层压包装材料和打开膜材料、由其制造的包装容器及制造层压材料的方法技术

本发明专利技术涉及一种层压纤维基液体食品包装材料，其包括具有通孔、开口或缝隙的纤维素基主体材料层、铝金属箔和热塑性聚合物外层。本发明专利技术还涉及用于制造层压包装材料的方法以及用于液体食品包装的包装容器，其包含层压包装材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】层压包装材料和打开膜材料、由其制造的包装容器及制造层压材料的方法
本专利技术涉及一种层压包装材料，该层压包装材料包括：纸或纸板或其他纤维素基材料主体层，所述主体层带有通孔、开口或缝隙；施加于所述主体层的外侧上的热塑性塑料层；铝箔，其施加于主体层的另一侧(内侧)，延伸穿过整个层压材料，并通过至少一个中间热塑性塑料层粘结到主体层，两个热塑性塑料层都延伸穿过整个层压材料，并且在孔的区域内彼此密封以形成铝箔和热塑性塑料膜；以及施加在铝箔的相反的内侧的一个或多个热塑性塑料层。此外，本专利技术涉及包含层压包装材料或者由层压包装材料制造的包装容器,以及涉及制造层压材料的方法。
技术介绍
用于液体食品的一次性使用一次性类型的包装容器通常由基于纸板或厚纸板的包装层压材料生产。一种这样的通常出现的包装容器以TetraBrik商标出售，主要用于液体食品(例如牛奶、果汁等)的无菌包装，出售用于长期环境储存。这种已知包装容器中的包装材料通常是包括纸或纸板主体层和外侧液密热塑性塑料层的层压材料。为了使包装容器气密，特别是氧气气密，例如用于无菌包装和包装牛奶或果汁的目的，这些包装容器中的层压材料通常包括至少一个附加层，最通常地包括铝箔。在层压材料的内侧上，即用于面向由层压材料生产的容器的填充的食品内容物的一侧，存在施加到铝箔上的最内层，该最内的内侧层可以由一层或几个部分层构成，包含可热封热塑性聚合物，例如结合剂聚合物和/或聚烯烃。同样在主体层的外侧，存在最外可热封聚合物层。包装容器通常通过现代高速包装机生产，这种类型包装机从包装材料幅材或包装材料预制坯料形成包装、并将其填充和密封。因此，包装容器可以通过以下方式制造：通过将最内和最外可热封热塑性聚合物层焊接在一起将幅材的两个纵向边缘在搭接接头中彼此结合在一起，将所述层压包装材料幅材重整成管。该管用预期的液体食品填充，然后通过管的在管中的内容物水平面下的彼此之间相距预定距离的重复的横向密封件将该管分成单独的包装。通过沿着横向密封件的切口将包装与管分离，并且通过沿着包装材料中制备的折痕线折叠成形而得到期望的几何构型，通常为平行六面体或立方体。这种连续管形成、填充和密封包装方法构思的主要优点在于，可以在管形成之前连续灭菌幅材，从而提供无菌包装方法的可能性，该方法即这样的一种方法，其中待填充的液体内容物以及包装材料本身的细菌减少，并且填充的包装容器在干净的条件下生产，使得填充的包装物即使在环境温度下也可以长时间储存，而没有微生物在被填充的产品中生长的风险。如上所述，Tetra型包装方法的另一个重要优势是连续高速包装的可能性，这对成本效率具有相当大的影响。通常每小时可以制备数千个包装。例如，TetraA3/速度机每小时可生产约15000个包装，其属于0.9升及以上的大小适合家庭的包装容器，并且每小时可生产约24000个包装容器，其属于一次性包装(portionpackages)。用于敏感液体食品(例如牛奶或果汁)的包装容器也可以由本专利技术的层压包装材料的片状坯料或预制坯料制成。从折叠成平坦的包装层压材料的管状坯料开始，首先通过将坯料制造成形成开口管状容器封装体来生产包装，其中一个开口端通过折叠和热封整体端面板来封闭。如此封闭的容器封装体通过其开口端填充所讨论的食品(例如，果汁)，该开口端然后通过进一步折叠和热封相应的整体端面板来封闭。由片状和管状坯料制成的包装容器的示例是传统的所谓的山形顶包装。也有这种类型的包装，其具有由塑料制成的模制顶部和/或螺旋帽。已知的包装层压材料通常由从存储卷轴解绕的纸或纸板幅材生产，而同时从相应的存储卷轴解绕铝箔幅材。将两个解绕的幅材彼此放在一起，并被引导通过两个相邻的可旋转圆柱体之间的压区，同时将通常为低密度聚乙烯(LDPE)的层压材料的结合层挤出成熔融的聚合物膜或聚合物帘，该膜或帘因此被施加在幅材之间以将铝幅材永久地粘结到纸或纸板幅材上。此后，在纸幅材或纸板幅材的两面都提供聚乙烯(通常是低密度聚乙烯(LDPE))液密涂层，然后将其缠绕在成品包装卷盘上，以便继续运输和处理。从消费者的角度来看，希望包装容器在要清空包装的内容物的时候易于处理并且易于打开，并且为了满足这种需求，经常向包装容器提供某种类型的打开装置。这种包装容器中常见的打开装置包括在包装壁的主体纸板层上冲压或切割的孔，该孔在包装壁的内侧和外侧被包装壁的相应的热塑性塑料外层覆盖，所述热塑性塑料外层在通孔的开口轮廓的区域中彼此密封，从而形成不是纸板的膜层。可以将通常由模制塑料制成的具有倒出口和用于重新密封的螺旋盖的打开设备施加到孔或孔周围的区域上，该打开设备被设计为通过向下推动或旋下运动来穿透或去除孔区域内的膜，或者替代地，通过打开设备的旋紧和/或上拉运动来除去膜。例如，打开设备的可拧紧部分的内侧可以粘附到孔的膜上，使得当将其向上拧离包装壁时，膜与可拧紧部分一起被提起并被从孔的边缘开始撕掉，留下实际上整齐切出的孔，以用于将填充内容物倒出包装。替代地，可拧紧部分可包括切割机构，例如切割齿或类似物，其在扭曲可拧紧部分的同时穿透膜并随后将膜切开。一种类型的打开装置是直接注塑到层压包装材料上，到主体纸板层中的孔或缝隙的区域上。这样的打开装置然后可以包括在层压包装材料的两侧上的模制部分，并且可以包括与孔或缝隙的膜相互作用或撕开、切割或破坏孔或缝隙的膜的部分。任何上述类型的开口装置均有效且方便地起作用的前提条件是，在膜的不同层之间具有足够的粘附力，以使得当在打开操作期间伴随下推和/或上拉进行旋拧的力和/或切割力施加到膜上时，膜不会分层。然而，由于在将铝箔和所述膜的热塑性层层压在一起时，由于孔的区域与孔的外侧的区域之间的总层压厚度不同，可能难以在孔的区域内获得足够的粘附力。当使层压层的幅材通过层压站中的挤压压区时，借助于压力辊和冷却的圆柱体将层挤压以彼此粘附。在由孔或缝隙限定的区域中，挤压压区必须将铝箔和聚合物层充分压在一起，以实现所需的附着力。尽管在制造层压材料的过程中可以已经在膜内实现了良好的粘附和层压，但是在随后处理层压材料的不利条件下可能会在孔和膜的面积上造成麻烦。在填充机中的灭菌、成型和填充操作中，暴露于热和机械力之下可能会产生不利条件，从而带孔和层压薄层薄膜的层压包装材料以非常快的速度运行通过所述操作。例如，在灭菌操作期间，将包装材料浸入80℃左右的温度的热过氧化物浴中几秒钟，然后干燥，由此，膜中的层压层的聚合物可能由于聚合物层中的抗拉刚度的损失而膨胀或变形，使得铝箔层被迫屈服甚至破裂。当膜随后或同时受到进料辊的机械力，在包装材料管填充时或在包装折叠时由空气湍流或液体产品或由填充机的其他部分引起的突然压力变化的作用，会进一步强调这一点。因此，尽管在层压包装材料的制造过程中采取了预防措施和注意事项，但最终在填充好的包装容器中，在层压孔膜中可能存在不良的粘附性。因此，相对较薄的铝箔可能被损坏和破裂，这可能导致包装容器的气密性受损，从而也导致包装食品的颜色、味道和营养价值受损。此外，由于在填充机操作期间的热负荷和机械负荷而引本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.层压的纤维素基液体食品包装材料(10a；10b；10c)，其包括具有通孔、开口或缝隙(20)的主体材料层(11a；11b；11c)，每个限定打开区域，其还包括：最外的透明且保护性的热塑性聚合物层(19a；19b；19c)，其布置在所述主体材料层的外侧上，即在指向由所述层压材料制成的包装容器的外部的侧面上；以及最内的可热封且液密的热塑性聚合物层(17a；17b；17c)，其用于与包装的食品直接接触；用于提供气体阻隔性能的铝金属箔(12a；12b；12c)，其层压在所述主体材料层和所述最内的热塑性聚合物层之间，其中热机械稳定的聚合物层(15a；15b；15c)也层压在所述主体材料层和所述最内的热塑性层之间，所述热机械稳定的聚合物层是具有高于150℃的熔点并且包含至少70重量％的聚合物的聚合物组合物，所述聚合物选自以下群组：乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)和由单体聚合而成的聚酰胺(PA)，所述单体选自己内酰胺、月桂内酰胺、十一烷内酰胺、己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、对苯二酸、异邻苯二甲酸、丁烷二胺、六亚甲基二胺、三甲基六亚甲基二胺和间二甲苯二胺(MXDA)单体，或由不同的此类单体组合获得的两种或更多种聚酰胺的混合物，在所述聚酰胺中包含的MXDA单体的总量为80mol％或更少，并且其中所述铝金属箔、所述最内和最外的热塑性聚合物层以及所述热机械稳定的聚合物层都延伸到所述主体材料层的所述孔、所述开口或所述缝隙的整个区域，以便将它们彼此层压并密封以在所述开口区域内形成不包含所述主体材料层的层压打开膜材料。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170531 EP 17173853.71.层压的纤维素基液体食品包装材料(10a；10b；10c)，其包括具有通孔、开口或缝隙(20)的主体材料层(11a；11b；11c)，每个限定打开区域，其还包括：最外的透明且保护性的热塑性聚合物层(19a；19b；19c)，其布置在所述主体材料层的外侧上，即在指向由所述层压材料制成的包装容器的外部的侧面上；以及最内的可热封且液密的热塑性聚合物层(17a；17b；17c)，其用于与包装的食品直接接触；用于提供气体阻隔性能的铝金属箔(12a；12b；12c)，其层压在所述主体材料层和所述最内的热塑性聚合物层之间，其中热机械稳定的聚合物层(15a；15b；15c)也层压在所述主体材料层和所述最内的热塑性层之间，所述热机械稳定的聚合物层是具有高于150℃的熔点并且包含至少70重量％的聚合物的聚合物组合物，所述聚合物选自以下群组：乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)和由单体聚合而成的聚酰胺(PA)，所述单体选自己内酰胺、月桂内酰胺、十一烷内酰胺、己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、对苯二酸、异邻苯二甲酸、丁烷二胺、六亚甲基二胺、三甲基六亚甲基二胺和间二甲苯二胺(MXDA)单体，或由不同的此类单体组合获得的两种或更多种聚酰胺的混合物，在所述聚酰胺中包含的MXDA单体的总量为80mol％或更少，并且其中所述铝金属箔、所述最内和最外的热塑性聚合物层以及所述热机械稳定的聚合物层都延伸到所述主体材料层的所述孔、所述开口或所述缝隙的整个区域，以便将它们彼此层压并密封以在所述开口区域内形成不包含所述主体材料层的层压打开膜材料。


2.根据权利要求1所述的层压包装材料，其中，所述铝金属箔(12a；12b；12c)为6μm或更薄，例如5μm或更薄。


3.根据权利要求1和2中任一项所述的层压包装材料，其中，所述热机械稳定层(15a；15b；15c)以0.5至10g/m2、例如1至6g/m2，例如2至4g/m2的量施加。


4.根据前述权利要求中任一项所述的层压包装材料，其中，所述主体材料层(11a；11b；11c)具有100至350g/m2的克重。


5.根据前述权利要求中任一项所述的层压包装材料，其中，所述热机械稳定层(15a；15b)与至少一个热塑性聚合物中间粘接层(13a，14a,b，16a,b)一起层压在所述铝金属箔(12a；12b；12c)和所述主体材料层(11a；11b；11c)之间。


6.根据前述权利要求中任一项所述的层压包装材料，其中，所述主体材料层(11a)通过以下层按以下顺序层压到所述铝金属箔(12a)上：第一聚乙烯中间粘接层(13a)，其粘附并接触所述主体材料层；第一粘合性聚合物层(14a)，其粘附并接触所述第一聚乙烯中间粘接层的相反侧；所述热机械稳定层(15a)，其粘附并接触所述第一粘合性聚合物层的相反侧；和第二粘合性聚合物层(16a)，其粘附并接触所述热机械稳定层的相反侧并且将所述热机械稳定层结合至所述铝金属箔。


7.根据权利要求6所述的层压包装材料，其中，所述粘合性聚合物(14a，16a)是用马来酸酐接枝改性的聚乙烯(MAH-g-PE)。


8.根据权利要求6或7中任一项所述的层压包装材料，其中，以5至10g/m2，例如6至8g/m2的量施加所述聚乙烯中间粘接层(13a)。


9.层压打开膜材料(L)，其覆盖层压包装材料(10a；10b；10c)的打开区域，该打开区域由包含在所述层压包装材料中的主体材料层(11a；11b；11c)中的通孔、开口或缝隙(20)限定，该层压膜材料从所述层压打开膜材料的外侧到内侧，即，对应于包含所述层压打开膜材料的包装的外侧和内侧，包括以下层压层：最外的透明且保护性的热塑性聚合物层(19a；19b；19c)，至少一个热塑性聚合物中间粘接层(13a，14a,b，16a,b)，热机械稳定的聚合物组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼尔斯·托夫特，
申请(专利权)人：利乐拉瓦尔集团及财务有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH