CN101205001A

CN101205001A - 包装层压材料及其制造方法

Info

Publication number: CN101205001A
Application number: CN 200710080202
Authority: CN
Inventors: 埃娃·埃伦贝里; 鲁内·舍林; 姆克尔·贝尔林; 马茨·本特马尔
Original assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Current assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date: 2006-12-15
Filing date: 2007-02-13
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2027-02-13
Also published as: CN101205001B

Abstract

一种用于例如牛奶和酸奶等液态乳制品的软袋状包装容器的包装层压材料(20)，包括纸层或纸板层(21)，在纸层或纸板层两侧上具有外部不漏液体的覆层(22、23)，其中一个覆层(23)借助于挤压在首先描述的两个层(21和23)之间的层压层(24)而层压于纸层或纸板层(21)。为了提高阻光特性，纸层或纸板层(21)具有水溶性聚合物，优选地为聚乙烯醇的覆层(25)，与挤压层压层(24)直接接触。以下述方法制造包装层压材料(20)，其中纸或纸板的幅片在一侧上涂覆有水溶性聚合物的水分散体。对如此施加的覆层进行干燥，之后将幅片借助于挤压在幅片与膜之间的层压层层压于预制塑料膜。最后，对层压幅片的未涂覆侧涂覆以不漏液体的塑料覆层。

Description

包装层压材料及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于食品的软包装容器的包装层压材料，所述包装层压材料包括纸层或纸板层，在该纸层或纸板层的两侧上，具有聚烯烃的不漏液体层，从而通过包装层压材料的热密封来制造包装容器。更具体地说，本发明涉及这样一种用于软包装容器的包装层压材料，即，所述包装容器尤其用于光敏感和氧气敏感的食品，例如牛奶和酸奶。

本发明还涉及一种制造引言所述类型的包装层压材料的方法。

背景技术

本发明所涉及类型的包装层压材料在本领域中是已知的，并且应用在例如用于诸如牛奶和酸奶的液态乳制品的商业包装容器中。这种商业包装容器的一个实例是Tetra

包装，其为垫形袋状包装容器。通常，Tetra

包装是由包括相对较薄的纸层或纸板层的包装层压材料制成的，在该纸层或纸板层的两侧上具有外部不漏液体的聚烯烃(优选地，聚乙烯)覆层。

乳制品，尤其是牛奶和酸奶，对光极敏感，并且如果暴露于日光中的UV射线下，则会迅速变质并腐坏。就其本身而论，纸层或纸板层足以不透光，从而可以消除这些对产品有害的光束透入纸或纸板包装内的风险，但是，由于上述商业Tetra

包装中纸层或纸板层相对较薄，尤其出于经济上的原因，因此包装的不透光性也相对减弱到相应的程度。为了不危及包装所必需的产品保护能力，所以必须补偿由于较薄纸层或纸板层而降低的不透光性。为此，包装层压材料的至少一个外部聚烯烃覆层(在包装中，该覆层通常将被翻转成面向内部)包括吸收光线的颗粒或颜料，例如嵌入并均匀分布在具有足够大量(重量/重量)的颗粒或颜料的整个聚烯烃覆层中的炭黑颗粒，以便于将包装的免受光线侵害的产品保护能力保持在必需的水平。

例如，在国际专利申请WO 2006/073341中描述了一种显示出这种增补阻光特性的包装层压材料。该包装层压材料具有纸层或纸板层，在纸层或纸板层一侧上，具有第一外部可热密封的聚烯烃层，而在其另一侧上，具有嵌入并均匀分布有吸收光线的颗粒或颜料(优选地，为炭黑颗粒)的第二外部可热密封的聚烯烃层。用作阻光层的该外部聚烯烃层借助于挤压在两个首先描述的层之间的层压层而层压于纸层或纸板层。不仅为了美观，而且还出于其它原因，可适当地隐藏包含颗粒或颜料的黑色聚烯烃层。因此，在制造包装时，以将黑色聚烯烃层翻转为面向已完成的包装内部的方式折叠包装层压材料。

在一些情况下，特别是如果纸层或纸板层极薄，和/或如果包装容器内侧上的阻光增补聚烯烃层中所使用的吸收光线的黑色颗粒或颜料量过大，则可能必须要给包装层压材料增补至少一个附加层和/或赋予已包含在包装层压材料中的至少一个材料层增补视觉特性，以便确保包装内侧上的黑色聚烯烃层被充分地隐藏并且从包装的外部看不见。因此，根据WO 2006/073341，纸层或纸板层与黑色聚烯烃层之间的挤压层压层通过混合白色颗粒或颜料(例如，二氧化钛)而具有这种增补视觉特性。通过这种方式，给予了包装“更干净”或更白的外观，同时还可因此而改进接受装饰性插图等的包装的可印刷性。

在国际专利申请号WO 2006/073344中描述了一种引言所述类型的现有包装层压材料的另一个实例。根据WO 2006/073344的包装层压材料具有相对较薄的纸层或纸板层，在纸层或纸板层一侧上，具有第一外部可热密封的聚烯烃层，而在其另一侧上，具有第二外部可热密封的聚烯烃层，为了增强阻光特性的目的，该第二外部可热密封的聚烯烃层包含吸收光线的颗粒或颜料，优选地，为炭黑颗粒。阻光增补黑色聚烯烃层借助于挤压在两个首先描述的层之间的层压层而层压于纸层或纸板层。根据WO 2006/073344，由于上述第一外部聚烯烃层(取代WO 2006/073341中的层压层)以充分均匀地分布在该整个聚烯烃层中的方式增补有白色颜料或颗粒(例如，二氧化钛)，因此视觉上看不见黑色聚烯烃层。

通过国际专利申请号WO 2006/073343已知一种引言所述类型的包装层压材料的又一个实例。该现有包装层压材料具有相对较薄的纸层或纸板层，在纸层或纸板层一侧上，具有第一外部可热密封的聚烯烃层，而在其另一侧上，具有第二外部可热密封的聚烯烃层，为了增强阻光特性的目的，该第二外部可热密封的聚烯烃层包含吸收光线的颜料或颗粒，优选地，为炭黑颗粒。以与前述两种包装层压材料相同的方式，黑色聚烯烃层借助于挤压在两个首先描述的层之间的层压层而层压于纸层或纸板层。根据WO 2006/073343，第一外部聚烯烃层和挤压层压层两者都增补有白色颜料或颗粒(例如，二氧化钛)，以便隐藏黑色聚烯烃层。

用上述现有包装层压材料制造出Tetra类型的软垫或袋状包装，其中通过沿纵向搭接接缝或密封缝将包装层压材料幅片(web)的两个纵向边缘永久地彼此结合，而将包装层压材料幅片首先改造成管状。在管中填充以相关食品，例如牛奶，并且通过重复压缩和沿管纵向方向横向地热密封，而将该管分成连续的垫形包装，之后，通过在横向密封区切开或切割而将垫形包装彼此分离，以便进一步运输和处理。

用通过引言所述的现有类型的包装层压材料制成的商业包装在经济上具有优势和成本效益，并且有利于液态乳制品(诸如牛奶和酸奶)的可靠且合理的运输和处理，同时它们给予所包装的产品所需的机械和化学保护。然而，这些包装的一个内在缺陷在于，由所述包装提供的产品保护具有极有限的期限，并且在填充时间过后非常短的时间内产品就可能变质。

因此，本领域中仍然存在对于简单且具有成本效益的包装容器的需求，与上述现有包装相比较，液态乳制品(诸如牛奶和酸奶)可以在本发明包装容器中储存更长的保存期限，而在储存期间不存在产品的纯净质量受损的问题。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于满足上述需求。

本发明的另一个目的在于提供一种引言所述类型的包装层压材料，用所述包装层压材料可制造出具有成本效益的包装，该包装为食品提供更长的保存期限。

本发明的又一个目的是提供一种包装层压材料，用所述包装层压材料可制造出用于例如牛奶和酸奶等液体乳制品的软袋状包装，该包装具有更长的保存期限。

本发明的再一个目的是提供一种制造根据本发明的包装层压材料的简单且具有成本效益的方法。

因此，根据本发明的一个方面，提供了一种用于食品的软包装容器的包装层压材料，所述包装层压材料包括纸层或纸板层，为了通过包装层压材料的热密封来制造包装容器，在纸层或纸板层两侧上具有外部不漏液体的聚烯烃覆层，为了提高阻光特性的目的，这两个外部聚烯烃层中的至少一层包含吸收光线的颗粒或颜料，并且包含颗粒或颜料的聚烯烃层借助于挤压层压层被层压于纸层或纸板层。该包装层压材料的特征在于，纸层或纸板层在面向层压层的一侧上具有水溶性聚合物的覆层，该覆层具有阻止气体特别是氧气透入的特性。

作为这样施加覆层的结果，包装层压材料阻挡气体特别是氧气的特性可以被提高到足够的程度，从而赋予由所述包装层压材料制成的包装所需的不透气性，从而可使得食品的期望储存具有更长的保存期限，而这不会对所述包装的成本效益和/或其它有利特征造成不利影响。

水性聚合物的阻挡增强覆层还具有以下优点，即，其不需要复杂的附加设备，而仅需简单地通过分散涂覆操作，借助于现有技术容易地施加所述覆层，这与其它现有的非水溶性阻挡聚合物(例如聚酰胺(PA))不同，所述非水溶性阻挡聚合物需要昂贵且复杂的工艺设备以及用于相应用途的过程控制。

根据本发明，气体阻挡增强覆层可以是任何市场上可买到的任何质量的聚乙烯醇(PVOH)的覆层。可用作根据本发明的包装层压材料中的纸层或纸板层与层压层之间的气体阻挡增强覆层的另一种类似的市场上可买到的聚合物是水溶性乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)。不得不承认，乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)是比聚乙烯醇(PVOH)略微昂贵的原材料，但是另一方面，为了获得与聚乙烯醇(PVOH)相同的不透气性，与聚乙烯醇(PVOH)相比，乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)需要的量较少(更薄的覆层厚度)。气体阻挡增强覆层的选择对于本发明来说不是关键性的，只要所选择的聚合物是水溶性的并且对于气体(特别是氧气)具有足够的阻挡特性，同时不会分别过度影响包装层压材料的成本效益和包装特性即可。

如已描述的，也可从市场上可买到的吸收光线的材料中选择用作阻光层的外部聚烯烃覆层中的吸收光线的颗粒或颜料。用在根据本发明的包装层压材料中的一种优选的吸收光线的材料是炭黑颗粒，炭黑颗粒仅需要非常少的量就可实现期望的不透光性。

根据本发明的另一个方面，将提供一种制造根据本发明的包装层压材料的方法，其中，借助于挤压在纸或纸板幅片与包含颗粒的预制膜之间的层压层，将纸或纸板的幅片以及包含吸收光线的颗粒或颜料的聚烯烃预制膜彼此层压，之后，将聚烯烃的防水覆层施加在纸或纸板幅片的未涂覆侧上。根据本发明的方法的特征在于，在将纸或纸板幅片层压于包含颗粒的预制的包含颗粒的膜之前，对纸或纸板幅片覆盖或涂覆以具有阻挡气体(尤其是氧气)特性的水溶性聚合物的水分散体，并且特征还在于，通过水的驱散(driving off)而干燥如此施加的水分散体，以便于形成连续且干燥的覆层，层压层被挤压在该覆层上。

优选地，纸或纸板幅片被覆盖或涂覆以所谓的分散体覆层，这是简单的涂覆技术，既不需要昂贵的设备也不需要复杂的设备，而是可使用极简单的工艺设备和过程控制使其应用于实践中。

可以以组合的机械/热方式，借助于热压辊来干燥所施加的水性覆层，在所述热压辊之间引导幅片，以便从幅片上同时进行水的机械去除和热蒸发。另外，如果可能的话，在这种组合的机械/热干燥之后，借助于例如IP照射使幅片经历辅助的热处理，以便于进一步减少幅片中的残留水分，如果需要的话。

从以下参照附图的本发明的描述中，本发明的其它目的、优点和细节将显而易见。

附图说明

图1是根据现有技术的包装层压材料的示意性横截面；

图2是根据本发明的包装层压材料的一个实例的示意性横截面；

图3是根据本发明的包装层压材料的另一实例的示意性横截面；

图4是根据本发明的包装层压材料的又一实例的示意性横截面；以及

图5示意性地示出了制造根据本发明的包装层压材料的方法。

具体实施方式

首先应该注意的是，所示实施例仅用于解释本发明，而不用于限制本发明。对本领域技术人员来说很显然，在说明书的指导下，在不背离文中所公开的发明构思的情况下，可对所示出和描述的实施例中的各个细节进行修改和改进。因此，本发明构思仅由所附权利要求限定。

图1示意性地示出了含有通用参考标号10的现有包装层压材料的横截面。现有包装层压材料10具有纸层或纸板层11，在该纸层或纸板层的两侧上，具有外部不漏液体的聚烯烃(例如，聚乙烯(PE))覆层12和13，其中一个覆层13借助于挤压在两个首先描述的层11与13之间的层压层14而层压于纸层或纸板层11。

为了提高或增补现有包装层压材料10的阻光特性，如先前所述，包装层压材料10的两个外部不漏液体聚烯烃覆层中的至少一个覆层13包含吸收光线的颗粒或颜料，例如炭黑颗粒，嵌入并遍布于覆层13的整个聚合物基体中。为了隐藏包含颗粒的覆层13的黑色并使其从包装层压材料10的另一侧看不到，层压层14和另一个外部聚烯烃覆层12中的至少一层包含白色颗粒或颜料(例如，二氧化钛(TiO₂))。

图2示意性地示出了根据本发明的含有通用参考标号20的包装层压材料的横截面。包装层压材料20具有纸层或纸板层21，在该纸层或纸板层的两侧上，具有外部不漏液体的聚烯烃(例如，聚乙烯(PE))覆层22和23，其中一个覆层23借助于挤压在两个首先描述的层21与23之间的聚烯烃(例如，聚乙烯(PE))的层压层24而层压于纸层或纸板层21。

与图1中的现有包装层压材料10相似，包装层压材料20的两个外部不漏液体覆层中的至少一个覆层23具有吸收光线的颗粒或颜料，例如炭黑颗粒，嵌入并遍布于覆层23的整个聚合物基体中。为了隐藏包含颗粒的覆层23的黑色并使其从包装层压材料20的另一侧看不到，在所示的实施例中，层压层24包含白色颗粒或颜料(例如，二氧化钛(TiO₂))，该白色颗粒或颜料嵌入并遍布于整个层压层24中。

该包装层压材料与图1中的现有包装层压材料10的不同之处在于，为了增强阻光特性，在纸层或纸板层21与层压层24之间增补聚乙烯醇的覆层25，并且该覆层与纸层或纸板层21以及层压层24直接接触。

图3示意性地示出了根据本发明的含有通用参考标号30的包装层压材料的横截面。在该实施例中，包装层压材料30具有纸层或纸板层31，在该纸层或纸板层的两侧上，具有外部不漏液体的聚烯烃(例如，聚乙烯(PE))覆层32和33，其中一个覆层33借助于挤压在两个首先描述的层31与33两者之间的聚烯烃(例如，聚乙烯(PE))的层压层34而层压于纸层或纸板层31。与图2中的包装层压材料20相似，两个外部不漏液体覆层中的至少一个覆层33具有吸收光线的颗粒或颜料，例如炭黑颗粒，嵌入并遍布于整个覆层33中。

为了隐藏包含吸收光线颗粒的覆层33的黑色并使其从包装层压材料30的另一侧看不到，在所示的实施例中，包装层压材料30的另一个外部不漏液体的覆层31包含白色颗粒或颜料(例如，二氧化钛(TiO₂))，该白色颗粒或颜料嵌入并遍布于整个覆层31中。

以与图2中的包装层压材料20相同的方式，为了增强阻光特性，包装层压材料30在纸层或纸板层31与层压层34之间具有聚乙烯醇的覆层35，并且该覆层与纸层或纸板层31以及层压层34直接接触。

图4示意性地示出了根据本发明的含有通用参考标号40的包装层压材料的横截面。该包装层压材料40具有纸层或纸板层41以及该纸层或纸板层41两侧的外部不漏液体的聚烯烃(例如，聚乙烯(PE))覆层42和43。分别与图2和图3中的包装层压材料20和30相似，为了赋予包装层压材料40所必需的阻光特性，两个外部覆层中的一个覆层43包含吸收光线的颗粒或颜料，例如炭黑颗粒，嵌入并遍布于整个覆层43中。包含吸收光线的颗粒的覆层43借助于挤压在两个首先描述的层41与43之间的聚烯烃(例如，聚乙烯(PE))的层压层44而层压于纸层或纸板层41。

为了隐藏包含吸收光线颗粒的覆层43的黑色并使其从包装层压材料40的另一侧看不到，在所示的实施例中，另一个外部不漏液体的覆层41和层压层44包含白色颗粒或颜料(例如，二氧化钛(TiO₂))，该白色颗粒或颜料分别嵌入并遍布于整个覆层41和层压层44中。

在本实施例中，包装层压材料40在纸层或纸板层41与层压层44之间还具有增强阻光的聚乙烯醇(PVOH)覆层45，并且该覆层与纸层或纸板层41以及层压层44直接接触。

图5示意性地示出了制造根据本发明的包装层压材料的方法。从图中的左侧，纸或纸板的幅片52从卷轴(magazine reel)51上展开，同时聚烯烃(例如，聚乙烯(PE))的幅片53从相应的卷轴54上展开到图的右侧。纸或纸板的幅片52被引导到A处的第一处理站，在第一处理站，幅片52的一侧被覆盖或涂覆以聚乙烯醇(PVOH)的水分散体。

涂覆量可根据所包装产品的期望保存期限而改变，但是不应超过大约2g/m²，这是因为超过该限度的涂覆量也不会明显更有助于延长产品的保存期限。因此在实践中，涂覆量应在0.5g/m²与2g/m²之间的范围内，优选地大约为1g/m²。

如此涂覆的纸或纸板的幅片从A处的处理站被进一步引导到B处的第二处理站，在第二处理站，幅片52通过组合的机械脱水和对水进行热蒸发而被干燥。

之后，将已涂覆并干燥的纸或纸板的幅片52与展开的预制聚烯烃膜53汇合并结合在一起，其中，幅片的涂覆侧面向膜53的幅片52与该膜一起被引导穿过两个旋转辊55、56之间的压区(nip)，与此同时通过与辊压区相关联的挤出机58将层压层57(对应于层24；34；44)挤到膜53与幅片52之间。

在层压之后，借助于使用挤出机60的挤压操作，向纸或纸板幅片的另一侧或未涂覆侧供以外部不漏液体的覆层59(对应于覆层22；32；42)，之后，将包装层压材料的幅片卷绕起来，以便在将其改造成软包装容器(如前面所述)之前进行进一步运输和处理。

虽然未特别指明，但是从卷轴54上展开的预制膜53包含吸收光线的颗粒或颜料，例如炭黑颗粒，嵌入并遍布于膜的整个厚度中，以便赋予该包装层压材料所必需/期望的阻光特性，尤其是阻挡UV范围内的光线。另外，至少一个挤压层压层57(对应于层24；34；44)应包含白色颗粒或颜料(例如，二氧化钛(TiO₂))，该白色颗粒或颜料分别嵌入并遍布于各个对应层中，以便隐藏包含吸收光线颗粒的覆层的黑色并使其从包装层压材料的另一侧看不到。

借助于由根据本发明的包装层压材料制成的软袋状包装容器，如已描述的，液态乳制品(诸如牛奶和酸奶)的保存期限可以比由相应的现有包装层压材料制成的包装可能达到的保存期限延长大约50％。例如，尽管这种现有包装中的牛奶的保存期限通常约为30天，而由根据本发明的包装层压材料制成的包装中的相同产品的保存期限高达约45天。在某种程度上，延长的保存期限可归功于由于聚乙烯醇(PVOH)覆层使得包装获得改进的阻氧性，但是归功于该覆层的其它原因可为，该覆层除用作阻氧层以外，还用作气味阻挡层，从而有助于保护所包装的牛奶不受例如运输和储存期间包装所经受的废气以及其它外部污染物质和气味的污染。对于延长的保存期限的另一个原因是，所述覆层还有助于保持所包装产品的香味，使得香味不会转移到周围包装材料中，即，所谓的剥皮(scalping)。而且，还应附加的是，包装材料中的覆层有效地防止了包装内部任何可能残存的微生物(例如，孢子)的滋生，这是因为这种滋生需要氧气来进行，而氧气不能渗入到包装中而被相关覆层阻隔。

Claims

1.一种用于食品，特别是液态乳制品的软包装容器的包装层压材料，所述包装层压材料(20、30、40)包括纸层或纸板层(21、31、41)，在所述纸层或纸板层两侧上具有不漏液体的聚烯烃覆层(分别为22、32、42和23、33、43)，为了增强阻光特性的目的，这两个外部不漏液体覆层中的至少一层(23、33、43)包含吸收光线的颗粒或颜料，并且所述包含颗粒的不漏液体覆层(23、33、43)借助于挤压在首先描述的层两者之间并与它们直接接触的层压层(24、34、44)被层压于所述纸层或纸板层(21、31、41)，其特征在于，为了提高阻光特性，所述纸层或纸板层(21、31、41)在其面向所述层压层(24、34、44)的一侧上具有水溶性聚合物的覆层(25、35、45)。

2.根据权利要求1所述的包装层压材料，其特征在于，所述阻挡增强覆层(25、3 5、45)中的所述水溶性聚合物为具有阻隔气体，尤其是氧气，和阻隔气味特性的聚乙烯醇(PVOH)。

3.根据权利要求1或2所述的包装层压材料，其特征在于，所述阻挡增强覆层(25、35、45)具有达到2g/m²的克重，优选地，在0.5g/m²至1.5g/m²之间，最优选地，大约为1g/m²。

4.根据前述权利要求中任一项所述的包装层压材料，其特征在于，所述阻挡增强覆层(25、35、45)通过分散涂覆操作被施加。

5.根据前述权利要求中任一项所述的包装层压材料，其特征在于，所述层压层(24、34、44)包含聚烯烃。

6.根据前述权利要求中任一项所述的包装层压材料，其特征在于，所述外部不漏液体的覆层(分别为22、32、42和23、33、43)以及所述层压层(24、34、44)都包含聚乙烯，优选地，包含低密度聚乙烯(LDPE)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的包装层压材料，其特征在于，所述两个外部不漏液体覆层中的至少一层(22、32、42)中的所述吸收光线的颗粒或颜料包括炭黑。

8.根据前述权利要求中任一项所述的包装层压材料，其特征在于，所述白色颗粒或颜料包括二氧化钛(TiO₂)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的包装层压材料，其特征在于，所述包含吸收光线的颗粒的覆层(22、32、42)为预制的聚烯烃膜。

10.一种制造根据权利要求1所述的包装层压材料的方法，在所述方法中，纸或纸板的幅片(52)和包含吸收光线的颗粒或颜料的预制的聚烯烃膜(54)借助于层压层(57)彼此层压，所述层压层挤压在所述纸或纸板幅片(52)与所述包含颗粒的预制膜(54)之间，并且不漏水覆层(58)挤压在所述纸或纸板幅片(52)的未涂覆侧上，其特征在于，在将所述纸或纸板幅片(52)层压于所述包含颗粒的预制膜(54)之前，所述纸或纸板幅片(52)被涂覆以具有阻隔气体，尤其是氧气，和气味特性的水溶性聚合物的水分散体，并且特征还在于所述如此施加的水分散体被干燥，以形成连续、干燥的覆层，所述层压层(57)被挤压在所述覆层上。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述水分散体包含聚乙烯醇(PVOH)。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，通过所谓的分散涂覆而施加所述水分散体。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述水分散体施加的量，使得所述连续、干燥的覆层在干燥之后具有达到2g/m²的克重，优选地，为0.5g/m²-1.5g/m²，最优选地，大约为1g/m²。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其特征在于，所施加的水分散体通过组合的机械/热干燥操作被干燥。

15.一种用于诸如牛奶或酸奶等液态乳制品的软袋状包装容器，其特征在于，所述包装容器是通过热密封权利要求1至9中任一项所述的包装层压材料而制造的。