本发明涉及特别适于用作由奶瓶分配液体类食物的一次性盛食筒的一次性喂食包装。 使用一次性插瓶盛装牛奶或用牛奶配制的婴儿食物之类液体的婴儿奶瓶已众所周知要被广泛采用。使用这种插瓶十分有利,因为这样可以省去瓶子灭菌和与给婴幼儿喂食牛奶或用牛奶配制的婴儿食物有关的许多其它耗时性工作。使用收缩性插瓶时,例如通过婴儿的吮吸作用可以容易地吸出其内容食物。使用事先充有配制牛奶或奶制品的灭菌插瓶还给旅行和不便于准备食物或奶制品的其它场合提供了方便。但是,正如现在所知道的那样,这样的器具有某些缺点。例如,一些已知的插瓶在开启、插入和装填食物上需要不少时间,而且由薄膜制成的某些插瓶结构不能充分阻止氧或其它污物渗入,以致不能长期贮存密封的灭菌食品。此外,所说插瓶的柔韧性。对于液体来说是适宜的,但是对于粘稠的食物来说就不适用了。壁厚的插瓶可以阻止氧气渗入,但是却缺乏分配液体所需地收缩性。全部已知的这种插瓶器具,由于某种原因在经济上讲是欠佳的,不易制造或者在刚性、柔韧性和收缩性等综合性能上不好,而这种综合性能是这种预充填的灭菌插瓶在贮存和分配食物或牛奶时应当具备的。
美国专利2,885,104披露了一种一次性盛食筒,它能可拆卸地安装在分配瓶中,并且能将预定溶液的溶剂和溶质彼此分开保存,直到需要制备该溶液时为止。所说的盛食筒包括一个套筒形可展开的袋,此袋由柔软的薄片材料制成。将此套筒固定在具有T形截面和环形凸缘的支持环上(参见该文献的图2)。
美国专利3,075,666中披露出一种奶瓶,其中包括具有一个适于被乳头盖紧的开口端的管形支持容器,和一个柔软的一次性开口容器,该一次性容器上部边缘部分在该支持容器端部外表面上向外和向下折叠。
美国专利4,706,827中披露出一种采用刚性外套筒或支持容器及柔软的内容器的奶瓶。所说的内容器可以具有多层结构,其中包括一个阻氧渗透层。所说的内袋由处于该袋和乳状突起组件之间的一个刚性塑料圆盘可靠地固定住。所说的袋,例如利用热合法或用粘合剂封合在所说的圆盘上。
欧洲专利申请0,305,146中披露,使用含少量无定形聚酰胺的乙烯乙烯醇共聚物的混合物作为热成形多层容器的防渗层。这种改性的EVOH组合物可以用在热成形的多层结构中而不破裂,同时还保持着EVOH的优良防止气体渗透的性质。
本发明提供出一种适合于在分配瓶中以空的或预充填的灭菌插瓶使用的一次性容器,其中包括一个可逐渐收缩的容器体和在所说容器体顶部由其向外沿径向伸出的刚性环状凸缘,所说的容器体具有至少包括一个聚合结构层的器壁。本发明还提供出一种至少有一个包含乙烯乙烯醇共聚物的防渗层的容器。
图1是本发明的一种容器。
图2是显示本发明一种具体容器的部分多层结构细节的局部剖视图。
图3是插在婴儿奶瓶中的本发明容器的剖视图。
本发明包括一种适合于在例如奶瓶中作为插瓶使用的多层容器。图1表示这种容器的一种具体方案11的侧视图。所说容器的容器体包括基本上为圆柱形的壁13(优选略具锥度的)和器底15共同形成一种高座杯子。在所说容器的顶部有一个凸缘17,沿所说的壁四周向外伸展一短距离。所说容器的凸缘和器体优选用同一材料整体成形(详见图2所示),也可以分开成形后用任何一种公知的机械法或靠粘合剂连接,以便在其间形成不透气性封合。
所说的容器体可以包括在不同程度上可单独区别开的壁和底部分(如图1所示),也可以包括一种单袋状结构而无可单独区分开的底。所说容器的器体,在例如由婴儿吸吮作用造成的抽力下能逐渐收缩。需要时可以容易地改变收缩度,以便使所说容器最适于流出低粘度或高粘度食物。所说容器体的底可以是靠近所说容器底的简单接合面,如果所说的容器例如呈装有角撑板的袋状则它也可以呈某种较复杂的形状。但是,所说容器的器体最好具有足够的刚性,使之在开口的竖直位置时能自支撑。最好使所说的容器体处于外部的分配器之内。为了避免污染,最好将其制成无接缝的整体。
所说容器的凸缘部分处于所说容器体上沿从器壁向外径向伸出一小段距离。所说的凸缘基本上是平的并具有刚性,而且使之适于放置一个如图1中19标出的盖,沿凸缘上表面与盖封合,以便在充填容器后使容器顶部封死。所说的盖可以是传统的可剥去的盖,这种盖可以用金属箔、不透气塑料或金属箔一塑料层合板制成。所说的盖,优选那种用传统的粘合剂热封合在所说凸缘上的可热封合的和可剥除的金属箔基或塑料基料盖,以便能够从所说凸缘上将其剥除后容易取出容器的内容物。所说的盖可以备有供手拉用的小突出部分25,以便有助于剥除此盖。在将所说容器本身从由其制成的片料胚上切下之前或之后,可以将所说的盖盖在所说凸缘上;也可以在充填所说容器后将所说的盖用机械方法或永久性地粘合在所说凸缘上,条件是所说的盖是可剥离的或可用其它方式开启的,以便能取出其内容物。
最好将所说容器的凸缘裁成适于放在分配器内的大小,以保证所说的容器处于所说的分配器之中。适于容纳所说容器的典型分配器是婴儿奶瓶。图3示出的是插在一种具有公知结构的婴儿奶瓶中的一种本发明容器(除去了可拆除的盖)的剖视图。该分配器本身包括一个空心的、刚性的、基本上为圆柱形的支持容器21和一个分配头(例如由橡胶、塑料或其它适宜材料制成的乳头)23。所说容器的圆环形凸缘17下表面跨过所说圆柱形支持容器上端,上表面与所说的分配头接触。所说的分配头、容器和圆柱形支持容器利用适当的机械手段(例如带螺纹固定螺帽)20固定在一起,所说的螺帽靠处于所说圆柱形支持容器上的配合螺纹连接。所说的装配结构可以通过所说的分配手段分配所说容器中的内容物,例如供婴儿食用的用牛奶制成的食品。
虽然本发明的容器特别适用于婴儿奶瓶(见上述),但是也可以用于各种其它的分配器分配各种液体和半液体食物。所说的容器可以用作例如运动会用手提式饮料容器的插瓶,以及给老人或伤残人喂食用容器的插瓶,或者液体小吃和儿童及成人饮料用容器的插瓶等等。对于这些容器来说,所说的分配头通常不是乳头状,而是例如管或咀之类的其它适用的分配件。可以按本发明用适当的分配用具分配的半液体食物实例,包括苹果酱、汤类、婴儿食物泥以及其它研磨细的半固态肉类、蔬菜类、水果或各类食物。
本发明的容器在吸吮作用下可以逐渐地选择性地收缩,所说的收缩作用从底部开始。此特点十分重要,因为(a)当被分配的是牛奶等液体食物时,与使用刚性较大的容器所预期的情况相比,可以基本上完全吸空所说的容器而且吸入的空气少,(b)当分配的是泥状婴儿食物等较粘稠的食物时,可以防止由于所说容器开始在不恰当处(靠近顶部)收缩而使食物滞留在该容器远端。一种在底部开始逐渐选择性收缩的容器可用如下方法制造:使用和柔软的塑料袋不同的、至少有少量刚度的材料制造,使底(有的话)部壁比顶部薄。可以用适用的多层塑料胚料,用固相加压成形容器(热成形)法得到这种结构(详见下述)。据发现,其壁厚为下述尺寸的容器是适宜的,在容器底或远端壁厚约50-250微米,而顶部壁厚约300-1000微米。最好使制成的容器壁从底部到顶部是逐步变厚的,底部约100-150微米,顶部约400-600微米。在用1700微米厚板胚热成形为直径约40-50mm和深约140mm的容器时,不需要任何特殊的加工方法就能使容器壁厚度逐渐改变。
为了制造出商业上可用的容器,该容器对于氧、各种气体和污物最好是基本上不渗透的。这种优选的容器,适合于在密封的灭菌容器中于室温下长期(例如一年)贮存灭菌的食物和饮料,而没有由于脂肪类食物的氧降解作用导致腐败。这种容器的适用结构材料,是一种层合结构材料,例如至少一层聚合的防渗层和至少一层聚合的结构层的共挤塑材料。所说结构层对此防渗层起着支撑和保护的作用并使之有一定刚性。参照图2,最好采用二层结构层27和29,此二结构层处于所说防渗层31的两侧。也可以采用粘合层33和35。适于作为结构层使用的聚合物包括聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯和聚乙烯等等;以及可以在所说防渗层的热成形温度或低于此温度下热成形的热塑性材料。
所说的防渗层(最好存在)是具有良好防渗性(特别是对氧)的聚合材料。所说的防渗层最好占所说容器壁厚度的5-50%左右,所说的防渗层本身最好基本上由大约50-100%的乙烯乙烯醇共聚物和不大于约50%的无定形聚酰胺成分组成。这种防渗层在1989年3月1日公开的0,305,146号欧洲专利申请中有详细介绍,其内容入本文供参考。
所说的乙烯乙烯醇共聚物约含20-60摩尔%的共聚的乙烯,而且至少约有90%(优选至少约95%,最好至少约99%)被皂化。这种聚合物可以用乙烯和乙烯醇的公知共聚法,然后皂化的方法加以制备。
所说的无定形聚酰胺成分约不超过所说防渗层重量的50%。在这些范围内,获得良好的防渗性能。使用多于约50%的无定形聚酰胺成分时,所说混合物的氧防渗性变差。为了便于所说的防渗层的热成形,最好至少存在少量的无定形聚酰胺成分。此聚酰胺成分优选约占所说防渗层的10-35%(最好约占15-30%)。当然,在所说的混合物中也可以包含少量其它材料(例如其它聚合物、加工助剂、抗氧化剂、填料和颜料等)而不破坏本发明的实质。
所说的无定形聚酰胺成分,可以是一种无定形聚酰胺,也可以是含有一定量半晶态耐纶的无定形聚酰胺的混合物。无定形酰胺类包括由下列二胺制备的那些无定形聚合物:己二胺、2-甲基戊二胺、2,2,4-三甲基己二胺、2,4,4-三甲基己二胺、双(4-氨基环己基)甲烷、2,2-双(4-氨基环己基)异丙烷(isopropylidine)、1,4-二氨基环己烷、1,3-二氨基环己烷、间二甲苯二胺、1,5-二氨基戊烷、1,4-二氨基丁烷、1,3-二氨基丙烷、2-乙基二氨基丁烷、1,4-二氨基甲基环己烷、对二甲苯二胺、间苯二胺、对苯二胺和烷基取代的间苯二胺和对苯二胺。
可以使用的聚酰胺实例包括由下列二羧酸制备的那些无定形聚合物:间苯二甲酸、对苯二甲酸,烷基取代的间苯二甲酸和对苯二甲酸,己二酸、癸二酸和丁二酸等。
由脂族二胺和脂族二酸制备的聚酰胺,是一些传统的半晶态耐纶(也叫作晶态耐纶)而且不是无定形的聚酰胺。由芳族二胺和芳族二酸制备的聚酰胺也是已知的物质。但是,在这些全芳族聚酰类中,已知有一些在通常的熔体加工条件下是难处理的,所以通常并不适用。因此,优选的无定形聚酰胺是这样一些物质,其中二胺部分或二酸部分是芳族的,而另一部分是脂族的。这些聚酰胺的脂族基团在链上或者在不多于15个碳原子的脂环体系中含4-8个碳原子。所说聚酰胺的芳族基团,最好有单环或双环的芳环,而这些芳环又可以含有不多于约6个碳原子的脂族取代基。
然而,这种芳一脂组合的体系中并不是都必然会提供出适用的无定形聚酰胺。例如,特定的间二甲苯二胺己二酰二胺,一般来说就不适用于本发明。此聚合物在对于热成形操作所需的典型加热条件下容易结晶,而且在定向时也结晶。这说明这样一个事实,即重要的问题是应当确定哪种具体的聚酰胺事实上是无定形的,而且它不仅仅取决于所说聚合物的化学结构。利用差示扫描量热法能够容易地做到这一点。
适用于本发明的无定形聚酰胺的具体实例包括:己二胺间苯二甲酰胺、己二胺间苯二甲酰胺/对苯二甲酰胺三元共聚物(其中间苯二甲酸与对苯二甲酸部分之比为100/0~60/40)、2,2,4-和2,4,4-三甲基己二胺对苯二甲酰胺的混合物、己二胺和2-甲基戊二胺与间苯二甲酸或对苯二甲酸的共聚物、或这些酸的混合物。基于己二胺间/对苯二甲酰胺并含有高水平对苯二甲酸部分的聚酰胺,也可以用于(条件是掺入2-甲基二氨基戊烷等第二种二胺)生产某种可加工的无定形聚合物。
所说的无定形聚酰胺成分,也可以包括(按所说聚酰胺成分计)用量不高于约70%(优选约20-40%)的一种或多种半晶态聚酰胺。当所说的聚酰胺混合物含有高于约70%的半晶态聚酰胺时,所说的氧防渗性和加工性能则会降低。半晶态聚酰胺类,是传统的半晶态耐纶,通常由内酰胺或氨基酸制备,例如耐纶6或耐纶11,或者由丁二酸、己二酸或癸二酸等二元酸与己二胺等二胺类缩合反应制备。此外,还包括这些聚酰胺的共聚物和三元共聚物,例如己二胺-己二酸与己内酰胺(耐纶6,66)的共聚物。也可以使用两种或更多种晶态聚酰胺的混合物。选择性成分半晶态耐纶,应当优选与所说的EVOH成分混溶的耐纶,利用存在单一的玻璃态转变温度或者由差示扫描量热法测得的熔点降低可以证明其混溶性。适用的半晶态耐纶的实例包括耐纶6,耐纶66,耐纶6,66,和耐纶6与耐纶12的共聚物。本发明的聚酰胺,无论是半晶态或无定形品,都是利用本领域普通技术人员公知的缩聚反应制备。
本发明的混合物,可以用本领域公知的混合法(其中包括单或双螺杆熔体加工机械或挤塑机)制备。在相当高的温度下(通常在约200-225℃下)进行混合,以便制成诸成分的均一熔体。
用于制备本发明容器的多层板材间的各层,可以用任何一种粘合树脂将其粘合在一起。一般来说,这样的树脂是具有一些羰基的热塑性聚合物,所说的羰基是由下列物质的官能团衍生得到的:游离羧酸、羧酸盐、羧酸酯、羧酸的酰胺、羧酸酐、碳酸酯、聚氨酯橡胶和脲等。在这些热塑性聚合物中,羰基浓度可以在大范围内变化,但是一般来说最好使用这样的热塑性聚合物,其中所含羰基的浓度相对于100克聚合物为10-1400毫摩尔。适用的粘合剂树脂包括至少由下列选出的一种烯类不饱和单体改性的聚烯烃:不饱和羧酸及其酐、酯和其酰胺,尤其是聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯;用由下列物质中选出的至少一种物质改性的乙烯一乙酸乙烯酯共聚物:丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、富马酸、衣康酸、马来酐、衣康酐、柠康酐、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、马来酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、脂肪酸酰胺以及上述酸的亚胺类。所说的粘合剂也可以用乙烯聚合物和用马来酐接枝的第二聚合物制备(参见美国专利4,230,830,此内容列入本文供参考)。除此之外,作为粘合剂树脂还可以使用乙烯一丙烯酸酯共聚物、离子交联聚合物、聚烯化氧一聚酯嵌段共聚物、羧甲基纤维素衍生物以及这些聚合物与聚烯烃的混合物。
所说的多层板胚可以用共挤塑或层压法制备,条件是层间的粘着力在热成形之后仍然足以保持。所说的共挤塑法(优选)使结构层、防渗层和粘合剂层等数层在其熔融态下结合在一起,最好在所说板料的各方向均有均一的厚度分布。按本文别处所述的方法对所说板胚作热成形和修整后制成本发明的容器。
这样制成的容器对氧和其它有害物具有优良的防渗性,而且在需要预包装和贮存食物时特别适于作为食物和饮料分配器中的插瓶使用。当然,也可以利用单层聚合物(如聚乙烯、聚丙烯或其它柔软的聚合物)结构材料成形法,制备无任何防渗层的本发明容器。这样的容器在吸力作用下仍然具有选择性逐渐收缩的优点。尽管这样的容器不适于长期贮存易腐败的食物或饮料,但是仍然可以用作婴儿奶瓶和其它这类分配器的一次性插瓶。
实施例
制备附图所示的插瓶。此插瓶用多层板料热成形和深度撑压法制造。此板料厚度约1.5-2mm,有:芯层,其厚为0.4mm,含65%乙烯-乙烯醇共聚物(30Mol%乙烯)和35%无定形的共聚酰胺,所说的无定形共聚酰胺是己二胺和间苯二甲酸及对苯二甲酸按70/30比例的聚合物;两层聚丙烯接枝粘合层(处于所说芯层两侧);两层聚丙烯外层。在150℃板温下,利用带助压模塞的成形机(Hydrotrim LabformerTM)在大约450KPa(65psig)压力下进行固相压力成形操作,制出牵引比约3.2∶1的容器。此成品容器高约140mm,内径由顶部到底部逐渐变小,顶部约48mm底部约40mm,在上边四周留有未压板胚的凸缘沿径向朝外延伸约4mm。此容器装满奶制品后用传统的可剥离的金属层合盖热封合。将此容器插入传统的playtexTM婴儿奶瓶之中,剥除所说的可剥离盖,按图3所示装配好所说的奶瓶。在婴儿的吸吮作用或其它作用下,通过乳头吸出所说的奶制品时,此容器从远端开始逐渐收缩,因此可以基本上完全吸出所说的奶制品而基本上不吸入空气。