专利名称：包装物及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于容纳诸如电池等物品的包装物及其制造方法。
背景技术：
用于容纳诸如电池、日用品(包括洁面用品)及加工食品等物品的产品包装物已被广泛使用。从在商店有效展示及低成本的角度来看，泡壳(blister packs)被广泛用于包装产品的容器。使用泡壳的产品包装物由依次层合的泡壳、层叠层(laminate layer)和衬片(backing sheet)组成。
具体而言，在衬片的两面上进行印刷。通过熔接(heat sealing)粘合泡壳和层叠层。用粘合剂粘合层叠层和衬片。由此得到由泡壳、层叠层、粘合剂层、印刷层、衬片和印刷层组成的层合结构。
此外，粘合剂层的存在也产生问题，因为这使结构复杂，并导致成本增加。尤其由于使用两种不同的粘合方法，制造过程很复杂。
此外，现在考虑到对自然环境的影响，能够随时间在自然环境中分解并消失的生物可降解的树脂被用作产品包装材料，以替代常规的热塑性树脂，如聚乙烯和对苯二甲酸乙二醇酯(PET)(例如参见专利文献1和2)。使用这种生物可降解的树脂伴随的问题是，由于熔接所用的温度范围的限制，所以它们难以控制，并且使用它们会使粘合强度和质量发生变化。
此外，与熔接相比，粘合剂的粘合强度较差。原因是还没有找到适于生物可降解树脂的粘合剂。
专利文献1日本特许公开Hei 10-100353专利文献2日本特许公开2001-13018
发明内容对于产品包装物而言，目前所希望的进一步改进是得到简单的结构、简单的制造方法、较低的产品成本、较低的制造成本、较高的包装强度和较好的外观。换句话说，需要对上述具有层合结构的产品包装物进行改进。
有鉴于此，本发明的目的是克服上述问题，并提供一种包装物，这种包装物能够实现简单的结构、简单的制造方法、较低的产品成本、较低的制造成本、优异的强度和优异的外观。
本发明包装物的特征在于其包括衬片，该衬片包括透光性基部；以及在所述基部的第一表面上依次层合的第一印刷层、防透印层(anti-offset layer)和第二印刷层；和容纳装置，其用于使所述衬片在所述基部的第二表面侧容纳物品。
有效的是所述容纳装置是与所述第二表面粘合的容器，且所述物品容纳于所述容器中。在这种情况下，有效的是所述容器通过熔接与所述第二表面粘合。
有效的是所述基部和所述容器中的至少一个包括生物降解塑料。生物降解塑料的实例是脂肪族聚酯。脂肪族聚酯的实例是聚乳酸聚合物。
本发明还涉及一种制造包装物的方法，其包括如下步骤(1)通过单个印刷步骤，在透光性基部的第一表面上连续形成第一印刷层、防透印层和第二印刷层，从而得到衬片；和(2)使所述衬片在所述基部的第二表面侧容纳物品。
有效的是在步骤(2)中，容纳物品的容器与所述第二表面结成一体，以使所述衬片容纳物品。有效的是所述容器通过熔接与所述第二表面粘合。
根据本发明，由于在透光性(透明)基部的第一表面上形成可从基部的第一表面侧观察到的印刷层和可从第二表面侧观察到的印刷层，因此可以省略层叠层和粘合剂层。这样得到的包装物具有简单的结构、简单的制造方法、较低的产品成本、较低的制造成本、较高的包装强度和较好的外观。
此外，由于可以避免在与容器接触的基部的第二表面上形成印刷层，因此容器不仅能够通过熔接与用常规合成树脂制成的基部粘合，而且并优选也能够与用生物可降解的树脂制成的基部粘合。
图1是分解立体图，其示意性地展示本发明包装物的一个实施方案。
图2是图1所示包装物在组装后的垂直剖视图。
图3是分解立体图，其示意性地展示本发明包装物的另一个实施方案。
图4显示用于评价剥离强度的试验样品。
图5显示怎样评价耐磨性。
具体实施例方式
本发明的包装物的特征在于仅在透光性基部的一个表面上形成可从基部另一表面侧观察到的第一印刷层、防透印层和可从该表面侧观察到的第二印刷层，其特征还在于在所述基部的第二表面侧设有用于容纳物品的容纳装置。
下面结合
本发明的包装物。
图1是分解立体图，其示意性地展示本发明包装物的一个实施方案。如图1所示，本发明的包装物1包括衬片2、作为物品的电池组4、用于使衬片2能够容纳电池组4的容器3。
图2是图1所示包装物在组装后的垂直剖视图。如图2所示，本发明的包装物1包括透光性基部2a和衬片2，该衬片包括依次层叠在基部2a的第一表面上的第一印刷层2b、防透印层2c和第二印刷层2d。所述包装物1还包括作为容纳装置的容器3，该容器使衬片2能够在基部2a的第二表面侧容纳物品4。
在常规包装物中，在基部的前表面和后表面上进行印刷，而在本发明的包装物中仅在一个表面上提供印刷。具体而言，在透光(透明)性基部2a的第一表面上形成可从衬片后表面侧观察到的第二印刷层2d和可从衬片前表面侧观察到的第一印刷层2b。
换句话说，在本发明的包装物中，在基部2a的第一表面上提供印刷(如设计和说明)，所述印刷可以在图2中箭头X和Y所示的方向上观察到。这种结构可以省略层叠层和粘合剂层，而在常规包装物中这些层经常设置在容器3和基部2a之间。
为防止从箭头Y方向观察到第一印刷层2a，或相反，为防止从箭头X方向观察到第二印刷层2d(换句话说，为防止透印)，在第一印刷层2a和第二印刷层2d之间设置防透印层2c。防透印层2c应具有足够的遮蔽效果，例如足以读取第一印刷层2d中的条形码。
使用例如普通油墨(如紫外线固化(UV)油墨)形成第一印刷层2a和第二印刷层2d。第一印刷层2a和第二印刷层2d的厚度约为4.0～6.0μm。
可以用与第一印刷层2a和第二印刷层2d相同的油墨形成防透印层2c。可以调节所述防透印层的厚度和组成，只要能表现出上述的遮蔽效应。例如，其厚度优选为10.0～15.0μm，并优选用不透光的白色UV油墨形成。
第一印刷层2a和第二印刷层2d优选通过凸版印刷或凹版印刷形成。防透印层2c优选通过胶版印刷(flexographic printing)形成，因为其应该具有一定厚度以表现出遮蔽效应。
此外，通过熔接使容器3和衬片2的基部2a形成一体，从而衬片2可以在基部2a的第二表面侧容纳物品4。所述衬片2可具有悬挂孔5，从而所述包装物1可悬挂在货架上用于展示。
本发明中的上述衬片2适用于其它包装物。图3是分解立体图，其示意性地展示了本发明包装物的另一个实施方案。图3所示的包装物11包括衬片12和透明容器13。容器13中容纳电池组14。
在此实施方案中，将与图1和图2中的衬片2相同的衬片用作衬片12。因此，没有在衬片12与容器13接触的表面上形成层叠层和粘合剂层，在容器13容纳部相对侧形成折叠部13a、13b和13c。
具体而言，容器13的外边缘在基部12侧上折叠180度，从而形成折叠部。沿着长短交替的点划线方向(箭头Z)，衬片12从边缘滑入折叠部13a和13c。当衬片12到达折叠部13b时，所述衬片12和所述容器13成为一体。
由于仅将衬片12插进容器13的折叠部13a、13b和13c，因此优选的是将衬片12与折叠部13a、13b和13c固定在一起。可以使用任何方式来将它们固定，没有特别的限制。例如可以通过熔接、粘合剂或钉书钉等。特别地，熔接是优选的。
与图1和图2所示相似，所述衬片12可带有悬挂孔15，从而该包装物11可悬挂在货架上用于展示。
在图1至图3所示的包装物1和11中，构成衬片2的基部2是透明的。更优选容器3和13是透明的，从而使用者或消费者可以观察到印刷在电池组4和14的外包装上的设计。
本发明的衬片不仅适用于图1至图3所示的使用泡壳的包装物，而且适用于被称为紧缩包装和收缩包装物的那些包装物。
优选本发明包装物中的基部和容器之一由生物可降解的树脂制成。
本发明中所用的生物可降解的树脂的例子包括脂肪族聚酯、改性聚乙烯醇(PVA)、纤维素酯化合物和改性淀粉。其中，脂肪族聚酯在环境方面是优选的，因为在分解过程中所产生的醇和羧酸的毒性极低。
脂肪族聚酯的实例包括通过微生物介导方法(microorganism-mediated processes)产生的聚合物，如羟基丁酸-戊酸聚合物；合成聚合物，如聚己酸内酯、脂肪族二羧酸-脂肪族二醇缩合物；半合成聚合物，如聚乳酸聚合物。
由于聚乳酸聚合物具有优异的透明性、刚性、耐热性和可加工性，因而是优选的。聚乳酸聚合物可以是L-乳酸和/或D-乳酸的均聚物。可选择地，其也可以是与其它羟基羧酸的共聚物的混合物(或聚合物合金)，只要对其生物可降解性没有损害。
其它羟基羧酸的例子包括例如羟基乙酸、3-羟基丁酸、4-羟基丁酸、3-羟基戊酸、4-羟基戊酸和6-羟基己酸等。
聚乳酸聚合物是生物可降解的树脂的优选例子，优选但不限于，其重均分子量为50,000～300,000。如果重均分子量小于50,000，那么几乎不具有实用的物理性能。相反，如果重均分子量高于300,000，那么熔融粘度过高，因此导致成形性较差。
聚乳酸聚合物具有较高的玻璃态转化点和结晶性，并且具有与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)相似的性能。而且由聚乳酸制成的薄膜可以是单轴拉伸或双轴拉伸的(定向的)。得到的拉伸片(其中分子被定向)脆性较低、难于断裂，并且具有优异的强度。此外，聚乳酸聚合物薄膜可以通过模压铸造来形成，这样可以保证薄膜的透明性。如下所述，本发明中优选使用拉伸片来制备容器，尤其是通过真空/压制成形方法。
聚乳酸聚合物用的原料可以是玉米。从玉米中分离出淀粉，然后转化成糖。然后，通过乳酸发酵得以乳酸，再转化成丙交酸，然后聚合成聚乳酸。因此，可以不使用石油类原料来制备聚乳酸聚合物。因此，在本发明中，最终得到的电池包及其原料制备方法对环境是友好的。
生物可降解的树脂可以是树脂组合物。在这种情况下，生物可降解的树脂可以与其它聚合物材料混合，只要不会损害本发明的效果。可选择地，为控制物理性能和可加工性，生物可降解的树脂可以与增塑剂、润滑剂、无机填充剂、紫外光吸收剂、热稳定剂、光稳定剂、光吸收剂、着色剂、颜料或改性剂混合。
特别地，需要将电池包的容器加工成具有容纳部，并需要相对精细设计以适于电池形状。换句话说，容器不仅需要透明，而且需要具有可成形性。然而，由于生物可降解的树脂具有脆性，所以在常规成形条件下其会断裂。
为解决上述问题，在本发明中，优选使用生物可降解的树脂的拉伸片来形成容器。由于经过拉伸，因此所得片材的脆性降低，并且强度提高。因此，得到的容器具有较高的耐断裂性。由于双轴拉伸片强度更高，因此比单轴拉伸片更优选。使用常规方法由所述拉伸片形成容器。
优选拉伸片的抗张强度(断裂强度)为40～90Mpa。如果抗张强度低于40Mpa，那么不具有承载电池的足够强度。相反，如果抗张强度高于90Mpa，那么薄片强度过高，会降低薄片的可成形性和透明性。特别地，抗张强度优选为60～80Mpa。本发明的抗张强度符合JISK-7127标准，这种标准是使用型2试验样品以200mm/min的试验速度来进行测量。
此外，优选拉伸片的拉伸弹性为1～7Gpa。如果拉伸片的拉伸弹性低于1Gpa，薄片过硬，这会降低可成形性。此外，如果拉伸弹性高于7Gpa，薄片过软，这样也难于承载电池。特别地，拉伸弹性优选为2～6Gpa。拉伸弹性可以根据JIS K-7127标准进行测量。
关于薄片透明性指数，优选拉伸片的浑浊度小于15％。如果浑浊度不小于15％，那么薄片的透明性降低，这样会损害包装物的固有功能。特别地，浑浊度优选为2～12％。浑浊度可以根据JIS K-7105标准进行。
所述容器可以容纳作为物品的电池组，所述电池组包括多个包装在收缩包装物中的电池。优选所述收缩包装也由生物可降解的脂肪族聚酯制成。所述生物可降解的脂肪族聚酯优选是聚乳酸聚合物。所述收缩包装优选由生物可降解的脂肪族聚酯的拉伸片制成。
本发明包装物的基部厚度优选为50～200μm。如果基部厚度小于50μm，那么得到的薄片太薄，因而难以容纳电池。如果基部厚度大于200μm，那么热导性降低，从而在熔接基部和容器时，会使粘合强度发生变化，从而导致包装质量下降。此外，难于控制熔接过程中的热量。
本发明的包装通过如下步骤来制造(1)通过单个印刷步骤，在透光性基部的第一表面上连续形成第一印刷层、防透印层和第二印刷层，从而得到衬片；和(2)使所述衬片在所述基部的第二表面侧容纳物品。
下面进一步详细说明本发明，但应该理解，本发明不限于此。
实施例1在本实施例中，制备具有图1和图2所示结构的本发明包装物。
制备聚乳酸(PLA)的150μm厚半透明拉伸片作为透光性基部2a。所述基部在长度方向和宽度方向上的抗张强度(断裂强度)均为110Mpa，在长度方向其拉伸弹性为3.8Gpa，宽度方向其拉伸弹性4.3Gpa。所述基部的热收缩率符合JIS Z-1712标准，其中在120℃下加热试验样品5分钟后，在长度方向上测得基部的热收缩率为2.7％，宽度方向上测得基部的热收缩率为0.3％。
在单个旋转印刷步骤中，在基部2a的一个表面上，采用凸版印刷法连续形成由UV油墨制成的5μm厚的第一印刷层2b；采用胶版印刷法由UV油墨制成的12μm厚的防透印层2c；和采用凸版印刷法形成的5μm厚的第二印刷层2d。由此得到衬片2。
随后，制备由PLA支撑的250μm厚的半透明拉伸片。该拉伸片在长度方向上的抗张强度(断裂强度)为66Mpa，在宽度方向上的抗张强度为65Mpa，在长度方向上其拉伸弹性为3.2Gpa，在宽度方向上其拉伸弹性为3.1Gpa，其浑浊度为10％。所述拉伸片的热收缩率符合JIS Z-1712标准，其中在120℃下加热试验样品5分钟后，在长度方向上测得所述拉伸片的热收缩率为3.7％，在宽度方向上测得所述拉伸片的热收缩率为1.7％。这种拉伸片被制成具有图1和图2所示形状的容器3。
最后，制备包括4个圆柱形AA电池的(收缩包装)电池组。将电池组4容纳在容器3的容纳部中。熔接粘合容器3的边缘和衬片2的基部2a。从而得到本发明的包装物“A”。
实施例2按与实施例1相同的方式制备本发明的包装物“B”，除了使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的拉伸片代替PLA拉伸片来制造衬片2的基部2a和容器3，所述PET拉伸片在长度方向和宽度方向上的抗张强度(断裂强度)均为68Mpa，其在长度方向上拉伸弹性为2.1Gpa，在宽度方向上的拉伸弹性2.2Gpa，其浑浊度为小于1％。
比较例1按与实施例1相同的方式制备用于比较的包装物“C”，除了以下几点不同。采用凸版印刷法在基部2a第二表面上形成第一印刷层。使用聚酰胺粘合剂将由PLA制成并用作层叠层的50μm厚的透明拉伸片粘在第一印刷层上。此外，采用凸版印刷法在基部2a第一表面上形成第二印刷层。最后，通过熔接粘合层叠层和容器。
比较例2按与实施例1相同的方式制备用于比较的包装物“D”，除了没有采用胶版印刷法形成防透印层。
(1)剥离强度剥离强度测量如下。通过将各包装物的衬片切成10mm宽的条带得到样品21，通过将构成各包装物的容器的拉伸片切成10mm宽的条带得到试验样品22，如图4所示，通过熔接形成6mm长的层叠部23，将二者粘合。图4展示了用于分析剥离强度的试验样品。
然后，使用得自IMADA Co.，Ltd的数字测力仪进行所谓的T型剥离试验。具体而言，如图4所示，以200mm/min的速率向相反方向拉试验样品的端部，在此过程中测量剥离需要的强度。结果列于表1中。较大值是优选的，因为值越大，剥离强度越高。
(2)耐磨性分析衬片2背面的耐磨性(基部2a的第一表面侧)，即未粘合容器3的表面。如图5所示，将波纹板(corrugated cardboard)25(其用于制造包装和运输电池包的盒子)与0.9kg重物24粘合，得到滑块26。图5显示了怎样分析耐磨性。
固定每个包装物的衬片2。然后，将滑块26在衬片2上前后移动500次，其后进行评价。当能够明显看到第二印刷层的字母时，等级记为“○”。当有点难于看到时，等级记为“△”。当不能识别时，等级记为“×”。结果列于表1中。
(3)透印度(degree of offset)从正面侧和背面侧目视观测每个包装物“A”～“D”，以观察第二印刷层和第二印刷层是否发生非故意的转移，即是否能够观察到透印。当没有观察到透印时，等级记为“○”。当观察到略微透印时，等级记为“△”。当透印度较高时，等级记为“×”。结果列于表1中。
表1
表1给出包装物“A”～“D”的衬片的组成、剥离强度、耐磨性和透印度。从表1可以看出，本发明实施例1和2的包装物“A”和“B”在各方面都极优异。
工业适用性本发明的上述包装具有优异的强度和优异的耐磨性，可以使用比常规方法更简单的方法来制造。此外，本发明的包装可有效地用作能够容纳任何物品(包括电池)的包装物，并能够悬挂在商店中。特别地，由于使用生物可降解的树脂作为材料，因此本发明的包装优选用作环境友好的包装物。
权利要求
1.一种包装物，其包括衬片，该衬片包括透光性基部；以及在所述基部的第一表面上依次层合的第一印刷层、防透印层和第二印刷层；和容纳装置，其用于使所述衬片在所述基部的第二表面侧容纳物品。
2.如权利要求1所述的包装物，其中所述容纳装置是与所述第二表面粘合的容器，所述物品容纳于所述容器中。
3.如权利要求2所述的包装物，其中所述容器通过熔接与所述第二表面粘合。
4.如权利要求2或3所述的包装物，其中所述基部和所述容器中的至少一个包括生物降解塑料。
5.如权利要求4所述的包装物，其中所述生物降解塑料是脂肪族聚酯。
6.如权利要求5所述的包装物，其中所述脂肪族聚酯是聚乳酸聚合物。
7.一种制造包装物的方法，其包括如下步骤(1)通过单个印刷步骤，在透光性基部的第一表面上连续形成第一印刷层、防透印层和第二印刷层，从而得到衬片；和(2)使所述衬片在所述基部的第二表面侧容纳物品。
8.如权利要求7所述的制造包装物的方法，其中在所述步骤(2)中，容纳所述物品的容器与所述第二表面结成一体，以使所述衬片容纳物品。
9.如权利要求8所述的制造包装物的方法，其中所述容器通过熔接与所述第二表面粘合。
全文摘要
为得到具有简单的结构、简单的制造方法、较低的产品成本、较低的制造成本、较高的包装强度和较好的外观的包装物，通过如下步骤形成包装物仅在透光性基部的第一表面上形成可从基部的第二表面侧观察到的第一印刷层、防透印层和可从第一表面侧观察到的第二印刷层，及在基部的第二表面侧提供用于容纳物品的容纳装置。
文档编号B65D65/46GK1805883SQ200580000489
公开日2006年7月19日 申请日期2005年3月25日 优先权日2004年3月29日
发明者多田大, 熊仓胜彦, 梅田藤三, 上村钦二 申请人:松下电器产业株式会社