CN110945351A - 包含响应于外部刺激的指示剂的包装材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于在具有包含食品物品的内容物的包装中使用的包装材料，该包装材料包括阻挡层和包含添加剂的层，该添加剂能够响应于外部刺激而从第一状态转变到第二状态，该阻挡层可定位在包装的所述层和内容物之间。阻挡层限制所述添加剂向内容物的扩散。

Description

包含响应于外部刺激的指示剂的包装材料
技术领域
本公开整体涉及通过识别标记对包装或产品进行标识，并且更具体地讲，涉及使用无墨印刷来标识包装以便在期望的表面上形成识别标记的方法。
背景技术
在食品包装工业中，能够在整个制造工艺中提供可追踪性的重要性最近得到了提高。如本文所使用，可追踪性是指能够追踪和控制例如包装材料的来源、产品工艺参数、用于包装的参数、以及在包装线中的填充的可能性。此信息可用于生成具有内容物的包装的保质期。贯穿整个价值链的可追踪性有助于快速召回包装，并有可能确保最终产品的高质量，并且最后，这为消费者提供了安全保障并为食品生产商提供了消费者信任。包装的标记是针对每个生产的产品需要附加时间和定制的复杂工艺。
发明内容
根据本发明的一个实施方案，用于在具有包含食品物品的内容物的包装中使用的包装材料，该包装材料包括阻挡层和包含添加剂的层，该添加剂能够响应于外部刺激而从第一状态转变到第二状态，该阻挡层可定位在包装的所述层和内容物之间。阻挡层限制所述添加剂向内容物的扩散。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述阻挡层可布置成与内容物直接接触。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述层不直接接触内容物。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述阻挡层与所述层直接相邻定位。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在包括另外的层的另外的实施方案中，所述另外的层被布置在所述层和所述阻挡层之间。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，阻挡层包括下列中的至少一者：铝、氧化铝、氧化硅、聚偏二氯乙烯(PVdC)、乙烯乙烯醇、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯、聚乙烯甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯丙烯酸、聚甲基丙烯酸乙二酯、聚乙烯醇、离聚物、聚丙烯酸酯类、含层状硅酸盐的涂料。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述添加剂在所述第一状态下具有第一颜色，并且在所述第二状态下具有第二颜色，所述第一颜色与所述第二颜色是可区分的。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，在所述第一状态下，所述添加剂是无色的。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述添加剂被配置成在所述第二状态下形成识别标记。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述识别标记包括图像。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述识别标记具有多色配置。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述外部刺激选自辐射、光和热。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述添加剂包括联乙炔化合物。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，包装包括第一包装和第二包装，所述层是所述第一包装的一部分，并且所述阻挡层是所述第二包装的一部分。
根据另一个实施方案，用于在食品应用中使用的多层包装材料包括第一层、第二层、以及与所述第一层和所述第二层中的至少一者邻近定位的中间层。中间层包括能够响应于外部刺激而从第一状态转变到第二状态的添加剂。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述第一层、第二层和中间层中的至少一者是聚合物层。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述聚合物层选自聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯、聚乙烯甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯丙烯酸、聚甲基丙烯酸乙二酯、聚乙烯醇、离聚物或它们的组合。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述中间层是将所述第一层粘附到所述第二层的粘附层。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述粘附层包括无溶剂层压粘合剂。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述粘附层包括溶剂基层压粘合剂。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述粘附层包括水基层压粘合剂。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述层压粘合剂层包括聚醚型聚氨酯粘合剂、聚酯粘合剂、聚酯型聚氨酯粘合剂或丙烯酸粘合剂中的至少一者。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述中间层包括可辐射固化的粘合剂。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述添加剂在所述第一状态下具有第一颜色，并且在所述第二状态下具有第二颜色，所述第一颜色与所述第二颜色是可区分的。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，在所述第一状态下，所述添加剂是无色的。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述添加剂被配置成在所述第二状态下形成识别标记。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述识别标记包括图像。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述识别标记具有多色配置。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述外部刺激选自辐射、光和热。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述添加剂包括联乙炔化合物。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述添加剂被包封在所述中间层内。
根据另一个实施方案，用于在具有包含食品物品的内容物的包装中使用的包装材料，该包装材料包括与包装材料的层相关联的添加剂。添加剂能够响应于外部刺激而从第一状态转变到第二状态。添加剂仅与包装材料的所述层的一个或多个部分相关联。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，包装材料包括至少一个聚合物层。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述聚合物层选自聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯、聚乙烯甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯丙烯酸、聚甲基丙烯酸乙二酯、聚乙烯醇、离聚物或它们的组合。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，包装材料的包含所述添加剂的所述一个或多个部分沿大体平行于机器方向的方向延伸。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述添加剂以图案布置在包装材料的所述一个或多个部分之上。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，包装材料是经由图案化挤出和层压工艺制造的。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，包装材料是经由图案化共挤出工艺制造的。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，包装材料是经由挤出涂覆工艺制造的。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述添加剂在所述第一状态下具有第一颜色，并且在所述第二状态下具有第二颜色，所述第一颜色与所述第二颜色是可区分的。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，在所述第一状态下，所述添加剂是无色的。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述添加剂被配置成在所述第二状态下形成识别标记。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述识别标记包括图像。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述识别标记具有多色配置。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述外部刺激选自辐射、光和热。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述添加剂包括联乙炔化合物。
根据另一个实施方案，标识包装的方法包括：将包含能够响应于外部刺激而从第一状态转变到第二状态的添加剂的包装材料形成为包装；密封所述包装；以及激活所述添加剂的至少一部分以在所述包装上形成识别标记。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述激活所述添加剂的至少一部分的操作在所述形成操作和所述密封操作中的至少一者期间在包装线上发生。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，标识包装的方法是连续工艺。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，标识包装的方法是间歇工艺。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述激活所述添加剂的操作在包装线上发生，所述包装线具有全部的所述形成操作、定位操作和所述密封操作。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，激活所述添加剂以形成识别标记的操作包括对所述添加剂施加辐射、光和热中的至少一者。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，激活所述添加剂以形成识别标记的操作包括在包含所述添加剂的所述包装的表面之上移动激光器。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述添加剂在所述第一状态下具有第一颜色，并且在所述第二状态下具有第二颜色，所述第一颜色与所述第二颜色是可区分的。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，在所述第一状态下，所述添加剂是无色的。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述识别标记包括图像。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述识别标记具有多色配置。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述添加剂包括联乙炔化合物。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在包括将消费物品与所述包装相关联的另外的实施方案中，其中激活所述添加剂以形成所述识别标记在将所述消费物品与所述包装所述相关联的操作之后发生。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在包括将消费物品与所述包装相关联的另外的实施方案中，其中激活所述添加剂以形成所述识别标记在将所述消费物品与所述包装相关联的操作之前发生。
根据又一个实施方案，包装包括被形成为期望的形状的包装材料。包装材料包括能够响应于外部刺激而从第一状态转变到第二状态的添加剂。相对于包装材料定位至少一个产品，使得所述添加剂向所述至少一个产品中的迁移水平保持低于期望的阈值。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述期望的阈值等于或小于10ppb。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，将纸材料定位在所述添加剂和所述至少一个产品之间，以保持向所述至少一个产品中的所述迁移水平低于所述期望的水平。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述纸材料被设置为围绕所述至少一个产品的裹包材。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，空隙被布置在所述包装材料和所述至少一个产品之间，以保持向所述至少一个产品中的所述迁移水平低于所述期望的水平。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述添加剂被配置成在所述第二状态下形成识别标记。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述识别标记包括图像。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述识别标记具有多色配置。
除了上述特征中的一种或多种外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述外部刺激选自辐射、光和热。
这些和其他实施方案在下文中详细描述。
附图说明
被并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图具体体现了本公开的若干个方面，并且连同具体实施方式一起用以解释本公开的原理。在附图中：
图1A是根据一个实施方案的变色组合物的顶视图；
图1B是根据一个实施方案的变色组合物的剖视图；
图2是根据一个实施方案的包装的透视图；
图3是根据一个实施方案的包装材料的剖视图；
图4是根据另一个实施方案的包装的剖视图；
图5是根据一个实施方案的包装的剖视图；
图6A和图6B是根据一个实施方案的湿式粘合剂层压***和干式粘合剂层压***的示意图；
图7是根据一个实施方案的用于制造多层包装材料的共挤出模具的示意图；
图8A是根据一个实施方案的用于制造多层包装材料的挤出涂覆***的示意图；
图8B是根据一个实施方案的用于制造多层包装材料的挤出层压***的示意图；
图9是根据一个实施方案的包括变色添加剂的包装材料层的顶视图；
图10是根据一个实施方案的在垂直于机器方向的平面中截取的包装材料的剖视图；并且
图11是根据一个实施方案的用于形成包装的包装***的示意图。
具体实施方式参考附图以举例的方式阐释本发明的实施方案以及优点和特征。
具体实施方式
变色组合物20可适于用于在各种应用中使用，包括但不限于食品或可食用应用或与其相关联的包装应用。在图1A和图1B中示出了变色组合物20的示例。如图所示，组合物20通常包括载体材料22和合并到载体材料22中的至少一个组分(诸如以24示意性示出的添加剂)。载体材料22可以是白色的、透明的、金属化的、着色的、有色的、贴有窗的、单层的、双层的或三层的。另外，添加剂24可以经由任何合适的工艺来合并到载体材料22中。例如，添加剂可以被封装、嵌入、共挤出、双向注入、模具注入、吹塑、夹心涂覆、或者表面或反向施加到载体材料22。
在载体材料22是液体的实施方案中，呈颜料、分子或晶体形式的添加剂24分散在该液体中。液体载体材料的示例包括清漆、涂料和漆。添加剂可以合并到常规油墨中以用于印刷，或者可以用作可在以后阶段重新激活的点状清漆。另外，液体载体材料22可以是着色的、无色的、水基的、溶剂、紫外线或其任意组合。在另一个实施方案中，载体材料可以选自已处理材料诸如树脂、聚合物、单体、粘合剂或淀粉，并且添加剂24被嵌入其中。尽管添加剂24被示为多个颗粒，但应当理解，本文考虑了呈任何合适形式的添加剂。
在一个实施方案中，变色添加剂24包括联乙炔化合物。可用于本发明的联乙炔羧酸化合物的示例包括：12,14-己二炔二酸、11,13-四己二炔二酸、10,12-二十二碳二炔二酸、9,11-二十碳二炔二酸、8,10-十八碳二炔二酸、7,9-十六二炔二酸、6,8-十四碳二炔二酸、5,7-二十二碳二炔二酸、4,6-癸二炔二酸、3,5-辛二炔二酸、2,4-己二炔二酸、10,12-戊二炔二酸、5,7-十二碳二烯酸、4,6-十二碳二烯酸、5,7-二十碳二烯酸、6,8-二十一二炔酸、8,10-二十一二炔酸、12,14-十七二炔酸、2,4-十七碳二烯酸、4,6-十七碳二烯酸、5,7-十六碳二炔酸、10,12-二十一二炔酸、10,12-二十九二炔酸、10,12-十七二炔酸、10,12-十八二炔酸、10,12-二十五二炔酸、10,12-二十三碳二炔酸、6,8-十九二炔酸、5,7-十八二炔酸、10,12-十八二炔酸、5,7-十四碳二烯酸、10,12-二十五二炔酸和10,12-二十二碳二炔二酸及其衍生物是特别优选的。当联乙炔化合物是二羧酸及其衍生物时，相对于n和/或烷基链长而言，它可以是对称的或不对称的。优选的联乙炔相对于联乙炔单元对称，即T＝(CH2)n—(C═O)-Q1R1。
可替代地，添加剂24可以包括直接响应于光(特别是激光)的其他变色化学物质。此类化学物质的示例包括金属含氧阴离子，特别是钼酸盐和硼酸盐。添加剂可包括成炭剂，诸如多糖、碳水化合物、糖等，包括：纤维素及其衍生物、葡萄糖、甘蔗糖、蔗糖、麦芽糖糊精、乳糖、淀粉、右旋糖和聚右旋糖以及树胶。在另一个实施方案中，添加剂可以包括金属盐，诸如碳酸氢钠和碳酸钠。在又一个实施方案中，添加剂可以包括成色剂，诸如无色染料和电荷转移剂。这些可以与光或热致酸或碱生成剂结合使用。特别优选的光致酸生成剂包括“鎓类型”，诸如锍盐或碘鎓盐。光致酸生成剂的另外的示例包括芳族磺酸的胺加合物，诸如二壬基萘二磺酸和甲苯磺酸酯的胺加合物。其他酸生成“鎓”化合物包括铵和胺：硫酸盐、磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐和硼酸盐。然而，本文考虑任何合适的添加剂。
如图1B所示，添加剂24可与载体材料22的表面(诸如例如载体材料22的暴露上表面26)大体相邻定位，或者可替代地，通过载体材料22的整个厚度诸如例如以均匀方式分布。尽管在附图中仅示出了单一添加剂，但应当理解，可以将多种不同类型的添加剂形成为单一变色组合物20。另外，在此类实施方案中，与多种添加剂中的每种添加剂相关联的颜色在第一状态和第二状态的每一者中可以相同或不同。
添加剂24易于在第一状态和第二状态之间转变。添加剂24通常在第一状态下具有第一颜色，并且在第二状态下具有第二颜色，该第二颜色不同于该第一颜色。另外，应当理解，在第一状态或第二状态中的任一者下，添加剂24可以是无色的、透明的、或与周围载体材料22相同的颜色。应当理解，变色组合物20可以附加地包括保持恒定状态的其他组分(诸如例如颜料或有色材料)。
变色组合物20可以用于诸如无墨印刷的工艺中，该工艺包括按需供能图像生成而不用施加添加材料。在一个实施方案中，变色组合物20中的至少一种添加剂24被配置成响应于对其施加能量，诸如在用光(包括红外光或可见光谱或紫外光谱内的光)照射时，在第一状态和第二状态之间转变(即改变颜色)。可替代地，添加剂24可以被配置成在通过例如其他类型的电磁辐射或电子束供能时改变颜色。在常规变色组合物中，一种或多种添加剂24在供能之前通常是无色或透明的，并且在供能时根据施加到其的入射能量和载体材料的一个或多个参数将颜色改变为多种颜色中的一种颜色。应当理解，本文所示和所述的变色组合物20仅旨在作为示例，并且在本公开的范围内考虑在能够第一状态和第二状态之间转变的任何类型的变色组合物。
现在参考图2，示出了包装30的示例，该包装被配置成包封一个或多个食品物品(诸如例如食物或糖食)。在所示的非限制性实施方案中，包装30用于包含和/或分配以松散取向包含在包装30内的一个或多个产品块(诸如糖果块)。在38处以虚线示出的糖果块可以是任何尺寸、形状或配置。尽管参考多个糖果块进行了描述，但可以预期，包装30可以包含其部分可被断开或拆开以供使用的一种或多种产品。
如图所示，包装30包括大体伸长的管状主体32，该大体伸长的管状主体可以由薄膜柔性材料诸如例如聚丙烯形成。然而，刚性材料也在本公开的范围内。包装30包括密封封闭的相对端部34和36。已知用于可密封地封闭包装30的端部34和36的各种常规技术。这些技术可以包括压接密封端部以及热封端部。密封件使得它们气密性地密封包装，由此在运输期间和使用之前保护其中包含的糖果块38。为了打开包装并分配其中包含的一个或多个糖果块38，可以将端部34、36中的一者与主体32分离以形成开口端部。应当理解，本文所示和所述的包装30仅旨在作为示例，并且本文考虑了具有任何形状并由可操作以基本上包封一个或多个食品物品的任何材料形成的任何类型的包装。
在一个实施方案中，包装30的至少一部分包括在包装30的外部可见的变色组合物20。变色组合物20的全部或一部分可以在第一状态和第二状态之间转变以提供信息诸如例如关于包装30或其内容物的信息。在包装或分配工艺期间，变色组合物20可以在各种位置或阶段的任何一者处在第一状态和第二状态之间转变。在一个实施方案中，变色组合物20的全部或一部分可以在一个或多个物品的包装期间从第一状态转变到第二状态。其中变色组合物20的各个部分在相同工艺内或在不同工艺内的不同阶段处改变的实施方案也在本公开的范围内。例如，在一个实施方案中，在包装工艺之前转变变色组合物20的第一部分以生成第一条信息(诸如与制造商或生产工艺相关联的通用信息)，并且在包装工艺内转变变色组合物20的第二部分以提供第二条信息(诸如以指示特定信息，诸如制造日期)。
该信息(在此也称为标记)可以经由向变色组合物20施加能量来生成，以形成任何识别特征，诸如例如字母、数字、字符或符号，或者图像和标志。应当理解，可以控制和/或操纵热和/或能量的施加以生成期望的标记。可替代地，添加剂24可能以代表一条或多条信息的期望的形状嵌入包装30内。在此类实施方案中，在包括添加剂24的组合物20的整个区域上施加热和/或能量时，简单地生成标记。另外，所生成的信息可以包括单一颜色，或者可替代地，可以包括可与包装30的相邻表面区分的多种颜色。
变色组合物20可以是施加在包装30的外部表面之上的单独部件，诸如例如膜或带。可替代地，可以将变色组合物20合并到包装30的材料中。例如，图3示出了包装30的材料40的一部分的剖视图。如图所示，以40示意性地示出的包装30的材料包括以重叠配置布置的多个层。在所示的非限制性实施方案中，包装材料40的多个层包括：例如与包装30的外部大体相邻定位的第一层42、与第一层42相邻(诸如与包装30的内部大体相邻)定位的第二层44、以及插置在第一层42和第二层44之间的中间层46。在一个实施方案中，中间层46包括粘合剂材料。本文所示和所述的多个层旨在作为示例，并且具有大于一层的任何数量的层的包装材料40在本公开的范围内。
第一层42和第二层44可以是由相同材料或不同材料形成的聚合物层，并且中间粘合剂层46可以包括层压粘合剂，诸如例如无溶剂层压粘合剂、溶剂基层压粘合剂或水基层压粘合剂。合适的层压粘合剂的示例包括但不限于聚醚型聚氨酯粘合剂、聚酯粘合剂、聚酯型聚氨酯粘合剂和丙烯酸粘合剂。然而，中间层46也可以由聚合材料形成。在一个实施方案中，粘合剂层46可以被配置为变色组合物20，诸如例如通过使用粘合剂层46作为载体材料22，以及合并被配置成在第一状态和第二状态之间转变成粘合剂层46的添加剂24。因此，施加辐射、热或其他类型的能量以固化粘合剂层46可致使添加剂24的全部或一部分在第一状态和第二状态之间转变。尽管将变色组合物20描述为合并到粘合剂层46中，但应当理解，变色组合物20可以形成在材料40的多个层中的任何一层中。
在一个实施方案中，添加剂24合并到包装材料40的层42、44、46中的一者中，使得添加剂24朝向包装30内的产品38并与其进行接触的迁移水平小于期望的阈值，诸如小于或等于10ppb。在一个实施方案中，通过保持产品38与包括添加剂24的相邻包装材料之间的距离或空隙47来实现迁移水平。添加剂24的颗粒无法通过间隙内的空气扩散以接触产品38。在另一个实施方案中，可以在添加剂颗粒24和产品38之间设置材料层。材料层可以是能够将颗粒的迁移限制在期望的阈值以下的任何合适材料。然而，材料层不必限制添加剂24的所有迁移。在一个实施方案中，材料层包括形成围绕产品38的裹包材的纸或塑料。可替代地或此外，纸可以在添加剂24与产品38之间的位置处合并到包装材料40中。
在另一个实施方案中，至少一个阻挡层定位在包装30内包含的变色组合物20与一个或多个食品物品之间。在图3的非限制性实施方案中，第二层44可以被配置为阻挡层。然而，材料40内的任何层(无论该层是否与变色组合物20直接相邻)都可以被配置为阻挡层。在一个实施方案中，变色添加剂24可以直接嵌入阻挡层内，例如通过将添加剂24与阻挡层材料共混并然后随后由该共混物产生层。在此类实施方案中，添加剂24可以仅在载体材料22的厚度的一部分中形成，使得在添加剂24和产品之间的阻挡材料的部分用作阻挡层。可替代地，阻挡层可以是施加在包装30的内部表面之上的单独部件，诸如例如膜或带。
至少一个阻挡层旨在阻碍(即完全限制)变色组合物20的添加剂24中的任何正常移动化学物质的扩散。通过在包含添加剂24的层和包装30内的产品之间包括阻挡层，包装30的内部表面被允许直接接触包含在其中的消费物品，由此允许增加用于形成包装30的整体形状和材料的灵活性。用于在阻挡层中使用的合适材料的示例包括但不限于：铝、氧化铝、氧化硅、聚偏二氯乙烯(PVdC)、乙烯乙烯醇、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯、聚乙烯甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯丙烯酸、聚甲基丙烯酸乙二酯、聚乙烯醇、离聚物、聚丙烯酸酯类、含层状硅酸盐的涂料。
在另一种应用中，如图4所示，可以布置包含一个或多个食品物品的多个包装30，诸如在第二外包装48的中空内部内。外包装48被配置成在其销售期间将多个内包装30保持在一起。外包装48的至少一部分包括在外包装48的外部可见的变色组合物20。如前所述，变色材料20的一部分可以在第一状态和第二状态之间转变以提供关于包装48和/或其内容物的信息。该信息可以经由向变色组合物20施加热或能量来生成，以形成任何识别特征，诸如例如字母、数字、字符或符号、或者图像，并且可以包括一种或多种不同的颜色。在此类实施方案中，内包装30可以但不必需包括在其中形成的变色组合物20。此外，在变色组合物20应用于外包装48的实施方案中，设置在外包装48的变色组合物20的添加剂24和内包装30内包含的产品之间的内包装30的包装材料40用作阻挡层以保护产品免受污染。
现在参考图6至图8，如前所述，可以将变色组合物20合并到包装材料40中。在包装材料40具有多层构造的实施方案中，可以经由任何合适的工艺单独地或一致地形成多个层。合适的制造工艺的示例包括但不限于例如粘合剂层压、挤出涂覆或挤出层压。参考图6A和图6B，示出了用于经由粘合剂层压形成包装材料40的***的示例。在所示的非限制性实施方案中，包装材料40包括第一层52和第二层54。然而，如前所述，具有任何数量的层的包装材料40在本公开的范围内。另外，包装材料40的层52、54中的一者包括变色添加剂24。第一层52和第二层54单独地形成，诸如例如经由挤出工艺。然后将形成的层52、54彼此层压以形成包装材料40。。可以经由“湿式”粘合剂层压工艺(图6A)或“干式”粘合剂层压工艺(图6B)进行这种层压。在任一种***中，在与另外的层或材料结合之前，将粘合剂材料或涂料56施加到材料层中的一个材料层。当相邻层结合时，粘合剂可以是湿的或干的。
可替代地，包装材料40可以经由共挤出工艺来形成。参考图7，共挤出***60可以包括多个不同的挤出机，诸如用于挤出第一层52的第一挤出机62a、用于挤出第二层54的第二挤出机62b、以及用于挤出第三层56的第三挤出机62c。如图中所示，每个挤出机62a-62c的模具形成具有期望的形状的挤出物64a-64c。在挤出物64穿过模具时，模具的相对配置致使挤出物以期望的方式彼此邻接。因此，包装材料40的层被从***60一致地排出并作为单个主体66。
在挤出涂覆工艺中，如图8A所示，可以将从挤出机或可替代地从共挤出***60输出的挤出物66(诸如变色组合物20)粘附到基底或膜68的单个层。将粘合剂(诸如例如以涂料或另外的层形式)施加到基底68以将挤出物66联接到基底68。可以将挤出物66和膜68供应到间隙(诸如在一对辊67、69之间形成)，其中将它们层压从而致使挤出物66粘附到基底68。
与挤出涂覆类似，在挤出层压工艺中，还将其上设置有粘合剂材料的膜68的第二基底也施加到挤出物66的相对侧。如图8B所示，将基底68a、68b和挤出物66中的每一者供应到辊67、69之间的间隙。辊67、69使基底68a、68b移动到与挤出物66的主表面接触以形成多层材料。无论包装材料40是共挤出的还是经由粘合剂层压形成的，多个层中的一层在其中具有至少一种添加剂24。包含添加剂24的层可以是聚合物层。适合于聚合物层的材料的示例包括但不限于：聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯、聚乙烯甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯丙烯酸、聚甲基丙烯酸乙二酯、聚乙烯醇、离聚物或它们的组合。
在一个实施方案中，在图9和图10中最佳示出，可以控制添加剂24在层(诸如例如层54)内的定位。例如，层54可以从具有期望的宽度W的挤出机模具中挤出；然而，添加剂24的宽度Wa可以仅等于层54的宽度的一部分。在一个实施方案中，添加剂24可布置在层54内以形成平行于机器方向(即通过挤出机模具的层的移动方向)延伸的带或条。在另一个实施方案中，添加剂24可能以一定图案布置在层54的一个或多个部分上。然而，本文中考虑了控制添加剂24的定位(即，添加剂不延伸通过对应层或载体材料的整体)的任何合适的配置。
当使用包括变色组合物20的包装材料40来形成包装(诸如例如包装30或包装48)时，通常将材料40提供给包装***，其中变色组合物的至少一部分处于第一状态。在第一状态下，添加剂24通常是无色的、透明的，或者可以是与相邻材料相同的颜色。因此，包装材料40内的处于第一状态的添加剂24不提供任何标志或识别标记。在图11中示出了包装线或***70的示例。如图所示，包装***70通常包括第一***72，该第一***被配置成接收一块包装材料40以用于被形成为期望的形状。期望的形状通常是在74处所示的包装或容器的形式，诸如例如具有大体中空的内部，在其中可以定位一个或多个物品。
在第一***72的下游是第二***76，该第二***被配置成将一个或多个食品物品(在78处示意性地示出)定位在包装74的中空内部内。在安装要包含在包装74内的物品78之后，将包装74提供给第三***80，在该第三***中密封包装74以将物品保持在其中。在一个实施方案中，第一***72、第二***76和第三***80可布置为形成连续包装线70。尽管第一***72、第二***76和第三***80在本文中被示出和描述为不同的***，但在本文中还设想了***中的两个或更多个***被合并的实施方案。另外，应当理解，可能以任何顺序在包装线70内发生：将包装材料形成为包装；在包装内定位一个或多个内容物；以及密封包装的全部或一部分。在一个实施方案中，包装***70包括垂直成形填充密封机、水平成形填充密封机或热成形填充密封机中的一者。
在一个实施方案中，至少一种添加剂24在包装***70内从第一状态转变到第二状态以在包装74上形成标记或其他识别标志或图像。标记通过施加辐射或加热图案来形成，诸如例如由激光器生成。激光器可以具有数字接口，该数字接口包括包含与要形成的标记相关联的信息的模块。在一个实施方案中，将能量施加到包装材料40内的添加剂24，该包装材料被形成为具有期望的形状的包装74。标记的形成可以在包装74被一个或多个物品78填充之前或之后发生。在一个实施方案中，标记可以在包装74被密封以在其中包含物品78之后形成。通过在包装工艺期间经由与包装材料40相关联的添加剂24的转变将标记施加到每个包装74，可以在包装之间容易地改变标记。
如本文所示和所述的包括变色组合物20的包装已经添加了以下益处：在何时以及如何用识别标记来标识包装方面提供了灵活性。因此，通用膜或其他变色组合物可以适于与多种类型的产品一起使用，并且可以经由机器生成产品特定信息。通过这种工艺，可以将产品特定信息，甚至特定于所生产的每个单独单元的信息添加到包装。通用膜的使用通过消除产品特定的包装膜来简化库存，并通过消除产品之间的***切换的停机时间来进一步提高效率。因此，减小了与包装和标记工艺相关联的废物总量。
本说明书采用示例来公开本发明(包括最佳实施方式)，并且还使得本领域任何技术人员能够制造和使用本发明。本发明的可取得专利的范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员能想到其他示例。此类其他示例如果此类其他示例具有并非不同于权利要求书的字面语言的结构要素，或者如果此类其他示例包括与权利要求书的字面语言无实质差异的等同结构要素，则认为此类其他示例落入权利要求书的范围内。
所有引用的专利、专利申请和其他参考文献全文以引用方式并入本文中。然而，如果本申请中的某个术语与所并入的参考文献中的某个术语相矛盾或相抵触，则本申请中的该术语优先于所并入的参考文献中的该抵触术语。
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在描述本发明的上下文中(尤其在所附权利要求书的上下文中)术语“一”、“一种”、“所述”以及类似指示物的使用应被理解为涵盖单数和复数含义两者，除非本文中另有说明或上下文明显抵触。另外，应进一步指出的是，术语“第一”、“第二”等在本文中不代表任何顺序、数量或重要程度，而是用于将一个要素与另一个要素区分。与数量结合使用的修饰语“约”涵盖指定值并且具有由上下文规定的含义(例如，该修饰语包括与特定的数量的测量相关联的误差程度)。

Claims (69)

1.一种用于在具有包含食品物品的内容物的包装中使用的包装材料，所述包装材料包括：
包含添加剂的层，所述添加剂能够响应于外部刺激而从第一状态转变到第二状态；以及
阻挡层，所述阻挡层可定位在所述包装的所述层和所述内容物之间，其中所述阻挡层限制所述添加剂向所述内容物的扩散。
2.根据权利要求1所述的包装材料，其中所述阻挡层可布置为与所述内容物直接接触。
3.根据权利要求1所述的包装材料，其中所述层不直接接触所述内容物。
4.根据权利要求1所述的包装材料，其中所述阻挡层与所述层直接相邻定位。
5.根据权利要求1所述的包装材料，还包括另外的层，所述另外的层被布置在所述层和所述阻挡层之间。
6.根据权利要求1所述的包装材料，其中所述阻挡层包括下列中的至少一者：铝、氧化铝、氧化硅、聚偏二氯乙烯(PVdC)、乙烯乙烯醇、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯、聚乙烯甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯丙烯酸、聚甲基丙烯酸乙二酯、聚乙烯醇、离聚物、聚丙烯酸酯类、含层状硅酸盐的涂料。
7.根据权利要求1所述的包装材料，其中所述添加剂在所述第一状态下具有第一颜色，并且在所述第二状态下具有第二颜色，所述第一颜色与所述第二颜色是可区分的。
8.根据权利要求7所述的包装材料，其中在所述第一状态下，所述添加剂是无色的。
9.根据权利要求1所述的包装材料，其中所述添加剂被配置成在所述第二状态下形成识别标记。
10.根据权利要求9所述的包装材料，其中所述识别标记包括图像。
11.根据权利要求9所述的包装材料，其中所述识别标记具有多色配置。
12.根据权利要求1所述的包装材料，其中所述外部刺激选自辐射、光和热。
13.根据权利要求1所述的包装材料，其中所述添加剂包括联乙炔化合物。
14.根据权利要求1所述的包装材料，其中所述包装包括第一包装和第二包装，所述层是所述第一包装的一部分，并且所述阻挡层是所述第二包装的一部分。
15.一种用于在食品应用中使用的多层包装材料，包括：
第一层；
第二层；以及
中间层，所述中间层与所述第一层和所述第二层中的至少一者邻近定位，其中所述中间层包括能够响应于外部刺激而从第一状态转变到第二状态的添加剂。
16.根据权利要求15所述的多层包装材料，其中所述第一层、所述第二层和所述中间层中的至少一者是聚合物层。
17.根据权利要求16所述的多层包装材料，其中所述聚合物层选自聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯、聚乙烯甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯丙烯酸、聚甲基丙烯酸乙二酯、聚乙烯醇、离聚物或它们的组合。
18.根据权利要求15所述的多层包装材料，其中所述中间层是将所述第一层粘附到所述第二层的粘附层。
19.根据权利要求18所述的多层包装材料，其中所述粘附层包括无溶剂层压粘合剂。
20.根据权利要求18所述的多层包装材料，其中所述粘附层包括溶剂基层压粘合剂。
21.根据权利要求18所述的多层包装材料，其中所述粘附层包括水基层压粘合剂。
22.根据权利要求18所述的多层包装材料，其中所述层压粘合剂层包括聚醚型聚氨酯粘合剂、聚酯粘合剂、聚酯型聚氨酯粘合剂或丙烯酸粘合剂中的至少一者。
23.根据权利要求15所述的多层包装材料，其中所述中间层包括可辐射固化的粘合剂。
24.根据权利要求15所述的多层包装材料，其中所述添加剂在所述第一状态下具有第一颜色，并且在所述第二状态下具有第二颜色，所述第一颜色与所述第二颜色是可区分的。
25.根据权利要求24所述的多层包装材料，其中在所述第一状态下，所述添加剂是无色的。
26.根据权利要求15所述的多层包装材料，其中所述添加剂被配置成在所述第二状态下形成识别标记。
27.根据权利要求26所述的包装材料，其中所述识别标记包括图像。
28.根据权利要求25所述的包装材料，其中所述识别标记具有多色配置。
29.根据权利要求15所述的多层包装材料，其中所述外部刺激选自辐射、光和热。
30.根据权利要求15所述的多层包装材料，其中所述添加剂包括联乙炔化合物。
31.根据权利要求15所述的多层包装材料，其中所述添加剂被包封在所述中间层内。
32.一种用于在具有包含食品物品的内容物的包装中使用的包装材料，所述包装材料包括：
添加剂，所述添加剂与所述包装材料的层相关联，所述添加剂能够响应于外部刺激而从第一状态转变到第二状态；
其中所述添加剂仅与所述包装材料的所述层的一个或多个部分相关联。
33.根据权利要求32所述的包装材料，其中所述包装材料包括至少一个聚合物层。
34.根据权利要求33所述的包装材料，其中所述聚合物层选自聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯、聚乙烯甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯丙烯酸、聚甲基丙烯酸乙二酯、聚乙烯醇、离聚物或它们的组合。
35.根据权利要求32所述的包装材料，其中所述包装材料的包含所述添加剂的所述一个或多个部分沿大体平行于机器方向的方向延伸。
36.根据权利要求32所述的包装材料，其中所述添加剂以图案布置在所述包装材料的所述一个或多个部分之上。
37.根据权利要求32所述的包装材料，其中所述包装材料是经由图案化挤出和层压工艺制造的。
38.根据权利要求32所述的包装材料，其中所述包装材料是经由图案化共挤出工艺制造的。
39.根据权利要求32所述的包装材料，其中所述包装材料是经由挤出涂覆工艺制造的。
40.根据权利要求32所述的包装材料，其中所述添加剂在所述第一状态下具有第一颜色，并且在所述第二状态下具有第二颜色，所述第一颜色与所述第二颜色是可区分的。
41.根据权利要求40所述的包装材料，其中在所述第一状态下，所述添加剂是无色的。
42.根据权利要求32所述的包装材料，其中所述添加剂被配置成在所述第二状态下形成识别标记。
43.根据权利要求42所述的包装材料，其中所述识别标记包括图像。
44.根据权利要求42所述的包装材料，其中所述识别标记具有多色配置。
45.根据权利要求32所述的包装材料，其中所述外部刺激选自辐射、光和热。
46.根据权利要求32所述的包装材料，其中所述添加剂包括联乙炔化合物。
47.一种标识包装的方法，包括：
将包含能够响应于外部刺激而从第一状态转变到第二状态的添加剂的包装材料形成为包装；
密封所述包装；以及
激活所述添加剂的至少一部分以在所述包装上形成识别标记。
48.根据权利要求47所述的方法，其中所述激活所述添加剂的至少一部分的操作在所述形成操作和所述密封操作中的至少一者期间在包装线上发生。
49.根据权利要求48所述的方法，其中所述标识包装的方法是连续工艺。
50.根据权利要求48所述的方法，其中所述标识包装的方法是间歇工艺。
51.根据权利要求47所述的方法，其中所述激活所述添加剂的操作在包装线上发生，所述包装线具有全部的所述形成操作、定位操作和所述密封操作。
52.根据权利要求47所述的方法，其中激活所述添加剂以形成识别标记的操作包括对所述添加剂施加辐射、光和热中的至少一者。
53.根据权利要求47所述的方法，其中激活所述添加剂以形成识别标记的操作包括在包含所述添加剂的所述包装的表面之上移动激光器。
54.根据权利要求47所述的方法，其中所述添加剂在所述第一状态下具有第一颜色，并且在所述第二状态下具有第二颜色，所述第一颜色与所述第二颜色是可区分的。
55.根据权利要求54所述的方法，其中在所述第一状态下，所述添加剂是无色的。
56.根据权利要求47所述的方法，其中所述识别标记包括图像。
57.根据权利要求47所述的方法，其中所述识别标记具有多色配置。
58.根据权利要求47所述的方法，其中所述添加剂包括联乙炔化合物。
59.根据权利要求47所述的方法，还包括将消费物品与所述包装相关联，其中激活所述添加剂以形成所述识别标记的操作在所述将所述消费物品与所述包装相关联的操作之后发生。
60.根据权利要求47所述的方法，还包括将消费物品与所述包装相关联，其中激活所述添加剂以形成所述识别标记的操作在将所述消费物品与所述包装相关联之前发生。
61.一种包装，包括：
包装材料，所述包装材料被形成为期望的形状，所述包装材料包括能够响应于外部刺激而从第一状态转变到第二状态的添加剂；
至少一个产品，所述至少一个产品相对于所述包装材料定位，使得所述添加剂向所述至少一个产品中的迁移水平保持低于期望的阈值。
62.根据权利要求61所述的包装，其中所述期望的阈值等于或小于10ppb。
63.根据权利要求61所述的包装，其中将纸材料定位在所述添加剂和所述至少一个产品之间，以保持向所述至少一个产品中的所述迁移水平低于所述期望的水平。
64.根据权利要求63所述的包装，其中所述纸材料被设置为围绕所述至少一个产品的裹包材。
65.根据权利要求61所述的包装，其中空隙被布置在所述包装材料和所述至少一个产品之间，以保持向所述至少一个产品中的所述迁移水平低于所述期望的水平。
66.根据权利要求61所述的包装材料，其中所述添加剂被配置成在所述第二状态下形成识别标记。
67.根据权利要求66所述的包装材料，其中所述识别标记包括图像。
68.根据权利要求66所述的包装材料，其中所述识别标记具有多色配置。
69.根据权利要求61所述的包装材料，其中所述外部刺激选自辐射、光和热。
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