂層施加在基材紙上的預(yù)阻擋層上,以及隨后任選地通過進一步涂覆工藝的方式將密封劑層施加在乳膠涂層上。
優(yōu)選地,將所述預(yù)阻擋層和乳膠涂層都施加在所述基材紙的平滑側(cè)。如本文中所定義的,所述紙的平滑側(cè)通常是在紙張制備工藝中在造紙機上接觸纜線的紙的一側(cè)。
用乳膠涂料涂覆基材紙的合適方法包括反向凹印涂覆工藝、滾涂工藝、絲網(wǎng)涂覆工藝(the screen coating process)、以及幕涂工藝等。優(yōu)選使用的涂覆工藝是反向凹印涂覆工藝。使用反向凹印涂覆工藝的益處在于,由于在所述工藝中使用輪廓跟蹤原理(the contour-following principle)制備,使得較薄的乳膠涂層被施加到基材紙上。
在將乳膠涂層施加到所述基材紙之前,將預(yù)阻擋層施加至所述基材紙的平滑側(cè)。其可通過涂覆工藝,例如膠壓制處理完成。
可通過上述適用于施加乳膠涂層的涂覆工藝中的任一種將所述任選的密封劑層施加在乳膠涂層上。優(yōu)選地,使用的涂覆工藝與施加乳膠涂層時所用的工藝一致。
在另一實施方式中,本發(fā)明涉及用于制備泡罩包裝的方法,所述方法包括將根據(jù)本發(fā)明的封蓋材料密封至含有一種或多種制品的聚合物泡罩片中。
用于根據(jù)本發(fā)明的制備泡罩包裝的合適的設(shè)備包括封裝機和標(biāo)準(zhǔn)包裝機。
在本發(fā)明制備泡罩包裝的方法中常用的聚合物泡罩片與上文所述的相同。
包含在根據(jù)本發(fā)明的泡罩包裝中的所述一種或多種制品可合適地選自下組:丸劑形式、片劑形式和膠囊形式的藥物;以及非藥物,包括口香糖、甜食、維生素以及膳食或營養(yǎng)補充劑。本發(fā)明的封蓋材料可用于各種用途。特別優(yōu)選地,所述封蓋材料用于生產(chǎn)泡罩包裝,所述泡罩包裝用于丸劑形式、片劑形式、以及膠囊形式等的藥物;也用于非藥物,例如口香糖、甜食、維生素和膳食或營養(yǎng)補充劑,以及各種如一次性接觸鏡片或助聽器電池之類的 其它物質(zhì)。通過增加基材紙重量和強度性質(zhì)(例如可通過改變用于制備基材紙的化學(xué)紙漿中的長纖維/短纖維比例和/或改變精制能來調(diào)節(jié)撕裂強度),所述封蓋材料也可用來密封用于食物和飲料的容器,所述食物和飲料是例如酸奶、布丁、奶油凍、果凍、水果醬/汁、涂抹干酪、蘸料和奶制品飲料。此外,所述封蓋材料可用于食品佐料的單次使用小袋,所述食品佐料包括芥末、番茄醬、以及蛋黃醬等;以及用于化妝品樣品的單次使用小袋,所述化妝品是例如彩妝、香水、洗發(fā)水、保濕霜和防曬霜。
圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的封蓋材料,其包括(1)基材紙、(2)預(yù)阻擋層、(3)乳膠涂層以及(4)任選的密封劑層。
圖2顯示了兩種類型的泡罩包裝的照片。照片左手側(cè)的泡罩包裝對應(yīng)于包含鋁封蓋的已知類型。照片右手側(cè)的那個對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的泡罩包裝。
現(xiàn)根據(jù)以下非限制性實施例說明本發(fā)明。
實施例:
使用僅由化學(xué)紙漿制備的基材紙制備實施例1-9的泡罩封蓋紙,其由約90重量%的短纖維和約10重量%的長纖維組成,將所述基材紙精制成約24級的打漿度,其用肖伯爾-黎格勒測試儀(Schopper Riegler tester)測量。使用的基材紙也包含基于碳酸鈣的填料,含量為約5-10重量%。
通過反向凹印涂覆工藝,用乳膠涂料在線下涂覆實施例1-9。所述乳膠涂料以水基PVDC分散體施用。
在涂覆乳膠涂層前,實施例2-9也通過施膠壓制法涂覆了預(yù)阻擋層。以含有苯乙烯-丙烯酸基粘合劑和基于聚丙烯酰胺流變改性劑的高嶺土分散體施用所述預(yù)阻擋層。在基材紙上施用預(yù)阻擋層得到了所述紙的封閉的表面結(jié)構(gòu),如通過ISO標(biāo)準(zhǔn)5636-3所定義的,其具有0毫升/分鐘的本特森孔隙率。
通過反向凹印涂覆工藝,實施例4、6和7線下涂覆了密封劑層。所述密封劑層由氯乙烯-乙酸乙烯酯-乙烯三元共聚物構(gòu)成。
隨后在泡罩包裝機中,將實施例1-7的泡罩封蓋紙與厚度為250μm的預(yù)先形成的PVC泡罩片密封。在泡罩包裝機中將實施例8與涂覆有預(yù)先形 成的PVDC的PVC泡罩片密封,其中,分別地,PVDC涂層的厚度為40μm,PVC泡罩片的厚度為250μm。將實施例9與預(yù)先形成的PET-GAG(即含有由PETG-APET-PETG組成的三層的共擠出的膜)泡罩片密封,所述泡罩片的厚度也為250μm。用口香糖糖衣丸填充泡罩包裝實施例的袋。
參考實施例1-3對應(yīng)于LT5008 winpak,以及兩種類型的鋁合金AA8079temper H 20箔,其各自具有1.5g/m2印刷底漆和7g/m2熱密封漆,總重量分別為65g/m2和51g/m2。參考實施例4對應(yīng)于US-2010/0170820的泡罩包裝的所述值,其中沒有說明測量WVTR值的環(huán)境。參考實施例5對應(yīng)于包含厚度為250μm的PVC的泡罩層。
測定制備的泡罩包裝實施例的以下性質(zhì)并顯示在表1中。
用ISO標(biāo)準(zhǔn)2758測量泡罩包裝的繆倫破裂(MB)強度。
根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)1974測量撕裂強度MD和撕裂強度CD。
如ASTM F1249所定義的,在38℃的溫度下和100%的相對濕度下測量WVTR。
通過按壓泡罩并觀察可能的空氣泄露來測定密封性能的評估,并確定袋之間的密封區(qū)域是否不能剝離開。
通過按壓泡罩來測定推動經(jīng)驗,并與常規(guī)鋁泡罩的該經(jīng)驗比較。所述經(jīng)驗描述基于幾點:通過拇指弄破所述袋所需施加的力、袋破裂的形狀、以及是否只有一個袋打開,即泡罩包裝中沒有其它袋也被打開。
密封性能
-差(封蓋材料沒有粘結(jié)到泡罩片上)。
+中等(封蓋材料在泡罩片上粘合良好,但僅通過將密封時間和溫度增加到高于用于將泡罩材料密封至封蓋材料的密封機的標(biāo)準(zhǔn)操作條件時)。
++良好(封蓋材料預(yù)泡罩片的粘性與鋁泡罩包裝的粘性相當(dāng),不需要調(diào)整密封機所施用的標(biāo)準(zhǔn)操作條件)。
推動經(jīng)驗
不適用不可應(yīng)用(封蓋材料沒有粘合到泡罩片上,從而不能測定該性質(zhì))
-困難(打開袋需要太大的壓力,糖衣丸破裂)。
+中等(比鋁泡罩包裝需要更多的壓力打開袋,糖衣丸沒有破裂)。
++良好(適宜的所需打開力,糖衣丸沒有破裂,覆蓋物沒有撕裂打開袋而是直接按壓)
++/-非常容易(打開袋太容易,由于粗率處理包裝,有袋自發(fā)打開的風(fēng)險)。