在山墙顶型硬纸盒的装填过程中激活除氧剂成分的方法

摘要

在山墙顶型纸板包装的装填过程(90)中或装填之前用紫外光激活除气材料地在纸板包装结构中引起除氧的方法(图1)。在底部形成后且在装填硬纸盒之前，紫外光光源紧挨着山墙顶型包装半成品或沿水平通路或作业线地安放。

说明书

本申请要求在2000年8月提交的美国暂行专利申请序列号60/223736的优先权。

技术领域

本发明涉及用紫外线激活除氧材料地在纸板包装结构内进行除氧的方法。在形成硬纸盒底部后且在装填硬纸盒或包装半成品之前，一盏紫外线灯紧挨着包装半成品地沿水平通路或作业线设置。本发明的一个取代形式是在将包装放置在装填机前用独立装置来激活该包装。

背景技术

过去，除氧聚合材料一直通过用来引起除气反应的紫外线来控制。这些材料已经通过挤压或其它方式而分成多层地放置。

斯皮尔等人的美国专利5529833公开了其中加入了除氧剂的多层结构。除氧剂可以是一个独立的层或可以与叠层中的一个热封层、一阻隔层或粘结层合并。没有讨论或建议，在装填设备通路或作业线中，在硬纸盒底部形成后且装填所形成的包装或硬纸盒之前，通过紫外线辐射来激活除氧材料。

斯旺克等人的美国专利6039922公开了同时使用UV光和过氧化氢来消毒硬纸盒的方法。没有讨论或建议激活除氧材料。

发明内容

本发明的一个目的是，提供一种在硬纸盒形成时和其过程中最佳激活紫外线除氧剂的方法。

本发明的另一目的是，提供一种在硬纸盒通路或装填作业线之前或其作业期间内通过用紫外线灯照射来激活除氧剂的方法。

本发明的另一目的是，提供一种在硬纸盒底部形成后且在硬纸盒装填产品前在装填机中激活除氧剂的方法。

本发明的又一目的是，提供一种在硬纸盒形成且在装填机上装填之前的一个预备步骤中激活除氧剂的方法。

通过以下的激活包装结构所含除氧剂的最佳方法，克服了只含有被动阻氧剂的现有硬纸盒结构的缺点。含有除气材料的包装结构被制成硬纸盒半成品。在第一实施例中，当在山墙顶型硬纸盒中形成底部密封后，在装填机通路或作业线中并在形成硬纸盒底部后使硬纸盒接受紫外线照射。在第二实施例中，硬纸盒半成品被打开成管状并且使其接受紫外线照射并在将其安放在山墙顶型装填机上前用独立的装置来激活。

附图说明

图1是硬纸盒形成和装填的步进流程图；

图2是在硬纸盒成形且在装填机上装填前的硬纸盒激活的步进流程图；

图3根据装填后天数示出了溶解氧，该图将除氧聚合物容器与没有按本发明方法激活的容器进行了比较；

图4根据装填后天数示出了维生素C的保留量，该图将除氧聚合物容器与没有按本发明方法激活的容器进行了比较；

图5是含有用本发明装置激活的除氧聚合物的叠层品的横截面图；

图6是含有用本发明装置激活的除氧聚合物的叠层品的横截面图；

图7是含有用本发明装置激活的除氧聚合物的叠层品的横截面图；

图8是含有用本发明装置激活的除氧聚合物的叠层品的横截面图；

图9是含有用本发明装置激活的除氧聚合物的叠层品的横截面图；

图10是含有用本发明装置激活的除氧聚合物的叠层品的横截面图；

图11表示在装水的半加仑山墙顶型硬纸盒中的溶解氧；

图12表示在装水的半加仑山墙顶型硬纸盒中的溶解氧；

图13表示在装橙汁的半加仑山墙顶型硬纸盒中的溶解氧。

具体实施方式

本发明的焦点山墙顶型装填机等以及在装填机工作通路或作业线内使用紫外线灯。紫外线灯产生用于激活光敏除氧聚合物的紫外光。所述灯包含波长为200nm-700nm并最好是200nm-400nm的光并包含波长为280nm-320nm的紫外线B光及波长为250nm-280nm的紫外线C光。在紫外线使用剂量为150mJ/cm²-8000mJ/cm²且亮度为100mW/cm²-8000mW/cm²的情况下，实现了硬纸盒样本的激活。

激活时间范围根据灯亮度及装填操作速度而变化。该范围可以为1秒-10秒，最佳激活时间为2.5秒，而典型的机器工作速度为60个硬纸盒/分钟/作业线以及一次照射两个工位。

图1示出一条包括一硬纸盒底部形成工序5的装填设备线100，其中一个具有硬纸盒底部10的包装半成品7安置在一轮上。工位20是底部预裂发生地，随后是加热30、折叠40及压制50，由此完成硬纸盒底部的成形。硬纸盒安置在作业线的工位60处并随后移到紫外线激活区70。示出了同时处理两个硬纸盒。此处理过程可做修改。被激活的容器具有容器顶部预裂80，随后是装填产品90。

许多其它步骤或工位可以被加到该成形过程中。这些步骤或工位不局限地包括喷嘴喷涂或过氧化氢消毒。事实已经证明，过氧化氢和紫外线的综合作用造成更高的激活速度及更短的潜伏期(激活与有效除气之间的时间)。

图2表示一包括硬纸盒打开工序410的硬纸盒激活装置400，其中半成品420安置在作业线的工位430处，然后移到紫外线激活区440。如图所示，用两盏灯从两端照射硬纸盒。该处理过程可以被改成只从一端激活硬纸盒。被激活的容器在工位450处被排出和堆叠起来。

通过图3、4所示的图形结果，与控制阻隔层硬纸盒相比，证明了通过所需方法激活除氧剂硬纸盒的性能。

结果清楚表示，与控制阻隔层相比，在硬纸盒内，维生素C的保留量增加了，而被除氧剂消耗的溶解氧减少了。

另外，独立训练的品尝小组的评估已经证明了，装在除氧剂硬纸盒中的橙汁明显与控制阻隔层不同(99％可信度；26人小组中的18人在三角试验中正确识别出等外样品)并且是优选的(除氧样品被认为更甜且更天然)。

在考虑本发明当中，可以使用各种除氧材料，其中不局限地包括聚丁二烯系(1，2聚丁二烯)、蒽醌系及特殊三相材料混合物，它由一含反应双键的聚合物组成；一光致引发剂；及一过渡金属催化剂(钴盐)。三相混合物的聚合物可以是聚(乙烯/甲基丙烯酸盐/环乙烯甲基丙烯酸盐)(EMCM)。

或者，本发明的焦点是大致被放置在山墙顶型装填机上的被激活的包装半成品的制造。被激活的即被激活以便除氧的包装半成品是这样制成的，即该半成品通常线由纸板叠层品制成，随后，半成品被打开成管状，然后使管状半成品接受紫外线辐射，从而形成已被激活而除氧的半成品。    

可以制成各种叠层结构，如图5-图10所示。

第一提议结构具有低密度聚乙烯(最好是12lbs.)的珐琅层60；一纸板基材层65(最好是166-287lbs.)；一耐滥用阻氧层70(最好是约5lbs.的聚酰胺如尼龙)；一粘结层75(最好是1.5lbs.)；一敛缝材料层80(最好是12lbs.的低密度聚乙烯)；除氧剂层85(含有最好是5lbs.的除氧树脂)；及一低密度聚乙烯(约4lbs.)的产品接触层90。总重单位为1lbs./3000平方英尺。

该除氧剂层可以是纯除氧材料或可以与低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、金属茂合物、聚丙烯或其混合物混合。一种气味/香味吸收化合物也可以被加入该混合物中。

该结构产生一耐滥用层以改善装填机性能，它产生阻氧效果以防止氧侵入包装中并保证氧最好从包装内被除掉并且提供一除氧材料以及一热封层。

图6表示一个取代结构：它包括一珐琅层120；一纸板基材层125；一耐滥用阻氧层130；一粘结层135；混有敛缝材料140的除氧剂；一粘结层145；一香味阻隔层150，如乙二醇改良型聚乙烯对苯二酸盐、乙烯基乙烯醇共聚物和尼龙，或是尼龙与低密度聚乙烯(约5lbs.)的混合物；一粘结层155；及一产品接触热封层160。此结构改善了装填机性能并且保证了更好的产品风味。此外，总重单位是1lbs/3000平方英尺。

图7表示叠层品除气的另一实施例。珐琅良层210(12lbs.)是低密度聚乙烯。珐琅层被涂在纸板基材215(166-287lbs.)上。还设有一耐滥用阻氧层220(含5lbs.的除氧树脂)，接着是一粘结层225(5lbs.)。在粘结层225后是除氧剂层230(10lbs.)、一组合的香味阻隔层和产品热封层235(10lbs.)。总重单位是1lbs./3000平方英尺。

此结构提供一防滥用层以改善装填机性能，它提供一阻氧效果，以保证氧最好从该包装内被除去，并且提供一种与一热封材料结合的香味阻隔物。

图8表示这样的结构，它提供一耐滥用阻氧层250(5lbs.)以保证氧最好从包装内被除去，接着是一粘结层255(5lbs.)、除氧层260(含5lbs.的除氧树脂)及一含有一气味/香味吸收化合物的热封层265(4lbs.)。珐琅层240(12lbs.)是低密度聚乙烯。珐琅层被涂在纸版基材245(166-287lbs.)上。总重单位是1lbs./3000平方英尺。

图9表示这样的结构，它提供一作为阻氧层的箔叠层300、除氧层310(含有5lbs.的除氧树脂)及热封层315(4lbs.)。一粘结层305安置在箔层与除氧层之间。珐琅层280(12lbs.)为低密度聚乙烯。珐琅层被涂在纸板基材285(166-287lbs.)上。一低密度聚乙烯敛缝层295被涂在底层上，接着是一粘结层300被涂在箔叠层上。(重量单位为1lbs./3000平方英尺)

图10表示这样的结构，它提供了一作为组氧层的箔叠层350、除氧层360(含5lbs.的除氧树脂)以及一含有一气味/香味吸收化合物的热封层365(4lbs.)。一粘结层355安置在金箔与除氧层之间。珐琅层330(12lbs.)为低密度聚乙烯。珐琅层被涂在纸板基材335(166-287lbs.)上。一低密度聚乙烯敛缝层340被涂在基体上，接着是一粘结层345被涂在箔叠层上(重量单位为1lbs./3000平方英尺)。

图11-图13是氧溶解在水中(图11、12)和橙汁(图13)中的半加仑山墙顶容器的图示试验结果，其中除氧剂已被离线激活。

图11表示半成品中的每百万分之5150份的除氧剂以及1-10天后水中溶解了多少O₂。

图12表示半成品中的每百万分之1000份的除氧剂以及1-10天后水中溶解了多少O₂。

图13表示半成品中的每百万分之5150份的除氧剂以及1-70天后水中溶解了多少O₂。

在紫外线处理工位上或在装填机前的预处理工位上，在装填机中激活了各除氧材料。

本发明不受上述实施例的限制，而是要包括在权利要求书范围内的任何所有实施例。