CN1787912A - 生产包装层合材料的方法 - Google Patents

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Abstract

一种生产做包装容器的片条状层合材料的方法，所述层合材料由一层基层和一层可热封内层组成，该方法包含下列步骤：在银蒸气气氛内引入含氧气体；将片条状基膜送进银蒸气气氛中以在片条状基膜的一个表面上形成一层金属银薄膜；将该薄膜氧化成氧化银薄膜；将带有氧化银薄膜的基膜从银蒸气气氛中拉出，以获得片条状基层；将该片条状基层的内表面与可热封内层进行层合，在片条状基层的外表面印刷容器设计图样；在片条状基层的外表面和内表面形成热塑性塑料层或支持层。密封区及其邻区和整个容器都能在抗菌气氛中或用抗菌材料形成。

Description

生产包装层合材料的方法
技术领域
本发明涉及一种生产包装层合材料的方法，该材料可以用高频感应加热热封成容器且具有优良的抗菌活性。
背景技术
在牛奶、果汁、米酒、shochu、矿泉水和其它软饮料所用的包装容器中，一种在纤维状基材(如纸等)/塑料层合体上带有褶线的片条状层合材料要通过提供一条纵向垂线密封形成管状，将要灌装的物质灌进已形成管状的包装材料并在管状包装材料的横向再提供一条横向线密封，以形成枕状并沿褶线折叠，形成最终形状。至于最终形状，有砖状(平行六面体)、四面体状等等。
在上述包装体系内，就具有一个不同包装体系的无菌包装和速冻包装而论，要用不同的片条状层合材料作包装容器。在用来作纸包装容器产品的层合包装材料中，就无菌包装而论，已知有低密度聚乙烯(LDPE)/印刷油墨层/纸芯层(纤维状载体层)/LDPE/铝箔/LDPE/LDPE和LDPE/印刷油墨层/纸芯层/LDPE/铝箔/聚酯(PET)；而就速冻包装而论，已知有LDPE/印刷油墨层/纸芯层/LDPE/LDPE，印刷油墨层/LDPE/纸芯层/LDPE/LDPE等。
在要用高频感应加热热封成容器的层合材料中，已知有，例如日本Examined Patent Publication No.S63-222所述的层合材料，这是一种做包装容器的片条状层合材料，由一层基层和一层热塑性塑料内层组成，并在要用高频感应加热热封成容器的区域内包括一层层合在基层与热塑性塑料内层之间的炭黑导电层。该层合材料由基层、热塑性塑料内层和介于两者之间的炭黑导电层组成(日本ExaminedPatent Publication No.S63-222)。
当将做包装容器的片条状层合材料铺叠起来并熔化可热封内层以形成待密封区时，要灌装或包装的液态食品之类有可能会残留在密封区及其邻区。而且残留物有可能受外来细菌之类的污染。因此，有必要在抗菌气氛中或用抗菌材料形成密封区及其邻区。
液态食品的包装纸容器可分为能在常温下保存的无菌包装和要在速冻条件下分配的速冻包装如牛奶容器等。各种包装层合材料被粗略地区分为无菌包装和速冻包装并进行生产。液态食品要用分离的灌装机器和分离的密封法进行灌装和包装。
但是，即使无菌包装和速冻包装包括一种不同的包装体系，如果将不同包装体系的一部分除去，整个包装体系仍可进行有效的操作/应用/工作，从而进一步有利于节能、省材和降低生产成本。
发明内容
本发明的目的是为解决上述问题而提供一种生产包装层合材料的方法。
为解决上述问题，本发明的目标是一种生产做包装容器的片条状层合材料的方法，该材料由一层基层和一层可热封内层组成，该方法包括下列步骤：在银蒸气气氛内引入含氧气体，将片条状基膜送进银蒸气气氛，以在片条状基膜的一个表面上形成一层金属银薄膜，将该金属银薄膜氧化成氧化银薄膜，将带有氧化银薄膜的基膜从银蒸气气氛中拉出，从而获得片条状基层，将该片条状基层的内表面与可热封内层进行层合，在片条状基层外表面印刷容器设计图样，以及在片条状基层的外表面和内表面成形一层热塑性塑料层或支持层。
其结果，密封区及其邻区和整个容器的形成都能在抗菌气氛中或用抗菌材料进行。而且，即使无菌包装和速冻包装包括一个不同的包装体系，也可以除去不同体系的一部分。因此，整个包装体系能进行有效的操作/应用/工作，从而进一步节能、省材和降低生产成本。
在本发明的第一方面，一种生产包装层合材料的方法的目标是一种生产至少一种作包装容器用的片条状层合材料的方法，该材料由一层基层和一层可热封内层组成，且包括特征如下的一种构型：加热金属银以形成银蒸气气氛；在将含氧气体引进该银蒸气气氛的同时或随后，将片条状基膜连续或间歇地送进银蒸气气氛中，以在片条状基膜的一个表面上形成一层金属银薄膜，同时或随后用含氧气体将部分或所有金属银氧化为氧化银以转化为氧化银薄膜，将已带有氧化银薄膜的片条状基膜从含有含氧气体的银蒸气气氛中拉出，从而获得片条状基层，将该片条状基层的内表面与一层可热封内层进行层合，在片条状基层的外表面间接或直接印刷容器设计，以及在片条状基层的外表面和内表面同时或相继形成同类或不同类，单层或多层热塑性塑料层或支持层。
在本发明的第二方面，在一种生产包装层合材料的方法中，氧化银薄膜是金属银和氧化银的复合材料。
在本发明的第三方面，在一种生产包装层合材料的方法中，含氧气体是一种惰性气体和氧气的混合气体。
在本发明的第四方面，在一种生产包装层合材料的方法中，氧化银薄膜的膜厚为10μm。
在本发明的第五方面，在一种生产包装层合材料的方法中，氧化银薄膜的膜厚是0.1～1μm。
在本发明的第六方面，在一种生产包装层合材料的方法中，片条状基膜包括在至少一个表面上形成的一种或两种或多种氧化硅膜、氧化铝膜或/和硬碳膜之类的阻隔膜。
在本发明的第七方面，在一种生产包装层合材料的方法中，片条状基膜包含一种或两种或多种选自下列一组的聚合物：低密度聚乙烯、线形低密度聚乙烯、用茂金属催化剂生产的线形低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚萘二羧酸乙二醇酯、乙烯乙烯醇、聚酰胺、间二甲苯二胺和己二酸的缩聚物、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物和环烯烃共聚物，纸或聚合物与纸的层合体。
具有上述构型的本发明包括下列功能：
本发明做包装容器用的片条状层合材料是长条状的，所以可形成多个容器。因此可以连续而高速地生产包装容器。
按照本发明，支持层或在无支持层时的基层为包装容器和层合材料提供强度并保持和支持其构型等。热塑性塑料内层也是容器的最内层或紧挨容器壁的最内层，且随后要与液态食品直接或间接地紧密接触，因此要防止液态食品渗透/湿润容器的基层。而且，在热封中，其内层要被热熔并软化而形成密封区。
氧化银薄膜是在基层内表面上形成的薄膜层，含有一个要用高频感应加热热封成容器的区域。
由于氧化银薄膜具有电导率，所以当高频电流流进一个外部线圈时，会因高频感应而在导电层内产生一个感应电流，紧挨内层的塑料(热塑性塑料/树脂)被其电阻热熔化并进行密封。也就是说，按照本发明，当形成容器时，导电层受高频感应加热引起的感应加热，所产生的热转移到最内层，加热、熔化并软化可热封最内层。在其被加热区，就形成一个热封区。
本发明生产包装层合材料的方法的目标是一种生产至少一种作包装容器的片条状层合材料的方法，该材料由一层基层和一层可热封内层组成，该方法包括下列工艺：
A)加热金属银以形成银蒸气气氛的工艺
在该工艺中，要在真空室内加热，例如，固体金属银。关于加热方法，有，例如，感应加热、溅射、由电导产生焦耳热和其它方法。固体金属银受热熔化和液化，并在真空中进一步蒸发，产生银蒸气。该蒸气形成银蒸气气氛。
B)在将含氧气体引进该银蒸气气氛的同时或随后，将片条状基膜连续或间歇地送进银蒸气气氛，以在片条状基膜的一个表面上形成一层金属银薄膜的工艺。
在该工艺中，含氧气体要在控制下连续或间歇地引进银蒸气气氛中。含氧气体是一种惰性气体如氩气、氦气、氖气、氮气或类似气体和氧气的混合气体，且优选是氩气和氧气的混合气体。通过这种混合，可实现更可控的氧化。
C)同时或随后用含氧气体将部分或全部金属银氧化成氧化银以转化为氧化银薄膜的工艺
本发明的特征在于在控制氧化下将金属银薄膜转化为氧化银薄膜。要控制的参数包括环境温度、混合气体的比例、片条状基膜连续或间歇进料的速度等。
D)将已带有氧化银薄膜的片条状基膜从含有含氧气体的银蒸气气氛中拉出，从而获得片条状基层的工艺
将连续输送的片条状基膜从银蒸气气氛内拉出来。所得片条状基层可立即用于下一个下游工艺。而且，该基材也能通过暂时卷绕在辊筒上进行储存。
E)将片条状基层内表面与一层可热封内层进行层合的工艺
在该工艺中，将片条状基层的内表面与一层可热封内层间接或直接地层合。可热封内层包括聚烯烃，例如，各种低密度聚乙烯或类似物，或其它聚合物。
F)在片条状基层外表面间接或直接印刷容器设计的工艺
G)在片条状基层的外表面与内表面同时或相继形成同类或不同类，单层或多层热塑性塑料层和/或支持层的工艺
在这些工艺中，印刷要通过热塑性塑料层和/或支持层，或直接在片条状基层的外表面上进行。而且印刷面可以与单层或多层热塑性塑料层层合。
在该工艺中，热塑性塑料层包括一层聚烯烃或类似聚合物的中间层、一层胶粘剂树脂层、一层气体阻隔层等。另外，作为支持层，有纸层、主要由纸组成的复合材料层、塑料复合材料层等。
在本发明的一个优选实施方案中，氧化银薄膜是金属银和氧化银的复合材料。
通过采用这种复合材料，可热封材料能被直接加热，因而能有效地加热和密封。而且，由于在热封期间加压，银组分(金属银、银离子、氧化银等)不连续但全部地覆盖密封区，而且，通过该银组分，密封区及其邻区的形成都可在抗菌气氛中或用抗菌材料进行。
在本发明的一个优选实施方案中，含氧气体是一种惰性气体与氧气的混合气体。
通过这种混合，可以实现更加可控的氧化，在控制氧化的同时，金属银薄膜转化为氧化银薄膜。
在本发明的一个优选实施方案中，氧化银薄膜的膜厚小于10μm，更优选0.1～1μm。
用上述膜厚可以进行有效的热封加热并形成抗菌气氛。
在本发明的一个优选实施方案中，片条状基膜包括在至少一个表面上形成的一种或两种或多种氧化硅膜、氧化铝膜或/和硬炭黑膜之类的阻隔膜。
通过加进具有阻隔性的层，可以提高隔气性和保香性。
在本发明的一个优选实施方案中，片条状基膜包含选自下列一组的一种或两种或多种聚合物：低密度聚乙烯、线形低密度聚乙烯、用茂金属催化剂生产的线形低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚萘二羧酸乙二醇酯、乙烯乙烯醇、聚酰胺、间二甲苯二胺和己二酸的缩聚物、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物和环烯烃共聚物，纸或聚合物与纸的层合体。
在用本发明层合材料的热封中，要准备一种片条状层合材料，这是一种本发明的层合材料，即由一层基层和一层可热封内层组成且包括一层氧化银薄膜的层合材料，以将感应加热产生的热量转移到由高频感应加热所形成的热封区的内层，从而形成容器。一般而言，片条状层合材料要卷成辊筒状、储存并输运。
例如，将辊筒形片条状层合材料装进灌装机，将层合材料从辊筒上拉出来并送进灌装机。被送进的片条状层合材料在向下游移动时被成形为管状。在层合材料的纵向提供一条垂直密封，使之变成不会泄漏液体的液封。当由高频感应加热提供垂直密封时，高频感应加热就形成一个热封区。
将液态食品灌装进该层合材料管。
在横向上，优选在已灌装管的液面以下，用高频感应加热在预定间隔处形成热封区，并提供一个横向密封。
然后，用切刀或类似工具切割密封区的中心以形成单个容器并按要求沿褶线折叠，由此形成最终形状。
具体实施方式
下面将描述本发明的一个实施方案。
(实施方案)
下面列举片条状基层层结构的实例。
基膜/氧化银薄膜
基膜/氧化铝膜/氧化银薄膜
基膜/氧化硅膜/氧化银薄膜
基膜/氧化硅膜和氧化铝膜/氧化银薄膜
基膜/氧化硅膜和硬炭膜/氧化银薄膜
基膜/氧化铝膜/氧化银薄膜/氧化铝膜
基膜/氧化铝膜/氧化银薄膜/氧化硅膜
基膜/硬炭膜/氧化银薄膜/氧化铝膜
基膜/硬炭膜/氧化银薄膜/氧化硅膜
基膜/氧化硅膜/氧化银薄膜/氧化硅膜
基膜/氧化硅膜/氧化银薄膜/氧化铝膜
上述实例的膜厚为1μm～100μm
下面列举包装层合材料层结构的实例。
(外)聚烯烃层/纸层/聚合物层/基层/聚烯烃可热封内层(内)
(外)聚烯烃层/纸层/聚烯烃层/基层/胶粘剂树脂层/聚烯烃可热封内层(内)
(外)基层/胶粘剂树脂层/聚烯烃可热封内层(内)
(外)聚烯烃层/胶粘剂树脂层/基层/胶粘剂树脂层/聚烯烃可热封内层(内)
更具体地，可举例如下：
(外)低密度聚乙烯层/印刷层/纸层/低密度聚乙烯层/PET层/氧化银薄膜/胶粘剂树脂层/用茂金属催化剂生产的低密度聚乙烯可热封内层(内)，或类似结构。
如上所述，按照本发明，已获得下列优越性：
整个容器，特别是密封区及其邻区都能在抗菌气氛中或用抗菌材料形成。
即使无菌包装和速冻包装包括一个不同的包装体系，由于一部分包装体系可拆除，整个包装体系仍能进行有效的操作/应用/工作，从而进一步允许节能、省材和降低生产成本。
按照本发明，可以用一种新的密封法形成密封/粘结，精确的工艺要在用自动粘结设备高速印刷期间在印刷机内进行，用大规模曲面印刷机和凹印机可实现大量生产。
按照本发明的方法可将一种快速、安全密封法应用于不包括任何金属箔层的廉价包装材料。
工业应用性
本发明生产包装层合材料的方法可应用于灌装液体食品如牛奶、清凉饮料等的包装容器。

Claims (7)

1.一种生产包装层合材料的方法，该方法用来生产至少一种做包装容器的片条状层合材料，所述层合材料由一层基层和一层可热封内层组成，该方法包含下列步骤：
加热金属银以形成银蒸气气氛；
在将含氧气体引进银蒸气气氛的同时或之后，将片条状基膜连续或间歇地送进银蒸气气氛中，以在片条状基膜表面形成一层金属银薄膜；
同时或随后用含氧气体把部分/全部金属银氧化为氧化银，使之转化为氧化银薄膜；
将已带有氧化银薄膜的片条状基膜从含有含氧气体的银蒸气气氛中拉出，从而获得片条状基层；
将片条状基层的内表面与一层可热封内层进行层合；
在片条状基层的外表面间接或直接地印刷容器设计图样；
在片条状基层的外表面和内表面同时或相继形成同类或不同类以及单层或多层热塑性塑料层和/或支持层。
2.按照权利要求1的生产包装层合材料的方法，其中氧化银薄膜是金属银和氧化银的复合材料。
3.按照权利要求1的生产包装层合材料的方法，其中含氧气体是惰性气体和氧气的混合气体。
4.按照权利要求1的生产包装层合材料的方法，其中氧化银薄膜的膜厚小于10μm。
5.按照权利要求4的生产包装层合材料的方法，其中氧化银薄膜的膜厚为0.1～1μm。
6.按照权利要求1的生产包装层合材料的方法，其中片条状基膜包括在至少一个表面上形成的一种，或两种或更多种氧化硅膜、氧化铝膜或/和硬碳膜的阻隔膜。
7.按照权利要求1的生产包装层合材料的方法，其中片条状基膜包含一种或两种或更多种选自下列一组的聚合物：低密度聚乙烯、线形低密度聚乙烯、用茂金属催化剂生产的线形低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚萘二羧酸乙二醇酯、乙烯乙烯醇、聚酰胺、间二甲苯二胺和己二酸的缩聚物、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物和环烯烃共聚物，纸或聚合物与纸的层合体。
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