包装

                         发明领域

本发明涉及包装，尤其是适合贮存和运输需对环境危害因素，如电气事故、湿 气和氧气，进行防护的货物的包装。这些货物可能包括，如电子元件、电路或医药 产品，其中的任何一种都可能带有相关的标签。本发明也涉及这种包装所用的片材 和这种材料和包装的制造方法。

                         发明背景

有些货物例如电子元件、电路或医药产品的贮存、保护和运输已知其安全是有 风险的。需要对这些货物进行保护，以防止静电累积引起的可能损害作用，因为静 电会吸引可能损害货物的污染物，或者导致可能损害或毁坏某些货物的火花的放 出。电防护层除了提供静电屏蔽之外，也较好能提供静电耗散(ESD)来分散累积 他或其方式例如摩擦出现的静电电荷。除了防止静电放电的影响外，该电防护层也 需设法减少可能由电磁作用，例如射频或其它的电磁干扰(RFI/EMI)，所导致的 潜在损害。

作为进一步要考虑的，也需要设法保护这些货物，以防止可能的环境损害，例 如湿气和氧气的影响。氧气和湿气进入包装材料是空气的渗入是的特定途径。

提供包括一层金属化层的柔性保护封套以防止电和环境损害是人们已知的。一 些这种封套包括不透明材料，例如含一层金属层的厚层压片，使得难以观察包装内 的货物或标签。

在先前的技术中已有一些提议设法缓解了所述的的与处理这些货物有关的一 些问题，其中的一个例子可见于US 5,739,463。在这种先前的技术提议中，采用了 防护柔性封套来保护印刷电路板。这种封套通常是不透明的，但提供了由不含金属 层的材料形成的视窗，通过视窗，可观察到封套内货物的某些部分。这些视窗由铟 锡氧化物(ITO)或其他无机氧化物涂覆的塑料片材制成。不采用金属层能提高透 明度，却降低了静电防护性能。

                         发明概述

本发明的一个目的是提供适合货物贮存和运输的改良包装。提供一种改良包 装，能防止静电放电，并具有环境密封性，如防止蒸汽、湿气或氧气的渗入，同时 能对包装内的货物的至少一些部分进行视觉观察，这也是本发明的一个目标。本发 明的进一步目标是提供生产改良包装的方法和材料。

因此，本发明提供了一种适合放置和保护货物例如电子元件的包装，所述包装 具有主体，该主体包括由柔性层压片材形成的半透明视窗，所述层压片材的第一层 包括一层环境防护层，该环境防护层包含一种沉积在第一载层上的无机氧化物，所 述柔性层压片材的第二层包括一层电防护层，该电防护层包含一种沉积在第二载层 上的导电材料，所述第一和第二载层背对背地层压在一起，并且，所述至少一层而 优选两层上层压以热封性外层。通过这种方法，本发明中的包装提供了其至少一个 包括适宜用作视窗的半透明柔性片材的部分，通过该视窗可以检查包装内的物体例 如货物或相关标签，例如，是为了监控物体的状态和/或监控物体现在或过去所处 的环境。

在所述两个载层之间，使用胶粘剂和热封层中的至少一种，将所述两个载层层 压在一起。

本发明也提供了一种适合放置和保护货物例如电子元件的包装，所述包装具有 主体，该主体包括由柔性层压片材形成的半透明视窗，所述层压片材中的一层包括 一层环境防护层和一层电防护层，该环境防护层包含一种沉积在载层上的无机氧化 物，该电防护层包含一种沉积在所述载层另一面上的导电材料，在所述的至少一个 面优选地为两个防护层上层压以热封性外层。

所述导电材料可是一种金属，例如采用溅射或蒸气沉积法中的至少一种方法施 加上的铝。

所述视窗可完全覆盖形成在所述主体上的开口，并通过一个或多个热封来固 定。

所述开口的尺寸可在预先设定的最大尺寸之内，所述的最大尺寸受污染物经视 窗进入包装主体的最大允许速率限制。

所述视窗实质上位于包装主体的某一面。

所述视窗可能在所述包装的至少一面上基本上一直延伸，例如从边到边或顶到 底。因此，所述视窗至少与所述包装的尺度同延，例如，一般形式为半透明的带或 的。

所述包装主体可包括一片或多片柔性金属膜层压片，所述金属膜层压片优选地 至少有一面上有热封性外层。

所述环境防护层可以包含有机改性陶瓷(ORMOCER)或有机改性硅酸盐 (ORMOSIL)。

本发明也提供了适合放置和保护货物例如电子元件，的包装的制造方法，该方 法包括：

a)提供用于包装的主体，所述主体有开口，并优选地包括一种金属膜 层压片。

b)提供由柔性层压片材构成的第一和第二半透明层，所述第一层有一 层含有无机氧化物的环境防护层，所述第二层有一层含有导电材料的电保护 层。

c)将所述第一层和第二层层压在一起形成视窗片；

d)将所述视窗片密封在包装主体上，覆盖所述的开口，以便将视窗片 和主体组合在一起，形成窗口，所述视窗可用来观察所述包装内的物品，例 如货物或标签。

本方法可包括由前面板和后面板来形成所述的包装，所述后面板最好包括金属 膜层压片，所述前面板包括至少一条金属层压片，它与至少一条所述的视窗片结合 在一起。本方法也可以将所述前面板和后面板叠在一起，通过沿所述重叠的两个面 板的周边用一个或多个热封将所述前面板热封到所述后面板，形成所述包装，留下 暂时未封的入口以便将货物放置所述包装中。这种方法可包括通过前面板和后面板 材料的重叠移动带材制得所述包装，这种情况下，可通过横向或径向将所述重叠带 材热封形成一系列包装。这所述的一系列包装可以包括通过两个纵向热封和至少一 个横向热封组成的一个或多个包装。所述一系列包装可以包括通过两个横向热封和 至少一个纵向热封组成的一个或多个包装，或者除此之外，还可通过两个纵向热封 和至少一个横向热封组成的一个或多个包装。所述径向或横向热封是分别沿着所述 两个移动带材的移动方向或横向进行的热封。本方法可包括将所述的两个移动带材 相互热封在一起，然后剪裁形成一个个包装。

本发明也提供了一种在包装中适合用作半透明视窗的柔性层压片材，所述层压 片材包括一层环境防护层和一层电防护层，该环境防护层包含一种沉积在第一载层 上的无机氧化物，并在所述沉积的无机氧化物上层压以一层热封层，该电防护层包 含一种沉积在第二载层上的导电材料，并在所述沉积的导电材料上层压以一层热封 层，所述第一和第二载层背对背地层压在一起。使用胶粘剂和热封层(例如由聚乙 烯或类似材料制得的热封层)中的至少一种，将两个载层层压在一起。

本发明也提供了一种在包装中适合用作半透明视窗的柔性层压片材，所述层压 片材包括一层环境防护层和一层电防护层，该环境防护层包含一种沉积在载层上的 无机氧化物，该电防护层包含一种沉积在所述载层另一面上的导电材料，所述层压 片材的至少一面但优选地两面上都层压上了一层热封外层。所述无机氧化物和导电 材料是分别沉积在所述载层的两个不同面上。

所述环境防护层可包含通过例如蒸气沉积法沉积上的氧化硅，优选为二氧化硅 (SiO2)。所述导电材料可以是一种金属，例如采用溅射或蒸气沉积法中的至少一 种方法施加上的铝。所述载层可以是聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。所述柔性片材 的环境防护层可包含有机改性陶瓷(ORMOCER)或有机改性硅酸盐(ORMOSIL)。

                         附图简述

现在，只是通过一些实例，并参考附图来对本发明进行说明，其中：

图1为本发明第一个实例包装的平面示意图；

图2a为沿图1中线A-A的截面侧视图；

图2b为图2a实例包装的一个变化的截面侧视图；

图3a为图2b的简化图；

图3b为本发明第二个实例的截面侧视图；

图3c为第二个实例的一个变化的截面的侧视图；

图4a和4b为适合用作制造图1～3c中的包装的一部分的材料平面图；

图4c为使用例如图4b的材料来制得本发明实例包装的制造步骤的平面图；

图5为本发明第三个实例的平面示意图；

图6a和6b为适合用来制造图1～5实例中的包装的材料的截面图；

图7为使用图6a和6b的材料制得基本上半透明的视窗的截面图；

图8为图6a～7的视窗另一实例的截面图；

图9为图6a中所用材料一个变化的截面图，其排列可替代图7和8实例所用 的图6所示的相当排列。

                         优选实例的详细说明

现在，参考一些实例和所述的附图来对本发明进行说明。只是通过实例来进行 这些说明，并非要将本发明局限于此，本发明受所附权利要求的限定。

参照附图，此时具体是指图1和2a，包装10的形式是袋或封套，它包括由柔 性片材制成的主体，主体的形式包括前面板12和后面板26。前面板12和后面板 26所用的材料是柔性金属层压片，它包括例如被层压在载层和热封层之间的一层 20μm厚的铝箔/膜。载层包含一种聚酯材料，优选为对苯二甲酸乙二酯(PET)， 但也可由其他材料制成，例如聚向聚丙烯(OPP)和聚向聚酰胺(OPA)。热封层 可包含例如聚乙烯(PE)。

主体上有个开口，该开口在前表面12上沿所有方向延伸，沿开口密封着视窗 14。视窗14包括具有热封材料例如聚乙烯(PE)的外层的半透明层合塑料片，下 文将对视窗14进行更详细的说明。视窗14的两面都具有热封外层，就使得视窗 14能被热封到面板12、26的热封面上。在图2a所示的实例中，面板12、26的热 封面都朝向包装10的内部，这样面板12、26各自的热封面面对面，它们就可选择 性地，例如通过一条或多条热封线22c结合。然而，需注意到的是，这种结构中， 面板12、16的PET面位于包装外面，所以难以在这面上施加热封。这意味着，优 选是通过视窗14的外面和前面板12的内面之间的热封22a，并进一步在视窗14 的内面和后面板26的内面之间施加一个或多个热封22b来实现开口周围的密封。 包装10也沿着其边线热封，用以得到可放置和保护货物16例如电子元件、电路或 医药用品的贮存空间。

形成前后面板12、26的金属层压物能防止例如湿气和氧气等环境污染物的渗 透。铝层的导电特性使其同时具有静电屏蔽保护(ESP)和静电耗散(ESD)的电 防护效果。它也能防止电磁干扰(EMI)，例如射频干扰(RFI)的影响。视窗14 也提供这些环境防护和电防护性能，下面将会介绍，虽然与金属膜层压片的面板 12、26相比，使视窗14半透明的要求会降低它的防护性能。

视窗14是用来提供对包装10内部的至少一部分的充分清晰的观察，以便能对 放置于其内的物体例如货物16或标签18进行检查。标签18可以是任何适合识别 货物的形式，例如，简单的印刷或手写标签、条形码、或全息图或只是货物本身上 的部件号或类似标记。代替或补充上述形式的标签，标签可以是适合监测货物的状 态或者过去或现在包装内环境条件的形式，例如湿度指示器。

在完全密封前，将要保护的货物16放入包装中，优选地在洁净的环境中进行 这个操作，并视需要进行灭菌处理。下面将会讨论到，热封22a、22b、22c的进行 顺序是预定的，但顺序也可能有变化，热封顺序需考虑密封在包装10中的货物16 的性质和形状。为方便起见，假定第一个实例中的货物为带有标签18的电子硬件 16，标签18含有信息，使得能对硬件16进行检查，同时不致破坏包装10的密封 完整性或电防护性能。

包装10还可以有一个附在其外面的另一个标签20。标签20可以带有的信息 不是与货物16本身的鉴别直接必要相关的信息，更可能是它们的交货、贮存或使 用的说明，例如批号、货源、包装日期、有效期、发送信息、关税信息和客户等。

现在，同样具体参照图2b和3a，说明所述实例结构的第一个变化。代替使用 分离的前后面板12、26，使用单独的金属叠合片面板12a来形成主体/袋，面板12a 折叠起来，其热封层(PE)向内，这时面板12a沿折痕24折回。这种变化的结构 的其余部分与按照图2a描述的结构相同，相同的描述和指示数字都适用。

现在，同样参照图3b，说明本发明的第二个实例。这个实例是所述图2b和3a 的结构的一个变化，在此实例中，金属层压片12b在两端或两边被折叠或卷起，也 要使得其热封面(PE)朝向包装的内部。然后，视窗14在层压片12b两边缘之间 的开口处通过热封线22d密封。这样就形成了包装/袋敞开并相反的两端，在装入 货物后，此两端被适当热封。具体参照图4c，在下面将论述封装技术的例子。

此第二个实例的结构可以变化，即包装是由一系列之前分开的面板12c、14、 12c、26制成。首先，分开的金属膜层合带12c的PE面向下与视窗带14热封于 22d。然后放置面板12c、14、12c，为方便记作前面板，金属层合带12c的PE面 朝下，与金属层合带的后面板26的PE面通过热封22e连接。图3b和3c所示的 包装形式可以使视窗14的取向是作为一条带子在包装10上一直延伸，例如从顶部 到底端，从边到边，正如图4a和4b分别表明和讨论的一样。

可作为图3c所讨论样式的前面板的基体材料，是一条三段带12c-14-12c，它 是由三条起先分离的卷材在固定的加热棒下面通过而制得，两个外部带12c以其 PE面位于内部带14上。在供应的卷材长度范围内，三段条带12c-14-12c可尽供应 卷材的长度连续地制得，可在制造过程中就裁剪好，或卷起来以备后用，当需要时 再进行裁剪。通过剪裁所述三段条带材料得到的面板12c-14-12c可以折叠或包绕 货物16弯过来，致使金属层合条带12c的外边为PE面对PE面，然后被热封，形 成与第二个实例(图3b)基本相同的结构，它具有纵向/垂直取向的在包装上由顶 部到底部方向上延伸的视窗14。以类似方式，面板12c-14-12c可以被包绕，致使 另一对的边为PE面对PE面，即是各三段带12c-14-12c都以它的组成带的反向端， 搭接，PE面对PE面，形成具有横向的在包装上由边到边方向上延伸的视窗14的 包装/袋。

如果需要还可以做进一步的变化，如沿对角线剪裁对角线视窗。此外，由三段 条带12c-14-12c组成的面板12c-14-12c可在第一个实例(图1、图2a)中用来替 代该实例中的面板和视窗的组合12、14，从而延伸了视窗14取向的可能范围。此 外，面板/卷材可由更多或更少的组成带形成，例如，适用于图1实例的简单两段 带12、14，或多视窗带12c-14-12c-14-12c；14-12c-14-12c-14，它可按需要包括金 属层压片12c或与视窗片材14相应内部带结合的视窗材料14，或金属层压片12

(图中未示)。

现在参照图4c，说明将面板12c-14-12c热封在后面板26上的方法的两个例子。 方法例子是使一条位于上方的移动的三段条带12c-14-12c在一条位于下方的后面 板26移动带材上行进。然而，因为各种形式的条带子12c-14-12c与后面板26是 PE面对PE面，不管有多少带子12c、14被用来构成移动的上方带材，对各种形式 的上方带材都采用所述的相同热封技术。也要注意的是，后面板26也可以是按需 要由金属层压片12c，14的带子和视窗片构成的复合物，而不超过进出视窗的污染 物最大允许速率。

第一种热封22f包括一条沿着外侧条带子12c一部分的纵向热封，一条横跨 12c-14-12c所有构成带子的横向热封，以及另一条沿着对面外侧条带子12c一部分 的纵向热封。这种热封形式得到的包装10有横跨12c-14-12c构成带子的入口，通 过它可以将货物放入包装10。

位于上方带材/面板12c-14-12c和后带材/面板26之间的第二种热封22g，包括 一条横跨12c-14-12c所有构成带子的横向热封，一条沿着外侧条带子12c-14-12c 一部分的纵向热封和另一条横跨12c-14-12c所有构成带子的横向热封。这种热封 形式的包装10有沿着一条构成带12c的入口。

具体参照图5，现在说明第三个实例，其中，包装是柔性金属层压片材120形 成的封套100的形式，在其一个表面上有孔。该柔性金属层压片材与上文讨论的第 一个和第二个实例的材料相同。该开口被视窗140覆盖，该视窗围着开口边缘热封 在片材120上。开口以及因而视窗140的位置在片材120上任意必需的地方，并具 有足够的尺寸能够对封套100内的物品的一个面进行观察。作为一个例子，此情况 下图中的物品为带有识别标签180的电子元件盘160。封ddy 100外部没有标签， 虽然如同第一个实例的包装10一样，这种外部标记也可以有。封套可以通过与第 一个实例中的前面板和后面板12、26类似的两个分开的面板制得，或例如按照与 第二个实例相似的方式，是单块片材/面板进行折叠的方式。

值得注意的是，所有实例中的视窗14、140的尺寸应当控制在预定的最大尺寸 范围内，这是由于视窗14、140不可能提供与金属层压片相同的环境防护和电防护 效果。例如，已发现一些半透明视窗14的水汽透过率约为0.1g/m2，氧气透过率约 为0.1cm3/m2每天每巴O2。视窗的最大尺寸应该受到通过视窗14、140进入包装10， 100的污染物的最大允许速率的限制。这通常也受包装内的物品吸收通过视窗14、 140渗入的污染物的程度所限制。水汽透过率的合适范围为小于0.5，优选为小于 0.2，更优选为小于约0.1g/m2。类似地，氧气透过率的合适范围为小于0.5，优选 为小于0.2，更优选为小于约0.1cm3/m2每天每巴O2。

在第一和第二个实例中，只提供了视窗14。显然，特别对于第三种实例的包 装100，可以提供给任意实例的包装10，100好几个这种视窗14、140，且视窗14、 140可根据观察的具体需要放置在其他位置，需要在进入视窗14的污染物允许速 率和所涉及的货物16，160的污染物/EMI允许总量的限制以内。

参照图6a、6b和7到9，现在特别来看视窗14、140的结构。每个视窗14、 140包括多个由半透明柔软层压片材料构成的重叠层，这些层以背对背的方式层压 在一起。视窗14、140的半透明性可根据它的透光性来考虑，优选控制在至少大约 为40％+/-10％。本发明的视窗14、140的透光性取决于构成视窗的层材料的性质， 且可能还取决于它们背对背的结合方式，关于非限制性结合技术将在下面进一步地 讨论。考虑一种适宜用作这种视窗片14、140的产品，重要的特征是应具有足够的 半透明性，使得能够观察包装物的要求特征，例如通过眼睛或扫描装置譬如条形码 读取器。为此目的应进行透光率测试，透光率至少为30％，优选为35％，更优选 为40％或更大。

具体参照图6a，说明片材40，它包含无机化合物例如SiO2的环境防护层30。 虽然其他材料例如氧化铝(Al2O3)也可考虑用作这种化合物，但SiO2材料由于成 本以及体积和性能的缘故而较适宜。环境防护材料/层例如通过蒸气沉积法或电子 束蒸发法被沉积在载层上。典型的沉积厚度约为1.8g/m2。该层的沉积厚度。可影 响通过它的透光性，变化该层的厚度可得到不同的透光性，例如当需要较大的防护 性，并可牺牲一些透光性时，厚达2.2g/m2的层可被证实是有用的。另一方面，如 果需要较好的透光性，而可牺牲一些防护性，沉积厚度就可减小，厚度低约1.5g/m2 的层可被证实是有用的。

载层是聚酯材料，优选为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，但是也可用其他材料， 只要这些材料适合环境防护层的沉积。其他材料例如取向聚丙烯(OPP)和取向聚 酰胺(OPA)也是适用的。

无机化合物的暴露面然后被层压上一层半透明塑料片形式的外层28。外层28 例如由热封材料制成，如低密度聚乙烯(PE)。也可用其他优选的热封材料，例如 聚丙烯。

具体参照图6b来说明第二种层压片42，它包括由导电材料例如金属，优选为 铝形成的导电层。例如，通过溅射或蒸气沉积法，将该金属沉积在半透明塑料片载 层上。沉积厚度在任何地方都在100到1500埃之间。载层可由例如聚对苯二甲酸 乙二酯(PET)或相当材料制成。与环境防护层类似，导电层32的暴露面然后被 层压上一层半透明塑料片形式的外层28，外层28由热封材料例如低密度聚乙烯 (PE)或相当材料制成。

然后在本实例中使用胶粘剂36，将两块层压片40、42通过各自的载层，以背 对背的方式层压在一起，从而形成视窗。也可使用其他方法来结合两块层压片40、 42，例如通过位于它们之间热封层例如聚乙烯层来粘结层压片40、42。

这样就形成了一块视窗片14、140，将构成层层压在一起形成封闭袋是个必要 步骤，否则将会有一些开口留在袋上。与只是层叠原来分离的片40、42来制得视 窗14、140相比，单一视窗片14、140使得包装的生产更易操作。此外，片40、 42层压在一起就减少了水汽或其他污染物进入它们之间的机会，并减少了40、42 组合体的透明度的可能降低，例如，如果40，42未层压，在40、42上或之间可能 产生薄雾，这将降低组合体的透明度。

在放置视窗片14、140时，朝外的一面可以是结合有环境防护层30的面40， 这样，电保护层30就受到保护，不致受到外源物理污染例如湿气、水汽或氧气/ 空气或其他化学污染。然而，这种排列也可以颠倒。

本发明中的视窗片14、140减少了在先前技术中会出现的状况，即为了能对货 物或包装内环境对货物的影响进行观察，需要牺牲环境防护或电防护的一个或另一 个。通过周围的金属层压片12、12a、12b、12c、26，环境防护层和电防护层共同 提供两种保护，电防护层42的导电特性提供了静电屏蔽(ESP)和静电耗散(ESD)， 阻止了电磁干扰(EMI/RFI)的影响。

参照图8，现在说明一个实例，其中环境防护层和电防护层被沉积在同一个 PET载层的两面。这样形成的组合层34被夹在两个外层之间，每一外层优选地由 热封材料例如聚乙烯(PE)制成。这样避免了为环境防护和电防护分别提供两个 层，然后将它们层压在一起，但是这可能需要通过特制的机器或特殊的产品生产线 来制造。这就与采用分离的两个片材40、42具有较低的成本相比就是个缺点，由 于这些材料比较易得，且将两种类型的层层压在一起是实现本发明实例的一种较低 成本的方法，不需在器材上花费大量资金。

具体参照图9，再说明另一个实例，它可被认为是就图6a所讨论的环境防护 层的一种变化。这种变化中，当无机氧化物(如SiO2)被沉积到PET载层上后， 在载层上再添加/沉积另一个环境防护层，然后才加上外层28。

适用于这种额外防护层的材料选自所谓的有机改性陶瓷，业内有时称其为 ORMOCERs，其中的一个小类被称为有机改性硅酸盐(ORMOSILs)。这些材料可 用溶胶一凝胶工艺来生产，并优选地以类似的方式施加，用以对层进行修饰。环境 防护层的这种修饰也可被应用于本发明的所有实例中，从而减少环境污染物在该环 境防护层或各视窗14上的透过。

虽然通过优选实例来对本发明进行了具体介绍和说明，但对于本领域的技术人 员而言，不偏离本发明的范围和精神而在本发明的形式和细节上的可能变化是可以 理解的。