CN113954488A - 包装材料及其制备方法、纸筒和包装容器 - Google Patents

包装材料及其制备方法、纸筒和包装容器 Download PDF

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Abstract

本申请涉及包装材料领域，公开一种包装材料及其制备方法、纸筒和包装容器。该包装材料包括依次设置的印刷层、纸板层、阻隔层和热封层，所述阻隔层为EVOH层或PVOH层，纸板层的面向阻隔层的一侧设有乳胶层。利用该包装材料能够解决现有包装材料中Al资源浪费、难回收的问题。该包装材料具有便于回收，且可微波的效果。

Description

包装材料及其制备方法、纸筒和包装容器
技术领域
本申请涉及包装领域，特别涉及一种包装材料及其制备方法、纸筒和包装容器。
背景技术
目前由于罐状包装容器和瓶装包装容器由于不能直接印刷信息和促销信息，因此，在很多包装领域，还需要使用柔性包装材料，例如纸质包装材料制作包装容器。现有的纸质包装材料中，通常包括依次设置的最外层、阻隔层和内封层，其中，最外层位于包装材料的外观面，内封层用于和被包装的介质直接接触，由于阻隔层通常用铝箔制备而成，因此，用该类型的包装材料制备的包装容器并不适用于微波加热中。另外，利用铝箔制备的包装容器也不便于回收利用，因此，造成了铝的浪费。
发明内容
本申请公开了一种包装材料及其制备方法、纸筒和包装容器，以解决现有包装材料中Al资源浪费、难回收的问题。
为达到上述目的，本申请提供以下技术方案：
本申请提供一种包装材料，该包装材料包括依次设置的印刷层、纸板层、阻隔层和热封层，所述阻隔层为EVOH层或PVOH层，所述纸板层的面向所述阻隔层的一侧设有乳胶层。
进一步地，所述阻隔层为可醇解类EVOH层或可醇解类PVOH层，醇解度＞99％。
进一步地，按重量百分比计，所述阻隔层包括以下组分：EVOH或PVOH95％～97％，润湿剂≤1％以及增稠剂2％～4％。
进一步地，所述纸板层的面向所述阻隔层的一侧设有乳胶层。
进一步地，按重量百分比计，所述乳胶层包括以下组分：乳胶20％～30％、粘结剂70％～78％、增稠剂2％～3％和润滑剂<1％。
进一步地，所述乳胶包括丁苯胶乳和苯丙胶乳，SB乳胶成分和SA乳胶成分，所述丁苯胶乳与所述苯丙乳胶的重量比为1:0.9～1.1。
进一步地，所述包装材料的透氧率为0.7～2cm3/m2·24h·0.1MPa。
进一步地，所述阻隔层与所述内封层之间设有无机氧化物层。
进一步地，所述制备方法包括以下步骤：将所述印刷层、所述纸板层、所述阻隔层和所述热封层依次叠层贴合，得到所述包装材料。
进一步地，在所述纸板层的第一表面形成印刷层，并利用涂布工艺在所述纸板层的第二表面形成所述阻隔层；其中，形成所述阻隔层的涂料的固含量为10％～15％，形成所述阻隔层的涂布温度为55～65℃，涂布粘度为300～600mPa.s。
一种纸筒，利用本申请的包装材料，经纵封后得到。
一种包装容器，对如上述纸筒的两端进行弯折密封后得到。
采用本申请的技术方案，产生的有益效果如下：
本申请提供的包装材料包括依次设置的印刷层、纸板层、阻隔层和热封层，所述阻隔层为EVOH层或PVOH层。本申请中的阻隔层，通过用EVOH或PVOH替代原有的Al层，避免使用金属Al，可避免Al的浪费，同时可使包装材料具有可微波的功能。另外，本申请中通过在纸板层和阻隔层之间设置乳胶层，可节省大量的PE，从而使该包装材料更便于回收利用，减少环境污染。
附图说明
图1为本申请一种实施例的包装材料的结构示意图；
图2为本申请另一种实施例的包装材料的结构示意图；
图3为本申请另一种实施例的包装材料的结构示意图；
附图标记：11-印刷层；12-纸板层；13-阻隔层；14-热封层；15-乳胶层；16-无机氧化层。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是：本申请中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方法可以相互组合形成新的技术方案。本申请中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。本申请中，如果没有特别的说明，百分数(％)或者份指的是相对于组合物的重量百分数或重量份。本申请中，如果没有特别的说明，所涉及的各组分或其优选组分可以相互组合形成新的技术方案。本申请中，除非有其他说明，数值范围“a～b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“6～22”表示本文中已经全部列出了“6～22”之间的全部实数，“6～22”只是这些数值组合的缩略表示。本申请所公开的“范围”以下限和上限的形式，可以分别为一个或多个下限，和一个或多个上限。本申请中，除非另有说明，各个反应或操作步骤可以顺序进行，也可以按照顺序进行。优选地，本文中的反应方法是顺序进行的。
除非另有说明，本文中所用的专业与科学术语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法或材料也可应用于本申请中。
第一方面，本申请提供一种包装材料。图1为本申请一种实施例的包装材料的结构示意图，如图1所示，在本申请一种实施例中，该包装材料为层压结构，该包装材料包括依次设置的印刷层11、纸板层12、阻隔层13和热封层14，所述阻隔层13为EVOH层或PVOH层。所述热封层14为一层或多层聚乙烯，例如高密度聚乙烯，中密度聚乙烯，低密度聚乙烯，或者线性低密度聚乙烯中的一种或者任意几种的组合。
需要说明的是，本申请各实施例中，热封层用于与被包装的物体直接接触。利用该包装材料制备成包装容器后，热封层置于容器的内部。
其中，印刷层11用于印刷各种图案和字符等。
在一种实施例中，印刷层11例如可为聚乙烯PE层，也就是将图案和字符直接印刷于外层PE层上作为印刷层11。在另一些实施例中，印刷层11也可以为纸板层12的表面，也就是将图案和字符直接印刷于纸板层12上，然后在印刷层外侧进一步设置一层PE层对印刷层11进行保护。在另一种实施例中，印刷层11也可以为额外的纸层，也就是在纸板层12外侧额外添加纸层，将图案和字符直接印刷于额外的纸层上，然后在额外的纸层外侧进一步设置一层PE层对印刷层进行保护。
纸板层12可选自硬纸板、纸板和纸中的一种或者其至少两种的组合组成。
阻隔层13在包装材料中起到阻水阻气的功能。本申请包装材料中，阻隔层可为乙烯-乙烯醇共聚物(ethylene vinyl alcohol copolymer，EVOH)或聚乙烯醇(polyvinylalcohol，PVOH)。
本申请中的阻隔层13，通过用EVOH或PVOH替代原有的Al层，避免使用金属Al，可避免Al的浪费，同时可使包装材料具有可微波的功能。
在本申请一种实施例中，阻隔层13为可醇解类EVOH层或可醇解类PVOH层，醇解度＞99％。采用可醇解的EVOH和PVOH，可方便后期包装材料的回收利用，减少环境污染，降低处理成本。
在本申请一种实施例中，按重量百分比计，所述阻隔层13包括以下组分：EVOH或PVOH 95％～97％，润湿剂≤1％以及增稠剂2％～4％。
作为示例性说明，按重量百分比计，阻隔层13中的EVOH或PVOH的重量占比例如可为95％、95.2％、95.5％、95.7％、96％、96.2％、96.5％、96.7％或97％；润湿剂的重量占比例如可为0.02％、0.1％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或0.95％等；增稠剂的重量占比例如可为2％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％、3％、3.5％或4％。阻隔层中的EVOH或PVOH的克重可以为1-9g/m2，优选3-6g/m2。
其中，润湿剂例如可为聚氧乙烯醚类非离子类表面活性剂。增稠剂例如可为羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose，CMC)。
图2为本申请另一实施例的包装材料的结构示意图，如图2所示，在本申请一种实施例中，所述纸板层12的面向所述阻隔层13的一侧设有乳胶层15。该乳胶层15可与阻隔层13共同作用，进一步提高包装材料的阻水阻氧性能。
EVOH具有很好的亲水性，一旦吸收水分，阻氧功能就会快速丢失。本实施例主要是通过添加一层乳胶层15作为防水预涂层，把EVOH涂布保护起来，防止水分的侵袭，最大可能保证EVOH的阻氧功能，从而能够使EVOH涂布应用到液体包装成为可能。
同时，如果直接在纸板层12涂敷EVOH的话，由于纸板表面并不平整，直接涂敷EVOH会形成孔隙。先涂敷乳胶层15可以先降低纸板表面的孔隙，然后再涂敷EVOH，使EVOH层更加致密，因此可以进一步提高阻氧率。
另外，传统Al制阻隔层或EVOH阻隔层/PVOH阻隔层与纸板层连接时，需要使用大量的PE作为粘结层，而本申请通过设置乳胶层，可减少使用PE，在整个包装材料中，PE用量大幅降低，有利于包装材料的回收利用，对环境更为友好。
在本申请一种实施例中，按重量百分比计，所述乳胶层包括以下组分：乳胶20％～30％、粘结剂70％～78％、增稠剂2％～3％和润滑剂<1％。其中，润滑剂可为碳酸锆盐类润滑剂。增稠剂可为CMC，粘结剂可为瓷土。
作为示例性说明，乳胶层中，乳胶的重量占比例如可为20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％或30％；粘结剂的重量占比例如可为70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％或78％；增稠剂的重量占比例如可为2％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％或3％。采用上述组分形成乳胶层时，可采用涂布的方式对形成乳胶层，形成的乳胶层的致密度高，且与纸板层的粘附力高，以提高包装材料的阻水阻气性能。
在本申请一种实施例中，所述乳胶包括丁苯胶乳和苯丙胶乳，所述丁苯胶乳与所述苯丙乳胶的重量比为1:0.9～1.1。示例性地，丁苯胶乳与苯丙乳胶的重量比可为1:0.9、1:0.95、1:1、1:1.05、1:1.1。
在本申请的一个实施例中，热封层包括第一热封层和第二热封层。第一热封层例如可以为线性聚乙烯层，第二热封层例如可以为茂金属聚乙烯层。其中，第一热封层与阻隔层粘结。制作包装盒时，第二热封层位于盒体内，其与被包装物直接接触。第二热封层的原料茂金属聚乙烯具有较高的韧性和抗撕裂性能且无毒，在能够提高包装材料机械强度的同时，还能提高包装材料的安全性。
图3为本申请另一种实施例的包装材料的结构示意图。如图3所示，在本申请一种实施例中，阻隔层13与热封层14之间还可设置无机氧化物层16，以进一步增强阻水阻气性能，并增加阻隔层13和热封层14之间的结合强度。
在一些实施例中，可在阻隔层13和/或乳胶层15添加色母粒，例如黑色母粒，起到遮光作用。
在一些实施例中，可以设置多个乳胶层。例如，在纸板层或印刷层之间设置一个乳胶层，或者在印刷层外设置一个乳胶层。
本申请的包装材料，在室温，如25±5℃下，并在50±2％的湿度范围内测试透氧率，其透氧率为0.7～2cm3/m2·24h·0.1MPa。
第二方面，本申请提供一种上述包装材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：将所述印刷层、所述纸板层、所述阻隔层和所述热封层依次叠层贴合，得到所述包装材料。
在本申请一种实施例中，在所述纸板层的第一表面形成印刷层，并利用涂布工艺在所述纸板层的第二表面形成所述阻隔层；其中，形成所述阻隔层的涂料的固含量为10％～15％，形成所述阻隔层的涂布温度为55～65℃，涂布粘度为300～600mPa.s。
在本申请另一种实施例中，在所述纸板层的第一表面形成印刷层，并利用涂布工艺在所述纸板层的第二表面形成乳胶层，在乳胶层表面涂敷形成所述阻隔层；其中，形成所述阻隔层的涂料的固含量为10％～15％，形成所述阻隔层的涂布温度为55～65℃，涂布粘度为300～600mPa.s，形成胶乳层的涂料中比例20％～30％，粘结剂(例如瓷土)比例70％-78％，CMC比例2％～3％，小于1％的润滑剂(碳酸锆盐类润滑剂)。
下面将结合具体实施例对本申请的包装材料做进一步详细说明。
实施例1
该实施例为一种包装材料，依次设置本申请中所述的纸板层和阻隔层，该阻隔层为EVOH层。其中，EVOH层的组成为：EVOH97％，润湿剂0.5％以及增稠剂2.5％。其中，EVOH层的总重量为2g。
实施例2
该实施例为一种包装材料，依次设置本申请中所述的纸板层和阻隔层，该阻隔层为EVOH层。其中，EVOH层的组成为：EVOH97％，润湿剂0.5％以及增稠剂2.5％。其中，EVOH层的总重量为5g。
实施例3
该实施例为一种包装材料，依次设置本申请中所述的纸板层、乳胶层和阻隔层，该阻隔层为EVOH层。其中，EVOH层的组成为：EVOH97％，润湿剂0.5％以及增稠剂2.5％。其中，EVOH层的总重量为2g。
实施例4
该实施例为一种包装材料，依次设置本申请中所述的纸板层、乳胶层和阻隔层，该阻隔层为EVOH层。其中，EVOH层的组成为：EVOH97％，润湿剂0.5％以及增稠剂2.5％。其中，EVOH层的总重量为3g。
实施例5
该实施例为一种包装材料，依次设置本申请中所述的纸板层、乳胶层和阻隔层，该阻隔层为EVOH层。其中，EVOH层的组成为：EVOH97％，润湿剂0.5％以及增稠剂2.5％。其中，EVOH层的总重量为6g。
其中实施例1-5的包装材料中，EVOH和PVOH层通涂布工艺形成，具体的涂布工艺为：形成阻隔层的涂料的固含量为10％～15％，涂布温度为55～65℃，涂布粘度为300～600mPa.s。
对比例1
该对比例为一种包装材料，参照图1，该包装材料包括依次设置的印刷层、纸板层、阻隔层和热封层，该阻隔层为EVOH层。其中，EVOH层的组成为：EVOH97％，润湿剂0.5％以及增稠剂2.5％。其中，EVOH层的总重量为2g。
该对比例包装材料中的EVOH层采用辊涂或膜转移等方法形成。
透氧率测试
在23℃下，并在50％的湿度范围内对各实施例和对比例的包装材料进行透氧率测试，测试结果列于表1。透氧率测试的方法参考GB/T 19789披露的方法。目前，根据GB/T18192对于含铝箔的无菌灌装包装材料的透氧率标准为<1cm3/m2·24h·0.1MPa，对于其他包装材料的透氧率标准为<15cm3/m2·24h·0.1MPa。
表1
Figure BDA0003362274000000081
从表1中的数据可以看出，当用EVOH替代传统包装材料中的Al金属层后，其透氧率也可满足使用要求。这是由于EVOH具有很好的亲水性，一旦吸收水分，阻氧功能就会快速丢失。本申请主要是通过添加一层乳胶层作为防水预涂层，把EVOH涂布保护起来，防止水分的侵袭，最大可能保证EVOH的阻氧功能，从而能够使EVOH涂布应用到液体包装成为可能。
显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种包装材料，其特征在于，包括依次设置的印刷层、纸板层、阻隔层和热封层，所述阻隔层为EVOH层或PVOH层，所述纸板层的面向所述阻隔层的一侧设有乳胶层。
2.根据权利要求1所述的包装材料，其特征在于，所述阻隔层为可醇解类EVOH层或可醇解类PVOH层，醇解度＞99％。
3.根据权利要求1所述的包装材料，其特征在于，按重量百分比计，所述阻隔层包括以下组分：EVOH或PVOH 95％～97％，润湿剂≤1％以及增稠剂2％～4％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的包装材料，其特征在于，按重量百分比计，所述乳胶层包括以下组分：乳胶20％～30％、粘结剂70％～78％、增稠剂2％～3％和润滑剂<1％。
5.根据权利要求4所述的包装材料，其特征在于，所述乳胶包括丁苯胶乳和苯丙胶乳，所述丁苯胶乳与所述苯丙乳胶的重量比为1:0.9～1.1。
6.根据权利要求4所述的包装材料，其特征在于，所述包装材料的透氧率为0.7～2cm3/m2·24h·0.1MPa。
7.根据权利要求1-3任一项所述的包装材料，其特征在于，所述阻隔层与所述内封层之间设有无机氧化物层。
8.根据权利要求1-7任一项所述的包装材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将所述印刷层、所述纸板层、所述阻隔层和所述热封层依次叠层贴合，得到所述包装材料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述纸板层的第一表面形成印刷层，并利用涂布工艺在所述纸板层的第二表面形成所述阻隔层；其中，形成所述阻隔层的涂料的固含量为10％～15％，形成所述阻隔层的涂布温度为55～65℃，涂布粘度为300～600mPa.s。
10.一种纸筒，其特征在于，利用权利要求1-7任一项所述的包装材料，经纵封后得到。
11.一种包装容器，其特征在于，对如权利要求10所述的纸筒的两端进行弯折密封后得到。
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