层压包装材料、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液体食品包装材料，其包括主体层、阻隔层部分和聚合物层结构，以用于平衡包装的完整性与包装的可打开性。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含层压包装材料的包装容器。

Laminated packaging materials, packaging containers manufactured by them and methods of manufacturing laminated materials

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】层压包装材料、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液体包装层压包装材料，该层压包装材料具有对应变开裂灵敏的阻隔层或阻隔涂层，以及涉及用于制造该层压包装材料的方法。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。
技术介绍
用于液态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，主要用于液态食品(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不透液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。该管用预期的液态食品填充，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，其中待填充的液态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/速度每小时可生产约15000个包装(0.9升及以上的大小适合家庭的包装容器)，每小时可生产约24000个包装容器(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辊隙，同时将通常为低密度聚乙烯(LDPE)的层压材料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。为了提高液体食品包装的热封性能和质量，进行了在最内热封层中采用茂金属催化的线性低密度聚乙烯(mLLDPE)的研发。mLLDPE聚合物很难在挤出和成型操作中进行熔融加工，因此要进行包装层压材料的生产中的研发以将它们与其他聚合物(通常为LDPE聚合物)共混。WO98/26994描述了类似的包装材料结构，其中最里面的可热封层是mLLDPE和10至50wt％的LDPE的混合物。将纸板层压到铝阻隔箔的层可以是LDPE、mLLDPE或它们的混合物。如果在层压层中使用混合物，则在WO98/26994中推荐使用10至20g/m2的较小量。但是，这种研发失败了，并且从未继续。事实证明，找到合适的混合物比当时的预期更加困难。EP1164085B1是后来提交并被授权的专利，它描述了一种类似的层压包装材料，具有最内的可热封层，该层包括茂金属催化的线性低密度聚乙烯(mLLDPE)，优选是mLLDPE和低密度聚乙烯(LDPE)的混合物，该混合材料的密度为0.900至0.915kg/dm3，峰值熔融温度为88至103℃，熔体流动指数为5至20g/10min，溶胀比为1.4至1.6，最内层的厚度为20至50μm。相同的聚合物混合物可用于纸板外侧的最外层，以及用于将纸板和铝箔阻隔层层压在一起的层压层。实际上，在这些类型的商业包装层压材料中，对于最内层的可热封层仅使用混合的mLLDPE组分，然而，对于层压层(即，纸板和铝箔之间的层)和外层，继续使用LDPE。应理解的是，含有mLLDPE的聚合物更强并且更韧，因为它们赋予包装层压材料太高的韧性，从而使得层压材料当包括多个这样的混合层时，变得难以沿着穿孔线或用打开装置撕开，或者难以用吸管穿过吸管孔。在EP1507660B1中，公开了一种内侧可热封的聚合物层构造，其适于改善上述类型的包装层压材料的可打开性，同时保持良好的热封性和熔融加工性。这样的层压材料也实际用于例如商业材料中，但是尽管改善了一些性能，但是其增加了制造的复杂性并且与更高的制造成本有关。在这种层压材料中，从铝阻隔箔片算起，内侧层是粘合剂聚合物薄层、LDPE层以及mLLDPE与优选为30重量％至40重量％的LDPE的混合物最内层。对于层压层和外层，仍使用LDPE聚合物。可以通过减小层压材料各层的厚度来进一步降低这些包装材料的成本。然而，这可能导致经填充和密封的包装容器的机械强度和包装完整性以及材料阻隔性能受损的风险增加。相反，通常增加各层的厚度，以确保在困难的情况下达到高质量。这算作原材料成本要贵一些，但更重要的是，它抵消了环境的可持续性，因为当今包装层压材料的聚合物材料仍然很大程度上源自化石原材料。不希望的是增加的层压材料中的聚合物的量超过必要的限度。而且，增加聚合物层的数量和厚度也可能引起不同的包装性能问题，并且不利地影响保质期，即包装食品的储存寿命。出于成本和效率的原因，也需要考虑与技术性能有关的另一方面，即层压过程中材料的可加工性。这涉及在各种挤出和层压操作中材料的可熔融加工性如何，以及由于不同包装规格之间的聚合物和挤出机布置的变化，在制造过程中可能需要停止或改变多少次。层压过程通常以300m/min或更高，例如以400m/min或更高，例如以500m/min或更高，例如以600m/min或更高进行。
技术实现思路
因此，目的是改进现有技术，以解决上述问题本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有以下层压层部分的液体纸箱包装层压材料，/na.热塑性聚合物最外液密且可热封层(21)，最外意指指向由所述包装层压材料制成的包装容器的外侧，/nb.纸箱或纸板主体层(11)，所述最外液密且可热封层施加在所述主体层的外侧上，/nc.阻隔层部分(12)，/nd.层压层部分(13)，其将所述主体层的相对的内侧结合到所述阻隔层部分，/ne.液密且可热封的聚合物最内层部分(17)，其施加在所述阻隔层部分的相对的内侧上，/nf.任选地，粘合剂聚合物层(20)，其将所述最内层部分结合至所述阻隔层部分，并且具有4至9μm的厚度，/n所述最内层部分具有低密度聚乙烯(LDPE)中间层(19)和利用茂金属或茂金属型催化剂制备的线性低密度聚乙烯(mLLDPE)最内层(18)，所述最内层(18)构成由所述包装层压材料制成的包装容器的内侧表面，所述最内层部分和所述粘合剂层构成内侧聚合物层(13a)，/n其中/n所述层压层部分具有mLLDPE中心层(14)，以及在所述中心层的每一侧上的LDPE支撑层，所述LDPE支撑层在所述中心层的相应侧面上将所述中心层结合到所述主体层和所述阻隔层部分上，并且其中/n所述中心层的厚度为4至15μm，并且构成不超过所述层压层部分的总厚度的40％，所述层压层部分的总厚度小于50μm，并且其中/n所述mLLDPE最内层的厚度为6至20μm，并且构成不超过所述内侧聚合物层的总厚度的50％，所述内侧层的总厚度不超过50μm，并且其中/n所述mLLDPE最内层具有至少一个95至105℃的熔点，并且其中/n所述LDPE中间层的熔点为105至115℃。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170531 EP 17173852.91.具有以下层压层部分的液体纸箱包装层压材料，
a.热塑性聚合物最外液密且可热封层(21)，最外意指指向由所述包装层压材料制成的包装容器的外侧，
b.纸箱或纸板主体层(11)，所述最外液密且可热封层施加在所述主体层的外侧上，
c.阻隔层部分(12)，
d.层压层部分(13)，其将所述主体层的相对的内侧结合到所述阻隔层部分，
e.液密且可热封的聚合物最内层部分(17)，其施加在所述阻隔层部分的相对的内侧上，
f.任选地，粘合剂聚合物层(20)，其将所述最内层部分结合至所述阻隔层部分，并且具有4至9μm的厚度，
所述最内层部分具有低密度聚乙烯(LDPE)中间层(19)和利用茂金属或茂金属型催化剂制备的线性低密度聚乙烯(mLLDPE)最内层(18)，所述最内层(18)构成由所述包装层压材料制成的包装容器的内侧表面，所述最内层部分和所述粘合剂层构成内侧聚合物层(13a)，
其中
所述层压层部分具有mLLDPE中心层(14)，以及在所述中心层的每一侧上的LDPE支撑层，所述LDPE支撑层在所述中心层的相应侧面上将所述中心层结合到所述主体层和所述阻隔层部分上，并且其中
所述中心层的厚度为4至15μm，并且构成不超过所述层压层部分的总厚度的40％，所述层压层部分的总厚度小于50μm，并且其中
所述mLLDPE最内层的厚度为6至20μm，并且构成不超过所述内侧聚合物层的总厚度的50％，所述内侧层的总厚度不超过50μm，并且其中
所述mLLDPE最内层具有至少一个95至105℃的熔点，并且其中
所述LDPE中间层的熔点为105至115℃。


2.如权利要求1所述的液体纸箱包装层压材料，其中所述mLLDPE聚合物在190℃，2.16kg(ISO1133)下的熔体流动指数为10至25g/10min，例如15至25g/10min，而所述LDPE聚合物在190℃，2.16kg(ISO1133)下的熔体流动指数为4至12g/10min。


3.如权利要求1和2中任一项所述的液体纸箱包装层压材料，其中所述最内层(18)的所述mLLDPE与在所述层压层部分的所述中心层(14)中使用的mLLDPE相同。


4.如权利要求1-3中任一项所述的液体纸箱包装层压材料，其中所述内侧层部分的所述中间层的所述LDPE聚合物与在所述层压层部分的所述支撑层中使用的LDPE聚合物相同。


5.如前述权利要求中任一项所述的液体纸箱包装层压材料，其中所述内侧层部分的所述中间层的所述LDPE聚合物与所述外侧层中...

【专利技术属性】
技术研发人员：克拉斯·奥维比，
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