TW202432436A - 包裝及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種可堆肥食品包裝，其包含：a）可堆肥模製托盤，其具有用於收納食物之內腔、可經其獲取該食物之開口及至少部分地圍繞該開口延伸之邊緣；b）其中該可堆肥模製托盤形成可堆肥障壁，或其中該可堆肥模製托盤包含可堆肥障壁膜，該障壁膜藉助於紙及生物膜熱封黏著劑在該托盤之該內腔及該邊緣上方延伸且與該內腔及該邊緣黏結；及c）可堆肥蓋，其使用可剝離黏著劑可剝離地黏著在該開口周圍且延伸至該邊緣。該包裝尤其適用於製造用於快餐館及外賣店之單份醬汁罐，但亦可用於單份烹調醬汁及濃縮高湯。本發明亦關於製造此類可堆肥食品包裝之方法。

Description

包裝及其製造方法

本發明係關於可堆肥包裝及製造此類包裝之方法。特定言之，本發明係關於尤其適用於液體食物（諸如醬汁）之可堆肥單次使用包裝。

自環境的觀點來看，單份包裝存在問題，因為典型地並非所有構件係可回收或可堆肥的。此可能使消費者感到困惑，他們可能不確定在使用後如何最佳地棄置包裝，因此包裝通常被簡單地置放於一般廢物中。在快餐館及外賣店中，一些含有醬汁（諸如番茄醬、蛋黃醬、燒烤醬、芥末等）之單份小袋或「蘸料（dipping）」罐帶來特定問題，因為醬汁需要具有六個月至十二個月之間的合理存放期，且通常在配送至特定餐館或商店之前經過長距離運輸。由於單份小袋或蘸料罐之尺寸相對小，因此鑒於所使用之不同材料及未使用產品之污染，此等類型之包裝難以回收。因此，儘管開發可回收包裝將為較佳的，但鑒於小產品形式情況下之困難，開發可堆肥包裝將在短期內產生更多積極環境影響。

由於醬汁中含水量高，已證實包裝產業難以提供適合的可堆肥單份包裝，因為可堆肥材料一般在水分存在下便開始快速分解。

已提出使用者必須物理上將包裝解構成獨立構件之多構件包裝，且其已用於許多食物，諸如新鮮肉類及魚類。然而，鑒於醬汁之黏而髒亂之性質以及食品消費的便易性及速度（及隨後對其相關包裝之棄置）係體驗之主要驅動因素的消費環境，此類包裝不適用於醬汁。

包裝產業對提供可堆肥單份包裝之需求尚未得到滿足。希望的是此類可堆肥單份包裝係完全可堆肥的，換言之，所有構件係可堆肥的。進一步希望提供一種適用於醬汁（諸如番茄醬）且使得醬汁能夠具有長存放期之可堆肥單份包裝。若此類單份包裝與現有單份包裝一樣易於使用，則亦係有利的。

本發明之一個目標尤其為提供解決先前技術之至少一個缺點（無論在本文中還是別處鑑別出）之可堆肥包裝，或提供現有可堆肥包裝之替代方案。

根據本發明之第一態樣，提供一種可堆肥食品包裝，其包含： a）可堆肥模製托盤，其具有用於收納食物之內腔、可經其獲取該食物之開口及至少部分地圍繞該開口延伸之邊緣； b）其中該可堆肥模製托盤形成可堆肥障壁，或其中該可堆肥模製托盤包含藉助於紙及生物膜熱封黏著劑在該托盤之該內腔及該邊緣上方延伸且與該內腔及該邊緣黏結的可堆肥障壁膜；及 c）可堆肥蓋，其使用可剝離黏著劑可剝離地黏著在該開口周圍且延伸至該邊緣。

障壁或障壁膜可由對於所屬技術領域中具有通常知識者而言將顯而易見的多種材料形成。障壁或障壁膜可由可堆肥生物樹脂材料形成。可堆肥生物樹脂材料（尤其適合於本發明之彼等材料）對於所屬技術領域中具有通常知識者而言將顯而易見且很好地理解。障壁或障壁膜可包含聚醯亞胺及/或環氧樹脂。

障壁或障壁膜可由單層或多層形成。若障壁膜由多層形成，則各層可分開或同時施加。障壁或障壁膜可擠壓成薄片。

蓋可包含多種可堆肥材料。較佳地，蓋由纖維素及一或多種聚合物形成。蓋之下表面可包含可剝離黏著劑。在某一具體實例中，可剝離黏著劑使用熱封漆形成。熱封漆將較佳為生物可降解或可堆肥漆。在替代具體實例中，可剝離黏著劑為冷封黏著劑。

熱封黏著劑可包含聚胺甲酸酯。聚胺甲酸酯可包含以下中之一或多者：5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮（5-Chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one）及/或2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮（2-Methyl-4-isothiazolin-3-one）。

在可堆肥模製托盤包含藉助於紙及生物膜熱封黏著劑在托盤之內腔及邊緣上方延伸且與該內腔及該邊緣黏結的可堆肥障壁膜的情況下： -    可堆肥模製托盤可為可堆肥模製纖維托盤。可堆肥模製纖維托盤可為乾式模製纖維托盤。或者，模製纖維托盤可為濕式模製或半濕式模製的。 -    熱封黏著劑可以在約10 gsm至約24 gsm範圍內之乾塗層重量施加。較佳地，熱封黏著劑以在約12 gsm至約20 gsm範圍內之乾塗層重量施加。更佳地，熱封黏著劑以在約14 gsm範圍內之乾塗層重量施加。 -    較佳地，障壁膜之厚度可大於或等於約110 µm。更佳地，障壁膜之厚度大於或等於約135 µm。最佳地，障壁膜之厚度大於或等於約150 µm。 -    在高度較佳的實例中，障壁膜之厚度可在約150 µm至約170 µm範圍內。 -    障壁膜可擠壓成薄片及/或直接擠壓至模製纖維托盤上。障壁膜可至少部分地噴塗至托盤。 -    障壁膜可約100℃至約110℃範圍內之溫度下熱成形。

在可堆肥模製托盤形成可堆肥障壁之情況下： -    可堆肥障壁之厚度可在約100 µm至約600 µm範圍內，較佳在約400 µm至約600 µm範圍內。 -    可堆肥障壁之厚度可為約400 µm，且可由三層形成，其中各層之厚度為約130 µm。 -    各層可由可堆肥生物樹脂材料形成。 -    中間層可包含作為去氧劑之可堆肥材料，例如其中中間層包含植物副產品，諸如衍生自咖啡豆皮者。 -    可堆肥障壁可在約100℃至約170℃範圍內之溫度下、較佳在約100℃至約120℃範圍內之溫度下、最佳在約105℃至約120℃範圍內熱成形。 -    可堆肥障壁可以小於約1000 ms之熱成形停留時間、較佳以小於約800 ms之熱成形停留時間、最佳以小於約700 ms之熱成形停留時間熱成形。 -    該方法可包含在加熱條件下將蓋抵靠開口推動以便使用蓋熱封腔，較佳在小於約200℃之溫度下，更佳在等於或小於170℃之溫度下，最佳在約160℃至170℃範圍內之溫度下。

在可堆肥模製托盤形成可堆肥障壁之情況下： -    可堆肥模製托盤可用可堆肥障壁材料浸漬（impregnate），例如藉由將障壁材料散佈於可堆肥模製纖維托盤在內腔區域中或接近內腔之纖維中。此可稱為可堆肥模製托盤及可堆肥障壁一體成形或一體提供。

在與第一態樣相關之具體實例中，提供一種可堆肥食品包裝，其包含： a）可堆肥模製纖維托盤，其具有用於收納食物之內腔、可經其獲取該食物之開口及至少部分地圍繞該開口延伸之邊緣； b）噴塗可堆肥障壁膜，其在該托盤之該內腔及該邊緣上方延伸且與該內腔及該邊緣黏結；及 c）可堆肥蓋，其使用可剝離黏著劑可剝離地黏著在該開口周圍且延伸至該邊緣。

在與第一態樣相關之又一具體實例中，提供一種可堆肥食品包裝，其包含： a）可堆肥模製纖維托盤，其具有用於收納食物之內腔、可經其獲取該食物之開口及至少部分地圍繞該開口延伸之邊緣； b）浸漬在整個該模製纖維托盤中之可堆肥障壁材料；及 c）可堆肥蓋，其使用可剝離黏著劑可剝離地黏著在該開口周圍且延伸至該邊緣。

食品包裝將較佳進一步包含腔內之食物。此食物可為液體食物。食物可為醬汁，諸如調味料，且可為以下中之一或多者：番茄醬、燒烤醬、蛋黃醬、芥末醬、辣椒醬、牧場沙拉醬（ranch dressing）、咖哩醬及糖醋醬（sweet and sour sauce）。

根據本發明之第二態樣，提供一種製造可堆肥食品包裝之方法，其包含： a）提供可堆肥模製托盤，其具有用於收納食物之內腔及可經其獲取該食物之開口以及至少部分地圍繞該開口延伸之邊緣； b）其中該提供該可堆肥模製托盤形成可堆肥障壁膜，或其中該方法進一步包含藉助於紙及生物膜熱封在該托盤之該內腔及該邊緣上方施加及/或形成且黏結可堆肥障壁膜； c）提供可堆肥蓋，且藉助於可堆肥可剝離黏著劑將其施加於該開口周圍及該邊緣之至少部分；及 d）在加熱條件下將該蓋抵靠該開口推動，以便使用該蓋熱封該腔。

在步驟c）之前，可將液體食物置放於腔中。

步驟d）可在約120℃下及/或在約450 lbf下進行，及/或持續約1秒。

在該方法包含施加及/或形成且黏結可堆肥障壁膜之情況下： -    障壁膜與托盤之間的黏結強度強於由障壁膜與可堆肥蓋之間的熱封黏著劑產生之黏結強度。 -    可藉由將熱空氣施加至膜且將負壓施加至托盤外部而將障壁膜施加至托盤之內腔及邊緣。熱空氣可在約120℃與140℃範圍內，但較佳在約136℃範圍內。在另一實例中，熱空氣可在約100℃至約110℃範圍內。使用熱氣槍施配熱空氣。熱氣槍可自距障壁膜約200 mm之距離移動至距障壁膜約100 mm，持續至多約2秒至約4秒。熱氣槍可自距障壁膜約190 mm之距離移動至距障壁膜約85 mm，持續至多約4秒。 -    障壁膜可藉由噴塗至少部分地施加至托盤之內腔及邊緣。

在提供可堆肥模製托盤形成可堆肥障壁之情況下： -    可堆肥障壁可在約100℃至約170℃範圍內之溫度下、較佳在約100℃至約120℃範圍內之溫度下、最佳在約105℃至約120℃範圍內熱成形。 -    可堆肥障壁可以小於約1000 ms之熱成形停留時間、較佳以小於約800 ms之熱成形停留時間、最佳以小於約700 ms之熱成形停留時間熱成形。 -    推動可較佳在小於約200℃之溫度下、更佳在等於或小於170℃之溫度下、最佳在約160℃至170℃範圍內之溫度下進行。

在可堆肥模製托盤形成可堆肥障壁之情況下： -    可堆肥模製托盤可用可堆肥障壁材料浸漬，例如藉由將障壁材料散佈於可堆肥模製纖維托盤在內腔區域中或接近內腔之纖維中。 -    可堆肥模製托盤及可堆肥障壁材料可一體成形。

在與第二態樣相關之具體實例中，提供一種製造可堆肥食品包裝之方法，其包含： a）提供可堆肥模製纖維托盤，其具有用於收納食物之內腔及可經其獲取該食物之開口以及至少部分地圍繞該開口延伸之邊緣； b）藉由將可堆肥障壁噴塗至該托盤之該內腔及該邊緣而在其上施加及/或形成可堆肥障壁膜； c）提供可堆肥蓋，且藉助於可堆肥可剝離黏著劑將其施加於該開口周圍及該邊緣之至少部分；及 d）在加熱條件下將該蓋抵靠該開口推動，以便使用該蓋熱封該腔。

在第二態樣之替代具體實例中，提供一種製造可堆肥食品包裝之方法，其包含： a）提供可堆肥模製纖維托盤，其具有用於收納食物之內腔及可經其獲取該食物之開口以及至少部分地圍繞該開口延伸之邊緣； b）將可堆肥障壁材料浸漬在整個該托盤中； c）提供可堆肥蓋，且藉助於可堆肥可剝離黏著劑將其施加於該開口周圍及該邊緣之至少部分；及 d）在加熱條件下將該蓋抵靠該開口推動，以便使用該蓋熱封該腔。

第二態樣（及相關具體實例）之方法可用於製造根據第一態樣（相關具體實例）之可堆肥食品包裝。

實施例 實施例 1- 可堆肥醬汁容器

圖1展示根據本發明之可堆肥容器。容器10由可堆肥纖維模製托盤12形成，該托盤具有用可堆肥障壁膜14覆蓋之內表面。模製托盤12具有朝外且圍繞托盤之開口延伸的邊緣16，且障壁膜14在邊緣16上方延伸。可堆肥蓋18藉助於可剝離黏著劑20在邊緣16周圍黏著至障壁膜14。圖1中所示之容器10亦具有位於托盤12內之液體食物產品22（諸如番茄醬）。圖2展示圖1中指示為X之區域的橫截面，且展示蓋18所黏著之邊緣區域中各種構件之分層。

模製托盤12可由任何可堆肥材料形成且可為濕或乾纖維模製的。在一個具體實例中，模製托盤12預先經3D模製成所需形狀，隨後將障壁膜14附接或施加至內表面。在另一具體實例中，模製托盤12在障壁膜14施加至內表面的同時經3D模製成所需形狀，換言之，托盤12及障壁14同時模製在一起。在某些具體實例中，在障壁膜14與模製托盤12之間使用黏著劑（圖中未示）。在其他具體實例中，在障壁膜14與模製托盤12之間不使用黏著劑，且障壁膜14藉助於成形或推動製程或藉助於將障壁膜14直接噴塗至模製托盤12上而黏著至模製托盤12之內表面。

模製托盤可使用乾式模製利用纖維素纖維之纖維基材的方法形成。此方法可形成多層纖維素毛坯結構，其中該方法包含以下步驟；經由將至少第一層乾式成形纖維素纖維及第二層纖維素纖維網結構以彼此疊置的關係配置且以疊置的關係將至少第一層及第二層配置為彼此接觸，由該至少第一層及第二層形成多層纖維素毛坯結構；將多層纖維素毛坯結構配置於成形模中；將多層纖維素毛坯結構加熱至在約100℃至約300℃範圍內之成形溫度，且藉由以至少約1 MPa、較佳4-20 MPa之均衡成形壓力壓製加熱的多層纖維素毛坯結構，在成形模中由多層纖維素毛坯結構形成纖維素產品，其中多層纖維素毛坯結構成形為具有單層組態之二維或三維纖維複合結構。或者，模製托盤可藉由利用源自木漿之纖維狀纖維素材料網的方法形成，該網適合於三維模製以形成包裝產品，其中網包含約＞40 wt%軟木化學漿及至少一種強度增強劑，其中網具有小於約400 g/m ²之克重，且其中該軟木化學漿之纖維素纖維包含約＞9%之纖維捲曲。

或者，模製托盤可使用濕式或半濕式模製利用纖維素纖維之纖維基材的方法形成，其中濕或半濕纖維素材料傳送至模具且使用用於自濕或半濕纖維素材料形成三維產品之成形工具成形為2D或3D形狀。成形可藉助於熱成形或使纖維素材料成形且乾燥為模具形狀的其他成形方法。

障壁膜14可由具有適當水分及氧障壁特性之任何適合的可堆肥膜形成。所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，水分及氧障壁特性將由待容納於容器中之食物的形式及類型決定。典型地，容器將用於具有相對高含水量之流體食物，諸如番茄醬。水分特性將需要防止水分自食物外溢至用於形成模製托盤之基材。氧障壁特性將需要防止氧氣進入容器中以防止食物發生不希望的氧化。

障壁膜14可由多種材料形成。障壁膜可由可堆肥生物樹脂材料形成。在一個實例中，障壁膜14將由一或多層改質聚丁二酸丁二醇酯（PBS）形成。

蓋18可由多種材料形成。較佳地，蓋18由複合纖維素及聚合材料形成。更佳地，蓋18由纖維素與聚合物樹脂或纖維素與PBS之複合物形成。纖維素可為甲基纖維素或纖維素之其他變體。典型地，蓋將含有圖形及其他印刷材料，其指示容器中之食物以及在使用容器之後剝離蓋及棄置之說明。圖形或其他印刷材料將較佳由可堆肥且食品安全墨水製成。

黏著劑可為食品安全可堆肥熱封。 實施例 2- 熱成形試驗

對各種障壁襯裡進行熱成形試驗，以評估與預成形3D乾式成形模製托盤結合使用之最佳方法及襯裡。

供應兩個膜用於熱成形試驗，第一膜為由30 µm/50 µm/30 µm層形成之110 µm複合膜，而第二膜為由50 µm/50 µm/50 µm形成之150 µm複合膜。

應瞭解，本文所描述之膜厚度僅為示例。在一些試驗中，利用在約150 µm至約170 µm範圍內之膜厚度。 階段 1- 熱特性（ 110 µm 膜）

如圖3中所示，試驗結果表明膜不像習知膜一樣熱成形。主要觀測結果為對膜加熱過多或持續過長時間使其變脆。另外，預期自此階段開始將需要塞輔助以將襯裡完全成形至罐中，且僅用真空並不足夠。使用SLA熱成形工具。 階段 2- 塞輔助成形（ 110 µm 膜）

為了改善成形%，機器加工塞輔助工具以將壓力施加至膜之邊角。圖4展示塞輔助工具之實例，其中工具100由具有成形為預成形托盤106之外部尺寸之成形腔104的平板底座102及具有朝向內部成形腔朝下延伸之塞110的壓機108形成，該塞成形為預成形托盤106之內部尺寸。在使用中，當抵靠成形腔104推動塞110時，壓機108操作至豎直方向以將膜（圖中未示）按壓至預成形托盤中。令人遺憾的是，此方法被認為係不成功的，因為膜之溫度敏感性及結晶意謂在塞可到達模具時（一旦加熱器壓板回縮），膜已冷卻且不再可成形。 階段 3- 熱氣槍法（ 110 µm 膜）

歸因於形成膜之敏感性，使用熱氣槍評估此方法是否將有助於將障壁膜成形至預成形托盤之內表面。試驗結果為＞140℃導致開裂，120℃至140℃使得成形良好，而＜120℃導致成形較差。

替代試驗在約100℃至約110℃範圍內進行。亦發現此使得成形良好。

在試驗期間，嘗試用熱氣槍法在快速時間間隔（2-4秒）內使膜達到溫度。概念如下：對著膜之正向熱流亦有助於通過托盤之真空以幫助成形，但在短（可控制）循環時間內。此方法使得110 µm膜約70%成形至罐中。 階段 4a- 正壓測試（ 110 µm 膜）

由於自熱氣槍成形法獲得了鼓舞人心的結果，因此預期藉由在成形時施加高濃度壓力及熱氣流，可達成膜最終拉伸/流動至邊角。110 µm膜上之正壓成形證實此方法可使效能改善。達成81%之成形百分比。除此之外，正壓法引起膜對罐之低水平黏著力（膜上不需要黏著劑）。 階段 4b- 正壓測試相對於熱氣槍 （ 150 µm 膜 ）

令人遺憾的是，與熱氣槍法相比，使用正壓成形之150 µm膜未引起相同改善。發現膜填充腔之百分比與熱氣槍之情況類似。由於熱空氣法更容易控制，因此150 µm膜之結果係基於熱氣槍法計算。 熱成形最佳化

用以使熱成形條件最佳化之試驗進展詳述於下表1中。

ID	加熱方法	膜厚度	加熱溫度	膜溫度	加熱時間	真空度	塞輔助	結果 最終形式之大約 %
1	壓板	110	75%最大	≈120℃	5 s	75 cm	否	不良/
溫度	Hg	膜
		開裂
2	壓板	110	50%最大	≈120℃	5 s	75 cm	否	一般/
溫度	Hg	50%
3	壓板	110	30%最大	≈120℃	5 s	75 cm	否	不良/
溫度	Hg	30%
4	壓板	110	30%最大	≈120℃	3 s	75 cm	否	良好/
溫度	Hg	70%
5	壓板	110	各種	各種	各種	75 cm	否	較差至
Hg	一般
6	熱空氣	110	100%	≈120℃	4 s		否
Hg	70%
7	正	110	100%	≈120℃	4 s	75 cm	否	良好/
壓	Hg	81%
8	壓板	150*		≈120℃	4 s		否
溫度	Hg	94%
9	熱空氣	150*	100%	136℃	4 s	75 cm	否	極好
Hg	94%

表1

使用熱風槍之最終熱成形參數已詳述於圖5中。咸信此為一致地成形至容器中之最佳循環。

為了計算襯裡之成形百分比，將各襯裡用水填充至滿填容量，且將填充重量%與28 g之理論滿填重量進行比較。 100% 成形至罐中 （ 150 µm 膜 ）

熱成形最佳化定義了110 µm及150 µm膜之最佳參數（例如將各膜拉伸至其臨限值）。然而，試驗能夠展示94%之最大成形。咸信此係由於指定膜與供應用於測試的膜之間存在差異。

材料分析測得150 µm膜厚度總體上更接近136 µm，而非150 µm。此意謂熱成形結果如下相關： 110 µm（73%目標厚度）→最大成形=81% 135 µm（90%目標厚度）→最大成形=94%

自此等結果可合理地推斷出以下結論： 150 µm膜→最大成形＞=100%

圖6展示150 µm膜變形圖案（當「極佳」成形至腔中時），其中線間距=約5 mm。關鍵觀測結果為幾乎觀測不到腔周圍之膜的拉伸（由於成形順序及測試設備限制而產生折痕），以及100%成形之證據。

使用熱風槍之最終熱成形參數已詳述於圖8中。咸信此為一致地成形至罐中之最佳循環。

為了計算襯裡之成形百分比，將各襯裡用水填充至滿填容量，且將填充重量%與28 g之理論滿填重量進行比較。 實施例 3- 障壁膜試驗

使用一系列障壁膜基材及厚度進行水蒸氣穿透速率及氧傳送速率之3D障壁測試，且結果分別展示於圖7及圖8中。

2D及3D膜之各種膜厚度的水蒸氣穿透速率及氧傳送速率的差異分別闡述於下表2及表3中。

膜厚度	OTR （23℃/65% rh）	WVTR （38℃/90% rh）
cm 3/m 2/天	g/m 2/天
理論	實際	理論	實際
基準	0.11	N/A	0.27	N/A
110 μm	1.05	1.2	70.0	64.0
135 μm*	N/A	N/A	66.6	TBC
150 μm	1.05	TBC	40	38.5***

表2

膜厚度	OTR （23℃/65% rh）	WVTR （38℃/90% rh）
cm 3/包裝/天	g/包裝/天
理論	實際	理論	實際
基準	N/A	0.004 （ 4 次重複）	0.05	N/A
110 μm	0.010	0.004 （ 2 次重複）	0.53	0.362 （ 3 次重複）
135 μm*	N/A	N/A	N/A	0.302 （ 3 次重複）
150 μm	0.009	TBC	0.291	TBC

表3

結果表明，110 µm膜有81%之包裝成形，而135 µm膜有94%之包裝成形。

此等試驗說明，以3D形式達成之氧障壁極佳且與當前使用塑膠托盤之效能最佳的容器完全相當。

水蒸氣穿透率略高於當前使用塑膠托盤之效能最佳的容器，然而，此在理論障壁範圍內且仍可使用150 µm膜來逐漸改善。

形成用於測試之成形3D罐；110 m膜為81%，且135 µm膜為94%。此係由於熱成形/膜拉伸之限制。

迄今為止進行的所有成功測試表明，基於改質PBS基材之150 µm膜適合於進入存放期測試研究。 實施例 4- 封蓋膜試驗

此等試驗之目的為研究某些較佳的封蓋膜是否與針對較佳的改質PBS障壁膜之熱封相容，及在熱成形製程期間活化時生物可降解黏著劑是否提供足夠強的黏結。

試驗內使用之測試膜詳述於下表4中。

ModPBS 50 / Plantic 50 / ModPBS 50	熱成形罐襯裡
當前箔封蓋膜	基線
Pap 40 / PBS 20 / MetPAP 23 / PBS 20	蓋膜
Pap 40 / PBS 20 / TransPAP 23 / PBS 20	蓋膜
Pap 40 /甲基纖維素23 /賽璐玢（Cellophane）20	蓋膜
Pap40 /纖維素19/賽璐玢20	蓋膜
5gsm紙/ 23mu纖維素/ 30mu Bio-HSL	蓋膜

表4

測試準備及參數如下：測試條：25 mm×150 mm；密封溫度：120℃（在對襯裡產生負面影響之前可施加的最大溫度）；密封脈衝：1秒；密封壓力：450 lbf；測試方法：ASTM D1876（T剝離）；及剝離速率：300 mm.min ^-1。

圖9將來自剝離測試之結果與5 N之目標水平進行比較。其亦展示所有值均顯著低於所定義之10 N上限。

目視評估剝離測試條之失效模式，如下表5中所詳述。

變體	失效模式
對照物	剝離密封
Con A	剝離密封
Con B	剝離密封
Con C	剝離密封
Con D	剝離密封
Triplex	罐襯裡分層

表5

具有PBS熱封層之膜變體始終提供與襯裡膜之更牢固黏結。儘管Con D似乎與Con B相當，但結果之變異性相對較大，且因此歸因於結果之一致性，對用兩種基於PBS之膜作為黏著層繼續試驗將更有信心。

Con A及Con B兩者之剝離強度在目標力區域內。

由於剝離所需之力引起襯裡分層，因此Triplex膜之剝離強度似乎給予襯裡最大的黏結力。此應被視為繼續前進之「防彈（bullet proof）」選項，且可用於襯裡剝離能力並非評估準則之一部分但需要牢固黏結之測試。 實施例 5- 黏著劑試驗

進行試驗以鑑別最佳使用之可剝離黏著劑。有若干方法可將黏著劑施加至罐之構造中，其各自之實施及維持具有不同程度的複雜性（自製程品質的觀點來看）。

為了確定黏著劑黏著至靶所需之基準力，對當前McCormick罐進行剝離測試以展示被認為足以供消費者使用的峰值力。創建訂製試驗裝置以進行此剝離評估。表6詳述所測試之變體的規格，且列出在所評估之10個重複中發現的2個不同失效力。

	TK 罐 - 21 ml
封蓋膜	ALU 12 / 黏著劑/ PET12 / HSL 36
底部網/襯裡	PP
失效模式	A	B
平均最大剝離力（N）	4.86	2.42
最大剝離力（N）	5.15	2.67
等效最大剝離力（N）10 mm 2D條帶	8.9N	n/a

表6

為謹慎起見，試驗聚焦於獲得高於所記錄之最大平均力的安全係數。此之視覺表示係在圖10中，其中10-15 N之目標已定義為襯裡黏著力之目標範圍，且5 N已定義為封蓋膜黏著力。剝離速率為120 mm.min ^-1。

在所有測試變體中，發現生物可降解黏著劑與熱成形、Plantic/改質PBS膜及模製乾纖維托盤基材均相容。如圖11中所示，襯裡剝離測試亦表明約24 gsm之乾克重為襯裡提供足夠的黏著力以引起紙漿罐內層分層。此為可獲得的最大黏著力。

所選擇的生物可降解黏著劑為經批准可直接接觸食品之紙及生物膜熱封黏著劑。建議密封條件為20 psi下＞100℃持續0.5秒。

黏著劑以14 gsm之乾塗層重量施加至改質PBS基材上，但實驗表明10-24 gsm之範圍亦為可接受的。

黏著劑為5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮[EC No 247-500-7] {3份}及2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮[EC No 220-239-6] {1份}之混合物，且具有以下特性： 外觀：          灰白色液體 黏度：          約150 cP，布氏（Brookfield）sp2，50 rpm，20℃ 固體含量：   約40% 比重：          約1.05 g/ml PH：             8-9 清潔：          水 存放期：      6個月

有利的是，黏著劑與熱成形、改質PBS障壁襯裡膜及模製纖維基材相容，同時為可堆肥且食品安全的。 實施例 6- 替代性可堆肥醬汁容器

圖12展示根據本發明之替代性可堆肥容器10'。替代性可堆肥容器10'類似於如圖1（及圖2）中所示之可堆肥容器10。然而，容器10'不需要可堆肥模製纖維托盤12，而是托盤（及障壁膜）由單一材料形成，諸如較厚障壁膜，以便自身形成障壁。

容器10'由可堆肥模製托盤12'形成。可堆肥模製托盤12'形成障壁膜14'。在此實施例中，托盤12'由障壁膜14'形成，且以此方式托盤12'自身形成障壁膜14'。此可替代地描述為托盤12'提供障壁膜14'。關於替代性容器10'，障壁膜14'可稱為「障壁層14'」且實際上形成障壁。模製托盤12'具有朝外且圍繞托盤12'之開口延伸的邊緣16'。可堆肥蓋18'藉助於可剝離黏著劑20'在邊緣16'周圍黏著至障壁膜14'。類似於圖1中所示之容器10，圖12中所示之容器10'具有收納液體食物產品22'（諸如番茄醬）之內腔。

圖13展示圖12中指示為X'之區域的橫截面，且展示蓋18'所黏著之邊緣區域中各種構件之分層。在圖13中，展示由厚的模製可堆肥障壁膜14'形成之可堆肥容器的橫截面X'。可堆肥蓋18'藉助於可剝離黏著劑20'黏著至障壁膜14'。藉由省略模製乾纖維托盤構件且使用障壁膜（例如使用與障壁膜相同的材料）形成托盤，利用較少構件，此改善生產效率且減少製造成本及時間。

在圖12及圖13中所示之具體實例中，厚的模製可堆肥障壁膜14'可藉由層壓多層或在形狀形成之前或形狀形成期間經由擠壓而形成。較佳地，障壁膜14'之厚度在約100 µm至約600 µm範圍內，例如在約400 µm至約600 µm範圍內。最佳地，障壁膜14'之厚度為約400 µm，且由三層形成，其中各層之厚度為約130 µm。在具體實例中，各層由可堆肥生物樹脂材料形成。在某些具體實例中，各層由相同改質PBS材料形成。在需要更穩固障壁之其他具體實例中，中間層可包含作為去氧劑之可堆肥材料。此類中間層可包含植物副產品，諸如衍生自咖啡豆皮者。

可自下表7理解圖12及圖13之具體實例的製造參數及效能參數，其中將該具體實例與由聚丙烯（PP）障壁膜形成之類似構造的容器進行比較：

參數	PP	由可堆肥生物樹脂材料形成之替代性可堆肥醬汁容器
熱成形溫度	135℃-170℃	約105℃至約120℃
熱成形停留時間	700 ms	≤700 ms
密封溫度	200℃	≤200℃
水蒸氣穿透速率（WVTR），根據ASTM F1249-20測定，其中用乾氣吹掃罐，同時使外部暴露於38±2℃、90±5% RH之空氣	＜0.005 g/包裝/天	0.100-0.200 g/包裝/天

表7

根據上表7應瞭解，可在較低熱成形溫度下形成替代性容器，從而減少能源使用且減少熱成形製程中使用之設備的劣化。另外，藉由在較低溫度下熱成形，可促進更快速的製造，因為可減少加熱時間及/或冷卻時間。

此外，與由PP障壁膜形成之類似容器相比，停留時間減少。有利的是，此減少能源使用且減少製造設備之劣化。

此外，可使用較低密封溫度。有利的是，此減少能源使用且減少製造設備之劣化。此亦提高製程之速度。

值得注意的是，根據上文應瞭解，WVTR得到改善。

本文所闡述之視情況選用之特徵可個別地使用或在適當時彼此組合使用，且尤其以隨附申請專利範圍中所闡述之組合使用。如本文所闡述之本發明之各態樣或例示性具體實例的視情況選用之特徵亦應理解為在適當時適用於本發明之任何其他態樣或例示性具體實例。換言之，閱讀本說明書之所屬技術領域中具有通常知識者應將本發明之各例示性具體實例的視情況選用之特徵視為在不同例示性具體實例之間為可互換及可組合的。

應注意與本申請案有關之本說明書同時或在此之前申請且以本說明書對公眾檢閱開放之所有文本及文獻，且所有該等文本及文獻之內容均以引用方式併入本文中。

本說明書中所揭示之所有特徵（包括任何隨附申請專利範圍及圖式）及/或如此揭示之任何方法或製程之所有步驟可以任何組合形式組合，此類特徵及/或步驟中之至少一些相互排斥之組合除外。

除非另外明確說明，否則本說明書（包括任何隨附申請專利範圍及圖式）中所揭示之各特徵可經達成相同、等效或類似目的之替代特徵置換。因此，除非另外明確說明，否則所揭示之各特徵僅為一系列通用等效或類似特徵之一個實例。

本發明不限於前述具體實例之細節。本發明延伸至本說明書（包括任何隨附申請專利範圍及圖式）中所揭示之特徵之任何新穎特徵或任何新穎組合，或延伸至如此揭示之任何方法或製程之步驟的任何新穎步驟或任何新穎組合。

10:可堆肥容器/容器 10':替代性可堆肥容器/替代性容器/容器 12:可堆肥纖維模製托盤/模製托盤/托盤 12':可堆肥模製托盤/模製托盤/托盤 14:可堆肥障壁膜/障壁膜/障壁 14':厚的模製可堆肥障壁膜/障壁膜/障壁層 16:邊緣 18:可堆肥蓋/蓋 18':可堆肥蓋/蓋 20:可剝離黏著劑 20':可剝離黏著劑 22:液體食物產品 100:工具 102:平板底座 104:成形腔 106:預成形托盤 108:壓機 110:塞 X:區域 X':區域/橫截面

下文僅藉由實例，參考隨附圖式來描述本發明，在該等圖式中： [圖1]為根據本發明之可堆肥包裝之具體實例的透視剖視圖。 [圖2]為圖1中所示區域X中可堆肥包裝之示意性橫截面圖。 [圖3]展示使用SLA熱成形工具將障壁膜施加至3D模製纖維托盤之照片，其中（A）展示SLA熱成形工具，（B）展示2秒及75%下加熱之後在頂部及底部上形成之膜，且（C）展示5秒及75%下加熱之後形成之膜。 [圖4]為塞輔助工具之透視圖，其用於評估工具是否適合於將障壁膜施加至3D模製纖維托盤。 [圖5]為用以將障壁膜施加至3D模製纖維托盤之製程的示意圖。 [圖6]為已變形且施加至透明3D模製托盤之150 µm障壁膜的照片，其中（A）及（B）為組合膜及托盤之平面圖，且（C）及（D）為組合膜及托盤之側視圖。 [圖7]為展示已在試驗期間測試之各種障壁膜之水蒸氣穿透速率（water vapor transmission rate，WVTR）之結果的圖。 [圖8]為展示已在試驗期間測試之各種障壁膜之氧傳送速率（oxygen transfer rate，OTR）之結果的圖。 [圖9]為展示施加至在試驗期間測試之具襯裡之罐之封蓋膜之剝離測試結果的圖。 [圖10]為繪製當前塑膠3D模製托盤之蓋剝離基準評效以及目標黏著強度的圖。 [圖11]為展示障壁襯裡對纖維罐之黏著力以及黏著劑克重的圖。 [圖12]為根據本發明之可堆肥包裝之替代具體實例的透視剖視圖。 [圖13]為如圖12中所示之可堆肥包裝的示意性橫截面。

10:可堆肥容器/容器

12:可堆肥纖維模製托盤/模製托盤/托盤

14:可堆肥障壁膜/障壁膜/障壁

16:邊緣

18:可堆肥蓋/蓋

20:可剝離黏著劑

22:液體食物產品

X:區域

Claims (36)

1. 一種可堆肥食品包裝，其包含： a）可堆肥模製托盤，其具有用於收納食物之內腔、可經其獲取該食物之開口、及至少部分地圍繞該開口延伸之邊緣； b）其中該可堆肥模製托盤形成可堆肥障壁，或其中該可堆肥模製托盤進一步包含可堆肥障壁膜，該障壁膜藉助於紙及生物膜熱封黏著劑在該托盤之該內腔及該邊緣上方延伸且與該內腔及該邊緣黏結；及 c）可堆肥蓋，其使用可剝離黏著劑可剝離地黏著在該開口周圍且延伸至該邊緣。
2. 如請求項1之食品包裝，其中該障壁或該障壁膜係由可堆肥生物樹脂材料形成。
3. 如請求項1或2之食品包裝，其中該障壁或該障壁膜係由多層形成。
4. 如前述請求項中任一項之食品包裝，其中該可堆肥模製托盤為可堆肥模製纖維托盤，可選地為可堆肥乾模製纖維托盤。
5. 如前述請求項中任一項之食品包裝，其中該可堆肥模製托盤包含可堆肥障壁膜，該障壁膜藉助於紙及生物膜熱封黏著劑在該托盤之該內腔及該邊緣上方延伸且與該內腔及該邊緣黏結，且其中該障壁膜之厚度大於或等於約110 µm。
6. 如請求項5之食品包裝，其中該障壁膜之厚度大於或等於約135 µm。
7. 如請求項6之食品包裝，其中該障壁膜之厚度大於或等於約150 µm。
8. 如請求項7之食品包裝，其中該障壁膜之厚度在約150 µm至約170 µm的範圍內。
9. 如前述請求項中任一項之食品包裝，其中該熱封黏著劑係以在約10 gsm至約24 gsm的範圍內之乾塗層重量而施加。
10. 如前述請求項中任一項之食品包裝，其中該熱封黏著劑係以在約12 gsm至約20 gsm的範圍內之乾塗層重量而施加。
11. 如前述請求項中任一項之食品包裝，其中該熱封黏著劑係以在約14 gsm的範圍內之乾塗層重量而施加。
12. 如前述請求項中任一項之食品包裝，其中該障壁或該障壁膜至少部分地噴塗至該托盤或浸漬於該托盤內。
13. 如請求項1至3之食品包裝，其中該可堆肥模製托盤形成可堆肥障壁膜，其中該障壁膜之厚度在約400 µm至約600 µm的範圍內。
14. 如請求項1至3及13之食品包裝，其中該可堆肥模製托盤形成可堆肥障壁膜，其中該可堆肥模製托盤及該可堆肥障壁膜一體成形。
15. 如前述請求項中任一項之食品包裝，其中該蓋包含纖維素及聚合物。
16. 如前述請求項中任一項之食品包裝，其中該熱封黏著劑包含聚胺甲酸酯。
17. 如請求項16之食品包裝，其中該聚胺甲酸酯包含以下中之一或多者：5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮及/或2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮。
18. 如前述請求項中任一項之食品包裝，其進一步包含該腔內之食物。
19. 如請求項18之食品包裝，其中該食物為液體食物。
20. 如請求項19之食品包裝，其中該食物為醬汁。
21. 如請求項20之食品包裝，其中調味料係選自以下中之一或多者：番茄醬、燒烤醬、蛋黃醬、芥末醬、辣椒醬、牧場沙拉醬、咖哩醬及糖醋醬。
22. 一種製造可堆肥食品包裝之方法，其包含： a）提供可堆肥模製托盤，其具有用於收納食物之內腔及可經其獲取該食物之開口以及至少部分地圍繞該開口延伸之邊緣； b）其中提供該可堆肥模製托盤形成可堆肥障壁，或其中該方法進一步包含藉助於紙及生物膜熱封黏著劑在該托盤之該內腔及該邊緣上方施加及/或形成且黏結可堆肥障壁膜； c）提供可堆肥蓋，且藉助於可剝離黏著劑將其施加於該開口周圍及該邊緣之至少部分；及 d）在加熱條件下將該蓋抵靠該開口推動，以便使用該蓋熱封該腔。
23. 如請求項22之方法，其中該方法包含藉助於紙及生物膜熱封黏著劑在該托盤之該內腔及該邊緣上方施加及/或形成且黏結可堆肥障壁膜，其中該障壁膜係藉由將熱空氣施加至該膜且將負壓施加至該托盤之外部而施加至該托盤之該內腔及該邊緣。
24. 如請求項23之方法，其中該熱空氣係在約100℃至約140℃的範圍內。
25. 如請求項24之方法，其中該熱空氣係在約100℃至約110℃的範圍內。
26. 如請求項23至25中任一項之方法，其中該熱空氣係使用熱氣槍來施配。
27. 如請求項26之方法，其中該熱氣槍自距該障壁膜約200 mm之距離移動至距該障壁膜約100 mm，持續至多約2秒至約4秒。
28. 如請求項27之方法，其中該熱氣槍自距該障壁膜約190 mm之距離移動至距該障壁膜約85 mm，持續至多約4秒。
29. 如請求項22之方法，其中該方法包含藉助於紙及生物膜熱封黏著劑在該托盤之該內腔及該邊緣上方施加及/或形成且黏結可堆肥障壁膜，其中該障壁膜係藉由噴塗至少部分地施加至該托盤之該內腔及該邊緣。
30. 如請求項22至29中任一項之方法，其中步驟d）係在約120℃下及/或在約450 lbf下進行，及/或持續約1秒。
31. 如請求項22之方法，其中提供該可堆肥模製托盤形成可堆肥障壁，其中該可堆肥障壁係在約100℃至約170℃的範圍內之溫度下、較佳在約100℃至約120℃的範圍內之溫度下、最佳在約105℃至約120℃的範圍內熱成形。
32. 如請求項31之方法，其中該可堆肥障壁係以小於約1000 ms之熱成形停留時間、較佳以小於約800 ms之熱成形停留時間、最佳以小於約700 ms之熱成形停留時間熱成形。
33. 如請求項22、31或32之方法，其中步驟d）係在小於約200℃之溫度下、較佳在等於或小於170℃之溫度下、最佳在約160℃至170℃的範圍內之溫度下形成。
34. 如請求項22或31至33之方法，其中該可堆肥模製托盤形成可堆肥障壁，其中該可堆肥模製托盤及該可堆肥障壁一體成形。
35. 如請求項22至34中任一項之方法，其中在步驟c）之前，將液體食物置放於該腔中。
36. 如請求項22至35中任一項之方法，其用於製造如請求項1至21中任一項之可堆肥食品包裝。