CN118354904A - 包装材料层压件及其生产方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于生产层压包装材料(10)的方法。该层压包装材料具有芯模块(20)、用于面向由包装材料(10)形成的包装容器(2)内部的内部模块(40)和用于面向由包装材料(10)形成的包装容器(2)外部的外部模块(30)。该方法包括：提供芯模块(20)，其包括由纸或纸板或其他纤维素基材料制成的主要本体层(22)；提供固体外部模块(30)，其包括由纸或纸板或其他纤维素基材料制成的辅助支撑层(32)，以及配置为防止矿物油污染物迁移的第一均质迁移阻挡层或涂层(34)，其中第一迁移阻挡层或涂层(34)施加在辅助支撑层(32)的至少一侧上，其中主要本体层(22)由非原生材料制成；以及将固体外部模块(30)和内部模块(40)层压到芯模块(20)。

Description

包装材料层压件及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种层压包装材料及用于制造层压包装材料的方法。此外，本发明涉及包括该层压包装材料或由该层压包装材料制成的包装容器。特别是，本发明涉及用于液体食品包装的包含层压包装材料的包装容器。

背景技术

用于液体食品的一次性类型的包装容器通常由基于纸板或纸箱的包装层压件制成。一个此类常见的包装容器以(Tetra Brik)为商标进行销售，主要用于所售的长期常温储存的奶、果汁等液体食品的无菌包装。这种已知包装容器中的包装材料通常是层压件，包括纸、纸板的本体层，以及热塑性塑料的外部液密层。为了使包装容器具有气密性，特别是例如为了无菌包装和包装奶或果汁的目的而具有氧气密性，这些包装容器中的层压件通常包括至少一个额外的阻挡层，最常见的是布置在本体层内的铝箔。

因此，在层压件的内侧，即，由层压件制成的容器的用于面对所填充食物内容物的一侧，存在施加到铝箔上的最内层，该最内的内侧层可以由一个或多个部分层组成，包含可热封的热塑性聚合物，例如粘合性聚合物和/或聚烯烃。另外，在本体层的外侧上还存在最外可热封聚合物层。

包装容器通常采用现代、高速包装机来生产，这种包装机由卷材或预制的包装材料坯料形成、填充和密封包装。因此，可以通过使卷材的两个纵向边缘在搭接接头处彼此粘合，将层压包装材料的卷材重新形成为管来生产包装容器，该搭接接头通过将可热密封的最内和最外热塑性聚合物层焊接在一起而形成。将管填充所需的液体食品，然后通过在管中内容物的液位以下以彼此预定的距离重复对管进行横向密封，将管分成单独的包装。通过沿横向密封的切口将包装与管分离，并通过沿包装材料中准备好的折痕线折叠形成所需的几何形状，通常是平行六面体或长方体。

这种连续管成形、填充和密封包装方法概念的主要优点在于，可以在管成形之前连续对卷材进行灭菌，从而提供了无菌包装方法的可能性，即，在该方法中，要填充的液体内容物及包装材料本身的细菌减少且在清洁的条件下生产已填充的包装容器，使得已填充的包装即使在环境温度下也可以长期储存，而不会有填充的产品中滋生微生物的风险。(Tetra)式包装方法的另一个重要优点如上所述可实现连续高速包装，这对成本效率有相当大的影响。

用于敏感液体食品(例如奶或果汁)的包装容器也可由本发明的层压包装材料的片状坯料或预制坯料制成。从折叠平整的包装层压件管状坯料开始，首先将坯料堆砌成一个开口的管状容器胶囊，然后通过折叠和热密封整体端板将其中一个开口端封闭来生产包装。可选地，可以通过将塑料顶部模制到包装材料上来封闭管状容器胶囊的开口端。这样封闭的容器胶囊通过其开口端填充所需的食品，例如果汁，然后通过进一步折叠和热密封相应的整体端板将开口端封闭。由片状和管状坯料生产的包装容器的一种示例是传统的所谓的山墙顶包装。还有这种类型的包装，其具有由塑料制成的模制顶部和/或螺帽。

上述层压包装材料的商业示例通常包括75％纸板、20％聚合物材料和5％铝。这意味着用这种包装材料制成的包装容器是可回收的；纸板被回收制成纸制品，剩余25％的部分(即聚合物和铝)可以回收制成面板、屋顶板等。现代回收工厂将纸张与聚合物分离，并通过水力制浆工艺将铝转化为新的有用产品。

到目前为止，层压包装材料都是使用原生纸板生产的，也就是说，几乎不使用任何再生材料。为了顺应当前循环制造的趋势，人们希望在生产新包装容器的包装材料时利用以前包装容器中的纸板纤维。然而，现有的生产设备无法用再生纸板替代原生纸板，因为无法控制再生纸板中可能存在的污染物。

特别地，再生纸板可同时包含矿物油饱和烃和矿物油芳香烃。这些污染物可能是用于装饰旧印刷纸和要回收的包装的印刷油墨的残留物，并且出于食品安全原因，重要的是不允许此类污染物逸入包装产品中。

因此，现有的设备和程序阻止了在包装材料中使用再生纤维，因此需要在该领域进行改进。

发明内容

本发明的目的是至少部分地克服现有技术上述一个或多个限制。特别是，目的是提供一种包含再生材料的包装材料层压件，其可用于液体食品包装且不会对由该包装材料层压件封装的产品造成任何不健康污染的风险。

为了解决该问题，根据本发明的第一方面，提供了一种生产层压包装材料的方法。该层压包装材料具有芯模块、用于面向由该包装材料形成的包装容器内部的内部模块，以及用于面向由该包装材料形成的包装容器外部的外部模块。该方法包括：i)提供芯模块，该芯模块包括由纸或纸板或其他纤维素基材料制成的主要本体层，ii)提供固体外部模块，该固体外部模块包括由纸或纸板或其他纤维素基材料制成的辅助支撑层，以及配置为防止矿物油污染物迁移的第一均质迁移阻挡层或涂层，其中，第一均质迁移阻挡层或涂层施加在辅助支撑层的至少一侧上，其中至少主要本体层由非原生材料制成，以及iii)将固体外部模块和内部模块层压到芯模块上。说第一迁移阻挡层或涂层是“均质的”意思是，它是均匀且连续的层或涂层。这意味着它的厚度在整个平面外方向上及整个平面内延伸方向上具有均匀的成分。此外，作为层压件中的涂层或层，其在层压件的整个平面内延伸范围内连续覆盖与其相邻或涂覆的层。术语“固体”意指材料处于干燥和最终状态，即不以需要固化或干燥或交联等的熔体、分散体或溶液的形态施加，或不包含这些形态。

提供固体外部模块可以包括进一步的步骤：施加第一迁移阻挡层或涂层以在辅助支撑层上形成均质层。这允许外部模块在受控条件下进行预制造，确保第一迁移阻挡层或涂层有效防止矿物油污染物的迁移。

施加迁移阻挡层或涂层可以通过水分散体涂覆和随后的蒸发干燥(例如通过热空气或对流加热)进行。这被证明是一种确保均质且固体的迁移阻挡层或涂层的非常有效的工艺，其还允许使用市售的迁移阻挡层或涂层材料，例如PVOH。

该方法还可以包括提供包括气体阻挡层或涂层的内部模块。因此，内部模块可以预制有气体阻挡件，从而进一步确保包装容器的完整性和食品安全。

气体阻挡层或涂层可以是第二均质迁移阻挡层或涂层，其被配置为防止矿物油污染物的迁移。因此，可设计具有特定层或涂层的内部模块，既可防止矿物油污染物的迁移，又可提供气体阻挡，从而提高设计自由度和包装材料的紧凑性。

非原生材料可以由高达100质量％的再生材料制成，材料的余量，即剩余部分或其余部分为非再生材料。因此，可以使用各种等级的再生材料，因为对于100％再生材料，迁移阻挡层或涂层也可以有效防止矿物油污染物的迁移。

可以将外部模块层压到芯模块上，使得迁移阻挡层或涂层布置在主要本体层和辅助支撑层之间。因此，主要本体层中的任何矿物油污染物从而防止了从芯模块迁移并到达辅助支撑层，并且因此有效地包含在芯模块和主要本体层中。

可以将外部模块层压到芯模块上，使得辅助支撑层布置在主要本体层和迁移阻挡层或涂层之间。因此，迁移阻挡层或涂层将被布置在辅助支撑层之外，从而有效地防止矿物油污染物迁移到包装材料外部的环境中。

辅助支撑层可以由原生材料制成。对于该实施方案，外部模块的设置将有效地“密封”芯模块的外部，从而防止任何矿物油污染物迁移到包装材料的外部。

可以通过在辅助支撑层的仅一侧或两侧上施加阻挡层或涂层来提供固体外部模块。这允许包装材料和形成包装材料的转换工艺具有设计自由度。它还允许将不同的材料用于迁移阻挡层或涂层，例如，在辅助支撑层的内侧上使用PVOH而在辅助支撑层的外侧上使用不同的迁移阻挡涂层。

该方法还可以包括提供固体内部模块，该固体内部模块包括由纸或纸板或其他纤维素基材料制成的第三支撑层，以及配置为防止矿物油污染物在第三支撑层的至少一侧上迁移的迁移阻挡层或涂层。这提供了进一步的优势，特别是在主要本体层由再生材料制成的情况下，因为迁移阻挡层或涂层将防止矿物油污染物从主要本体层迁移到包装材料内侧。

提供固体内部模块可以包括进一步的步骤：施加迁移阻挡层或涂层以在第三支撑层上形成均质层。这允许内部模块在受控条件下进行预制造，确保迁移阻挡层或涂层有效防止矿物油污染物的迁移。

施加迁移阻挡层或涂层可以直接在第三支撑层上或中间聚合物膜基材上进行。优选地，迁移阻挡层或涂层的施加通过水分散体或溶液涂覆和随后的干燥进行。这为选择内部模块的制造方法和材料提供了极大的灵活性。

可以将内部模块层压到芯模块，使得迁移阻挡层或涂层布置在第三支撑层和主要本体层之间。因此，主要本体层中任何矿物油污染物被有效地防止迁移并到达第三支撑层，并且被有效地包含在芯模块和主要本体层中。

迁移阻挡层或涂层可包含以下组中的一种或多种材料：乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)、聚乙烯乙烯醇共聚物(PVOH)、纳米晶体纤维素(NCC)和微纤化纤维素(MFC)。此类迁移阻挡材料更优选，因为它们不是来自化石燃料和/或易于在用于回收废纸和纸箱材料的水性回收流体中(例如在用过的饮料纸箱的纤维回收流中)重新分散，因此对环境而言更具可持续性。通过以水分散体的形态施加此类迁移阻挡材料并随后进行干燥，可以施加具有少量干燥固体材料的非常薄的涂层。对于这种类型的涂层，EVOH材料因而是水分散性的并且与PVOH非常相似，即聚合物中具有高含量的乙烯醇单体。

该方法还可包括提供至少一个结构弱化部，该结构弱化部包括至少延伸穿过主要本体层的孔或狭缝。这样做的益处是，包装材料可以设置有容易穿透的开口结构，例如吸管孔等。

将外部模块和内部模块层压到芯模块上可以通过挤出层压或湿层压来进行。这允许使用可用的高效的工艺和设备。湿冷层压(优选通过水性粘合剂组合物，不进行强制干燥)从环境角度来看是一种有利且可持续的方法。不需要或者只需要很少的干燥能量，并且需要的粘合剂或粘合材料显著较少。可以使用极少量的聚合物粘合剂，例如少于5g/m²。湿层压所用的物质可与矿物油污染物迁移阻挡件的涂层中所用的物质属于同一种类，如PVOH或EVOH聚合物。由于它们以湿溶液添加到层压中，在层压后进行干燥，因此它们不会成为固体阻挡层且用处较小。然而，它们可进一步有助于提高迁移阻挡能力。

根据第二方面，提供了一种层压包装材料。该层压包装材料通过根据第一方面的方法生产。

根据第三方面，提供了一种包装容器，其至少部分地由根据第二方面的层压包装材料制成。

本发明的其他目的、特征、方面和优点将从以下详细描述以及附图中显现。

附图说明

现在将通过示例并参考附图来描述本发明的实施方案，其中

图1是根据实施方案的用于由层压包装材料生产液体食品包装容器的机器的示意侧视图；

图2是根据实施方案的层压包装材料的剖视图；

图3a和图3b是根据实施方案的层压包装材料半成品的转换过程的示意图；

图4是生产层压包装材料的转换过程的示意图；

图5a和图5b是根据不同实施方案的层压包装材料的剖视图；

图6是根据各种实施方案设置有开口结构的层压包装材料的剖视图；以及

图7是根据实施方案的生产层压包装材料的方法的示意图。

具体实施方式

从图1开始，示出了用于由层压包装材料10生产包装容器2的机器1的示例。根据背景技术部分的描述，机器1包括灭菌区段3，其配置为对通常以卷筒进给入机器1中的层压包装材料10进行灭菌。灭菌区段的下游是管成形区段4，该管成形区段4将层压包装材料10的纵向端部相互密封。填充区段5被配置为用所需的内容物填充纵向管，并且横向密封区段6提供横向密封和切割，以将包装容器2与层压包装材料10的上游管分离。

参考图2描述了用于例如图1中所示的机器1的层压包装材料10的示例。层压包装材料10包括芯模块20、用于面向由包装材料10形成的包装容器2的外部的外部模块30，以及用于面向由包装材料10形成的包装容器2的内部的内部模块40。芯模块20被层压至外部模块30和内部模块40，使得芯模块20布置在外部模块30和内部模块40之间。

对于本文所述的所有实施方案而言常见的是，芯模块20包括由纸或纸板或其他纤维素基材料制成的主要本体层22，并且外部模块30(当层压到芯层20时为固体)包括由纸或纸板或其他纤维素基材料制成的辅助支撑层32，以及至少一个第一均质且固体的迁移阻挡层或涂层34，该迁移阻挡层或涂层34被配置成防止矿物油污染物的迁移。芯模块20的至少主要本体层22由非原生材料制成，即，它由包含再生纤维的材料制成。

为了形成即用型层压包装材料10，还将内部模块40层压到芯模块20上，使得芯模块20布置在外部模块30和内部模块40之间。如图2进一步所示，层压包装材料10还设置有布置在外部模块30上的最外层12，以形成层压包装材料10的外部层，以及布置在内部模块40上的最内层或层部分14，以形成层压包装材料10的内层。

由不同的预制模块20、30、40形成层压包装材料10的总体思路为最终层压包装材料10的设计和精确配置提供了极大的灵活性。尤其是，在外部模块30中设置迁移阻挡层或涂层34允许至少主要本体层22由再生材料制成。因此，在辅助支撑层32由原生材料制成的情况下，原生材料的总量可以减少，因为非原生材料层22仍然会提供层压包装材料10所需的一些稳定性。这也适用于转换过程，即形成层压包装材料10所涉及的各种过程。此外，纸制造过程中的涂层操作可能不是必需的，这样再生纸或纸板可以直接按生产状态输送，即卷绕在纸卷轴上，而无需在每一侧上用涂层封装主要本体层22。对于纸制造商和供应商来说，这是一个巨大的优势，他们能够将含有再生纤维成分的芯层直接输送给转换商，而不必进一步涂覆芯层，并保证为转换商客户提供足够的迁移阻挡性能，从而实现较低的生产成本和转换商客户的定价。现在转到图3a和图3b，其示意性地示出了示例过程。该过程由一个或多个相关设备50执行，目的是从各种输入材料提供至少半成品层压包装材料。在所示的示例中，最终产品是包括芯模块20、外部模块30和内部模块40的层压材料。应当注意，该过程仅作为示例示出，并且可以进行各种修改和变化。

卷轴52上提供有连续的纸或纸板或其他纤维素基材料的卷材。在操作中，主要本体层22(即芯模块20)的卷材被展开并进给通过辊隙54。辊隙54也接收外部模块30。外部模块30在层压到芯模块20时已经形成，例如通过如图3b所示的单独分散工艺进行。

如图3b所示，为了准备第一个外部模块30，在卷轴56上提供了连续的纸或纸板或其他纤维素基材料的卷材。在操作中，卷材被展开并向前进给，作为外部模块30的辅助支撑层32。阻挡膜、层或涂层34例如以水分散体提供，施加至辅助支撑层32的一侧。可选地，通过辊隙58以确保阻挡层或涂层材料的均质分布。阻挡层或涂层34材料的水分散体的施加可以通过喷涂、浸涂或者例如通过辊涂进行，如图3b所示。

可以在辊隙58的下游设置干燥器60，以便固化和蒸发悬浮液(通常是水)，从而形成固体阻挡层或涂层34。因此，干燥器60下游的外部模块30是固体且预制的外部模块30。在制造外部模块30之后，可以将其卷绕在存储卷轴57上，以进一步输运到将外部模块30层压到芯模块20的现场，如图3a所示。

为了将外部模块30层压至芯模块20，可以使用粘合剂。在图3a中，这被示为所谓的湿层压步骤，即，将液体(优选水性)粘合剂36施加到外部模块30的一侧，即，在辊隙54处面向芯模块20的一侧。在图3a中还可以进一步看出，外部模块30以卷轴57即图3b中所示过程的输出产品的形式被进给至制造设备。为了将外部模块30高效地层压至芯模块20，接合辊隙54可以是加热辊隙54，以使液体粘合剂更快地粘合至相应模块的表面。

内部模块40通过另一辊隙62层压至芯模块20，该另一辊隙62可布置在用于将外部模块30层压至芯模块20的辊隙54的下游。层压操作和辊隙62和54的不同顺序也是可替代的。内部模块40可有各种不同的配置，在图3a中示出了一个特定实施方案的生产。

为了根据图3a的具体实施方案准备内部模块40，在卷轴64上提供了纸或纸板或其他纤维素基材料的连续卷材。在操作中，卷材被展开并向前进给，作为内部模块40的第三支撑层42。阻挡层或涂层44可以例如作为预制膜提供，其通过湿层压施加到第三支撑层42的一侧。

包括阻挡层或涂层44的预制膜可以例如作为设置在卷轴66上的连续且预制的卷材提供，朝向第三支撑层42的传输路径进给。尽管有各种选择，但是预制膜或基材可以例如作为聚合物膜基材或者作为纸或纤维素基片基材44来提供，该基材涂覆有气体阻挡层或者通过气相沉积涂层来涂覆。此外，具有气体阻挡涂层的阻挡层或片材44可以包括能够防止矿物油污染物迁移的物质的涂层(参见图5a-图5b)，并且可以按照与上述参考外部模块30的阻挡层或涂层34类似的方式提供。

在图3a中，湿层压设备68将液体(优选为水性)粘合剂施加到包括阻挡层或涂层44的预制膜的一侧，即，在包括阻挡层或涂层44的预制膜在辊隙70处与第三支撑层42接触之前旨在面向第三支撑层42的一侧。可替代地，将包含阻挡层或涂层44的预制膜层压至第三支撑层42可使用挤出设备(未示出)进行，该挤出设备被配置为将熔融的聚合物膜或“帘幕”提供给层压辊隙，其中第三支撑层42和阻挡涂层膜或片基材44中的至少一者优选在辊隙70的区域处接合并相互层压，该辊隙将阻挡涂层膜或片基材44压至第三支撑层42，由此挤出的聚合物提供所需的层压。一旦内部模块40被预制，它就以固态通过辊隙62层压到芯模块20。辊隙62处的层压操作可以以相同的方式通过湿层压或挤压层压进行，如结合层压辊隙54和70(未示出)所述。在未示出的替代实施方案中，第三支撑层42和/或阻挡涂层膜或片基材44可以通过湿层压接合至芯模块20，如上所述。

还应当提到的是，内部模块40可以按照与参考外部模块30和图3b所述类似的方式预制。

图4示出了最终层压包装材料10的生产过程。给图3a所示的过程的输出，即包括芯模块20、外部模块30和内部模块40的层压材料提供最外层12和最内层部分14。这些最外层和最内层及层部分12、14可以例如通过挤压涂覆来提供，如图4所示，挤压设备72、74串联布置并作用于层压包装材料的相对侧，即分别作用于外部模块30和内部模块40。应当提到的是，特别是最内层部分14可以提供为布置在彼此之上的多个共挤出聚合物层，如本领域所公知的。

现在转到图5a-图5b，将进一步详细地描述层压包装材料10的不同实施方案。所有实施方案均具有至少一个主要本体层22和一个由纸或纸板或其他纤维素基材料制成的辅助支撑层32。至少本体层22由非原生材料制成，即其至少在一定程度上包含再生纤维。此外，主要本体层22形成芯模块20的一部分，而辅助支撑层32形成固体外部模块30的一部分，其中外部模块30还包括第一均质且固体的阻挡层或涂层34，其配置为防止矿物油污染物的迁移。

在图5a中，层压包装材料10包括芯模块20，该芯模块20具有由非原生纤维素基材料(即，包含再生纤维的材料制成)制成的主要本体层22。外部模块30由辅助支撑层32形成，对于该实施方案，辅助支撑层32由完全原生的纤维素基材料制成，即，由不包含再生纤维的材料制成。在用于面向主要本体层22的辅助支撑层32的一侧上设置第一均质且固体的迁移阻挡层或涂层34，用于防止矿物油污染物的迁移。因此，固体外部模块40由辅助支撑层32和迁移阻挡层或涂层34形成。

如图5a中清楚显示的那样，阻挡层或涂层34是一个独特的层，并且通过粘合层36(也就是图3a中提到的粘合剂)与芯模块20隔开。与阻挡层或涂层34相反，粘合层36不是通过干燥成完整的表面层而制成固体涂层，然后渗透并被吸收到纤维素基材料层的纤维素纤维中。

内部模块40包括第三支撑层42，对于该实施方案，该第三支撑层42由完全原生的纤维素基材料制成，即，由不包含再生纤维的材料制成。内部模块40还包括预制膜或片材44，其包括聚合物膜基材44a或纤维素基片基材44b，所述基材44b涂覆有气体阻挡层或涂层44c。还可在第三支撑层42的一侧(例如，用于面向主要本体层22的一侧)上设置用于防止矿物油污染物迁移的第二均质且固体的迁移阻挡涂层46。

可替代地，用于防止矿物油污染物迁移的阻挡涂层46可以形成预制膜或片材44的一部分。预制膜或片材44的配置，无论从内到外或从外到内看，可以是以下任一种：i)阻挡涂层46-气体阻挡层或涂层44c-聚合物膜基材44a或纤维素基片基材44b，ii)气体阻挡层或涂层44c-阻挡涂层46-聚合物膜基材44a或纤维素基片基材44b，iii)阻挡涂层46-聚合物膜基材44a或纤维素基片基材44b-气体阻挡层或涂层44c(如图5a所示)。

阻挡涂层46和预制膜或片材44是不同的层，并通过粘合层47(例如粘合剂)与芯模块20分离，并通过另一粘合层48(例如，还有某种类型的粘合剂)与第三支撑层42分离。与阻挡涂层46和预制膜或片材44相反，粘合层47、48不是通过干燥成完整的表面层而制成固体涂层，然后渗透并被吸收到纤维素基材料层的纤维素纤维中。

图5b示出了另一个实施方案。在图5b中，层压包装材料10包括芯模块20，该芯模块20具有由非原生纤维素基材料(即，包含再生纤维的材料制成)制成的主要本体层22。外部模块30由辅助支撑层32形成，对于该实施方案，辅助支撑层32由完全原生的纤维素基材料制成，即，由不包含再生纤维的材料制成。用于防止矿物油污染物迁移的第一均质阻挡层或涂层34设置在辅助支撑层32的用于朝外的一侧。因此，固体外部模块40由辅助支撑层32和第一均质且固体的阻挡层或涂层34形成。

内部模块40包括第三支撑层42，对于该实施方案，该第三支撑层42由完全原生的纤维素基材料制成，即，由不包含再生纤维的材料制成。预制膜或片材44包括聚合物膜基材44a或纤维素基片基材44b，以及气体阻挡层或涂层44c形成内部模块40的一部分，并且设置在第三支撑层42面向芯模块20的一侧。用于防止矿物油污染物迁移的第二均质阻挡层或涂层46设置在第三支撑层42的相对侧(即，用于朝内，即背离主要本体层22的一侧)。

值得一提的是，参考附图描述的上述实施方案可以进行修改或组合，以提供本文未明确描述的不同配置。

一个具体目标是允许使用再生材料，并确保在使用任何此类非原生材料的同时，降低矿物油污染物从层压包装材料中扩散出来的风险。可以考虑用于阻挡层或涂层34、46的不同材料。本发明人已意识到，有一系列材料被证明是特别有用的环境可持续材料，并且能够防止矿物油污染物(即矿物油饱和烃和矿物油芳香烃)的迁移。此类有用的材料包括乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)、聚乙烯乙烯醇共聚物(PVOH)、纳米晶体纤维素(NCC)和微纤维化纤维素(MFC)。

可通过气相沉积涂覆施加用于防止氧气和/或水蒸气渗透的合适材料，例如通过物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)，尤其是等离子体增强化学气相沉积(PECVD)。纳米厚度范围内的此类气相沉积阻挡涂层的示例可以是金属化涂层，例如金属化铝、金属氧化物涂层，例如AlOx或SiOx，或非晶碳涂层，即非晶类金刚石碳涂层(DLC)。

可以通过阻挡聚合物的水分散体或溶液涂层或聚合物粘合剂和无机颗粒或填料的阻挡组合物来施加用于防止氧气和/或水蒸气透过的其它合适的材料。在某些情况下，适合防止氧气渗透的聚合物和组合物也适合防止矿物油污染物的迁移。

上述需要多个阻挡层或涂层34、44、46的实施方案可以仅使用单一阻挡材料，或者可以对不同的阻挡层或涂层34、44、46使用不同的阻挡材料。

例如，外部模块30可具有布置在辅助支撑层32两侧上的两个阻挡层或涂层34a和34b。面向层压包装材料10外部的阻挡层或涂层34a可以例如是PVOH层，其可选地进一步金属化，还增强层压包装材料10的外观，而另一阻挡层或涂层34b可以是单独的固体PVOH的均质层。PVOH涂层可以作为相互涂覆的两个薄涂层涂覆，并在每个涂覆步骤之后进行后续干燥，以在低干固体含量克重下提供最佳可能的阻挡性能，以及生产中最有效的涂覆/干燥效率。

尤其是，就图5a和图5b的实施方案而言，可将气体阻挡层或涂层44和迁移阻挡层46组合成单层。这种双重功能的气体阻挡层或涂层44、46最优选将位于第三支撑层42的内侧上，即，朝向包装容器内侧的一侧上，特别是在第三支撑层中也存在一些再生纤维含量时。如果第三支撑层42由聚合物膜基材替代，则双功能气体阻挡层或涂层44、46可以布置在聚合物膜基材的任意一侧上。因此，如果内部模块40没有纸基材，而是预制的并涂覆有气体阻挡涂层的聚合物膜，气体阻挡层或涂层也可充当迁移阻挡件。

从上文清楚可见，内部模块40不一定需要包括纤维素基材料的第三支撑层42，而是内部模块40可以仅具有预制膜或片材44，其设置有所需的阻挡涂层44c、46，以及可选的附加涂层、层或膜(但没有纤维素基材料的第三支撑层42)。

由芯模块20、外部模块30和内部模块40提供层压包装材料10的另一个显著优点是可将层压包装材料10的特定属性分配给不同的模块。在现有包装材料中，机械性能、氧气阻挡性、完整性和外观等特定性能是纠缠在一起的；这些性能都受到整个包装材料各个层的影响。然而，对于本文描述的实施方案，这些性能中的至少一些可以分配给模块20、30、40中的一个或两个。例如，外观仅取决于外部模块30，而阻挡性能仅取决于内部模块40。因此，通过直接替换这些模块30、40可以实现外部和内部的区分，而这在现有的包装材料中是不可能的。此外，与包含再生成分的芯模块相关，这意味着芯材料需要在其初始未封装状态下仅进行一次层压和转换处理。一旦被封装在包括迁移阻挡材料层或涂层的外部和内部模块之间，它就不会进一步污染转换线或所涉及的材料。特别是，当现成预制的外部和内部模块在通过转换线的一次运行中层压到芯层时，非原生芯层将不会有未覆盖的一侧可能与卷绕卷轴上相邻的层压原生材料接触，或者可能在非覆盖状态下通过进一步的层压站。

层压包装材料10的另一个方面是可以提供预制开口结构，以使得便于使用例如吸管。因此，出于此目的，这种预制开口结构可在最终的层压包装材料10上形成吸管孔。

图6显示了层压包装材料10的横截面，其中示出了这种预制开口结构的各种示例。虽然层压包装材料10可以是本文所述的任何类型或配置，但对于在该特定实施方案中，芯模块20包括原生材料的主要本体层22。外部模块30包括由两个相对的阻挡层或涂层34a-34b封装的辅助支撑层32。内部模块40包括第三支撑层42和阻挡涂层46。最外层12层压至外部模块30，并且一个或多个最内层14层压至内部模块40。

图6中示出了预制开口结构16的各种配置。从图6的左侧开始，预制开口结构16a可以设置为完全穿过芯模块20、外部模块30和内部模块40的冲孔或狭缝。包装材料10的最内层12和最外层14覆盖预制开口结构16a。

图6的下一个预制开口结构16b完全延伸穿过外部模块30和芯模块20，但仅穿过内部模块40的第三支撑层42，留下最内层12和最外层14以及阻挡层或涂层46覆盖预制开口结构16b。

预制开口结构16c延伸穿过外部模块30和芯模块20，留下最内层12和最外层14和内部模块40覆盖预制开口结构16b。该实施方案是有利的并且是优选的。在打开包装之前，防止任何再生纤维的污染物到达封装的产品，因此它不仅对吸管孔而言优选，而且对于盖子和类似物的较大开口结构而言也是优选的。因此，预制开口结构16c提供了一种相当容易穿透的结构，因为主要本体层22已被去除，但仍防止污染物到达包装所封装的产品。此外，当第一均质迁移阻挡层34、34a尽可能靠近芯层，即，在主要本体层22和辅助支撑层32之间时，将允许尽可能少的来自非原生芯层的迁移。

预制开口结构16d仅延伸穿过芯模块20，留下最内层12和最外层14以及内部模块30和外部模块40覆盖预制开口结构16d。

图6的下一个预制开口结构16e完全延伸穿过芯模块20，并穿过内部模块40的第三支撑层42，留下最内层12和最外层14以及外部模块30和氧气阻挡层46覆盖预制开口结构16e。

图6的最后一个预制开口结构16f完全延伸穿过芯模块20和内部模块40，留下最内层12和最外层14以及外部模块30覆盖预制开口结构16f。

现在转到图7，示意性地示出了方法100。方法100进行的目的是生产层压包装材料10，该层压包装材料10具有芯模块20、用于面向由包装材料10形成的包装容器的内部的内部模块40，以及用于面向由包装材料10形成的包装容器的外部的外部模块30。该方法包括第一步骤102：提供芯模块20，该芯模块20包括纸或纸板或其他纤维素基材料的主要本体层22，以及步骤104：提供固体外部模块30。执行步骤104，使得外部模块30包括纸或纸板或其他纤维素基材料的辅助支撑层32，以及配置为防止矿物油污染物迁移的第一均质迁移阻挡层或涂层34，其中迁移阻挡层或涂层34施加在辅助支撑层32的至少一侧上。主要本体层22和辅助支撑层32中的至少一个由非原生材料制成。该方法还包括将固体外部模块30和内部模块40层压至芯模块20的步骤106。

Claims (19)

1.一种生产层压包装材料(10)的方法，该包装材料具有芯模块(20)、用于面向由该包装材料(10)形成的包装容器(2)的内部的内部模块(40)和用于面向由该包装材料(10)形成的包装容器(2)的外部的外部模块(30)，该方法包括：提供芯模块(20)，该芯模块包括由纸或纸板或其他纤维素基材料制成的主要本体层(22)；提供固体外部模块(30)，该固体外部模块包括由纸或纸板或其他纤维素基材料制成的辅助支撑层(32)和配置为防止矿物油污染物迁移的第一均质迁移阻挡层或涂层(34)，其中，迁移阻挡层或涂层(34)施加在辅助支撑层(32)的至少一侧上，其中，至少主要本体层(22)由非原生材料制成；以及将该固体外部模块(30)和该内部模块(40)层压到该芯模块(20)上。

2.根据权利要求1的方法，其中提供固体外部模块(30)还包括以下步骤：施加第一迁移阻挡层或涂层(34)到辅助支撑层(32)上以形成均质层。

3.根据权利要求2的方法，其中施加第一迁移阻挡层或涂层(34)是通过水分散体涂覆并随后干燥进行的。

4.前述权利要求中任一项的方法，还包括提供包括气体阻挡层或涂层(44c，46)的内部模块(40)。

5.根据权利要求4的方法，其中气体阻挡层或涂层(44c，46)是配置为防止矿物油污染物迁移的第二均质迁移阻挡层或涂层。

6.前述权利要求中任一项的方法，其中所述非原生材料由高达100质量％的再生材料制成，其余部分，即材料的剩余部分，为非再生材料。

7.前述权利要求中任一项的方法，其中将该外部模块(30)层压到该芯模块(20)上，使得第一迁移阻挡层或涂层(34)布置在该主要本体层(22)和该辅助支撑层(32)之间。

8.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中将该外部模块(30)层压到该芯模块(20)上，使得该辅助支撑层(32)布置在该主要本体层(22)和该迁移阻挡层或涂层(34)之间。

9.根据权利要求1的方法，其中该主要本体层(22)由非原生材料制成，并且其中该辅助支撑层(32)由原生材料制成。

10.前述权利要求中任一项的方法，其中提供固体外部模块(30)是通过在该辅助支撑层(32)的仅一侧或两侧上施加该阻挡层或涂层(34)来执行的。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括提供该固体内部模块(40)，其包括纸或纸板或其他纤维素基材料的第三支撑层(42)，以及配置为防止矿物油污染物在第三支撑层(42)的至少一侧上迁移的第二迁移阻挡层或涂层(46)。

12.根据权利要求11的方法，其中提供固体内部模块(40)还包括以下步骤：将第二迁移阻挡层或涂层(46)施加到第三支撑层(42)上以形成均质层或涂层。

13.根据权利要求11或12的方法，其中直接在第三支撑层(42)上或中间聚合物膜基底(44a-b)上施加第二迁移阻挡层或涂层(46)。

14.根据权利要求11-13中任一项的方法，其中施加第二迁移阻挡层或涂层(46)是通过水分散体或溶液涂覆并随后干燥进行的。

15.根据权利要求11-14中任一项的方法，其中将该内部模块(40)层压到该芯模块(20)上，使得第二迁移阻挡层或涂层(46)布置在第三支撑层(42)和该主要本体层(22)之间。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中第一和第二迁移阻挡层或涂层(34、44)包括以下组中的一种或多种材料：乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)、聚乙烯乙烯醇共聚物(PVOH)、纳米晶体纤维素(NCC)和微纤化纤维素(MFC)。

17.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中将所述外部模块(30)和所述内部模块(40)层压至所述芯模块(20)是通过挤出层压或湿层压进行的。

18.一种层压包装材料(10)，其通过根据前述权利要求中任一项所述的方法生产。

19.一种包装容器(2)，至少部分地由根据权利要求18所述的层压包装材料(10)制成。