涂有阻隔层的纤维素基基材、层压包装材料和包含纤维素基基材的包装容器制造技术

本发明专利技术涉及涂有阻隔层的纤维素基基材(10；25a；25b)，以及通过分散涂布阻隔预涂层(13)并随后气相沉积涂布阻隔沉积涂层(14)来制造这样的纤维素基基材的方法。本发明专利技术进一步涉及包含涂有阻隔层的纤维素基基材(10)的层压包装材料(20a；20b)，其特别用于液体纸盒食品包装，并且涉及包含该层压包装材料的液体纸盒包装容器。盒包装容器。盒包装容器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涂有阻隔层的纤维素基基材、层压包装材料和包含纤维素基基材的包装容器


[0001]本专利技术涉及涂有阻隔层的纸质或纤维素基基材，以及通过分散涂布阻隔预涂层并随后气相沉积涂布阻隔沉积涂层来制造该基材的方法。本专利技术进一步涉及包含这种涂有阻隔层的纸质或纤维素基基材的层压包装材料，其特别是用于液体纸盒食品包装，并且涉及这种包含该层压包装材料的液体纸盒包装容器。

技术介绍

[0002]用于液态食品的一次性使用的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制成。一种这样的常见包装容器以Tetra Brik 为商标进行销售，并且主要用于被销售以用于长期环境储存的液态食品(例如牛奶、果汁等)的无菌包装。这种已知包装容器中的包装材料通常是层压材料，该层压材料包括纸质、纸板或其他纤维素基材料的主体层或芯层以及热塑性塑料的外部液密层。为了使包装容器气密，特别是氧气气密，例如出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。
[0003]在层压材料的内侧上，即在用于面向由该层压材料生产的容器的填充的食品内容物的一侧上，存在施加到铝箔上的最内层，该最内的内侧层可以由一个或几个部分层构成，包含可热封热塑性聚合物，例如粘附性聚合物和/或聚烯烃。同样在主体层的外侧，存在最外可热封聚合物层。
[0004]包装容器通常通过现代的高速包装机来生产，这种类型的包装机从包装材料卷材或包装材料预制坯料形成包装、并对其进行填充和密封。因此，包装容器可以通过以下方式生产：通过将最内和最外的可热封热塑性聚合物层焊接在一起，使得卷材的两个纵向边缘在重叠接合部处彼此结合在一起，来将所述层压包装材料卷材改造成管。该管被填充预期的液态食品，然后通过该管的各重复的横向密封部将该管分成各单独的包装，这些横向密封部在该管中的内容物的水平面下方并且彼此相距预定距离。通过沿着横向密封部的切口将包装与管分离，并且通过沿着包装材料中已准备好的折痕线折叠成形而得到期望的几何构型，该期望的几何构型通常为平行六面体。
[0005]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对卷材进行灭菌，从而提供无菌包装方法的可能性，该方法即以下这样的方法，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点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。
[0006]用于敏感液态食品(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。利用被折叠成平面的包装层压材料的管状坯料，通过首先将该坯料树立起来，以形成开口管状容器囊(open tubular container capsule)来生产包
装，该管状容器囊的一个开口端通过折叠和热封整体端面板的方式来封闭。如此封闭的容器囊通过其开口端来填充所讨论的食品(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的方式来封闭。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。还存在这种具有由塑料制成的模制顶部和/或螺旋帽的类型的包装。
[0007]包装层压材料中的铝箔层提供了非常优于大多数其他气体阻隔材料的气体阻隔性能。传统的用于液态食品无菌包装的基于铝箔的包装层压材料仍然是目前市场上可用的在其性能水平上最具成本效益的包装材料。
[0008]与基于铝箔的材料媲美的任何其他材料必须在原材料方面具有成本效益、具有可比拟的食品保存性能并且在将材料转化成成品包装层压材料方面具有可比拟的低复杂性。
[0009]在开发用于液态食品纸盒包装的非铝箔材料的努力中，还有一个普遍的动机是开发具有高阻隔功能和多重阻隔功能的预制薄膜或片材，其可取代传统的层压包装材料中的铝箔阻隔材料，或组合该层压材料中的多个单独的阻隔层，并使其适应常规的层压和制造工艺。
[0010]这种替代性的、更具环保可持续性的阻隔材料的优选类型是通过在薄纸载体基材上进行水性分散涂布或气相沉积涂布而制成的涂有阻隔层的纸基材。存在各种水性分散涂布工艺和气相沉积涂布工艺以及用于实现此类涂布的材料配方，并且需要以下这种具有成本效益的“非箔”类型(即非铝箔)的阻隔材料：该“非箔”类型的阻隔材料在阻隔性能方面，特别在针对气体(例如氧气)的阻隔性能方面，具有改进的性能，以供在液体食品包装的包装层压材料中使用。
[0011]较早的专利公开WO2011/003565A1公开了一种非铝箔包装材料，其包含经预涂和金属化的牛皮纸基材，以用于感应热封的目的。它推荐相当厚的涂层并在预涂层中包含额外的纳米粘土颗粒，并且为了获得良好的气体阻隔性能，还应该在包装层压材料中施加进一步的阻隔涂层，例如在纸基材的背面上或在主体纸板层上施加进一步的阻隔涂层。在本公开中将需要此类进一步的阻隔涂层以对金属化的牛皮纸提供的相当低的阻隔性能进行补充。
[0012]较早的专利公布WO2017/089508A1公开了如何通过选择提供最佳性能的纸基材，从类似包装层压材料中的金属化纸获得进一步改进的阻隔性能。这种金属化纸基材不仅提供了改进的阻隔性能，而且还表明金属化层在感应热封方面具有更好的稳定性。
[0013]然而，仍然需要进一步改善类似的涂有阻隔层的纸质和其他纤维素基基材的氧气阻隔性能。还需要改善所用材料的可回收性和可持续性方面的性能。

技术实现思路

[0014]因此，本专利技术的一个目的是提供用于层压到包装材料中的改进的涂有阻隔层的纸质或纤维素基基材。
[0015]本专利技术的一般目的还在于提供具有良好的阻隔性能以及改进的可回收性和可持续性以满足未来可持续发展的液体纸盒层压包装材料的需求的涂有阻隔层的纸质或纤维素基基材。
[0016]本专利技术的又一总体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、半固体或湿食品的无铝箔层压包装材料，这些材料不含铝箔，但仍具有良好的气体阻隔性
能和其他阻隔性能，适用于长期无菌包装且成本合理。
[0017]一个特定的目的是提供一种相对于铝箔阻隔材料而言具有成本效益的非铝箔的纸基或纸板基层压包装材料，其具有良好的气体和水蒸气阻隔性能以及可回收性和可持续的环境特性，以用于制造用于长期无菌食品储存的包装。
[0018]本专利技术的又一个目的是提供一种具有成本效益的、非铝箔纸基或纸板基的、机械稳健且可热封的包装层压材料，其具有良好的气体和水蒸气阻隔性能以及良好的其层之间的内部粘附性，以用于制造无菌包装容器，该无菌包装容器用于在环境条件下长期储存液体食品以保持其营养质量。
[0019]因此，根据本专利技术，这些目的可通过如所附权利要求中限定的涂有阻隔层的纸质或纤维素基基材、层压包装材料、包装容器和制造包装材料的方法来实现。专利技术概要
[0020]根据本专利技术的第一方面，一种涂有阻隔层的纤维素基基材，其用作用于液体食本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.涂有阻隔层的纤维素基基材(10)，其用作用于液体食品的层压包装材料中的阻隔片材，包括：纤维素基基材(11)；施加在所述纤维素基基材的第一侧上的阻隔预涂层(13)，所述阻隔预涂层(13)通过分散涂布或溶液涂布的方式施加；以及进一步施加在所述阻隔预涂层上的阻隔沉积涂层(14)，所述阻隔沉积涂层通过气相沉积方法施加，其中，所述涂有阻隔层的纤维素基基材(10)还包括基层预涂层(12)，所述基层预涂层(12)不同于所述阻隔预涂层(13)，并且通过分散涂布或溶液涂布的方式施加到所述纤维素基基材(11)上，因此被定位成紧邻并接触所述纤维素基基材层的第一侧，并且被定位成在所述阻隔预涂层的下方，所述涂有阻隔层的纤维素基基材因此适用于在层压包装材料以及由其制成的包装中提供气体和水蒸气阻隔性能。2.根据权利要求1所述的涂有阻隔层的纤维素基基材(10)，其中所述阻隔预涂层(13)包含选自由乙烯醇聚合物和共聚物组成的组中的聚合物，例如选自由聚乙烯醇PVOH和乙烯乙烯醇EVOH组成的组中的聚合物。3.根据权利要求1
‑
2中任一项所述的涂有阻隔层的纤维素基基材，其中所述阻隔预涂层(13)已通过分散涂布或溶液涂布的方式以干重为0.5至2g/m2的量施加，优选以干重为0.5至1.5g/m2的量施加。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的涂有阻隔层的纤维素基基材，其中所述阻隔沉积涂层(14)是选自由金属、金属氧化物、无机氧化物和碳涂层组成的组中的材料的气相沉积涂层。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的涂有阻隔层的纤维素基基材，其中所述阻隔沉积涂层(14)是选自由铝金属化涂层和氧化铝AlOx组成的组中的气相沉积涂层，并且优选是铝金属化涂层。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的涂有阻隔层的纤维素基基材，其中所述阻隔沉积涂层(14)被施加至10至80nm的厚度，例如10至50nm的厚度，例如10到45nm的厚度。7.根据权利要求5所述的涂有阻隔层的纤维素基基材，其中所述阻隔沉积涂层(14)是铝金属化涂层，其被施加至如本文所述测得的1.8至2.5的光密度OD。8.根据前述权利要求中任一项所述的涂有阻隔层的纤维素基基材，其中所述基层预涂层(12)包含选自由淀粉、改性淀粉和纤维素醚组成的组中的聚合物。9.根据前述权利要求中任一项所述的涂有阻隔层的纤维素基基材，其中所述基层预涂层(12)包含选自由淀粉、改性淀粉、甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素CMC、羟乙基纤维素HEC、羟丙基纤维素HPC、羟丙基甲基纤维素HPMC和羧甲基纤维素钠NaCMC组成的组中的材料。10.根据前述权利要求中任一项所述的涂有阻隔层的纤维素基基材，其中所述基层预涂层(12)已经通过水性分散涂布或溶液涂布的方式以干重0.5至2g/m2的量施加，优选以干重0.5至1...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得，
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：