CN1814442B - 生产薄包装层压材料和形成包装容器的方法 - Google Patents
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Abstract
生产用于液体或流动性食品的包装容器(20)的薄包装层压材料(10)的方法，该方法包括下列步骤：(a)从第一个辊上展开薄卷筒纸(12a)，(b)从第二个辊上展开由其中包含了深色颜料的可热封的热塑性材料组成的薄膜(14a)，(c)在第一辊隙中使所述薄卷筒纸(12a)和所述可热封的热塑性材料的薄膜(14a)合成一体，同时在所述薄卷筒纸(12a)和所述可热封的热塑性材料的薄膜(14a)之间挤出由其中包含了白色颜料的热塑性材料组成的层压材料层(15)，(d)在第二辊隙中在薄卷筒纸(12a)的反面挤出由热塑性材料组成的外部可热封层(13)。本发明还涉及由该包装层压材料形成包装容器(20)的方法。
Description
技术领域
本发明涉及生产用于液体或流动性食品的包装容器的薄的和可热封纸基包装层压材料。本发明尤其涉及经济上合算，但仍然具有充分的强度和耐久性，并且能够成形和密封为简单和柔性形状的包装容器的此类层压材料的生产方法。而且，虽然该层压材料具有薄的厚度，但它应该具有用于食品的充分阻隔作用，比如用于光敏性食品的遮光作用，以及顾客和顾客认为可以接受的外形。通过该方法形成的层压材料尤其非常适合于超高温(UHT)处理食品的容器或无菌食品包装容器。
背景技术
在市场上，对于液体或流动性食品的卫生包装容器存在着需求，该包装容器在环境条件下具有可接受的储存期限。此类容器能够是无菌类型的和/或目的用于超高温(UHT)处理食品或其它食品的类型。它们还必须对于它们的预期市场来说经济上充分合算，因此，形成它们的包装层压材料应该有利地是薄的和有成本效益。它不必被成形为具有尺寸和握持稳定性的自撑形状，而是可以简单地成形为简单、柔性的形状，比如枕头形。然而，它必须拥有的一个特征是充分的遮光性，以便防止容器内的光敏食品变坏和/或显示出异味。
与薄且经济上合算的纸基包装层压材料有关的问题是纸层太薄难以形成充分的遮光。因此，某些类型的专用遮光材料必须包括在该层压材料中。
就单纯以塑料为基础的包装材料来说，已知引入炭黑作为遮光材料。
然而，与在层压材料的一层(该层计划被定位于远离纸层的层压材料的内侧)中使用碳黑作为遮光材料有关的一个问题是它的黑色通过薄的、白色的、但不完全不透明的纸层部分可见，这赋予了层压材料和容器以不能被消费者所接收的不均匀的灰色外观。然而使用更厚的纸来解决该问题是非常不经济的。
虽然可以通过用包含颜料的组合物涂布纸层或通过在纸层上印刷有色油墨来隐藏黑色，但这些解决办法是高成本的，与希望包装层压材料/容器具有竞争力的低成本构想不一致。
此外，虽然可以通过将白色颜料加入到层压材料的最外热封层的塑料中来隐藏黑色，但这种解决办法导致了某些问题。这些问题包括在用于制造层压材料的转换生产线的启动和关停时的问题，因为白色颜料沉积在工艺设备上。因此，如果生产线上的生产暂时转变到另一产品，必需进行大量的清洁和第二种产品的前几个小时的生产无论如何获得了在其最外层被白色颜料“污染”的产品，赋予了它不能令人接受的不均匀的外观。而且，在最外热封层中具有白色颜料意味着印刷图样必须位于塑料层的上面，从而不得不使用先进或对环境更加不利的印刷方法。还有，需要在印刷图样的上面施涂保护漆，以防止它在处理过程中划伤和磨损。而且，如果在印刷中具有缺陷，整个层压材料必须被丢弃，这意味着不必要的材料浪费。
发明内容
本发明的目的是提供生产用于液体或流动性食品，比如乳制品的包装容器的薄和可热封纸基包装层压材料的方法，该层压材料是充分薄的和从而是费用低廉的，具有竞争力，然而具有就由该层压材料形成的包装容器的卫生、密封性、强度、遮盖和外观来说的足够好的性能。从转换的观点来看，应该有利的是，避免或至少减少了上述在该方面的问题。
这些和其它目的通过生产用于液体食品的包装容器的薄包装层压材料的方法来实现，该方法包括下列步骤：
(a)从第一个辊上展开薄卷筒纸，
(b)从第二个辊上展开由其中包含了深色颜料的可热封的热塑性材料组成的薄膜，
(c)在第一辊隙中使所述薄卷筒纸和所述可热封的热塑性材料的薄膜合成一体，同时在所述薄卷筒纸和所述可热封的热塑性材料的薄膜之间挤出由其中包含了白色颜料的热塑性材料组成的层压材料层，
(d)在第二辊隙中在薄卷筒纸的反面挤出由热塑性材料组成的外部可热封层。
本发明还涉及由这种层压材料形成包装容器的方法。
由于在内部可热封层中含有深色颜料，优选黑色颜料比如碳黑，该层压材料及由它形成的容器获得了充分的光遮盖，使得容器的食品内容物不会由于光曝露而变坏。通过在热塑性层压材料层中含有白色颜料，比如二氧化钛(TiO2)，该层压材料及由它形成的容器获得了可接受的白色外观，虽然有内部深色颜料层。
在一个优选的实施方案中，其中包含了白色颜料的热塑性层压材料层直接粘接于纸层，即没有任何中间层。
仅在层压材料层中包含白色颜料，而在其它层中不包含它的特殊优点是印刷图样能够直接位于纸层上，在那里它被完全透明的可热封的热塑性材料层保护，但没有被其掩盖。还有，当在纸层上直接印刷时，能够使用低成本和对环境更加有利的印刷技术，比如用水基油墨的苯胺印刷术。而且，与如果白色颜料包含在外部可热封层中的情况相比，沉积在工艺设备上的白色颜料会更少，即使如果转换生产线暂时转变到生产第二种层压材料，残留白色颜料不会成为问题，因为它被定位在层压材料的更中央的层，在纸层的下面，在那里它比在外层更不易看见。
根据本发明的一个方面，所述外部可热封层由具有880-970kg/m3，优选910-930kg/m3的密度的挤出聚乙烯材料组成。它可以具有8-25g/m2，优选10-20g/m2，还更优选10-15g/m2的重量。它可以由几种优选的共挤出分层(part-layers)组成，其中至少最外层是可热封的。
根据本发明的另一个方面，所述薄纸层由具有30-80g/m2，优选40-70g/m2，还更优选40-60g/m2的重量的漂白牛皮纸组成。它具有与其它层一起获得足够的层压强度的充分的基重和强度。最优选，使用大约50g/m2的纸层，它获得了与更薄的纸层相比的许多优点。例如具有很少的与卷曲和起皱有关的问题，由于材料是更致密的，获得了改进的不透明性(因为可以使用更短的纤维和/或填料，这是由于与更薄的纸相比不需要提高强度)，可以获得适合的纸的更宽的选择范围，在某些情况下密封窗可以增加，因为增加量的纸能够接收和分布过量热，使得塑料密封层的局部过热被避免，等等。而且，所得包装容器的劲度将被改进。当然，能够使用类似厚度和性能的其它类型的柔性纸。还可以设想使用多层纸。适宜的是，以上步骤(c)之前是薄卷筒纸的表面活化处理，优选火焰处理或电晕处理。
根据本发明的又一个方面，所述层压材料层的热塑性材料是具有880-970kg/m3，优选910-930kg/m3的密度的聚乙烯材料。它可以具有8-50g/m2，优选10-40g/m2，还更优选15-30g/m2的重量。白色颜料以至少2wt％，优选至少5wt％，还更优选至少8wt％，但至多20wt％，优选至多15wt％，还更优选至多12wt％的含量包括在该层中。适宜的是，所述白色颜料是二氧化钛，虽然可以设想其它类型的白色颜料。因为在热塑性层压材料层中难以包含更大含量的白色颜料，所以该层必须较厚，在以上给出的范围的上端，如果需要大的总量的白色颜料来隐藏内部可热封层中的深色颜料的话。还有，该层压材料层可以由几个优选的共挤出分层组成，在该情况下，白色颜料可以包含在这些分层的一层或多层或全部层中。
内部可热封层适宜由选自聚乙烯材料，优选具有880-970kg/m3，更优选910-930kg/m3的密度的聚乙烯材料，聚丙烯，乙烯-乙酸乙烯酯和热塑性丙烯酸共聚物(中和或未中和)中的热塑性材料组成。它可以由几个优选的共挤出分层组成，它的最内层至少是可热封的。这里，应该指出的是，术语“最内层”是指在层压材料的内部最外面的层，即与由此形成的包装容器的内容物接触的层。内部可热封层可以具有10-45g/m2，优选13-35g/m2，还更优选20-30g/m2的总厚度，取决于热塑性材料的质量。它适宜包括含量为0.2-2g/m2，优选0.2-1g/m2，还更优选0.3-0.8g/m2的深色颜料。然而，因为深色颜料不是非常昂贵的和因为它非常容易在热塑性材料中引入，所以可以想象，它可以以甚至更大的含量，比如至多3或4g/m2包含。适宜的是，所述深色颜料是碳黑。在内部可热封层由几个分层组成的情况下，深色颜料可以在这些分层的一层或多层或全部层中包含。
内部可热封层在其于包装层压材料中引入之前预先制造，即它构成了预制膜，适宜通过(共)挤出吹塑，(共)挤出流延(extrusioncasting)或(共)挤出贴胶来制备。吹塑或流延薄膜具有与挤出层相比的优点，因为它具有更好的强度和更少的氧化降解材料，因为它在更低的温度下制备，并且它具有控制程度更高的机械性能和横向性能。
在根据本发明的薄层压材料中使用预制膜作为内部可热封层和使用预制纸层作为本体层的优点是如果需要在转换生产线上容易改变薄膜和/或纸质量，例如食品接触层等级，以及对挤出层(外部可热封层和层压材料层)的挤出厚度的精确度的要求不太严格。
包装层压材料具有60-180g/m2，优选70-150g/m2，还更优选75-125g/m2的总重量。
另一方面，本发明所述方法中，步骤(a)之前是在所述薄卷筒纸上施加印刷图样，和将所述薄卷筒纸缠绕成所述第一个辊的步骤。
另一方面，本发明所述方法中，通过在所述挤出中的干混使所述层压材料层包括至少2wt％，但至多20wt％的含量的白色颜料。
另一方面，所述方法中步骤(c)之前是挤出吹塑或挤出流延所述可热封的热塑性材料的薄膜，同时在其中引入所述深色颜料，以及此后将所述可热封的热塑性材料的薄膜缠绕成所述第二个辊的步骤。
本发明还涉及由此类包装层压材料形成具有液体食品内容物的包装容器的方法。它例如可以被成形为具有一个纵向封接和在容器的相对端的两个横向封接的柔性枕头形状。在该方法一优选方案中，形成了没有皱折的所述包装容器，它被赋予了具有一个纵向封接和在容器的相对端的两个横向封接的枕头形状。
附图说明
现在在下文中参照优选实施方案和附图更详细地描述本发明。在附图中：
图1显示了根据本发明的层压材料的横截面，
图2显示了由图1的层压材料形成的包装容器，
图3显示了用于生产图1的层压材料的转换生产线。
具体实施方式
在图1中，根据本发明的优选层压材料总体上表示为10。它由四个层12、13、14和15组成。纸层12由漂白牛皮纸制成，具有大约50g/m2的重量。挤出的外部可热封的热塑性层13构成了由层压材料10形成的包装容器的外部，并且由低密度聚乙烯(LDPE)制成，具有大约12g/m2的重量。内部可热封的热塑性层14与由层压材料10形成的包装容器内的食品接触。它是挤出吹塑线性低密度聚乙烯(LLDPE)的膜，并且具有23g/m2的重量。在该重量中，0.4g/m2是碳黑，它赋予层14以黑色外观和起遮光的作用。当从层压材料10的外面观看时，即当从层13观看时，层14的黑色被挤出层压材料层15所掩盖。层压材料层15由低密度聚乙烯(LDPE)制成，并且具有大约17g/m2的重量。在该重量中，12％是TiO2，它赋予层15以白色和理想的不透明外观，因此隐藏了黑色内部可热封的热塑性层14。
图2显示了由图1所示的层压材料的成形-装填-密封方法制备的包装容器20。它具有柔性枕头形状，具有一个纵向封接22和在容器相对端的两个横向封接24a、24b。
图3示意地显示了用于生产图1的层压材料的转换生产线40。即将构成包装层压材料中的薄纸层12的薄卷筒纸12a从第一个辊41上展开并引入到转换生产线40。卷筒纸12a的一面或两面通过火焰或电晕处理43进行表面活化。(在图3中，表面活化仅在一个面上示出。)
由其中包含深色颜料的可热封的热塑性材料组成的薄膜14a从第二个辊42上展开。该薄膜构成了如图1所示的包装层压材料的内部可热封层14。它优选是挤出吹塑线性低密度聚乙烯(LLDPE)的薄膜，包含所述深色颜料。
薄卷筒纸12a和由其中包含了深色颜料的可热封的热塑性材料组成的薄膜14a在第一辊隙44中合成一体，而层压材料层15(参看图1)在是它们之间挤出的45。层压材料层15由其中包含了白色颜料的热塑性材料，优选低密度聚乙烯(LDPE)组成。它的白色颜料内容物适宜通过白色颜料和热塑性材料在进给挤出机45的料斗46中的干混来获得。挤出层压优选在300-340℃，适宜大约320℃的温度下进行。
在第二辊隙47中，通过第二个挤出机48(优选在300-340℃，适宜大约320℃的温度下运转)将由热塑性材料组成的外部可热封层13(参看图1)挤出到薄卷筒纸12a的反面。
将所得薄包装层压材料10缠绕成卷筒49，这里显示为从收卷机上被取走。
作为结论，应该发现，以上具体参照附图描述的本发明不限于仅仅作为例子描述和表示的这些实施方案，以及在不偏离如在所附权利要求书中披露的本发明构思的情况下对本领域技术人员显而易见的修改和变动是可行的。
Claims (21)
1.生产用于流动性食品的包装容器(20)的薄包装层压材料(10)的方法，该方法包括下列步骤：
(a)从第一个辊上展开用于构成包装层压材料中的薄纸层(12)的薄卷筒纸(12a)，
(b)从第二个辊上展开由其中包含了深色颜料的可热封的热塑性材料组成的薄膜(14a)，
(c)在第一辊隙中使所述薄卷筒纸(12a)和所述可热封的热塑性材料的薄膜(14a)合成一体，同时在所述薄卷筒纸(12a)和所述可热封的热塑性材料的薄膜(14a)之间挤出由其中包含了白色颜料的热塑性材料组成的层压材料层(15)，
(d)在第二辊隙中在薄卷筒纸(12a)的反面挤出由热塑性材料组成的外部可热封层(13)。
2.根据权利要求1的方法，其中所述外部可热封层(13)由具有880-970kg/m3的密度的聚乙烯材料挤出而成。
3.根据权利要求1或2的方法，其中所述外部可热封层(13)被挤出成具有8-25g/m2的重量。
4.根据前述权利要求1或2的方法，其中所述外部可热封层(13)被共挤出成由两个或更多个分层组成。
5.根据前述权利要求1或2的方法，其中选择所述薄卷筒纸(12a)，使之由具有30-80g/m2的重量的牛皮纸组成。
6.根据前述权利要求1或2的方法，其中步骤(a)之前是在所述薄卷筒纸(12a)上施加印刷图样，和将所述薄卷筒纸(12a)缠绕成所述第一个辊的步骤。
7.根据前述权利要求1或2的方法，其中步骤(c)之前是所述薄卷筒纸(12a)的表面活化的步骤。
8.根据前述权利要求1或2的方法，其中所述层压材料层(15)由具有880-970kg/m3的密度的聚乙烯材料挤出而成。
9.根据前述权利要求1或2的方法，其中所述层压材料层(15)被挤出成具有8-50g/m2的重量。
10.根据前述权利要求1或2的方法，其中通过在所述挤出中的干混使所述层压材料层(15)包括至少2wt％，但至多20wt％的含量的白色颜料。
11.根据前述权利要求1或2的方法，其中所述层压材料层(15)被共挤出为由两个或更多个分层组成。
12.根据前述权利要求1或2的方法，其中所述层压材料层(15)直接粘接于所述薄纸层(12)上。
13.根据前述权利要求1或2的方法，其中所述薄膜(14a)的热塑性材料被选择是在由聚乙烯材料，聚丙烯，乙烯-乙酸乙烯酯，中和的热塑性丙烯酸共聚物和未中和的热塑性丙烯酸共聚物组成的组中的热塑性材料。
14.根据前述权利要求1或2的方法，其中步骤(c)之前是挤出吹塑或挤出流延所述可热封的热塑性材料的薄膜(14a)，同时在其中引入所述深色颜料，以及此后将所述可热封的热塑性材料的薄膜(14a)缠绕成所述第二个辊的步骤。
15.根据前述权利要求1或2的方法，其中所述可热封的热塑性材料的薄膜(14a)具有10-45g/m2的重量。
16.根据前述权利要求1或2的方法，其中所述可热封的热塑性材料的薄膜(14a)包括含量为0.2-2g/m2的深色颜料。
17.根据前述权利要求1或2的方法，其中所述可热封的热塑性材料的薄膜(14a)被选择为由两个或更多个分层组成。
18.根据前述权利要求1或2的方法，其中所述深色颜料选择是碳黑。
19.根据前述权利要求1或2的方法，其中层压材料(10)的总重量为60-180g/m2。
20.形成具有流动性食品内容物的包装容器(20)的方法，该容器由通过权利要求1-19的任一项的方法制备的包装层压材料(10)形成。
21.根据权利要求20的方法，其中形成了没有皱折的所述包装容器(20)，它被赋予了具有一个纵向封接(22)和在容器的相对端的两个横向封接(24a，24b)的枕头形状。
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