CN111347737A - 一种层压材料及其制作方法、包装容器及其制作方法 - Google Patents

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刘华文
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Abstract

本申请公开了一种层压材料及其制作方法、包装容器及其制作方法，属于包装技术领域。本申请公开的层压材料包括依次层叠设置的外层、芯层和内层，其中，外层最远离芯层一侧表面的摩擦系数小于0.4。通过上述方式，本申请能够降低层压材料外侧表面的摩擦系数。

Description

一种层压材料及其制作方法、包装容器及其制作方法
技术领域
本申请涉及包装技术领域，特别是涉及一种层压材料及其制作方法、包装容器及其制作方法。
背景技术
现有的用于制作液体食品包装容器的层压材料不与食品接触的外侧表面通常是聚烯烃塑料薄膜层，在将层压材料加工成包装容器的过程中，层压材料片材与片材之间，以及片材与加工设备的传送辊或传送带之间必然会产生摩擦。而聚烯烃塑料薄膜表面的摩擦系较大，会降低层压材料片材的传送位置精确度，导致加工尺寸误差大，甚至导致片材与片材之间粘连。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种层压材料及其制作方法、包装容器及其制作方法，能够降低层压材料外侧表面的摩擦系数。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：
提供一种层压材料，包括依次层叠设置的外层、芯层和内层，其中，所述外层最远离所述芯层一侧表面的摩擦系数小于0.4。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：
提供一种层压材料的制作方法，包括：在芯层的内侧表面形成内层；在所述芯层的外侧表面形成外层，其中，所述外层最远离所述芯层一侧表面的摩擦系数小于0.4。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：
提供一种包装容器的制作方法，包括：提供如上述技术方案所述的层压材料；将所述层压材料模切成片材；对所述片材进行刨边、折叠、烫接封合操作。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：
提供一种包装容器，由上述技术方案所述的包装容器的制作方法制作所得。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供的层压材料包括依次层叠设置的外层、芯层和内层，其中，外层最远离芯层一侧表面的摩擦系数小于0.4，本申请层压材料外侧的摩擦系数较小，则在后续被加工形成包装容器的工艺过程中，能够提高层压材料片材的传送位置精确度，降低加工尺寸误差，降低片材与片材之间出现粘连的几率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1为本申请层压材料一实施方式的截面结构示意图；
图2为光油涂层一实施方式包含镂空区域和其他区域的示意图；
图3为本申请层压材料的制作方法一实施方式的流程示意图；
图4为在芯层的内侧表面形成内层一实施方式的流程示意图；
图5为在芯层的外侧表面形成外层一实施方式的流程示意图；
图6为本申请包装容器的制作方法一实施方式的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，图1为本申请层压材料一实施方式的截面结构示意图，层压材料100包括依次层叠设置的外层11、芯层12和内层13，其中，外层11最远离芯层12的一侧表面A的摩擦系数小于0.4，例如，摩擦系数为0.3、0.2、0.1等。现有技术中，层压材料不与液体食品接触的外侧表面的摩擦系数一般在0.4～0.8范围内，本申请层压材料100的外层11最远离芯层12的一侧表面A即为其最外侧，摩擦系数小于0.4，则在后续被加工形成液体食品的包装容器的工艺过程中，能够提高层压材料片材的传送位置精确度，降低加工尺寸误差，降低片材与片材之间出现粘连的几率。
进一步地，请继续参阅图1，本实施方式中，层压材料100的外层11包括层叠设置的光油涂层111和防水层112，其中，防水层112位于光油涂层111和芯层12之间。光油涂层111可以有效降低层压材料100外侧的摩擦系数，包括动摩擦系数和静摩擦系数，使之小于0.4，防水层112起到防水作用，还用于增加光油涂层111与芯层12之间的粘结牢度，防止光油涂层脱落。
具体地，光油涂层111的绝干克重范围为1～5g/m2，比如1g/m2、3g/m2、5g/m2等，克重越大代表厚度越厚，具体数据可以根据本申请层压材料的制作过程中单片层压材料的面积大小来选择，面积越大，克重越高，即越大面积的单片层压材料需要形成越厚的光油涂层。
具体地，防水层112包括聚烯烃，其中，聚烯烃包括低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、丙烯共聚物和丙烯三元聚合物中至少一种，其克重范围为10～18g/m2，例如10g/m2、15g/m2、18g/m2，优选的克重范围为12～16g/m2，例如12g/m2、14g/m2、16g/m2。本实施方式通过选择合适克重范围的低密度聚乙烯作为防水层来实现防水作用，同时增加光油涂层111与芯层12之间的粘结牢度，防止光油涂层脱落。
本申请层压材料100在被加工为液体食品的包装容器时，层压材料片材上有与后续工艺对应的烫接封合区域，如果在烫接封合区域也形成光油涂层，则会影响烫接封合的工艺效果，可能造成包装容器密封不严密及封合强度低等问题，因此，如图2所示，本实施方式的光油涂层111包括镂空区域D和其他区域E，该镂空区域D的位置与层压材料100被加工成包装容器时的烫接封合区域对应。如此，在形成光油涂层111时，镂空区域D是没有施涂光油的，只在除镂空区域D之外的其他区域E施涂光油，则不会影响烫接封合工艺效果。
本申请层压材料100的芯层12为带有印刷图案的液体无菌包装原纸，克重范围170～330g/m2，例如170g/m2、250g/m2、330g/m2，克重越大代表厚度越厚，可以根据包装容量的大小选择合适的原纸，比如包装容量为2L的选择300g/m2的克重，包装容量为0.5L的选择150g/m2的克重。
请继续参阅图1，本申请层压材料100的内层13包括依次层叠设置的第一粘结层131、阻挡层132、第二粘结层133和食品接触层134，其中，第一粘结层131与芯层12接触。阻挡层132用于阻挡气体特别是氧气和水蒸气，层压材料被制成包装容器并包装了液体食品(比如牛奶)之后，如果有氧气或水蒸气透过层压材料进入容器内部，则液体食品的保质期将缩短。第一粘结层131可以增加阻挡层132与芯层12之间的粘结牢度，防止阻挡层132脱落；进一步地，当其内侧的阻挡层132、第二粘结层133或者食品接触层134出现针孔、开裂等情况时，该层能够起到防护作用，保护包装容器内的无菌环境。食品接触层134位于层压材料100的最内侧表面B，用于阻隔层压材料100与被包装的液体食品(比如果汁、酸奶等)，食品接触层134直接与被包装的液体食品接触，成分上需要做到安全稳定，以保持被包装的液体食品的风味。第二粘结层133则用于增加阻挡层132与食品接触层134之间的粘结牢度，防止食品接触层134脱落。
具体地，第一粘结层131包括聚烯烃，其中，聚烯烃包括低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、丙烯共聚物和丙烯三元聚合物中至少一种，其克重范围为15～35g/m2，例如15g/m2、25g/m2、35g/m2等，可以根据芯层12的原纸的厚度选择合适的第一粘结层131的克重，原纸越厚，克重越高；和/或，阻挡层132包括铝箔，其厚度范围为5～10μm，比如5μm、8μm、10μm等，优选6～9μm，比如6μm、7.5μm、9μm等，选择合适厚度的铝箔作为阻挡层可以有效阻挡氧气和水蒸气，延长被包装液体食品的保质期；和/或，第二粘结层133包括乙烯和甲基丙烯酸的共聚物，其克重范围为4～9g/m2，例如4g/m2、8g/m2、9g/m2等，优选5～7g/m2，例如5g/m2、6g/m2、7g/m2等，选择合适克重的第二粘结层133可以有效提高阻挡层132与食品接触层134之间的粘结牢度，防止食品接触层134脱落；和/或，食品接触层134包括依次层叠设置的第一接触层1341和第二接触层1342，其中，第一接触层1341与第二粘结层133接触，其克重范围为8～25g/m2，例如8g/m2、15g/m2、25g/m2等；第一接触层1341由低密度聚乙烯形成，或者，第一接触层1341由低密度聚乙烯和茂金属聚乙烯混合形成，其中茂金属聚乙烯的质量含量为10％-70％，例如10％、40％、70％等；第二接触层1342的克重范围为8～25g/m2，例如8g/m2、15g/m2、25g/m2等，其由低密度聚乙烯和茂金属聚乙烯混合形成，其中茂金属聚乙烯的质量含量为30％-70％，例如30％、50％、70％等。第一接触层1341和第二接触层1342在层压材料100被加工成包装容器时起到烫接封合作用，保证包装容器的密封性和封合强度，同时可以保持被灌装的果汁、牛奶等液体食品的风味。
请结合图1参阅图3，图3为本申请层压材料的制作方法一实施方式的流程示意图，本实施方式包括如下步骤：
S301，在芯层12的内侧表面形成内层13。在一个应用场景中，芯层12以卷材的方式提供，芯层卷材的内侧即为芯层12的内侧，在形成内层13之前，采用喷射火焰工艺对芯层卷材内侧和外侧进行表面活化处理，同时烧去芯层12表面的纸毛，以提高芯层12与内层13和外层11的粘结牢度。其中，内层13包括依次层叠设置的第一粘结层131、阻挡层132、第二粘结层133和食品接触层134，如图4所示，步骤S301(在芯层12的内侧表面形成内层13)具体包括如下子步骤：
S3011，采用挤压涂布工艺在芯层12的内侧表面与阻挡层132之间形成第一粘结层131。本实施方式中第一粘结层131包括聚烯烃，其中，聚烯烃包括低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、丙烯共聚物和丙烯三元聚合物中至少一种，第一粘结层131起到防水作用，同时能够增加芯层12和阻挡层132之间的粘结牢度。挤压涂布工艺中挤出温度范围为300～325℃，例如300℃、315℃、325℃等。本实施方式中，阻挡层132包括铝箔，铝箔以铝箔卷材的形式提供，在采用挤压涂布工艺在芯层12的内侧表面与阻挡层132之间形成第一粘结层131之前，采用电晕处理工艺对铝箔卷材进行表面活化处理，能够提高芯层12与阻挡层132之间的粘结牢度。电晕处理之后，通过流延挤出涂布工艺将聚烯烃涂布在芯层卷材和铝箔卷材的中间，并将其压在一起，以在芯层12的内侧表面形成依次层叠设置的第一粘结层131和阻挡层132。
S3012，采用共挤工艺在阻挡层132远离第一粘结层131的一侧表面同时形成第二粘结层133和食品接触层134，其中，第二粘结层133位于阻挡层132与食品接触层134之间。第二粘结层133由粘结树脂(例如乙烯和甲基丙烯酸的共聚物)形成，食品接触层134包括依次层叠设置的第一接触层1341和第二接触层1342，第一接触层1341与第二粘结层133接触，第一接触层1341由低密度聚乙烯形成，或者，第一接触层1341由低密度聚乙烯和茂金属聚乙烯混合形成，其中茂金属聚乙烯的质量含量为10％-70％，例如10％、40％、70％等；第二接触层1342由低密度聚乙烯和茂金属聚乙烯混合形成，其中茂金属聚乙烯的质量含量为30％-70％，例如30％、50％、70％等。在芯层12的内侧表面形成层叠设置的第一粘结层131和阻挡层132之后，将粘结树脂、低密度聚乙烯、低密度聚乙烯与茂金属聚乙烯的混合物通过共挤工艺挤压涂布在阻挡层132远离第一粘结层131的一侧表面，即铝箔卷材的另一侧，其中共挤工艺的温度范围为260～295℃，例如260℃、280℃、295℃等，且共挤形成第二粘结层133、第一接触层1341和第二接触层1342三层的温度可以设置为相同或不同，只要在260～295℃范围内即可，以同时形成第二粘结层133、第一接触层1341和第二接触层1342。在另一实施方式中，在芯层12的内侧表面形成层叠设置的第一粘结层131和阻挡层132之后，将粘结树脂、低密度聚乙烯与茂金属聚乙烯的混合物、低密度聚乙烯与茂金属聚乙烯的混合物(两种混合物中茂金属聚乙烯的混合物所占质量比例可以相同也不相同)通过共挤工艺挤压涂布在阻挡层132远离第一粘结层131的一侧表面，同时形成第二粘结层133、第一接触层1341和第二接触层1342。
S302，在芯层12的外侧表面形成外层11，其中，外层11最远离芯层12一侧表面A的摩擦系数小于0.4。本实施方式中，芯层12以卷材的方式提供，芯层卷材的外侧即为芯层12的外侧，其中，在芯层卷材外侧形成的外层11包括依次层叠设置的防水层112和光油涂层111，如图5所示，步骤S302(在芯层12的外侧表面形成外层11)具体包括如下子步骤：
S3021，采用挤压涂布工艺在芯层12的外侧表面形成防水层112。本实施方式中防水层112包括聚烯烃，其中，聚烯烃低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、高密度聚乙烯聚丙烯、丙烯共聚物和丙烯三元聚合物中至少一种，挤压涂布工艺中挤出温度范围为300～325℃，例如300℃、315℃、325℃等。采用聚烯烃形成防水层112可以实现防水作用，同时增加芯层12与光油涂层111的粘结牢度，防止光油涂层111脱落。
S3022，采用印刷工艺在防水层112上形成光油涂层111。为进一步增加芯层12与光油涂层111的粘结牢度，在形成光油涂层111之前，采用电晕处理工艺对防水层112进行表面活化处理，能够进一步防止光油涂层111脱落。采用印刷工艺时需要先准备光油印版，再将光油印版放置在防水层112上，然后在光油印版上施涂光油以形成光油涂层111。本实施方式制作的层压材料100后续被加工为液体食品的包装容器时先被模切为包装材料片材，片材后续被进一步加工为包装容器以进行液体食品包装，层压材料片材上有与后续工艺对应的烫接封合区域，如果在烫接封合区域也形成光油涂层，则会影响烫接封合的工艺效果，可能造成液体包装容器密封不严密及封合强度低等问题，因此本实施方式中光油印版包括开口区和遮避区，遮蔽区与将层压材料加工成包装容器时的烫接封合区域对应，只在开口区内施涂光油，不会影响后续烫接封合的工艺效果。在一个应用场景中，可以将施涂光油的印刷机组与后续工艺的模切机组合并组合，采用同一个定位控制系统来控制施涂光油和模切的定位，减少累计产生误差，提高加工精度，同时减少工段的增加，降低生产成本。
下面结合具体的实施例来表征本申请层压材料的性能。请参阅表1，表1为层压材料层结构及摩擦系数对比表，实施例1-3及对比例1-2与序号2-8对应的层结构均相同，区别点在于与序号1对应的光油涂层，摩擦系数测试方法参照《GB/T 10006-1988塑料和薄片摩擦系数测定方法》，测试摩擦系数均采用层压材料外侧作为测试面，与其内侧摩擦。其中，实施例1-3中与序号1对应的光油涂层采用DIC公司的ECHO牌光油形成，实施例1-3及对比例1-2中与序号7和8对应的第一接触层和第二接触层均由30wt％LDPE(低密度聚乙烯)与70wt％m-PE(茂金属聚乙烯)的混合物形成。由表1中摩擦系数对比可知，实施例1-3经施涂光油后的层压材料，其静摩擦系数μS和动摩擦系数μD均低于0.4，且显著低于对比例1和对比例2，即本申请提供层压材料外侧的摩擦系数更小，在后续被加工形成液体包装容器的工艺过程中，能够提高层压材料片材的传送位置精确度，降低加工尺寸误差，降低片材与片材之间出现粘连的几率。
表1层压材料层结构及摩擦系数对比表
Figure BDA0002403116150000081
请参阅图6，图6为本申请包装容器的制作方法一实施方式的流程示意图，本实施方式包括如下步骤：
S601，提供上述实施方式所述的层压材料或者由上述实施方式所述的层压材料的制作方法制作所得的层压材料，具体可参见上述实施方式，在此不再赘述。
S602，将层压材料模切成片材。
S603，对片材进行刨边、折叠、烫接封合操作，得到包装容器。
本申请还提供一种包装容器，由上述实施方式所述的包装容器的制作方法制作所得，具体请参见上述实施方式，在此不再赘述。
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (19)

1.一种层压材料，包括依次层叠设置的外层、芯层和内层，其特征在于，
所述外层最远离所述芯层一侧表面的摩擦系数小于0.4。
2.根据权利要求1所述的层压材料，其特征在于，
所述外层包括层叠设置的光油涂层和防水层，所述防水层位于所述光油涂层和所述芯层之间。
3.根据权利要求2所述的层压材料，其特征在于，
所述光油涂层的绝干克重范围为1～5g/m2。
4.根据权利要求2所述的层压材料，其特征在于，
所述防水层的克重范围为10～18g/m2，包括聚烯烃，其中，所述聚烯烃包括低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、丙烯共聚物和丙烯三元聚合物中至少一种。
5.根据权利要求2所述的层压材料，其特征在于，
所述光油涂层包括镂空区域，所述镂空区域的位置与将所述层压材料加工成包装容器时的烫接封合区域对应。
6.根据权利要求1所述的层压材料，其特征在于，所述内层包括依次层叠设置的第一粘结层、阻挡层、第二粘结层和食品接触层，其中，所述第一粘结层与所述芯层接触。
7.根据权利要求6所述的层压材料，其特征在于，
所述第一粘结层的克重范围为15～35g/m2，包括聚烯烃，其中，所述聚烯烃包括低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、丙烯共聚物和丙烯三元聚合物中至少一种；和/或，
所述阻挡层的厚度范围为5～10μm，包括铝箔；和/或，
所述第二粘结层的克重范围为4～9g/m2，包括乙烯和甲基丙烯酸的共聚物；和/或，
所述食品接触层包括依次层叠设置的第一接触层和第二接触层，所述第一接触层与所述第二粘结层接触，其中，所述第一接触层的克重范围为8～25g/m2；所述第一接触层由所述低密度聚乙烯形成，或者，所述第一接触层由所述低密度聚乙烯和茂金属聚乙烯混合形成，所述茂金属聚乙烯的质量含量为10％-70％；所述第二接触层的克重范围为8～25g/m2，所述第二接触层由所述低密度聚乙烯和所述茂金属聚乙烯混合形成，所述茂金属聚乙烯的质量含量为30％-70％。
8.根据权利要求1所述的层压材料，其特征在于，
所述芯层的克重范围为170～330g/m2。
9.一种层压材料的制作方法，其特征在于，包括：
在芯层的内侧表面形成内层；
在所述芯层的外侧表面形成外层，其中，所述外层最远离所述芯层一侧表面的摩擦系数小于0.4。
10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述外层包括依次层叠设置的防水层和光油涂层，所述在所述芯层的外侧表面形成外层，包括：
采用挤压涂布工艺在所述芯层的所述外侧表面形成所述防水层；
采用印刷工艺在所述防水层上形成所述光油涂层。
11.根据权利要求10所述的制作方法，其特征在于，所述防水层包括聚烯烃，所述聚烯烃包括低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、丙烯共聚物和丙烯三元聚合物中至少一种，所述采用印刷工艺在所述防水层上形成所述光油涂层之前，还包括：
采用电晕处理工艺对所述防水层进行表面活化处理。
12.根据权利要求10所述的制作方法，其特征在于，所述采用印刷工艺在所述防水层上形成所述光油涂层，包括：
在所述防水层上放置光油印版，其中，所述光油印版包括开口区和遮避区，所述遮蔽区与将所述层压材料加工成包装容器时的烫接封合区域对应；
在所述开口区内施涂光油形成所述光油涂层。
13.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述内层包括依次层叠设置的第一粘结层、阻挡层、第二粘结层和食品接触层，所述在芯层的内侧表面形成内层，包括：
采用挤压涂布工艺在所述芯层的内侧表面与阻挡层之间形成第一粘结层；
采用共挤工艺在所述阻挡层远离所述第一粘结层的一侧表面同时形成第二粘结层和食品接触层，其中，所述第二粘结层位于所述阻挡层与所述食品接触层之间。
14.根据权利要求13所述的制作方法，其特征在于，所述阻挡层包括铝箔，所述采用挤压涂布工艺在所述芯层的内侧表面与阻挡层之间形成第一粘结层，之前，还包括：
采用电晕处理工艺对所述铝箔进行表面活化处理。
15.根据权利要求10或13所述的制作方法，其特征在于，
所述第一粘结层包括聚烯烃，所述聚烯烃包括低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、丙烯共聚物和丙烯三元聚合物中至少一种，所述挤压涂布工艺中挤出温度范围为300～325℃。
16.根据权利要求13所述的制作方法，其特征在于，
所述共挤工艺的温度范围为260～295℃，形成所述第二粘结层和所述食品接触层的温度相同或不同。
17.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述在芯层的内侧表面形成内层，之前，还包括：
采用喷射火焰工艺对所述芯层的所述内侧表面和所述外侧表面进行表面活化处理。
18.一种包装容器的制作方法，其特征在于，包括：
提供如权利要求1-8任一项所述的层压材料或者如权利要求9-17任一项所述的层压材料的制作方法制作所得的层压材料；
将所述层压材料模切成片材；
对所述片材进行刨边、折叠、烫接封合操作，制得所述包装容器。
19.一种包装容器，其特征在于，由权利要求18所述的包装容器的制作方法制作所得。
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