CN110678326B - 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 - Google Patents
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Abstract
本发明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。
Description
技术领域
本发明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,本发明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。
背景技术
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Tetra Brik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(portion packages)。
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发明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起的膜层压层的分层而导致的较低的粘附性在撕开或穿透膜时会引起打开困难。可能会形成磨损的边缘,并且可能很难打开包装以提供美观、整齐的开口和倾倒孔。
发明内容
因此,本发明的总的目的是提供一种改进的层压包装材料和由其制造的包装,以减轻如上所述的现有技术的缺陷。
因此,一个目的是实现新的层压包装材料,该层压包装材料在由该材料制成并填充有液体食品的包装容器中的层压孔、开口或缝隙的区域中提供改进的包装完整性。
本发明的又一个目的是提供一种层压包装材料,该层压包装材料赋予由该材料制成并填充有液体食品的无菌包装容器改进的氧气阻隔性能。
本发明的另一个目的是提供一种层压包装材料,该层压包装材料提供了填充有液体食品并由该材料制成的包装容器的改进的可打开性。
根据本发明,通过层压包装材料、制造层压包装材料的方法以及由其制成的包装容器,如在下文中和所附权利要求中所限定的,可以实现这些目的中的一些或全部。
因此,根据本发明的第一方面,提供了一种层压纤维素基液体食品包装材料,其包括:具有通孔、开口或缝隙(20)的主体材料层,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,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,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,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。
通过将热机械稳定的聚合物层邻近铝金属箔结合并布置到层压结构中,可以更好地将铝箔支撑在主体材料层已被切出并从层压材料上去除的区域中。更好地支撑层压孔的铝箔可以改善包装的完整性,并改善开口区域周围的氧气阻隔性能,或者替代地,可以减小铝金属箔的厚度,而不会进一步削弱其阻隔性和完整性。如果热机械稳定的聚合物层选自选自作为聚合物组合物的基础的聚酰胺的聚合物的组,则该热机械稳定的聚合物层不必是厚的,也不必增加很多成本。此外,这种热机械稳定的聚合物层也将适合于层压包装材料的制造中的常规熔融挤出层压方法。
关于处理铝箔在打开膜中的不稳定性的早期研发导致使用带凹槽的层压辊。层压压辊的橡胶表面上合适尺寸的周向凹槽有助于在挤出涂布和层压期间使聚合物层和铝箔成形,从而可以更好地控制作用在打开膜上的机械力和热量。然而,对于本发明,将不再需要这种层压辊。
在本发明的第二方面,提供了一种液体食品包装容器,其包括本发明的层压包装材料。包装容器可以通过将片状或幅材状的坯件折叠形成长方体、另一折叠形包装或仅形成袋状包装而完全由层压包装材料制成。
在本发明的第三方面,提供了一种层压打开膜材料,其覆盖层压包装材料的打开区域,该打开区域由包含在层压包装材料中的主体材料层中的通孔、开口或缝隙限定,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,至少一个热塑性聚合物中间粘接层,热机械稳定的聚合物组合物层,所述聚合物组合物具有高于150℃的熔点并且包含至少70重量%的聚合物,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,铝金属箔,至少一个粘合性聚合物层和最内的可热封且液密的热塑性聚合物层。
在本发明的第四方面,制造如上所述的层压的纤维素基液体食品包装材料的方法包括任何顺序或任何组合的以下步骤:
a)朝向层压辊压区运送主体材料层第一幅材和铝金属箔第二幅材,该主体材料层具有通孔、开口或缝隙,每个限定打开区域,
b)将所述第一幅材和所述第二幅材彼此层压,
c)在所述铝金属箔幅材的与所述主体材料层侧相反的内侧上层压最内的可热封热塑性聚合物层,
d)在所述主体材料层和所述最内的热塑性聚合物层之间层压热机械稳定的聚合物层,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,
e)在所述主体材料层幅材的与所述铝金属箔侧相反的外侧上层压最外的热塑性聚合物层,
因此,在所述通孔、开口或缝隙的区域内将所述铝金属箔、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彼此层压,以形成层压打开膜材料,其在所述打开区域内不包含所述主体材料层。
优选通过共挤出层压将热机械稳定的聚合物层层压到层压材料结构中。因此,出于成本和效率的原因,可以将热机械稳定的聚合物层的厚度和数量保持得尽可能低。
当通过共挤出将热机械稳定的聚合物层与热塑性聚合物中间粘接层一起层压到层压材料结构中时,层压膜中的铝金属箔将得到很好的支撑并朝向包装材料的外侧以及由此形成的包装容器的外侧得到很好的保护。
详细说明
就本发明而言,使用的术语“长期储存”意指包装容器应能够在环境条件下保持包装食品的品质(即营养价值)、卫生安全性和味道至少1或2个月,例如至少3个月,优选更长,例如6个月,例如12个月或更长。
术语“包装完整性”通常是指包装耐久性,即对包装容器的泄漏或破损的抵抗力。特别是,其包括包装对可能会使填充的食物产品变质并缩短包装的预期保质期的微生物(例如细菌)、污垢和其他物质侵入的抵抗力。
层压包装材料对包装完整性的一项主要贡献通过层压材料的相邻层之间的良好的内部粘合性提供。另一贡献来自于材料对每一材料层本身内的缺陷(如针孔、破裂等)的抵抗力,又一贡献来自密封接头的强度,通过密封接头的强度在形成包装容器时将材料密封在一起。关于层压包装材料本身,完整性质因此主要集中在各个层压层与其相邻层的粘合性以及单个材料层的质量上。关于包装的密封,完整性主要集中在密封接头的质量上,这要通过填充机的良好运行和稳健的密封操作来确保,而这又要通过层压包装材料的经适当调整的热封性能来确保。
术语“液体食品”通常是指具有低或高粘性流动成分的食品,可以任选地包含食品块。乳和牛奶、大豆、大米、谷物和种子饮料、果汁、花蜜、不起泡饮料、能量饮料、运动饮料、咖啡或茶饮料、椰子水、茶饮料、葡萄酒、汤、压碎的西红柿、沙司(例如意大利面沙司)和橄榄油是预期的食品的一些非限制性实例。
与包装材料和包装容器相关的术语“无菌”是指微生物被消除、灭活或杀死的状态。微生物的实例是细菌和孢子。当产品被无菌包装在包装容器中时,通常使用无菌工艺。为了在包装的保质期内持续无菌,包装完整性特性当然非常重要。此外,对于填充的食品的长期保存期限,重要的是,包装要对气体和蒸汽(例如氧气)具有阻隔性能,以保持其原始口味和营养价值,例如保持它的维生素C含量。
术语“主体层”通常是指多层层压板中最厚的层或包含最多材料的层,即对层压板和从该层压板折叠形成的包装容器的机械性能和尺寸稳定性起最大作用的层,例如纸板或纸箱。这也可能意味着在夹层结构中提供了更大的厚度距离的层,该层还与主体层每一侧的具有较高杨氏模量的稳定面层相互作用,以便获得足够的这样的机械性能和尺寸稳定性。
因此“间隔层”是在夹层结构中的显著较薄的材料层之间产生距离或间隔的层,其具有较高的杨氏模量和密度,例如布置在间隔层的每一侧上的取向膜,金属箔或者高密度、高拉伸硬度的纸层或箔或膜,即提供刚度和稳定性的层,即所谓的面层。间隔层可以具有较低的或降低的固有抗弯刚度,因此本身不会直接对层压包装材料的抗弯刚度产生大的影响。然而,间接地,它可能通过与两侧上的相邻层或层压层的相互作用对层压包装材料的抗弯刚度产生非常大的影响,相邻层或层压层中的一些非常有助于与间隔层相比具有较高的杨氏模量但有较低厚度。在夹层结构中,重要的是在间隔层的每一侧上至少有一个这样的面层或硬度增强层。因此,“主体层”可以包括“间隔层”和主体内的另外的组合层,但也可以与间隔层相同,即一致。
术语“热封”是指将热塑性材料的一个表面焊接到另一热塑性表面的工艺。在适当的条件下,例如在充分加热和施加足够压力的条件下,可热封材料在压靠并与另一种合适的热塑性材料接触时将能够产生密封。合适的加热可以通过感应加热或超声波加热或其他常规接触或对流加热手段(例如热气或脉冲加热)来实现。在加热时,聚合物链的迁移率在将用于彼此密封的材料表面处增加,从而使链解开并移动且与来自相对的密封表面的聚合物链重新缠绕。冷却后,缠绕的聚合物链会在密封界面上形成牢固的结合,从而使两个材料表面相互结合。在每小时生产数千个包装的包装机中,热封操作必须在几分之一秒内发生,并且不同阶段(例如加热、部分熔化、粘结和冷却)的持续时间以毫秒为单位计算。
术语“内”在定义层压包装材料中的位置时,其含义是“指向由包装材料形成的包装容器的内侧”,术语“外”定义“朝向由包装材料制成的包装容器的外侧的方向”。
“最内”是指与由包装材料形成的包装容器中的包装产品接触的层。
“最外”是指提供由包装材料形成的包装容器的外部外表面的层。
因此,存在一种气体阻隔材料,其包括层压在主体材料层与最内的可热密封且液密的热塑性聚合物层之间的铝金属箔以及热机械稳定的聚合物层,热机械稳定层是具有高于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。
因此,单体间二甲苯二胺(MXDA)可以以30mol%或更少的比例包含在聚合物组合物的聚酰胺中。在聚合物组合物(包括不同聚酰胺的共聚物或混合物)还包括衍生自MXDA部分的聚酰胺的情况下,MXDA与上述其他单体的最大比例不应超过80mol%。高于该比例,聚合物组合物可能获得太低的断裂伸长率。
特别合适的聚酰胺是PA6,PA4,6,PA6,6,PA6-6,6,PA6,12,PA11,PA12,PA6-co-PA12,PA6I,PA6I,6T。
优选地,聚合物组合物包含至少80重量%,例如至少90重量%的上述聚酰胺或聚酰胺混合物。
在一实施方案中,热机械稳定层由包含纯PA6或PA6-6,6的聚合物组合物制成。
在另一实施方案中,热机械稳定层的聚合物组合物除了聚酰胺之外还可包含至多50重量%的乙烯含量为35mol%或更高的乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)。
热机械稳定层的聚合物组合物应具有高于150℃(例如高于170℃)的熔融温度,以及高于2.0GPa的杨氏模量,即,其抗拉刚度高于层压结构中的聚乙烯聚合物。为了承受可能会使打开层压膜的未被支撑的铝箔破裂的压力,耐伸长和杨氏模量是重要的,即高杨氏模量可最大程度地减少破裂程度和裂缝宽度。
与在低得多的温度(例如80℃(Vicat))下引发软化和熔融并在100℃左右引发熔融的低密度聚乙烯聚合物相反,热机械稳定层的聚合物组合物保持完整,并且在高温下仍能保持其更好的机械强度(如抗拉强度)和稳定性。因此,当层压结构暴露于压力变化或其他机械力时,聚合物组合物层可承受压力变化和作用力而不会影响铝金属箔。主体材料层的克重可以为100至350g/m2,例如为100至200g/m2。主体材料可以是纤维素基材料,或者是具有不同密度和纤维素纤维类型的几种材料的多层构造。
常规的液体包装板(LPB)等级可以用于本发明的层压包装材料。此类纸板等级可作为“液体包装纸板”双重或三重纸板等级在市场上买到,其通常在其外部的可印刷的一面上涂有可印刷的粘土涂层。
与常规液体纸板等级不同的主体材料层的一个示例是所谓的箱纸板。与传统的液体包装纸板相比,它通常具有很高的密度,但固有的抗弯曲刚度却较低。在当排除可印刷涂层(粘土-涂层)克重时的相应的克重下,这种材料具有比液体纸盒纸板的抗弯刚度低至少30%的抗弯刚度,例如低至少40%,例如至少50%的抗弯刚度。然而,箱纸板仍然还通过以下方式有助于层压包装材料的总机械性能和抗弯刚度:在具有较高杨氏模量的面层之间的夹层结构中提供间距层(例如铝箔)并且使得在层的平面(x-y)内比传统的用于液体包装的纸板具有较高的抗压强度性能。
箱纸板也被称为波纹纸箱材料(corrugated case material:CCM),并且,存在构成箱纸板的两种纸,即挂面纸板材料,通常也称为牛皮纸板(Kraft liner)或废纸挂面纸板(Test liner),以及瓦楞纸(或波纹芯纸)材料。挂面纸板通常具有低于850kg/m3的密度,例如低于835kg/m3的密度,为棕色或米色,主要包括软木纤维,例如云杉和松树纤维。
瓦楞纸通常用作波纹箱纸板中的波纹芯纸(corrugating medium)的纸制品,其密度为600-750kg/m3,例如600-700kg/m3,通常约为650kg/m3。瓦楞纸为棕色或米色,主要含有短纤维,通常刚好与挂面纸板一样,是非常低成本、低质量的纸张。
然而,瓦楞芯纸将通过作为刚性较低,成本较低的纤维材料而形成间隔层,该间隔层是非瓦楞形的,该材料可在用于层压液体纸盒包装材料的夹层结构中提供足够的间距。瓦楞形间隔层,即结构良好的间隔层,不在本发明的范围内。波纹纸盒材料对液体纸盒层压包装材料的技术含义和要求会有很大不同,因此不被本发明包含。
因此,箱纸板材料具有比用于液体包装的相应纸板更低的抗弯刚度,但是,在另一方面,具有比正常液体纸板材料或者比在此情况下适合的其他纸或纤维素材料更高的SCT指数,即在机器方向(MD)上每克重单位有更高的SCT值。
SCT值是由国际标准ISO 9895测量的性能,并且依靠它来比较不同的箱纸板材料。SCT或短压缩测试测量在CD和MD方向上纸纤维的内部抗压强度,即纸的平面内抗压强度。此属性因测量的特定纸张的克重而变化。纸制品的克重根据ISO 536测量。
由具有更高SCT指数的材料制成的包装具有更好的可堆叠性,并且因此是纸盒材料的平面内(x-y平面)的每克重的抗压强度的测量值。箱纸板材料通常在MD方向上具有超过30Nm/g的SCT指数,因此将提供i.a.液体纸板层压材料所需的抗压强度和可堆叠性。
为了比较,今天的液体纸板材料具有约25Nm/g的SCT指数,但是随后也针对所有其他性质进行了优化,因为它们作为液体纸盒层压包装材料中的尺寸稳定性的主要提供者被依赖。当用层压材料中的夹层结构中的低成本间隔层替换当今优化的液体纸板时,这种间隔层需要具有高于30Nm/g的更高的SCT指数,以便补偿当去除现有技术的纸板时失去的特性。
最内的可热封热塑性聚合物层可以是聚烯烃,例如聚乙烯。
用于本发明的层压包装材料中的最外和最内的可热封液密层的合适热塑性聚合物的示例是聚烯烃,例如聚乙烯和聚丙烯均聚物或共聚物,优选聚乙烯,更优选选自低密度聚乙烯(LDPE)、线型LDPE(LLDPE)、单-位点催化剂茂金属聚乙烯(m-LLDPE)及其混合物或共聚物的聚乙烯。根据一个优选的实施方式,最外的可热封且液密层是LDPE,而最内的可热封液密层是用于最佳层压和热封性能的m-LLDPE和LDPE的混合组合物。可以通过(共)挤出涂覆熔融聚合物至所需厚度来施加最外和最内的热塑性聚合物层。可以替代地以预制的、取向的或非取向的膜的形式施加最外和/或最内的液密和可热封层。根据另一实施方式,例如当仅需要低厚度的这种最外层时,可以通过热塑性聚合物的水分散体涂覆来施加最外的可热封的液密和保护性热塑性聚合物层。
与上面关于最外层和最内层列出的相同的基于热塑性聚烯烃的材料,特别是聚乙烯,也可以适用于层压材料内部的粘接层,例如在主体材料层和阻隔金属箔之间。
可以将热机械稳定的聚合物层与至少一个热塑性聚合物中间粘接层一起层压在铝金属箔和主体材料层之间。
因此,本发明方法的步骤b)可通过以下方式执行:在铝金属箔幅材和主体材料层幅材之间熔融共挤出具有至少一个热塑性聚合物中间粘接层的熔融多层与热机械稳定的聚合物层,然后在层压辊压区中挤压各层以使其相互粘附。
铝金属箔可以是9μm或更薄,例如7μm或者更薄,例如比6.5μm薄,例如6.3μm。通过热机械稳定的聚合物层的支撑,形成了更稳健和更坚固的打开层压膜,从而支撑了铝金属箔,在填充机器操作中,在从层压包装材料形成包装、填充和密封包装期间,铝金属箔本身容易受到热和机械应力(例如灭菌温度和压力突然变化)的影响。
替代地,也可以将铝箔做得更薄,例如6μm或者更薄,例如5μm或更薄。由于受到热机械稳定的聚合物层的支撑,当受到这种热和机械应力的作用时,打开的层压膜的性能仍可以保持在可接受的水平。
可以以0.5至10g/m2,例如1至6g/m2,例如2至4g/m2的量施加热机械稳定层。
铝金属箔可通过至少一个聚烯烃(例如聚乙烯,例如低密度聚乙烯(LDPE))中间粘接层或粘合性聚合物(例如用羟基或羧基官能团改性的聚烯烃基聚合物)中间粘接层或其混合物中间粘接层层压到主体材料层上。
在另一实施方案中,可以在铝金属箔的内侧上添加热机械稳定的聚合物层层,其然后还防止包装食品中的游离脂肪酸从食品迁移到铝箔中,因此阻隔层的阻隔性能可保持不变,并且内侧热封聚合物层与阻隔金属箔或阻隔涂层膜的粘附力可保持更长的货架期。
替代地,可以通过以0.5至4g/m2,例如1-2g/m2的干含量施加的丙烯酸改性的聚乙烯共聚物的粘合剂将铝金属箔层压至主体层。铝阻隔箔因此可以仅以非常少量的干含量为20至50重量%,例如30至50重量%的水性粘合剂组合物层压到主体材料层上,该水性粘合剂组合物能部分吸收到主体层纤维素表面的纤维网络中,使得仅施加约1-2g/m2的粘合性聚合物并将表面层压在一起。
用于挤出层压层压材料内部的粘接层的其他合适的粘合性聚合物,例如作为最内的可热封层和铝金属箔之间的中间粘接层是所谓的粘性热塑性聚合物,例如改性聚烯烃,其主要基于LDPE或LLDPE共聚物,或接枝共聚物,其具有含有单体单元的官能团,例如羧酸官能团或缩水甘油基官能团,例如(甲基)丙烯酸单体或马来酸酐(MAH)单体,(即,乙烯丙烯酸共聚物(EAA)或乙烯甲基丙烯酸共聚物(EMAA))、乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物(EG(M)A)或MAH接枝聚乙烯(MAH-g-PE)。这种改性聚合物或粘性聚合物的另一个示例是所谓的离聚物或离聚物聚合物。
相应的改性聚丙烯基热塑性粘合剂或粘接层也可能是有用的,具体取决于最终包装容器的要求。
这样的粘合性聚合物层或“粘结”层可以与最内的热塑性聚合物层一起施加,或者与主体材料层和铝金属箔之间的其他热塑性聚合物中间粘接层在共挤出涂覆操作中一起施加。
当热机械稳定的聚合物层是聚酰胺时,与粘合性聚合物共挤出涂覆的最佳粘合效果在粘合性聚合物是已接枝有含有马来酸酐基团的单体的低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯基聚合物(linear low density polyethylene base polymer),即MAH-g-PE时已看到。
另一方面,EAA或EMAA粘合性聚合物作为用于将相邻的聚乙烯层粘合到铝箔的粘合聚合物层提供最佳的可能的粘合性,这是铝金属箔内侧的粘合剂聚合层优选为EAA或EMAA的原因。
如上所述,可以在一个共同的步骤b-d中,将热机械稳定的聚合物层与至少一个热塑性聚合物中间粘接层在铝金属箔和主体材料层之间一起熔融共挤出涂覆。这是在一次共挤出操作中施加层压聚合物层,即与其他熔融聚合物层一起施加的最经济和最合理的方法。然而,如果要在主体层和铝箔之间施加大量的聚合物,则可以在两个挤出层压步骤中将它们熔融挤出。
替代地,在一个共同的步骤c-d)中,可以将热机械稳定的聚合物层与最内的可热封层一起熔融共挤出涂覆到铝金属箔上。可行的,然而,更昂贵的是,将其分两步进行,即以预制薄膜的形式将内侧可热封层通过挤出层压施加到铝金属箔的内侧,熔融共挤出热机械稳定的聚合物层与在熔融共挤出热机械稳定的聚合物层和铝金属箔之间的粘合性聚合物相邻层。
在另一实施方案中,层压材料的外部可热封层可以作为一个或两个预先制造的膜提供。因此,可以将这样的膜预层压至主体材料层,和/或预层压至铝金属箔上,以便随后层压至主体层的内侧。当将膜层压到阻隔层或印刷的装饰层上时,可以仅通过将膜热压层压到相邻层上来层压它们,特别是如果粘合性聚合物(例如EAA或EMAA)预涂层或集成层是存在于或施加在层压表面之一上时。
在一实施方案中,按以下顺序,通过以下方式,将主体材料层层压到铝金属箔上:热塑性层第一中间粘接层,其粘附并接触主体材料层;第一粘合性聚合物层,其粘附并接触热塑性聚合物第一中间粘接层的相反侧;热机械稳定层,其粘附并接触第一粘合性聚合物层的相反侧;以及第二粘合性聚合物层,其粘附并接触热机械稳定层的相反侧,并将热机械稳定层粘合到铝金属箔上。
优选地,热塑性层中间粘接层是LDPE,以产生与纤维素基主体材料层的牢固粘结。可以在高于300℃的高温下将LDPE共挤出,以使聚合物熔体可以穿透主体层的纤维素材料表面并牢固地与其结合。粘合性聚合物必须在较低的温度,例如低于280℃下挤出,并且可能达不到足够高的粘合强度。LDPE层与例如纸板之间的粘附结合的强度足以抵抗分层测试中的分层。分层通常会首先在LDPE和纸表面之间的界面以外的任何其他层界面上发生。
优选地,然后第一和第二粘合剂层的粘合性聚合物是用马来酸酐接枝改性的聚乙烯(MAH-g-PE)。LDPE对聚酰胺的粘合性在用马来酸酐改性型的粘合性聚合物的情况下是较高的,并且对于铝箔的粘合性是良好的且对于铝箔的外侧是足够的。在该实施方案中,优选以5至10g/m2,例如6至8g/m2的量施加聚乙烯中间粘接层,从包装层压强度(粘合强度)和层压制造工艺的角度来看,这都是粘接层的经济且合适的层厚度。需要5g/m2,例如8g/m2的最小量的这种另外的粘接层,以在共挤出层压操作期间通过提供给中间结合、粘合剂和热机械稳定的聚合物层熔体帘的足够的热量和稳定性来支撑热机械稳定层。如上所述,特别需要提供足够的热量以牢固地结合到主体材料层。
因此,在层压打开膜材料中,层压膜材料(L)从层压打开膜材料的外侧到内侧包括以下顺序的层压层:即最外面的热塑性聚合物层,热塑性聚合物中间粘接层,第一粘合性聚合物层,热机械稳定层,第二粘合剂层和最内的热塑性层。
优选地,热塑性聚合物中间粘接层是低密度聚乙烯,并且第一和第二粘合性聚合物是马来酸酐接枝改性的聚乙烯,以使在一侧上的热机械稳定的聚酰胺基层和LDPE层与在另一侧上的铝金属箔之间具有最佳的粘合强度。
因此,本发明方法的步骤b)可以通过以下方式进行:将热塑性聚合物中间粘接层的熔融多层聚合物帘与第一粘合性聚合物层、热机械稳定的聚合物、第二粘合性聚合物层、铝金属箔一起熔融共挤出,以接触主体材料层的幅材,并且同时在层压辊压区中挤压各层以使其彼此粘合,其中所述第一粘合性聚合物层粘附并接触热塑性聚合物中间粘接层的相反侧,以及热机械稳定的聚合物接触第一粘合性聚合物层的相反侧,以及第二粘合性聚合物层粘附并接触热机械稳定的聚合物层的相反侧,并且粘附并接触在其外侧上的铝金属箔的幅材。
实施例和附图说明
在下文中,将参考附图来描述本发明的优选的实施方式,其中:
图1a示出了根据本发明的具有开口区域的层压包装材料的示意性横截面图,其中,没有主体材料层,而另外的层压层是“膜”。
图1b示出了这样的层压包装材料的另一实施方案的示意性截面图,
图1c示出了这样的层压包装材料的另一实施方案的示意性截面图,
图2a示意性地示出了根据本发明的方法的示例,该方法用于将铝金属箔层压到主体材料层上,
图2b示意性地示出了根据本发明的方法的示例,该方法用于将最内的热塑性聚合物层层压到根据图2a中描述的操作产生的先前层压的主体材料和铝箔上,
图3a、3b、3c示出了由根据本发明的层压包装材料生产的包装容器的典型示例,
图4示出了如何从包装层压材料以连续的卷筒进给、形成、填充和密封工艺制造包装容器的原理,
图5示出了当在膜的一侧上经受快速压力“抽吸”时,层压打开膜在施加的压力下破裂,以及
图6示出了施加到层压打开膜的一侧的超压如何影响膜的OTR。
测试方法
氧气透过率(OTR)是根据ASTM F1927-14或ASTM F1307-14在23℃的温度下,以空气作为测试气体,相对湿度RH为50的条件下进行测量的。
因此,测量值的单位为:在23℃和50%RH的情况下,每个样品的cm3/(0.2atm,24小时)。样品是包含打开膜的包装材料片,其直径为20mm。
用于确定OTR的方法确定在给定的大气压力和选定的驱动力下,在定义的温度下通过材料的氧气量/表面和时间单位。
通过将包含打开膜的包装材料片固定在合适位置上,以使可以在一定时间内从内侧(即,包装材料的内侧,以及当由该包装材料制成时得到的包装容器的内侧)加压,来测试“破裂时的膜强度”。对于这些测试,时间设置为0.250秒。从高于进行实验的周围大气压的0.7bar开始,以0.1bar的增量步长逐渐且逐步增加压强(在每一步施加压强持续0.250秒),直到膜破裂。
因此在图1a中以横截面示出了本发明的层压包装材料的第一实施方案10a。其包括用于液体包装的纸板主体材料层11a,其克重为约270g/m2。
在主体材料层11a的要指向由层压材料形成的包装容器的内侧的内侧上,层压材料包括铝金属箔12a。铝金属箔的厚度为5μm。铝金属箔通过多层粘结结构层压到主体材料层,该多层粘结结构包括:粘附并直接接触主体材料纸板的8g/m2的第一LDPE粘接层13a;3g/m2的第一MAH-g-LDPE粘合性聚合物“粘结”层14a,其与LDPE层的另一侧相邻并直接接触;4g/m2的PA-6聚酰胺热机械稳定层15a,其与第一粘合性聚合物层相邻并直接接触;和3g/m2的第二粘合性聚合物或所谓的“粘结”MAH-g-LDPE粘合性聚合物层16a,其与热机械稳定的PA层相邻并直接接触。第二粘合性聚合物层也直接粘附到铝金属箔的外侧,即,将热机械稳定层15a粘合到铝箔12a上。
在铝金属箔的另外的内侧上,存在最内的可热封的热塑性层17a,它也是包装层压材料的层,其将与最终包装容器中的填充食品直接接触。将最内的可热封的聚合物层17a与中间粘合剂EAA层18a一起熔融共挤出涂覆到铝箔上。
在通过(共)挤出层压聚酰胺热机械稳定层15a、LDPE粘接层以及第一和第二粘合性聚合物层来层压主体材料层11a和铝金属箔12a之后,将最内的热塑性聚合物层17a共挤出涂覆到铝金属箔上。
该层压层构造具有提供对主体材料层的高粘附性的优点,因为可以在比任何粘合性聚合物或热机械稳定的聚合物更高的温度下将LDPE挤出涂覆到纤维素表面上。此外,由于该较高的温度,因而通过层压膜中的打开孔将外部LDPE层粘附到主体材料层的外侧上的粘附性将更好。进一步的优点是在主体材料层和阻隔层之间而不是在阻隔层的内侧上包括热机械稳定的聚合物层,从而避免了在包装形成时对内层的热密封的任何干扰。
最内的热塑性聚合物层是选自聚烯烃的可热封聚合物,例如聚乙烯,例如,在这种情况下是包括茂金属催化的线性低密度聚乙烯(m-LLDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)的混合物的组合物。替代地,或者另外,可将层压包装材料的最内侧上的可热封材料分成两个不同种类的聚乙烯部分层,例如可能存在接触粘合性聚合物层的第一LDPE中间层和第二上述混合物最内层。
另一方面,在主体材料层11a的外侧,包装材料包括最外的液密且透明的LDPE层19a,其被挤出涂覆到主体材料层上。
在图1b中,示出了层压包装材料10b的第二实施方案的类似横截面。该层压材料除了主体材料层和铝金属箔之间的层构造之外与图1a中的材料相同。多层粘接层构造不包括如图1a所示的朝向纸板主体内侧的LDPE层,而仅包括4g/m2的热机械稳定的聚酰胺中间层15b,聚酰胺中间层15b被量分别为3至4g/m2的EAA第一和第二粘合性聚合物层14b和16b包围。因此,第一粘合性聚合物层14b直接且邻近地接触纸板,并且第二粘合性聚合物层16b直接且邻近地接触铝箔12b。
在不同的实施方案中,还可以去除第一粘合性聚合物层,使得作为聚酰胺的热机械稳定的聚合物层15将直接粘合到主体纸板11上并与之直接接触。替代地,为了实现挤出-层压工艺目的,可以增加粘合性聚合物层的厚度,或者添加附加层LDPE 13以将第二粘合性聚合物层16粘合到铝箔上。通过膜层结构内的孔,在纸板的相反侧上,将热机械稳定的聚酰胺层粘附到LDPE最外层19上的粘附性可能不是很好,但对于小的吸管孔、穿孔等可能效果很好。
图1c示出了根据本发明的层压包装材料的第三实施例10c的横截面。该层压包装材料与图1a和1b中所述的层压包装材料具有相同的纸板以及相同的最外和最内的热塑性聚合物层,但是热机械稳定层15c代替地位于铝金属箔12c的内侧。将热机械稳定的聚酰胺层15c与周围的第一和第二相邻的粘合性聚合物层14c和16c(其为EAA)以及最内的可热封的LDPE/mLLDPE混合物层17c一起熔融共挤出涂覆到铝箔上。
铝箔12c借助于单个LDPE中间粘接层13c粘结至主体纸板11c。
在图2a中,示意性地示出了如图1所示的纸板主体层11幅材如何从卷轴21向前运送并且在层压辊压区25中挤出层压到从卷轴向前运送的铝金属箔12幅材上。图1a或1b中所示的包括多层构造的粘接层或图1c的单个LDPE粘接层的熔融聚合物帘23在主体材料层11和铝箔12之间被挤出24到层压压区25中,并且被压在一起并冷却以固化熔融的层压聚合物,从而将纸板和铝箔永久性地粘合在一起,以产生预层压材料26。在这种情况下,运送得到的预层压材料,以进行层压工艺的下一个操作,在这种情况下,如结合图2b进一步描述的。
在图2b中,示意性地示出了如图1a至图1c中的主体材料层、铝金属箔和一个或者多个热塑性聚合物中间粘接层的预层压材料26的幅材如何运送到另一层压辊压区27。在辊压区27,内侧聚合物层,即粘合性聚合物层18a;18b;14c和16c,热机械稳定层15c和最内层19a;19b;19c的熔融帘28向下挤压29到层压辊压区27中;以及冷却以通过挤压并固化聚合物层18、19、14-16到铝箔幅材的内表面上以作为多层膜涂层被涂覆到铝箔层12的相反的内侧上。可以将所得的层压材料30进行进一步的相似的层压操作,以将LDPE外侧层19挤出涂覆层压到纸板层11的相反的外侧上,或者如果这在上述层压步骤之前已经完成的话,则到达卷绕站,以进一步运输在卷轴上的包装层压材料和存储在卷轴上包装层压材料。
图3a示出了由根据本发明的包装层压材料10a;10b;10c生产的包装容器30a的实施方式。包装容器特别适用于饮料、调味酱、汤等。通常,这样的包装具有约100至1000ml的体积。它可以是任何构造,但是最好是砖形的,分别具有纵向和横向密封件31a和32a,并且可选地具有开启装置33。在另一个未示出的实施方式中,包装容器可以成形为楔形。为了获得这样的“楔形”,只有包装的底部部分被折叠成形,使得底部的横向热封件被隐藏在三角形折翼下面,其被折叠并密封在包装的底部。顶部横向密封保持展开状态。以这种方式,当被放置在食品商店的搁架或桌子等上时,半折叠的包装容器仍然容易搬运并且尺寸稳定。
图3b示出了由根据本发明的替代包装层压材料生产的包装容器30b的可选的优选示例。替代的包装层压材料通过具有较薄的纤维素主体层11而较薄,所以它在尺寸上没有稳定到足以形成立方体、平行六面体或楔形包装容器,并且不在横向密封32b之后折叠成形。因此,它将保持枕形袋状容器,并以这种形式分配和销售。
图3c示出了由预切片材或坯料、由本发明的包括纸板主体层和耐用阻隔膜的层压包装材料折叠形成的山顶形包装30c。平顶包装也可以由类似的坯料制成。
图4示出了在本申请的介绍中描述的原理,即,通过在搭接接头43中彼此结合的幅材的纵向边缘42将包装材料的幅材形成为管41。用预期的液体食品填充管44,并且通过管的重复的横向密封件45在管内的填充内容物的水平面之下彼此相距预定的距离处将管分成单独的包装。包装46通过横向密封件中的切口分开,并且通过沿着材料中预先准备好的折痕线折叠形成而被赋予期望的几何构造。
图5是示出在如上所述测量“破裂时的膜强度”测试的测试中层压打开膜在什么压力下破裂的图。用所指示的标准偏差显示测得的值。开口的直径为20mm。可以看出,在较低的施加膜压力下,未被支撑(即仅层压至常规低密度聚乙烯层)的铝箔的层压打开膜较早破裂。然而,在主体层材料和铝金属箔之间的、也与每平方米几克的聚酰胺(PA6)层压的、与其他中间热塑性粘接层一起作为共挤出层的相同的膜直到更高的施加膜压力才破裂。即使铝金属箔较薄,也就是5μm而不是6.3μm,情况仍然如此。在由层压包装材料制成的包装容器中,这种效果在层压打开膜的质量上也很明显。可以看出,由附加的聚酰胺层支撑的膜的可打开性得到了改善,打开孔周围的边缘磨损的情况较少,并且在未打开的打开膜中没有任何缺陷。这表明本发明的层压打开膜材料对铝金属箔阻隔层提供了更好的支撑,并防止被包装材料在填充机中受到的机械应力破坏。众所周知,进一步对膜施加热量对打开膜中的这种无支撑的铝箔具有进一步的有害作用。热机械聚酰胺组合物的较高熔点(通常在200℃左右或更高)为铝箔提供了足够的支撑,即使其他基于聚烯烃的层变软并变得太柔软而不能提供足够的支撑,也仍然可以抵抗这种机械损伤和应力。
图6是示出施加到层压打开膜上的超压对膜的OTR的影响的图。因此,在膜的一侧上施加1巴的压强之前和之后,测量包括层压打开膜的样品的OTR(23℃,50%RH)。关于对OTR的影响,此处还测试了图5中测试的两个层压打开膜。另外,还测试了不含聚酰胺但较薄的铝箔的样品。
从这些结果可以得出结论,与6.3μm的较厚的铝金属箔相比,具有5μm的较薄的铝箔的层压膜对来自作用在膜上的压力的这种应力明显更敏感。还可以得出结论,每平方米几克的聚酰胺-6可以防止层压膜受到任何损坏,即使铝金属箔薄至5.0μm也是如此。
因此,如所附权利要求书所限定的,根据本发明的包装材料提供了由其制成的更稳固的包装容器,其具有改善的包装完整性和改善的气体阻隔性。根据优选实施方案,包装材料还提供了由本发明的材料制成的包装容器的改进的可打开性。
本发明不受上面所示和所述的实施方式的限制,而是可以在权利要求的范围内变化。作为一般性评论,层的厚度之间的比例,层之间的距离以及其他特征的尺寸和它们相互比较的相对尺寸不应该被认为是如附图所示的,其仅仅示出了彼此相关的顺序和层的类型,并且所有其他特征应按说明书所描述的那样理解。
Claims (16)
1.层压的纤维素基液体食品包装材料(10a;10b),其包括具有通孔、开口或缝隙(20)的主体材料层(11a;11b),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),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),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),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)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,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)和所述主体材料层(11a;11b)之间,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)为6μm或更薄。
3.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)为5μm或更薄。
4.根据权利要求1-3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)以0.5至10g/m2的量施加。
5.根据权利要求1-3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)以1至6g/m2的量施加。
6.根据权利要求1-3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)以2至4g/m2的量施加。
7.根据前述权利要求1-3中任一项所述的层压包装材料,其中,所述主体材料层(11a;11b)具有100至350g/m2的克重。
8.根据前述权利要求1-3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。
9.根据权利要求8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)。
10.根据权利要求8所述的层压包装材料,其中,以5至10g/m2的量施加所述聚乙烯中间粘接层(13a)。
11.根据权利要求8所述的层压包装材料,其中,以6至8g/m2的量施加所述聚乙烯中间粘接层(13a)。
12.层压打开膜材料(L),其覆盖层压包装材料(10a;10b)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)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),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物层(15a;15b),所述聚合物组合物具有高于150℃的熔点并且包含至少70重量%的聚合物,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,铝金属箔(12a;12b),至少一个粘合性聚合物层(14a,16a,18a;14b,16b,18b)和最内的可热封且液密的热塑性聚合物层(17a;17b)。
13.根据权利要求12所述的层压打开膜材料,其中所述层压膜材料(L)从所述层压打开膜材料的外侧到内侧包括以下顺序的层压层,即,所述最外的热塑性聚合物层(19a)、热塑性聚合物中间粘接层(13a)、第一粘合性聚合物层(14a)、热机械稳定层(15a)、第二粘合剂层(16a)、铝金属箔(12a;12b)和所述最内的热塑性层(17a)。
14.根据权利要求13所述的层压打开膜材料,其中,所述热塑性聚合物中间粘接层(13a)是低密度聚乙烯,并且所述第一和第二粘合性聚合物(14a,16a)是马来酸酐接枝改性的聚乙烯。
15.液体食品包装容器(30a;30b;30c),其包括根据权利要求1-11中任一项所述的层压包装材料或根据权利要求12-14中任一项所述的层压打开膜材料。
16.制造根据权利要求1-11中任一项所述的层压的纤维素基液体食品包装材料或根据权利要求12-14中任一项所述的层压打开膜材料的方法,其包括任何顺序或任何组合的以下步骤:
a)朝向层压辊压区运送(21、22)主体材料层(11a;11b)第一幅材(11)和铝金属箔(12a;12b)第二幅材(12),该主体材料层(11a;11b)具有通孔、开口或缝隙(20),每个限定打开区域,
b)在所述铝金属箔(12a;12b)幅材和所述主体材料层(11a;11b)幅材之间通过将具有至少一个热塑性聚合物中间粘接层(13a,14a,b,16a,b)的熔融多层与热机械稳定的聚合物(15a;15b)一起熔融共挤出(24),然后在所述层压辊压区中挤压所述层以彼此粘附来将所述第一幅材和所述第二幅材彼此层压(25),所述热机械稳定的聚合物层(15a;15b)是具有高于150℃的熔点、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,
c)在所述铝金属箔幅材的与所述主体材料层侧相反的内侧上层压(27、18)最内的可热封热塑性聚合物层(17a;17b),
d)在所述主体材料层幅材的与所述铝金属箔侧相反的外侧上层压最外的热塑性聚合物层(19a;19b),
因此,在所述通孔、开口或缝隙的区域内将所述铝金属箔、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彼此层压,以在所述打开区域内形成不包含所述主体材料层的层压打开膜材料(L)。
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