CN115103765A - 具有高阻隔水蒸气和氧气的可回收包装纸 - Google Patents

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Abstract

一种对水蒸气、氧气和/或香气具有高阻隔性且易于回收、易于制造的包装纸层压材料，其特征在于，阻隔膜(3)包括至少一层基材层(4)、连接层(5)和阻隔层(6)，所述连接层(5)设置在基材层(4)和阻隔层(6)之间，所述基材层(4)主要由聚乙烯或聚丙烯组成，聚乙烯或聚丙烯含量为所述基材层(4)的至少60重量％，所述阻隔膜(3)的至少一层基材层(4)是至少被拉伸的，纸层(2)的比例为包装纸层压材料(1)的50重量％与90重量％之间并且所述阻隔膜(3)用亲水性粘合剂层(9)与纸层(2)连接，其中所述纸层(2)面向阻隔膜(3)的一侧是无涂层的。

Description

具有高阻隔水蒸气和氧气的可回收包装纸
本发明涉及一种可回收包装纸层压材料，其由具有基重为30至360g/m2的纸的纸层和与所述纸层连接的阻隔膜组成，所述材料除了可回收性之外，同时包含高氧、水蒸气和/或香气屏障。
包装纸层压材料用于包装行业，根据应用的不同应具有不同的性能。这种包装纸层压材料通常与多层塑料薄膜层压在一起，这些塑料薄膜是在挤出工艺、共挤出工艺(在这两种情况下都在平膜和吹塑薄膜工艺中)或层压工艺(各个层借助层压粘合剂的连接)及其混合工艺中生产。不是由塑料制成的层也可以集成在包装纸层压材料中，例如由铝或其他纸制成的层。包装纸层压材料通常还具有外部密封层，用于将包装纸层压材料通过热封加工成所需的包装，例如小袋、大袋、中袋等。
对包装纸层压材料的典型要求是对水蒸气、氧气和香气的阻隔功能。为此目的，包装纸层压材料通常包含由铝或合适的阻隔聚合物制成的阻隔层，例如乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)或聚酰胺(PA)。
同样，包装纸层压材料通常还包含密封层，以便能够通过热封将包装纸层压材料加工成包装。密封层通常由聚烯烃制成，通常是具有各种密度LLDPE、LDPE、MDPE或HDPE的聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)(也可作为混合物或者具有相同或不同类型的多层)。
还可以包括其它层，以使包装纸层压材料具有所需的性能，例如韧性、刚性、抗撕裂性等。
为了能够容易地加工包装纸层压材料，包装纸层压材料在加工过程中当然不能翘曲或卷曲(所谓的Curling)，这就是为什么层压塑料薄膜通常采用对称的层构造的原因。
此外，已知通过包装纸层压材料的塑料层的单轴或双轴取向来改变包装纸层压材料的性能。这种取向可以通过挤出工艺进行，例如在多泡挤出工艺(multiple bubbleprocess)中，或仅在挤出工艺之后通过沿机器方向(沿包装纸层压材料的纵向方向)和/或横向(垂直于纵向)拉伸(Recken)塑料膜。塑料薄膜的取向尤其可以提高刚性、抗拉强度和韧性。
但在此需要注意的是，在吹膜挤出和平膜挤出中，挤出间隙(吹膜为1.5至2.5mm)或挤出喷嘴的间隙明显大于挤出薄膜的最终厚度(一般介于10和200μm)。为此，挤出的熔体在远高于挤出聚合物熔点的温度下拉伸，使其达到最终厚度。例如，在吹塑薄膜挤出中，熔体通常在横向拉伸约2至3倍(所谓的吹胀比)，在纵向拉伸到1:10至1:100方向(所谓的牵引比)。然而，挤出过程中的这种拉伸不能与塑料薄膜的拉伸相比较，因为拉伸通常在刚好低于聚合物熔点(通常低5℃至20℃)的温度下进行，从而使无序的聚合物和半结晶区通过拉伸来对齐拉伸方向。在所谓的MDO拉伸(仅在机器方向)中，通常使用40-100毫米的拉伸间隙(辊之间的距离)。在双轴拉伸的情况下，随即在加热的烘箱中进行横向拉伸。
特别是出于生态原因，纸通常作为包装材料应用，因为纸很容易回收。然而，由于对包装材料的通常要求，如对水蒸气、氧气和/或香气的阻隔功能或包装生产的密封性，单独的纸张不能用作包装材料，因为单独的纸张没有任何显著的阻隔性能作用。因此，在软包装领域，纸大多与其他层结合，例如塑料层或金属层，以满足阻隔性要求。然而，此类包装纸层压材料，例如经常使用的纸/铝/聚乙烯构造，由于所使用的材料，通常难以或甚至不可回收。
最近，越来越多的纸质包装面市，它们仅配备薄的阻隔层和密封层，由此根据EN643.1在纸张回收中可接受的异物含量/污染物此处指定的含量不超过包装总重量的最大5％，请参见例如CPI的“回收设计提示”，造纸工业联合会，www.wrap.org.uk/packaging。还应该指出，就低于5％而言，一些涂层材料(例如有机硅和蜡等)以及一些印刷油墨也被认为对回收过程是至关重要的。
WO 2013/086950 A1公开了具有“水分散性离聚物”(WPI)作为粘合剂的可回收层压材料，热塑性塑料通过该层压材料粘合到由纸或铝制成的基材上。所述层压材料是可回收的，因为纸层和热塑性塑料可以通过WPI分离，但回收步骤需要优选80℃的高水温和优选1小时的作用时间。
EP 3194164 B1描述了用于食品的层压结构，其中纸作为材料层，铝作为阻气层，聚合物层作为层压材料。其在聚合物表面改性的情况下通过省去臭氧处理而特别改善了环境相容性。
本发明的一个目的是提供一种可回收的包装纸层压材料，该层压材料由对水蒸气、氧气和/或香气具有高阻隔性的纸制成，其可以容易地生产并且易于回收。
该目的是这样实现的：阻隔膜至少包括一层基材层、连接层和阻隔层，其中连接层设置在基材层和阻隔层之间，其中基材层主要由聚乙烯或聚丙烯组成且聚乙烯含量或聚丙烯含量为基材层4的至少60重量％，优选至少70重量％，非常特别优选至少80重量％，所述阻隔膜的至少一层基材层是至少被拉伸的，纸层的比例为包装纸层压材料的50重量％至90重量％，优选为70重量％至90重量％，并且所述阻隔膜用亲水性粘合剂层与纸层结合，其中纸层面向阻隔膜的一侧是不涂层的。由此用10至50％(优选为10至30％)的聚烯烃(PE或PP)含量(即显著高于之前认为所必要的)，和在包装纸层压材料中主要的纸含量实现(高)阻隔和回收功能。这样，可以生产出对水蒸气、氧气和/或香气仍然具有高阻隔效果的可回收包装纸。
所述阻隔膜可以设计成非对称地具有基材层，其通过连接层与阻隔层连接。不对称阻隔膜可以做得更薄，这意味着可以减少包装纸层压材料中的聚合物含量。在这种情况下，阻隔层优选地被布置为面向纸层并且经由粘合剂层与纸层连接。
或者，所述阻隔膜被设计成对称地具有阻隔层，所述阻隔层在两侧上分别通过连接层与基材层连接，其中所述基材层之一通过粘合剂层与纸层连接。对称阻隔膜更容易加工，因为对称薄膜卷曲较少。阻隔层在对称结构中同样得到很好的保护。
所述阻隔层可作为阻隔涂层以金属化形式或具有氧化硅或氧化铝的涂层形式实施，或作为由阻隔聚合物(优选聚酰胺或乙烯-乙烯醇共聚物)制成的层。此外，由阻隔聚合物制成的层还可以设置有金属化形式的或具有氧化硅或氧化铝的涂层形式的阻隔涂层，以进一步提高阻隔效果。这使得阻隔效果可以很好地匹配包装纸层压材料的相应阻隔要求。
所述阻隔膜优选是被拉伸的。例如，这可以通过将阻隔膜作为一个整体共挤出并随即将其拉伸来实现。此外，通过拉伸阻隔聚合物也可以增加其阻隔效果。
许多包装应用需要密封层，该密封层可以在远离纸层的一侧粘合到阻隔膜上。为了提高包装纸层压材料的可回收性有利的是，如果基材层主要由PE组成，则密封层由PE组成，或者如果基材层主要由PP组成，则密封层由PP组成。这允许生产具有特别纯聚合物含量的包装纸层压材料，这有利于可回收性。
有利的是所述密封层同样是被拉伸的。由此，一方面可以减小密封层的厚度，另一方面，经此密封层也可以与阻隔膜共挤出和拉伸，从而简化了生产。
下面参考图1至图3更详细地解释本发明，图1至图3通过示例、示意性而非限制性地展现出了本发明的有利构造。就此
图1显示了根据本发明的包装纸层压材料的第一实施例，
图2示出了不对称阻隔膜的实施，并且
图3显示了对称阻隔膜的实施。
图1示出了根据本发明的包装纸层压材料1，其具有纸层2和与其连接的阻隔膜3，其实现了对水蒸气、氧气和/或香气的所需阻隔效果。可以在包装纸层压材料1的背离纸层2的一侧设置密封层7。纸层2用由亲水性层压粘合剂制成的粘合剂层9与阻隔膜3粘合。包装纸层压材料1的典型厚度为50μm至150μm。
下面更详细地解释包装纸层压材料1的各个层。
纸层2由基重为30至360g/m2的纸组成，优选在软包装的情况下30至100g/m2。已知纸由纤维材料制成，例如纤维素、纸浆或废纸。为了本申请的目的，玻璃纸也被理解为纸。
纸层在至少一侧(在包装纸层压材料1中面对阻隔膜3的一侧)是不涂层的。不涂层意味着纸在该侧面基本上未处理，特别是没有将塑料材料施加到纸上，塑料材料会渗入纸、穿透纸纤维并粘合到纸纤维上。这种塑料涂层是与纸层密不可分的在该侧面上粘结性施涂。具体而言，该面既没有涂有阻隔漆、密封漆或其他漆，也没有用塑料层挤出涂层。然而，造纸工业中经常使用的层状硅酸盐或矿物质(粘土涂层)施加的层肯定会存在，因为这些通常不会干扰纸张回收。
包装纸层压材料1中用于粘合层9所使用的层压粘合剂是亲水的。亲水性层压粘合剂与水强烈相互作用并且通常(但不一定)也是水溶性的。在根据本发明的包装纸层压材料1中使用的亲水性层压粘合剂通过水会失去其附着力，或者由于化学机制，例如氢键的断裂，或者是因为层压粘合剂在水中溶解。
所述亲水性层压粘合剂可以基于淀粉、糖衍生物、纤维素、氨基树脂、(聚)丙烯酸酯、聚乙烯醇(PVOH)、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸、马来酸改性乙烯共聚物、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧基功能性聚酯、聚丁二酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、离聚物或亲水性聚氨酯制备。
还可使用用于挤出层压的亲水层压粘合剂，例如但不限于具有包含极性基团的共聚单体的乙烯共聚物，例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸丁酯(EBA)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)，或用马来酸酐接枝的聚乙烯/聚丙烯(PE-G-Mah，PP-G-Mah)。
当然选择层压粘合剂以在纸层2和阻隔膜3之间提供足够的附着力，以防止在使用中包装纸层压材料1的不希望的分层。粘合剂层9应优选实现纸层2和阻隔膜3之间的粘合附着力至少1N/15mm，优选至少1.5N/15mm。
粘合附着力通过剥离试验确定。在剥离测试中，将包装纸层压材料1的测试条在纸层2和阻隔膜3的自由端处拉开。将自由端夹在拉机中并以特定角度(例如90°)拉开并测量力。测试条宽度为15mm，粘合附着力为x N/15mm。粘合附着力的规格在此是几乎恒定的剥离值，而不是在剥离测试开始时作为力峰值出现的最大撕裂值。通常，为了确定粘合附着力，还要进行多次剥离测试，并将所求证的粘合附着力确定为各个测量值的平均值。例如，根据ASTM F904标准进行剥离测试。
由于在包装纸层压材料1中使用了纸，因此可以使用液体层压粘合剂来产生纸层2和阻隔膜3之间的粘合剂层9，特别是溶解在水或合适溶剂中的层压粘合剂。在施加了液体层压粘合剂并且将纸层2和阻隔层3结合在一起之后，层压粘合剂被干燥，其中水或溶剂能够通过纸扩散。干燥后，粘合剂层9留存以建立起纸层2与阻隔膜3之间的连接。然而，非液体层压粘合剂也可用于生产粘合剂层9，只要它们是亲水的。
也可以考虑挤出层压，其中熔融的层压粘合剂在高于180℃的高温下以熔融液体地被挤出到纸层2或阻隔膜3上，或两者上，然后将纸层2和阻隔膜3放在一起。层压粘合剂固化后，形成粘合剂层9。
阻隔膜3由至少一个主要由聚乙烯(PE)或主要由聚丙烯(PP)制成的经拉伸的基材层4、连接层5和阻隔层6(图2)组成。阻隔膜3的厚度一般为10-40μm。
阻隔膜3可以不对称地设计(如图2所示)，其间设置有基材层4、阻隔层6和连接层5，其中所述连接层5直接与基材层4和阻隔层6连接。在非对称阻隔膜3的情况下，包装纸层压材料1中的阻隔层6优选地设置为面向纸层2并通过粘合剂层9直接与纸层2的不涂层侧连接，但也可以面向密封层7。然而，阻隔膜3也可以设计成对称的(如图3所示)。在这种情况下，所述阻隔层6在两侧分别通过连接层5分别与基材层4(也可以是不同的)连接。在对称实施中，纸层2的不涂层侧通过粘合剂层9直接与阻隔膜3的基材层4连接。
在一种可能的配置中，阻隔层6是以金属化(例如用铝)或者氧化硅(SiOx)或氧化铝(AlOx)的涂层的形式施加到连接层5上的阻隔涂层。该配置优选与非对称阻隔膜3一起使用。通过阻隔涂层，在连接层5上形成仅几纳米薄(典型地约10至50nm)的阻隔层6。金属化可以例如通过已知的真空金属化来完成。例如，可以使用化学气相沉积工艺或通过在真空中蒸发来施加SiOx或AlOx涂层。当然，其他制造阻隔涂层的方法也是可能的。阻隔涂层也可以额外涂有保护清漆以防止微裂纹，微裂纹会削弱阻隔功能。使用这种阻隔涂层可以实现(在23℃，两侧相对湿度为75％时)低于2cm3/m2/d的氧气渗透率(氧气透过率，OTR)和(在38℃，两侧相对湿度为90％时)小于3cm3/m2/d的低水蒸气渗透率(WVTR)，其中d代表天，即24小时。
在另一种可能的配置中，阻隔层6是由阻隔聚合物制成的层(既用于不对称也用于对称阻隔薄膜3中)，即具有足够阻隔性能的聚合物，特别是阻隔氧气和/或香气。阻隔聚合物优选为聚酰胺(PA)或乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)。EVOH优选用作阻隔聚合物。阻隔聚合物的厚度为阻隔膜3的总厚度的至多20％，优选5至10％，即例如在10-40μm的阻隔膜厚度的情况下，阻隔聚合物的厚度为至多2至8μm。使用阻隔聚合物作为阻隔层6，不仅可以实现低水蒸气渗透率(类似于或优于上述)，而且可以实现(在23℃，两侧相对湿度为75％)小于2cm3/m2/d的低氧渗透率(氧气透过率，OTR)和高香气阻隔性。对于香气阻隔没有客观的衡量标准，而是通过气味测试主观确定作为香气阻隔的效果。
如果在阻隔膜3中提供由阻隔聚合物制成的阻隔层6，则不对称或对称阻隔膜3中的阻隔层6可以另外涂覆有阻隔涂层，特别是金属化的(例如铝)，或氧化铝或氧化硅涂层。阻隔膜3的阻隔效果因此可以进一步提高，特别是OTR和WVTR可以因此进一步显著降低，即分别小于1cm3/m2/d。在该实施中，阻隔涂层也可以另外涂有保护漆。
基材层4主要由聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)制成，分别具有聚乙烯含量或聚丙烯含量为基材层4的至少60重量％，优选至少70重量％，并且非常特别优选至少80重量％。聚乙烯或聚丙烯的含量越高(即基材层4越纯)，可回收性越好。基材层4的厚度优选为5至35μm，其中在对称的阻隔膜3中也可以使用不同厚度和/或不同结构的基材层4。然而，在对称结构中，两个基材层4优选地由相同的主要成分PE或PP制成。可以将常规添加剂(例如滑爽添加剂、防结块添加剂、填料等)添加到基材层4中。不同的聚乙烯类型或聚丙烯类型也可用于基材层4，在每种情况下作为混合物或共挤出物。同样，除了各自的主要成分PE或PP之外，基材层4还可以包括各自相容的聚烯烃材料。
作为基材层4中的聚乙烯的类型考虑例如为HDPE(密度在0.94-0.97g/cm3之间的高密度聚乙烯)、MDPE(中密度聚乙烯)、LDPE(密度在0.915-0.935g/cm3之间的低密度聚乙烯)、LLDPE(密度在0.87–0.94g/cm3之间的线性低密度聚乙烯)或mLLDPE(线性茂金属低密度聚乙烯)。优选使用HDPE或MDPE。基材层4中合适的聚丙烯类型考虑例如无规、间规或等规PP。
用作与PE相容的聚烯烃材料原则上考虑任何类型的聚乙烯，特别是乙烯共聚物，例如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、甲基丙烯酸乙酯(EMA)、乙烯/丙烯酸共聚物(EAA)或乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)。作为与PE相容的聚烯烃材料同样可以最多20重量％的程度使用聚丙烯(PP)或环烯烃共聚物(COC)。在PP的情况下，优选使用以乙烯为共聚单体的聚丙烯无规共聚物(通常为5至15％)，具有乙烯的聚丙烯共聚物或与线性PE类型(如mLLDPE、LLDPE或HDPE)具有足够相容性的聚丙烯均聚物，用于至少实现有限的可回收性。
作为与PP相容的聚烯烃材料考虑PP共聚物，例如无规共聚物和嵌段共聚物。添加高达20％的聚乙烯也几乎不会影响可回收性。
如果基材层4含有与PE或PP相容的聚烯烃材料，则基材层4中的主要成分聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)的含量优选为至少60重量％(基于基材层4)，优选至少70重量％，最优选至少80重量％，以提高可回收性。PE或PP和各自相容的聚烯烃材料可以作为混合物存在于基材层4中。
然而，基材层4也可以是多层的(挤出或共挤出)构造的，具有一层(或多层)PE或PP层和一层(或多层)由相容的聚烯烃材料制成的层。
也可以在基材层4的主要成分PE或PP中加入空化剂，其中所述空化剂以5-30重量％，优选15-25重量％的量加入所述基材层4中。作为空化剂考虑与PE或PP不相容的聚合物(即在PE或PP基质中保持隔离的聚合物)，例如聚酰胺(PA)、聚酯(例如PET或PBT)、聚乳酸(PLA)。也可以优选使用诸如碳酸钙或云母的矿物空化剂。空化剂通常为细粉形式，在挤出前作为母料包埋在PE或PP基体中，与PE或PP颗粒混合。
如果在基材层4中使用空化的PE或PP层，则其优选地在一侧或两侧被非空化PE或PP层包围。层压层3的基材层4的一种可设想的构造是，例如空化PE层，其在一侧与非空化PE层连接(例如，共挤出)，其中在包装纸中层压材料1中空化的PE层面向纸层2。基材层4的另一种优选构造是，例如空化的PE层，其两侧与非空化的PE层连接(例如，共挤出)。同样也有在基材层4中以PP为主要成分的构造。在基材层4中使用空化层也可以提高包装纸层压材料1的密封性。
基材层4中PE或PP、空化剂、任何添加剂和可能相容的聚烯烃材料的总和当然共同只为100重量％。这里的决定性因素是主要成分聚乙烯或聚丙烯的含量，其他比例必须以该比例为基础。
至少阻隔膜3中的基材层4被单向或双向拉伸，即沿机器方向(MDO)(通常是纵向或挤出方向)和/或沿横向(TDO)(相对于机器方向旋转90°)拉伸。如果阻隔聚合物用作阻隔膜3中的阻隔层6，则整个阻隔膜3优选被拉伸。在连接层5或阻隔层6被涂覆的情况下，则在涂覆前对其进行拉伸。机器方向和横向的拉伸程度不必相同。机器方向的拉伸度优选为至少4:1至8:1。横向上的拉伸度优选为至少5:1至10:1。优选单向MDO拉伸，因为单向拉伸比双向拉伸更容易。
通过阻隔膜3或至少阻隔膜3的基材层4的拉伸，包装纸层压材料1中的聚烯烃(PE或PP)的重量比例可以保持在低水平，因为只有通过拉伸可以生产薄但坚硬的薄膜。
众所周知，通过拉伸阻隔聚合物也可以显著提高阻隔效果。通过拉伸阻隔聚合物，阻隔值与同类型的未拉伸阻隔聚合物相比提高了大约三到四倍，由此可以在相同的阻隔效果下使用更便宜的阻隔聚合物。结果，包装纸层压材料1的成本也可以显著降低。
连接层5用于连接阻隔层6和基材层4。在此应实现足够的粘合附着力，特别是为了确保防止阻隔膜3的不希望的分层。合适的极性连接层5优选由升高极性的聚合物组成，例如基于用马来酸酐接枝的聚烯烃(例如PE或PP)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯/丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)，或类似的聚烯烃共聚物。连接层5的材料优选相应基材层4的主要成分来选择。连接层5的厚度为阻隔膜3总厚度的最多10％，在阻隔膜3的厚度为10至40μm的情况下例如1至5μm。
当基材层4的主要成分为PE时，密封层7优选为聚乙烯，例如LLDPE、LDPE、MDPE或HDPE。也可设想的是在密封层7中不同PE类型的混合物，如由相同或不同PE类型制成的多层密封层7。如果基材层4的主要成分是聚丙烯，则密封层7优选地是聚丙烯，例如未拉伸的PP(CPP)。在这种情况下，密封层7也可以是不同PP的混合物和/或是多层构造的。密封层7的厚度在更好的可回收性的意义上应尽可能小，特别是小于50μm，优选小于30μm。
如果需要，也可以在阻隔膜3和密封层7之间设置例如的连接层8(如图3所示)，如上所述，以提高附着力。
为了使包装纸层压材料1易于回收，包装纸层压材料1(主要是阻隔膜3和，如果存在的话，密封层7)的聚合物含量应介于包装纸层压材料1的10重量％与50重量％之间，优选最大30重量％，特别优选最大20重量％。因此，根据本发明的包装纸层压材料1遵循与现有技术中的推荐不同的方案，其中需要将聚合物含量保持在5重量％以下。然而，为了实现良好的可回收性，纸层2在面向阻隔膜3的一侧上不涂层并且通过亲水粘合剂层9与阻隔膜3连接。
在回收包装纸层压材料1时，通常在机械粉碎后将其在特定水温和特定时长下在水中浸软(纸浆工艺)。由于根据本发明的包装纸层压材料1的特性，纸层2可以在回收的制浆过程中与阻隔膜3(连同所有层和对于纸回收的潜在污染物一起)分离。亲水粘合层9在制浆过程中与水发生反应，失去其附着性或完全溶解于水中，从而使纸层2与阻隔膜3分离。纸层2因此可以溶解在水中并形成纸浆，从该纸浆又可以生产再生纸。对于包装纸层压材料1的回收有利的是，如果粘合剂层9在40℃的水温下最多20分钟、优选最多10分钟、特别优选最多5分钟足够地失去其附着力或被溶解，从而使纸层2和阻隔膜3与密封层7易于分离。
在纸回收中的制浆过程中的分离后，由于在隔离膜3上残留有金属化层(如果有的话)，因此回收的纸不会变灰，而这将不可避免地发生在纸张表面的阻隔性金属化层中。
在纸回收中与纸层2分离的阻隔膜3，可选地带有密封层7，可以被送入进一步的回收过程，以便能够回收其中所含的聚烯烃(主要成分PE或PP)。通过在阻隔膜3和密封层7的尽可能细分类的实施例，所述阻隔膜3和密封层7的主要成分为PE或PP和对之相容的材料，阻隔膜3，任选地带有密封层7，也可以使用机械回收的常规方法容易且廉价地回收。从纸回收纸浆排出的聚烯烃流的易回收性不会受到阻隔膜3中阻隔层6(如果提供)小厚度的影响。
阻隔膜3有利地通过共挤出生产，因为这实现了特别简单、成本低廉的生产。优选使用已知的吹塑薄膜或平膜挤出工艺。在这种情况下，阻隔膜3的如上所述的对称或不对称层结构的各个层(即，基材层4和连接层5以及任选地还有由阻隔聚合物制成的阻隔层6)，直至可能的涂层，优选在一个步骤中共挤出。共挤出后，这种层压材料被单向或双向拉伸。在拉伸之后，也可以施加阻隔涂层，作为连接层5上的阻隔层6或阻隔层6的阻隔聚合物上。
阻隔膜3也可以与密封层7在一个步骤中共挤出。在这种情况下，具有阻隔膜3的密封层7也被拉伸。或者，密封层7可以通过挤出层压(将密封层7挤出到阻隔膜3上)或在层压过程中(用层压粘合剂将阻隔膜3连接到密封层7上)与经拉伸的阻隔膜3连接。在层压密封层7时，也可以使用经拉伸的密封层7。
特别优选地，在制造期间在阻隔膜3的与阻隔层6相对的一侧，将密封层7直接集成到阻隔膜3中，例如通过共挤出。由此密封层7可以做得更薄，并且包装纸层压材料1中聚合物的总含量可以低于随后施加密封层7的情况，除此之外，这还简化了生产。
阻隔膜3(可能带有密封层7)的拉伸可以在线(即直接在共挤出之后)或离线(即在共挤出之后的稍后时间点)进行。在此在双向拉伸的情况下，可以先沿机器方向拉伸，然后沿横向拉伸，或者也可以同时沿两个方向拉伸。拉伸通常发生在约10℃至30℃，通常约20℃，低于阻隔膜3或任选密封层7中塑料的最低熔点(在HDPE的情况下约为在128℃至130℃)。在任何情况下，拉伸发生在阻隔层6和/或连接层5的可能涂层之前。
在空化的PE或PP的情况下，由于空化剂，基材层4中的单向或双向拉伸以已知方式在PE或PP中产生微腔。在此发现，基板层4的密度可以通过微腔显著降低至介于0.4-0.85g/cm3之间的值。阻隔膜3因此可以制造得更轻，这进一步降低了聚合物的含量。
纸层2与阻隔膜3(任选地带有密封层7)层压。为此，亲水性层压粘合剂可以液体形式施加到纸层2或阻隔膜3上，或施加到两者上，例如通过辊涂或压力施加或通过喷涂。此后，纸层2和阻隔膜3彼此压靠，例如在两个辊之间，以生产包装纸层压材料1。如果需要，然后可以将层压粘合剂干燥以形成粘合剂层9，例如通过使其通过热隧道。
或者，当使用合适的层压粘合剂时，纸层2和拉伸阻隔膜3可以使用挤出层压工艺粘合。在挤出层压中，将熔融的层压粘合剂挤出到纸层2或阻隔膜3或两者上，然后将纸层2和阻隔膜3压在一起，例如在两个辊之间，以生产包装纸层压材料1。然后层压粘合剂可以冷却下来，这通常可以通过冷却的辊来辅助。
包装纸层压材料1的密封层7也可以在纸层2和阻隔膜3的层压之后进行层压。
在一个示例性实施例中，使用厚度为10-40μm的阻隔膜3，其具有主要成分PE(至少60重量％的PE含量)，优选HDPE，占经拉伸的阻隔膜3的厚度的至少60％的基材层4。极性PE或PP材料(取决于基材层4的主要成分)用作连接层5。由EVOH(阻隔聚合物)制成的阻隔层6与连接层5连接。阻隔膜3被共挤出，然后单向或双向拉伸。此外，阻隔聚合物可在拉伸后涂有阻隔涂层(金属化、SiOx或AlOx)。在替代配置中，阻隔涂层被施加到具有连接层5的拉伸基材层4上。至少部分经拉伸的阻隔膜3用由亲水性层压粘合剂制成的粘合剂层9与纸层2连接。另外，可以在纸质包装层压材料1背离纸层的一侧设置由PE材料制成的密封层7。

Claims (11)

1.一种可回收包装纸层压材料，其由纸层(2)和基重为30-360g/m2的纸和与其连接的阻隔膜(3)组成，其特征在于，所述阻隔膜(3)至少具有一层基材层(4)、连接层(5)和阻隔层(6)，其中所述连接层(5)设置在基材层(4)和阻隔层(6)之间，所述基材层(4)主要由聚乙烯或聚丙烯组成，其中聚乙烯或聚丙烯的含量为所述基材层(4)的至少60重量％，优选至少70重量％，非常特别优选至少80重量％，所述阻隔膜(3)的至少一层基材层(4)是至少被拉伸的，所述纸层(2)的比例为包装纸层压材料(1)的50重量％至90重量％，优选70重量％至90重量％，并且所述阻隔膜(3)用亲水性粘合剂层(9)与纸层(2)连接，其中所述纸层(2)的面向阻隔膜(3)的一侧是不涂层的。
2.根据权利要求1所述的可回收包装纸层压材料，其特征在于，所述阻隔膜(3)被设计成非对称地具有基材层(4)，所述基材层(4)通过连接层(5)与阻隔层(6)连接。
3.根据权利要求2所述的可回收包装纸层压材料，其特征在于，所述阻隔层(6)面向所述纸层(2)布置并通过所述粘合剂层(9)与所述纸层(2)连接。
4.根据权利要求1所述的可回收包装纸层压材料，其特征在于，所述阻隔膜(3)对称地具有阻隔层(6)，所述阻隔层(6)在两侧上分别通过连接层(5)与基材层(4)连接，并且所述基材层(4)之一通过粘合剂层(9)与纸层(2)连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的可回收包装纸层压材料，其特征在于，所述阻隔层(6)被设计为阻隔涂层，所述阻隔涂层为金属化的形式或为具有氧化硅或氧化铝的涂层形式。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的可回收包装纸层压材料，其特征在于，所述阻隔层(6)被设计为由阻隔聚合物制成的层，所述阻隔聚合物优选为聚酰胺或乙烯-乙烯醇共聚物。
7.根据权利要求6所述的可回收包装纸层压材料，其特征在于，所述阻隔聚合物层设有金属化形式的或具有氧化硅或氧化铝的涂层形式的阻隔涂层。
8.根据权利要求6所述的可回收包装纸层压材料，其特征在于，所述阻隔膜(3)是被拉伸的。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的可回收包装纸层压材料，其特征在于，所述阻隔膜(3)在背离纸层(2)的一侧与密封层(7)连接。
10.根据权利要求9所述的可回收包装纸层压材料，其特征在于，当所述基材层(4)主要由聚乙烯组成时，所述密封层(7)由聚乙烯组成，或者当所述基材层(4)主要由聚丙烯组成时，所述密封层(7)由聚丙烯组成。
11.根据权利要求9或10所述的可回收包装纸层压材料，其特征在于，所述密封层(7)是被拉伸的。
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