專利名稱：生產(chǎn)薄包裝層壓材料和形成包裝容器的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)用于液體或流動性食品的包裝容器的薄的和可熱封紙基包裝層壓材料。本發(fā)明尤其涉及經(jīng)濟上合算，但仍然具有充分的強度和耐久性，并且能夠成形和密封為簡單和柔性形狀的包裝容器的此類層壓材料的生產(chǎn)方法。而且，雖然該層壓材料具有薄的厚度，但它應該具有用于食品的充分阻隔作用，比如用于光敏性食品的遮光作用，以及顧客和顧客認為可以接受的外形。通過該方法形成的層壓材料尤其非常適合于超高溫(UHT)處理食品的容器或無菌食品包裝容器。
背景技術：
在市場上，對于液體或流動性食品的衛(wèi)生包裝容器存在著需求，該包裝容器在環(huán)境條件下具有可接受的儲存期限。此類容器能夠是無菌類型的和/或目的用于超高溫(UHT)處理食品或其它食品的類型。它們還必須對于它們的預期市場來說經(jīng)濟上充分合算，因此，形成它們的包裝層壓材料應該有利地是薄的和有成本效益。它不必被成形為具有尺寸和握持穩(wěn)定性的自撐形狀，而是可以簡單地成形為簡單、柔性的形狀，比如枕頭形。然而，它必須擁有的一個特征是充分的遮光性，以便防止容器內(nèi)的光敏食品變壞和/或顯示出異味。
與薄且經(jīng)濟上合算的紙基包裝層壓材料有關的問題是紙層太薄難以形成充分的遮光。因此，某些類型的專用遮光材料必須包括在該層壓材料中。
就單純以塑料為基礎的包裝材料來說，已知引入炭黑作為遮光材料。
然而，與在層壓材料的一層(該層計劃被定位于遠離紙層的層壓材料的內(nèi)側(cè))中使用碳黑作為遮光材料有關的一個問題是它的黑色通過薄的、白色的、但不完全不透明的紙層部分可見，這賦予了層壓材料和容器以不能被消費者所接收的不均勻的灰色外觀。然而使用更厚的紙來解決該問題是非常不經(jīng)濟的。
雖然可以通過用包含顏料的組合物涂布紙層或通過在紙層上即刷有色油墨來隱藏黑色，但這些解決辦法是高成本的，與希望包裝層壓材料/容器具有競爭力的低成本構想不一致。
此外，雖然可以通過將白色顏料加入到層壓材料的最外熱封層的塑料中來隱藏黑色，但這種解決辦法導致了某些問題。這些問題包括在用于制造層壓材料的轉(zhuǎn)換生產(chǎn)線的啟動和關停時的問題，因為白色顏料沉積在工藝設備上。因此，如果生產(chǎn)線上的生產(chǎn)暫時轉(zhuǎn)變到另一產(chǎn)品，必需進行大量的清潔和第二種產(chǎn)品的前幾個小時的生產(chǎn)無論如何獲得了在其最外層被白色顏料“污染”的產(chǎn)品，賦予了它不能令人接受的不均勻的外觀。而且，在最外熱封層中具有白色顏料意味著印刷圖樣必須位于塑料層的上面，從而不得不使用先進或?qū)Νh(huán)境更加不利的印刷方法。還有，需要在印刷圖樣的上面施涂保護漆，以防止它在處理過程中劃傷和磨損。而且，如果在印刷中具有缺陷，整個層壓材料必須被丟棄，這意味著不必要的材料浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供生產(chǎn)用于液體或流動性食品，比如乳制品的包裝容器的薄和可熱封紙基包裝層壓材料的方法，該層壓材料是充分薄的和從而是費用低廉的，具有競爭力，然而具有就由該層壓材料形成的包裝容器的衛(wèi)生、密封性、強度、遮蓋和外觀來說的足夠好的性能。從轉(zhuǎn)換的觀點來看，應該有利的是，避免或至少減少了上述在該方面的問題。
這些和其它目的通過生產(chǎn)用于液體食品的包裝容器的薄包裝層壓材料的方法來實現(xiàn)，該方法包括下列步驟(a)從第一個輥上展開薄卷筒紙，(b)從第二個輥上展開由其中包含了深色顏料的可熱封的熱塑性材料組成的薄膜，(c)在第一輥隙中使所述薄卷筒紙和所述可熱封的熱塑性材料的薄膜合成一體，同時在所述薄卷筒紙和所述可熱封的熱塑性材料的薄膜之間擠出由其中包含了白色顏料的熱塑性材料組成的層壓材料層，(d)在第二輥隙中在薄卷筒紙的反面擠出由熱塑性材料組成的外部可熱封層。
本發(fā)明還涉及由這種層壓材料形成包裝容器的方法。
由于在內(nèi)部可熱封層中含有深色顏料，優(yōu)選黑色顏料比如碳黑，該層壓材料及由它形成的容器獲得了充分的光遮蓋，使得容器的食品內(nèi)容物不會由于光曝露而變壞。通過在熱塑性層壓材料層中含有白色顏料，比如二氧化鈦(TiO2)，該層壓材料及由它形成的容器獲得了可接受的白色外觀，雖然有內(nèi)部深色顏料層。
在一個優(yōu)選的實施方案中，其中包含了白色顏料的熱塑性層壓材料層直接粘接于紙層，即沒有任何中間層。
僅在層壓材料層中包含白色顏料，而在其它層中不包含它的特殊優(yōu)點是印刷圖樣能夠直接位于紙層上，在那里它被完全透明的可熱封的熱塑性材料層保護，但沒有被其掩蓋。還有，當在紙層上直接印刷時，能夠使用低成本和對環(huán)境更加有利的印刷技術，比如用水基油墨的苯胺印刷術。而且，與如果白色顏料包含在外部可熱封層中的情況相比，沉積在工藝設備上的白色顏料會更少，即使如果轉(zhuǎn)換生產(chǎn)線暫時轉(zhuǎn)變到生產(chǎn)第二種層壓材料，殘留白色顏料不會成為問題，因為它被定位在層壓材料的更中央的層，在紙層的下面，在那里它比在外層更不易看見。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述外部可熱封層由具有880-970kg/m3，優(yōu)選910-930kg/m3的密度的擠出聚乙烯材料組成。它可以具有8-25g/m2，優(yōu)選10-20g/m2，還更優(yōu)選10-15g/m2的重量。它可以由幾種優(yōu)選的共擠出分層(part-layers)組成，其中至少最外層是可熱封的。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，所述薄紙層由具有30-80g/m2，優(yōu)選40-70g/m2，還更優(yōu)選40-60g/m2的重量的漂白牛皮紙組成。它具有與其它層一起獲得足夠的層壓強度的充分的基重和強度。最優(yōu)選，使用大約50g/m2的紙層，它獲得了與更薄的紙層相比的許多優(yōu)點。例如具有很少的與卷曲和起皺有關的問題，由于材料是更致密的，獲得了改進的不透明性(因為可以使用更短的纖維和/或填料，這是由于與更薄的紙相比不需要提高強度)，可以獲得適合的紙的更寬的選擇范圍，在某些情況下密封窗可以增加，因為增加量的紙能夠接收和分布過量熱，使得塑料密封層的局部過熱被避免，等等。而且，所得包裝容器的勁度將被改進。當然，能夠使用類似厚度和性能的其它類型的柔性紙。還可以設想使用多層紙。適宜的是，以上步驟(c)之前是薄卷筒紙的表面活化處理，優(yōu)選火焰處理或電暈處理。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，所述層壓材料層的熱塑性材料是具有880-970kg/m3，優(yōu)選910-930kg/m3的密度的聚乙烯材料。它可以具有8-50g/m2，優(yōu)選10-40g/m2，還更優(yōu)選15-30g/m2的重量。白色顏料以至少2wt％，優(yōu)選至少5wt％，還更優(yōu)選至少8wt％，但至多20wt％，優(yōu)選至多15wt％，還更優(yōu)選至多12wt％的含量包括在該層中。適宜的是，所述白色顏料是二氧化鈦，雖然可以設想其它類型的白色顏料。因為在熱塑性層壓材料層中難以包含更大含量的白色顏料，所以該層必須較厚，在以上給出的范圍的上端，如果需要大的總量的白色顏料來隱藏內(nèi)部可熱封層中的深色顏料的話。還有，該層壓材料層可以由幾個優(yōu)選的共擠出分層組成，在該情況下，白色顏料可以包含在這些分層的一層或多層或全部層中。
內(nèi)部可熱封層適宜由選自聚乙烯材料，優(yōu)選具有880-970kg/m3，更優(yōu)選910-930kg/m3的密度的聚乙烯材料，聚丙烯，乙烯-乙酸乙烯酯和熱塑性丙烯酸共聚物(中和或未中和)中的熱塑性材料組成。它可以由幾個優(yōu)選的共擠出分層組成，它的最內(nèi)層至少是可熱封的。這里，應該指出的是，術語“最內(nèi)層”是指在層壓材料的內(nèi)部最外面的層，即與由此形成的包裝容器的內(nèi)容物接觸的層。內(nèi)部可熱封層可以具有10-45g/m2，優(yōu)選13-35g/m2，還更優(yōu)選20-30g/m2的總厚度，取決于熱塑性材料的質(zhì)量。它適宜包括含量為0.2-2g/m2，優(yōu)選0.2-1g/m2，還更優(yōu)選0.3-0.8g/m2的深色顏料。然而，因為深色顏料不是非常昂貴的和因為它非常容易在熱塑性材料中引入，所以可以想象，它可以以甚至更大的含量，比如至多3或4g/m2包含。適宜的是，所述深色顏料是碳黑。在內(nèi)部可熱封層由幾個分層組成的情況下，深色顏料可以在這些分層的一層或多層或全部層中包含。
內(nèi)部可熱封層在其于包裝層壓材料中引入之前預先制造，即它構成了預制膜，適宜通過(共)擠出吹塑，(共)擠出流延(extrusioncasting)或(共)擠出貼膠來制備。吹塑或流延薄膜具有與擠出層相比的優(yōu)點，因為它具有更好的強度和更少的氧化降解材料，因為它在更低的溫度下制備，并且它具有控制程度更高的機械性能和橫向性能。
在根據(jù)本發(fā)明的薄層壓材料中使用預制膜作為內(nèi)部可熱封層和使用預制紙層作為本體層的優(yōu)點是如果需要在轉(zhuǎn)換生產(chǎn)線上容易改變薄膜和/或紙質(zhì)量，例如食品接觸層等級，以及對擠出層(外部可熱封層和層壓材料層)的擠出厚度的精確度的要求不太嚴格。
包裝層壓材料具有60-180g/m2，優(yōu)選70-150g/m2，還更優(yōu)選75-125g/m2的總重量。
本發(fā)明還涉及由此類包裝層壓材料形成具有液體食品內(nèi)容物的包裝容器的方法。它例如可以被成形為具有一個縱向封接和在容器的相對端的兩個橫向封接的柔性枕頭形狀。


現(xiàn)在在下文中參照優(yōu)選實施方案和附圖更詳細地描述本發(fā)明。在附圖中圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的層壓材料的橫截面，圖2顯示了由圖1的層壓材料形成的包裝容器，圖3顯示了用于生產(chǎn)圖1的層壓材料的轉(zhuǎn)換生產(chǎn)線。
具體實施例方式
在圖1中，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選層壓材料總體上表示為10。它由四個層12、13、14和15組成。紙層12由漂白牛皮紙制成，具有大約50g/m2的重量。擠出的外部可熱封的熱塑性層13構成了由層壓材料10形成的包裝容器的外部，并且由低密度聚乙烯(LDPE)制成，具有大約12g/m2的重量。內(nèi)部可熱封的熱塑性層14與由層壓材料10形成的包裝容器內(nèi)的食品接觸。它是擠出吹塑線性低密度聚乙烯(LLDPE)的膜，并且具有23g/m2的重量。在該重量中，0.4g/m2是碳黑，它賦予層14以黑色外觀和起遮光的作用。當從層壓材料10的外面觀看時，即當從層13觀看時，層14的黑色被擠出層壓材料層15所掩蓋。層壓材料層15由低密度聚乙烯(LDPE)制成，并且具有大約17g/m2的重量。在該重量中，12％是TiO2，它賦予層15以白色和理想的不透明外觀，因此隱藏了黑色內(nèi)部可熱封的熱塑性層14。
圖2顯示了由圖1所示的層壓材料的成形-裝填-密封方法制備的包裝容器20。它具有柔性枕頭形狀，具有一個縱向封接22和在容器相對端的兩個橫向封接24a、24b。
圖3示意地顯示了用于生產(chǎn)圖1的層壓材料的轉(zhuǎn)換生產(chǎn)線40。即將構成包裝層壓材料中的薄紙層12的薄卷筒紙12a從第一個輥41上展開并引入到轉(zhuǎn)換生產(chǎn)線40。卷筒紙12a的一面或兩面通過火焰或電暈處理43進行表面活化。(在圖3中，表面活化僅在一個面上示出。)由其中包含深色顏料的可熱封的熱塑性材料組成的薄膜14a從第二個輥42上展開。該薄膜構成了如圖1所示的包裝層壓材料的內(nèi)部可熱封層14。它優(yōu)選是擠出吹塑線性低密度聚乙烯(LLDPE)的薄膜，包含所述深色顏料。
薄卷筒紙12a和由其中包含了深色顏料的可熱封的熱塑性材料組成的薄膜14a在第一輥隙44中合成一體，而層壓材料層15(參看圖1)在是它們之間擠出的45。層壓材料層15由其中包含了白色顏料的熱塑性材料，優(yōu)選低密度聚乙烯(LDPE)組成。它的白色顏料內(nèi)容物適宜通過白色顏料和熱塑性材料在進給擠出機45的料斗46中的干混來獲得。擠出層壓優(yōu)選在300-340℃，適宜大約320℃的溫度下進行。
在第二輥隙47中，通過第二個擠出機48(優(yōu)選在300-340℃，適宜大約320℃的溫度下運轉(zhuǎn))將由熱塑性材料組成的外部可熱封層13(參看圖1)擠出到薄卷筒紙12a的反面。
將所得薄包裝層壓材料10纏繞成卷筒49，這里顯示為從收卷機上被取走。
作為結論，應該發(fā)現(xiàn)，以上具體參照附圖描述的本發(fā)明不限于僅僅作為例子描述和表示的這些實施方案，以及在不偏離如在所附權利要求書中披露的本發(fā)明構思的情況下對本領域技術人員顯而易見的修改和變動是可行的。
權利要求
1.生產(chǎn)用于液體或流動性食品的包裝容器(20)的薄包裝層壓材料(10)的方法，該方法包括下列步驟(a)從第一個輥上展開薄卷筒紙(12a)，(b)從第二個輥上展開由其中包含了深色顏料的可熱封的熱塑性材料組成的薄膜(14a)，(c)在第一輥隙中使所述薄卷筒紙(12a)和所述可熱封的熱塑性材料的薄膜(14a)合成一體，同時在所述薄卷筒紙(12a)和所述可熱封的熱塑性材料的薄膜(14a)之間擠出由其中包含了白色顏料的熱塑性材料組成的層壓材料層(15)，(d)在第二輥隙中在薄卷筒紙(12a)的反面擠出由熱塑性材料組成的外部可熱封層(13)。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中所述外部可熱封層(13)由具有880-970kg/m3，優(yōu)選910-930kg/m3的密度的聚乙烯材料擠出而成。
3.根據(jù)權利要求1或2的方法，其中所述外部可熱封層(13)被擠出成具有8-25g/m2，優(yōu)選10-20g/m2，還更優(yōu)選10-15g/m2的重量。
4.根據(jù)前述權利要求的任一項的方法，其中所述外部可熱封層(13)被共擠出成由兩個或多個分層組成。
5.根據(jù)前述權利要求的任一項的方法，其中選擇所述薄卷筒紙(12a)，使之由具有30-80g/m2，優(yōu)選40-70g/m2，還更優(yōu)選40-60g/m2的重量的牛皮紙組成。
6.根據(jù)前述權利要求的任一項的方法，其中步驟(a)之前是在所述薄卷筒紙(12a)上施加印刷圖樣，優(yōu)選通過苯胺印刷術，和將所述薄卷筒紙(12a)纏繞成所述第一個輥的步驟。
7.根據(jù)前述權利要求的任一項的方法，其中步驟(c)之前是所述薄卷筒紙(12a)的表面活化，優(yōu)選火焰或電暈處理的步驟。
8.根據(jù)前述權利要求的任一項的方法，其中所述層壓材料層(15)由具有880-970kg/m3，優(yōu)選910-930kg/m3的密度的聚乙烯材料擠出而成。
9.根據(jù)前述權利要求的任一項的方法，其中所述層壓材料層(15)被擠出成具有8-50g/m2，優(yōu)選10-40g/m2，還更優(yōu)選15-30g/m2的重量。
10.根據(jù)前述權利要求的任一項的方法，其中優(yōu)選通過在所述擠出中的干混使所述層壓材料層(15)包括至少2wt％，優(yōu)選至少5wt％，還更優(yōu)選至少8wt％，但至多20wt％，優(yōu)選至多15wt％，還更優(yōu)選至多12wt％的含量的白色顏料。
11.根據(jù)前述權利要求的任一項的方法，其中所述層壓材料層(15)被共擠出為由兩個或多個分層組成。
12.根據(jù)前述權利要求的任一項的方法，其中所述層壓材料層(15)直接粘接于所述薄紙層(12)上。
13.根據(jù)前述權利要求的任一項的方法，其中所述薄膜(14a)的熱塑性材料被選擇是在由聚乙烯材料，優(yōu)選具有880-970kg/m3，更優(yōu)選910-930kg/m3的密度的聚乙烯材料，聚丙烯，乙烯-乙酸乙烯酯，中和的熱塑性丙烯酸共聚物和未中和的熱塑性丙烯酸共聚物組成的組中的熱塑性材料。
14.根據(jù)前述權利要求的任一項的方法，其中步驟(c)之前是擠出吹塑或擠出流延所述可熱封的熱塑性材料的薄膜(14a)，同時在其中引入所述深色顏料，優(yōu)選通過在所述擠出吹塑或擠出流延中的干混，以及此后將所述可熱封的熱塑性材料的薄膜(14a)纏繞成所述第二個輥的步驟。
15.根據(jù)前述權利要求的任一項的方法，其中所述可熱封的熱塑性材料的薄膜(14a)被選擇或使之具有10-45g/m2，優(yōu)選13-35g/m2，還更優(yōu)選20-30g/m2的重量。
16.根據(jù)前述權利要求的任一項的方法，其中所述可熱封的熱塑性材料的薄膜(14a)包括含量為0.2-2g/m2，優(yōu)選0.2-1g/m2，還更優(yōu)選0.3-0.8g/m2的深色顏料。
17.根據(jù)前述權利要求的任一項的方法，其中所述可熱封的熱塑性材料的薄膜(14a)被選擇為由兩個或多個，優(yōu)選共擠出的，分層組成。
18.根據(jù)前述權利要求的任一項的方法，其中所述深色顏料選擇是碳黑。
19.根據(jù)前述權利要求的任一項的方法，其中層壓材料(10)被提供60-180g/m2，優(yōu)選70-150g/m2，還更優(yōu)選75-125g/m2的總重量。
20.形成具有液體或流動性食品內(nèi)容物的包裝容器(20)的方法，該容器由通過根據(jù)權利要求1-19的任一項的方法制備的包裝層壓材料(10)形成。
21.根據(jù)權利要求20的方法，其中形成了沒有皺折的所述包裝容器(20)，它被賦予了具有一個縱向封接(22)和在容器的相對端的兩個橫向封接(24a，24b)的枕頭形狀。
全文摘要
生產(chǎn)用于液體或流動性食品的包裝容器(20)的薄包裝層壓材料(10)的方法，該方法包括下列步驟(a)從第一個輥上展開薄卷筒紙(12a)，(b)從第二個輥上展開由其中包含了深色顏料的可熱封的熱塑性材料組成的薄膜(14a)，(c)在第一輥隙中使所述薄卷筒紙(12a)和所述可熱封的熱塑性材料的薄膜(14a)合成一體，同時在所述薄卷筒紙(12a)和所述可熱封的熱塑性材料的薄膜(14a)之間擠出由其中包含了白色顏料的熱塑性材料組成的層壓材料層(15)，(d)在第二輥隙中在薄卷筒紙(12a)的反面擠出由熱塑性材料組成的外部可熱封層(13)。本發(fā)明還涉及由該包裝層壓材料形成包裝容器(20)的方法。
文檔編號B32B29/00GK1814442SQ2005100061
公開日2006年8月9日 申請日期2005年1月31日 優(yōu)先權日2005年1月31日
發(fā)明者P·厄曼, C·R·彼得森 申請人:利樂拉瓦爾集團及財務有限公司