阻隔膜、包括该膜的层压包装材料和由其制成的包装容器制造技术

本发明专利技术涉及层压包装材料，其包括纸或纸板或其他纤维素基材料的本体层，以及最外和最内不透液的可热密封的热塑性聚合物层，以及阻隔层，并且涉及制造这种层压材料(特别是用于液体食物包装的层压材料)的方法。本发明专利技术进一步涉及一种包括层压包装材料的包装容器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】阻隔膜、包括该膜的层压包装材料和由其制成的包装容器
本专利技术涉及一种用于包装液体食品的层压包装材料，该层压包装材料包括纸或纸板或其他纤维素基材料的本体层；第一最外不透液的可热密封的热塑性层；第二最内不透液的可热密封的热塑性层，其布置在本体层的内侧上以与填充的食品直接接触；以及在本体层和第二最内层之间层压的阻隔层。本专利技术还涉及一种包括这种阻隔膜的层压包装材料，其特别用于液体食物包装。此外，本专利技术涉及一种包装容器，其包括该层压包装材料或由该层压包装材料制成。本专利技术还涉及一种制造该包装材料的方法。
技术介绍
用于液体食品的一次性使用类型的包装容器通常由纸板基或纸盒基的包装层压件制成。一种这样的普遍存在的包装容器以商标利乐砖无菌(TetraBrik)销售，并且主要用于对售出后进行长期环境储存的液体食品(例如奶、果汁等)进行无菌包装。在这种已知的包装容器中的包装材料通常是层压件，该层压件包括纸、纸板或其他纤维素基材料的本体层或芯层，以及热塑性的不透液外层。为了使包装容器不透气，特别是不透氧气，例如以进行无菌包装以及包装奶或果汁，这些包装容器中的层压件通常包括至少一个附加层，最常见的是铝箔。在层压件的内侧(即用于面向由层压件生产的容器的填充的食品内容物的一侧)上有一个最内层，其施加到铝箔上，该最内层可以由一个或几个部分层组成，包括可热密封的热塑性聚合物，例如粘附性聚合物和/或聚烯烃。而且，在本体层的外侧上有一个最外可热密封的聚合物层。包装容器通常通过现代的高速包装机来生产，该类型的高速包装机由卷材或由包装材料的预制坯料形成、填充和密封包装。因此，可以通过将最内和最外可热密封的热塑性聚合物层焊接在一起而使层压包装材料的卷材的两个纵向边缘在搭接接头中彼此结合在一起，从而将该卷材重整成管来生产包装容器。将该管填充所需的液体食品，然后通过在该管中的内容物水平以下彼此隔开预定距离的管的横向密封，将该管分成单个包装。通过沿横向密封处的切口将包装与该管分开，并通过沿包装材料中准备好的折痕线的折叠成形而赋予该包装所需的几何形状，通常为平行六面体。这种连续的管形成、填充和密封包装方法概念的主要优点是，可以对卷材进行连续灭菌，之后立即进行管形成，从而提供了无菌包装方法的可能性，即这样一种方法，其中将填充的液体内容物以及包装材料本身的细菌都减少，并且填充的包装容器在清洁的条件下生产，使得即使在环境温度下，填充的包装也可以长时间储存，而填充的产品中没有微生物生长的风险。如上所述，利乐砖(Tetra)型包装方法的另一个重要优点在于连续高速包装的可能性，这对成本效益有相当大的影响。用于敏感性液体食品(例如奶或果汁)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。由折平的包装层压件的管状坯料生产包装，首先将该坯料组装起来以形成一个开口的管状容器单元(containercapsule)，通过对整体端板的折叠和热密封使其一个开口端封闭。如此封闭的容器单元通过其开口端填充有所讨论的食品(例如果汁)，然后通过对相应的整体端板的进一步折叠和热密封将该开口端封闭。由片状和管状坯料生产的包装容器的示例是常规的所谓的山形顶部包装。还存在具有由塑料制成的模制顶部和/或螺旋盖的这种类型的包装。包装层压件中的铝箔层提供的气体阻隔性远远优于大多数聚合物气体阻隔材料。就其性能水平而言，用于液体食物无菌包装的常规铝箔基包装层压件仍是当今市场上最具有成本效益的包装材料。任何与铝箔基材料竞争的材料都必须在原材料方面具有成本效益，具有可比的食物保鲜性能，并且在转换为成品包装层压件时具有相对低的复杂性。在开发用于液体食物纸盒包装的非铝箔材料的努力中，还普遍鼓励开发具有高阻隔和多种阻隔功能(即不仅具有氧气阻隔功能，而且具有水蒸气、化学或香气物质的阻隔性能)的预制膜或片材，其可以取代常规层压包装材料的铝箔阻隔材料，并使之适应用于层压和制造的常规铝箔工艺。与常规的铝箔相比，迄今所有提出的这种阻隔膜在用于液体食品的液体纸板包装方面均具有至少一个缺点。一个重要的缺点可能是这种阻隔膜的制造成本高。另一个缺点是不可能直接取代铝箔，同时避免在层压过程中必须进行的复杂调整。专利技术概述因此，本专利技术的一个目的是提供一种没有铝箔的良好的层压包装材料，其具有良好的包装完整性、食物保鲜性能以及在用于液体或者半液体食品的填充、成形和密封的纸板容器中的抗渗漏性。本专利技术的另一个目的是使这种层压包装材料中的由可再生的(即生物基)来源生产的材料量最大化。本专利技术的又一个一般目的是提供用于对氧敏感的产品的包装材料，例如用于液体、半固体或湿质食品的层压包装材料，其不包含铝箔，但仍可以提供填充食品的包装，该包装具有适合长期无菌包装的良好的气体和其他阻隔性能且价格合理。本专利技术的又一个目的是提供一种具有成本效益的无箔的纸基或纸板基的可热密封的包装层压件，该包装层压件具有良好的气体和水蒸气阻隔性能，并且在其层压层之间具有良好的内部粘附性，目的是制造用于在环境条件下以保持的营养品质长期储存液体食品的无菌包装容器。根据本专利技术，这些目的可通过如所附权利要求所限定的层压包装材料、包装容器和制造该包装材料的方法来实现。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于包装液体食品的层压包装材料，所述层压包装材料包括纸或纸板或其他纤维素基材料的本体层；第一最外不透液的可热密封的热塑性层，其布置在所述本体层的外侧上以构成由所述包装材料形成的包装的外部；第二最内不透液的可热密封的热塑性层，其布置在所述本体层的内侧上以与填充的食品直接接触；以及阻隔层，其包括层压在所述本体层和所述第二最内不透液的可热密封的热塑性层之间的聚酯，所述聚酯选自聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(polyethylene-2,5-furandicarboxylate，PEF)和聚呋喃二甲酸三亚甲酯(polytrimethylenefurandicarboxylate，PTF)，以及它们的共混物或共聚物。所选的聚酯材料显示出优异的气体阻隔性能，还有水蒸气阻隔性能，这在长保质期的液体包装领域很重要。此外，由该材料制成的定向膜具有良好的机械性能，例如高拉伸强度、断裂伸长率等，以适合于层压成用于液体和饮料包装的纸盒基层压包装材料。此外，聚酯材料对化学物质具有良好的抗性，并且对低分子物质、芳香物质、游离脂肪酸等的迁移具有良好的阻隔性能。因此，现在认识到，其层或膜可以单独完全取代铝箔阻隔物而无需任何其他的阻隔涂层或添加物，并提供用于液体食品的同等甚或改进的层压纸盒基包装材料。根据第二方面，提供了一种用于液体食品的包装容器，所述包装容器包括层压包装材料。包装容器可以部分或全部由层压包装材料制成。由于层压包装材料的良好阻隔性能和机械强度，包装容器在长期无菌的环境储存中也可能具有出色的阻隔性能，并且在形成、填充和密封的包装的层压层粘附性和密封强度方面都具有良好的完整性。根据另一实施方案，所述包装容器可以由部分密封的、填充有液体或半液体食物，并随后且最终完全密封的层压包装材料通过将所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于包装液体食品的层压包装材料(10a-d；20a-d)，所述层压包装材料包括：纸或纸板或其他纤维素基材料的本体层(11；21)；第一最外不透液的可热密封的热塑性层(12；22)，其布置在所述本体层的外侧上以构成由所述包装材料形成的包装的外部；第二最内不透液的可热密封的热塑性层(13；23)，其布置在所述本体层的内侧上以与填充的食品直接接触；以及层压在所述本体层和所述第二最内不透液的可热密封的热塑性层之间的阻隔层(14；24)，所述阻隔层包括聚酯，所述聚酯选自2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)和聚呋喃二甲酸三亚甲酯(PTF)、其共混物和共聚物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171222 EP 17210349.1;20180124 EP 18153156.71.用于包装液体食品的层压包装材料(10a-d；20a-d)，所述层压包装材料包括：纸或纸板或其他纤维素基材料的本体层(11；21)；第一最外不透液的可热密封的热塑性层(12；22)，其布置在所述本体层的外侧上以构成由所述包装材料形成的包装的外部；第二最内不透液的可热密封的热塑性层(13；23)，其布置在所述本体层的内侧上以与填充的食品直接接触；以及层压在所述本体层和所述第二最内不透液的可热密封的热塑性层之间的阻隔层(14；24)，所述阻隔层包括聚酯，所述聚酯选自2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)和聚呋喃二甲酸三亚甲酯(PTF)、其共混物和共聚物。


2.如权利要求1所述的层压包装材料，其中所述阻隔层(14；24)是包括所述聚酯或聚酯的共混物的预制的双轴或单轴定向阻隔膜。


3.如权利要求2所述的层压包装材料，其中所述定向阻隔膜(14；24)以2.2至5的比率，例如以3.5至4.5的比率，进行单轴拉伸，或以2.2至5的比率，例如以3.5至4.5的比率在每个方向上进行双轴拉伸。


4.如前述权利要求中任一项所述的层压包装材料，其中所述阻隔层或定向阻隔膜(14；24)的厚度为8至20μm。


5.如前述权利要求中任一项所述的层压包装材料，其中所述阻隔层(14；24)形成多层预制的定向阻隔膜的一部分，所述多层预制的定向阻隔膜还包括热塑性聚合物的可热密封层以形成所述第二最内不透液的可热密封的热塑性层。


6.如前述权利要求中任一项所述的层压包装材料，其中所述阻隔层(14；24)在至少一侧上涂覆底层或粘附促进层或层压到所述底层或粘附促进层上，形成层压层(15，16a，16b；25、26、26b)的一部分，所述层压层(15，16a，16b；25、26、26b)将所述阻隔层(14；24)粘合到所述本体层(11；21)上；和/或形成粘合到热塑性聚合物的最内不透液的可热密封层(13)上的第二粘合层(14a；16)；和/或形成粘合到第二阻隔层(27)上的第三粘合层(26a；26c)，所述第二阻隔层(27)在预制的定向膜中与最外可热密封层(28)组合。


7.如前述权利要求中任一项所述的层压包装材料，其中所述阻隔层或定向阻隔膜(14；24)已经在至少一侧上用反应性等离子体气体处理以促进与相邻的层压层(15；16a；25)或热塑性聚合物的最内不透液的可热密封层(13；16)的粘附。


8.如权利要求6或7中任一项所述的层压包装材料，其中所述底层或粘附促进层(15、16、16a，16b，14a；25、26、26a，26b，26c)包括选自以下的聚合物：热塑性聚合物与环氧化天然油，环氧化天然橡胶，或环氧化天然油或橡胶的环状碳酸酯衍生物的共混物；包括乙烯、丙烯酸烷基酯或(甲基)丙烯酸烷基酯和马来酸酐单体单元的类型的粘附性共聚物；底层或粘附促进涂层，其包括选自聚乙烯亚胺、氨基硅烷、丙烯酸基或氨基甲酸酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：切萨雷·洛伦泽蒂，
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