TW539617B

TW539617B - Multi-layer resin/paper laminate structure containing at least a polymer/nanoclay composite layer and packaging materials made thereof

Info

Publication number: TW539617B
Application number: TW089111475A
Authority: TW
Inventors: Keith S Shih; Ashok M Adur; Benjamin Frank; Robert D Solimeno
Original assignee: Int Paper Co
Priority date: 1999-06-14
Filing date: 2000-09-18
Publication date: 2003-07-01
Also published as: HK1045489B; EP1263654A1; JP2003502180A; CN1240587C; EP1263654B1; DE60038505T2; ATE391083T1; ES2304963T3; CN1355753A; WO2000076862A1; JP5156161B2; DE60038505D1; WO2000076862A9; HK1045489A1; EP1263654A4

Description

A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（01) 冬-邀粘土複^材$l層之多層盘it 人紙i壓ϋ—製得之包摘要： ~ 一一種同時使用於包裝及非包裝應用之層壓結構，包括夕層水&物層壓物’其含有至少一塗佈或施加於紙或紙板上之4 &物/笔微粘土複合材料層。該層壓結構可視應用 ^ /兄5有連接層或其他層。該聚合物/毫微粘土複合材料層較佳係為聚合物樹脂諸如耐綸6與細粉狀毫微粘土諸如彔之夂a物’笔彳政米規模下之分散物。該聚合物/毫微粘土钹合材料層於使用該層壓結構製備之包裝物上提供改。芡氧及滢乳障璧特性，及改善之剛性及耐熱性，以針對 =存内容物提供較長之適用期，且於紙盒、包裝材料或。。上k (、改良义形穩性。巾包括由該材料製造該層壓結構及紙盒、包裝材料或容器之方法。洋細說明：發明背景本發明有關一種使用於包裝。士、甘扣，衣次非包裝用途之層壓結構尤其k出一種層壓結構，包括一再少一聚八从/古 … 、’·或紙板基材，具有至 ☆ β物/耄械枯土设合材料（ ,^ Λ _ 4氷3物/毫微石夕酸蹢）屏匕έ 微粘土（或毫微石夕酸祿取豈曰 /毫微枯土複合材料層可直接：加樹脂。該聚合物上，而不需使用連接層。當該聚^於该紙或紙板層置於與化學上相異之聚合物笔微枯土複合材料其黏合，而你今厗茂处Μ " ^時’需有連接層以使 ”々。而使琢層壓結構可保持膠合。 -4- 本紙張尺錢財關家鮮（CNS)A4祕（21G χ〗97 ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) i Φ裝---- 訂---- 畢. 539617 A7 B7 五、發明說明（〇2) #合物/毫微粘土複合材料”— 層於毫微米規模下或分子程产口，、意指㈣土或碎酸鹽程度。今枯土 — 又分散於該聚合物樹脂中之 : 完全分散或剝落聚合物/毫w f際之％ ‘ ·2毛被未然而，就更直：見點而…將聚合物/毫微枯土複合材料定義ί 其中孩粘土粒子之平妁戶厣人疋我為你1 十勾厗度d於0·7及0.9毫微米間之系。此一般係藉由以下方式達成： ’、以 "使用化學試劑化學處理該可潤脹粘土諸如綠土，使該粘土由，，親水性"轉化成”親有機性”，， 2 )使該有機相單體於該，，親有機，，矽酸鹽層間潤脹道，及成故 3 )於原位聚合該單體。因為該s夕酸鹽層係充分分散於該聚合物基質中枯：粒子之寬高比可達1，〇〇〇或更高，而大幅改善?:：該基質4障壁及機械性質。該聚合物/毫微粘土栌入P 0物稱為含有粘土之毫微複合材料之製備已揭示於二:才料亦人之專利（U.s.4,7 3 9加）中。另—種藉著、化^等调配茲粘土於該聚合物樹脂中以製造該耐綸/毫。或合材料《方法係揭示於美國專利第5，3 8 5，7 7 6粘土吸文獻中其他聚合物/毫微枯土複合材料實例可失日”、中。利第4 ’哪’ 885號，針對於聚合物/毫微枯土；？國專造技術。該聚合物係包括乙蹄基聚合物，諸如：：材料製熱固性樹脂，諸如環氧樹脂及橡膠；美國專利第1承乙烯， 62唬，針對以聚丙烯為主之毫微粘土複合材 1 〇91，4 ，错”摻合" 本紙張尺_標準（CNS)A4祕721() χ 297公i 539617 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（〇3) 耐_毫微枯土與聚丙晞而製得；美國專利第5，102,948 唬，針對耐綸/毫微粘土複合材料製造方法（前述us 4，π 9 ’ 〇〇7之連續案）；及美國專利第5 ’ 552，物號，申請聚 :物/毫微枯土複合材料製造方法，但係針對水溶性聚合物。人：CT公告編號WO 99/0 1 5 04係有關一種層壓結構， “有厚度由0.9至】00毫微米〜枯土h。輯料不被視為毫㈣土複合材料，枯土粒子之厚度係超過前述0·7至9毫微米之範圍；: 調該層壓結構之澄清、#不透明性質。此點係與本發史透明紙/紙板結構相反。本發明紙/紙板基材阻斷損壞諸* 物内答物之陽光及有害之紫外光。人民如下以參考資料所示，含有枯土之毫微複合材料於文獻中愈來愈常見：’，聚合物毫微粘土中侷限鏈的伸展：互於冡脫土中之聚（氧化乙烯）的破璃化溫度"，r_ A vaiq 人’』.Ρ〇^Μ·Β:Ρο1γ.,Ρ1^，，3 5,5 9 (19 9 7 );” 聚合層碎酸鹽毫微複合材料”，P.E.Giannens5Adv MUM f 2 9 ( 1 9 9 6 );及’’充填粘土之毫微複合材料提供優異之性皙: ，塑料技藝，1，2 1 ( 1 9 9 8 )。、不論聚合物/毫微粘土複合材料係藉使該粘土应今。。體相互摻合之後聚合而製備，或藉著直接調配法製備了: 種聚合物/堂微粘土複合材料皆提供大量扭曲路徑，而幅改善氣體或溼氣障壁性質。該聚合物/毫微粘土複合材料亦大幅改善遠樹知之勁度及耐熱性。因此，該聚入物/ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---r----^----^ 裝--------訂--------· (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 539617 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（〇4) 愛微米粘土於包裝上提供改善之氣體障壁性，於該包裝上 k供改善之淫氣障壁性，並於該結構上添加剛性。然而前述參考1}料皆未涵蓋於其層壓結構中使用紙或紙板，或提供特定之性能組合，如本發明所揭示：不透明性、每單位成本之鬲勁度、印製性、抗膨脹性、優越之氧、溼氣、二氧化碳及氣味障壁性、及其他熟習此技藝者所期望之其他性質。許多食品，尤其是液體，易受氧或其他氣體影響，使其腐壞、降解、或改變風味。因此，用以儲存食品之包裝或=器應具有極佳之氧障壁性，以保護其内容物。美國專利第5 ’ 72 5 ’ 9 1 8號係有關一種聲稱包括結構諸如LDp 纸/耐論/連接/hdpe/ldpe/hdpe之包裝結構。未涵 :明。然而’層壓結構中確實包括耐論，以作為氧障壁該包裝材料具有極佳之澄氣障壁性亦極為重要，嶋品’則不使澄氣渗透。儲存液體(或含水 )時？"包裝材料優越之澄氣障壁性亦使傳送至包裝材：二m減至最少。此種效果可藉著施該層壓結構而促進。層万； ::盒=中，纖維素材料易受凌氣影響]吏其内部鍵二致孩紙筆’而於儲存時產生腐壞之產品。、.一=在纖維結構的弱化可經由以下三種機制中之任何一或任何組合而發生·· 1 )溼氣擴散穿透位於聚合物樹脂塗屛，而4 、’皿上< 層而進入紙材中’2)逵氣經由塗層所產生 _____ -7- 本紙張尺度適用中國國家標準1CNS)A4規格（2W χ撕 ---r-------^ 裝--------訂---------線. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ㈣617 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（〇5) .·十孔或缺陷而被芯吸，之後進由位於側縫邊或底缝邊上之未經保灯二 *該樹脂層可於整體紙盒結構上賦;1:;产彖而=: 紙板内~ >如士代丁无刀动度，則即使孩。°内在纖維結構被弱化’仍可保持紙盒之完整性上形：〗：制中’經吊於琢紙盒内侧緊鄰於紙板的薄層該纸=或氣泡，而導致缺陷。此係發生於施加強熱於分ir内1以進行熱密封之期間。因為紙板通常含有-部心於料界環境平衡地’此種強熱可使該紙板内部之乙晞二广側紙盒表面通常塗怖有澄氣障壁層諸如聚二=上之溫度非極高。因此，此種外層刚壁厚八二度《剛性。因此’蒸汽無法經由該外層障壁二::被；t内表面溫度極高’故緊鄰於該紙板之聚合物 ;、人：广地”軟化”，無法避免地形成小泡。因此，緊之形成極為重要。 “物料防止此種小泡 …已使用聚缔烴諸如聚乙烯或聚丙烯，以提供所需之溼早壁性。大體言之’具有優越達氣障壁性之樹脂無法具 :艮好〈氧氣障壁性，反之亦然。結果，生產同時含有氧障璧層及溼氣障壁層之多層結構以解決此等問題。乙缔-乙晞基醇共聚物（EV0H)具有優越之氧障壁性，已使用於包裝應用，諸如柳橙汁包裝。然而，已知 EVOk氧壁對於％境中4水含量及相對澄度（岡敏感。於高相對澄度下，EV〇H易喪失其氧障壁性質。不期望本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---r----^----「—裝--------訂-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 線 539617 A7 B7 五、發明說明（06 發生此種情況。已知EVOH之處理對於處理溫唐、拋此树脂内水含量、及設備設計敏感。若此等問題未解決，則易^ E V Ο Η擠塑過程中形成，對於長期產製產生負面影響。' 耐綸或聚醯胺不具有經濟生產包裝容器所需之低透^ 率。因此，若單獨使用耐綸，則該包裝材料需要柘严之、綸層。於該層壓結構中製造該種厚耐綸層不且、 “、、’工脅性。然而，若可諸如藉著使用耐綸6 /毫微粘土複合材料降低耐f 之透氧率’則含有紙或紙板及該耐綸6 /毫微枯土％八 ^ 口材料層而具有較薄之厚度的層壓結構可使用於前地已I應用中經濟部智慧財產局員工消費合作社印製此外’與E V〇Η不同地，耐論6 /毫微枯土和氧障壁對於滢氣不敏感。耐綸6 /毫微粘土複合材易於處理’而不形成凝膠。因此，極期望於厚A 於包裝應用中使用耐綸6 /毫微粘土複合材料作& 料。本發明涵蓋該種含有耐綸之聚合物/毫微枯料於該多層樹脂/紙層壓結構中之用途。習用製造含有至少一聚合物/毫微粘土複合紙/多層聚合物層壓結構之方法係使用擠塗法，紙網經由擠塗模頭塗佈單層或多層聚合物^體合物熔體層壓結構隨之通經軋輥/冷卻輕，^ 捲曲之前冷卻。有時需於紙面上施加# I 化！，以使該熱聚合物熔體。一般處理係為火馅卢 u 4 ί里，以於誘引極性物質。該火焰處理一般係連線進行。复表面處理係包括電暈放電，臭氧處理 I μ ” ^ 此等可冬本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐— 合材料亦結構氧障土複材料其中捲曲其點 ---r---1-----^--------訂---------族 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁；> €丨 539617 A7 B7 五、發明說明（〇7) 線進行。若為多層共擠塑塗佈，目丨丨十^ d采自不同擠塑機之夂種聚合物熔體流經加熱之管線，到邊、r " 』建進料區段。每一聚八物熔體皆於該進料區段内側轉化層壯 β Α 口狀。各種熔化之聚合物層 <後於進入擠塑塗佈模頭之前，於 A 、、一、口茨進枓區段之出口處結 3 。備擇方法係使用多頭歧管模喷 — 崎’使該薄層於模頭内部結合。該薄層係於該模頭之終段虎十干又恳或附近結合，而於整體層形式下離開。第三種方法係結八佳。口進枓區段及多頭歧管，以提供更佳之程序控制。

另一種製造紙/多層聚合物層Μ 4士 M 尽楼結構-含有至少一聚合物/毫微粘土複合材料層-之方法係使用擠塑層壓方法。此種方法中，已於別處預先成形之固體聚合物層壓結構沿著移動紙網銀料通經擠塑模頭。聚合物熱炫體層（作為膠黏層）係經由擠塑模頭定向，而放置於紙網與該層壓結構之間。該紙/膠黏劑/層壓結構隨之通經該軋輥及冷卻輥，以於捲曲於位在捲曲位置上之輥上之前先進行冷卻。有時，需於該層壓膜表面上施加表面處理，以使其黏著於該膠黏層。同理’亦需於該紙上施加表面處理。該廣麼膜之表面處理可為電暈放電或臭氧處理，可連線或離線進行。就紙之表面處理而言，可使用火焰、電暈放電、戒臭氧。備擇方法係使用膠黏層壓，其中膠黏劑、底漆或黏膠係於層壓過程中施加於兩相鄰層或基材之間。使用如述方法及熟習此技藝者已知之備擇方法’可製備本發明層壓結構。該聚合物/毫微粘土複合材料係施加於紙或紙板基材表面’成為相當薄之連續層，較隹係不具 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539617 A7 B7 五、發明說明（〇今 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 有任何針孔。該聚合物/毫微粘土複合材料層較佳係用以提供约0 · 5至約2 5磅每3 0 0平方英呎紙板的塗層重量，較佳係约1至約！〇磅每3 〇〇〇平方英呎，最佳係由約丨.5至約 6續每3 〇〇〇平方英呎。是故，該層可具有介於約1至約3 〇 Μ米範圍内之厚度，較佳係由約3至9微米。該粘土粒子可具有介於0.7至9毫微米範圍内之厚度。該紙板之實例係包括但不限於經漂白之紙板、未經漂白（紙板、牛皮紙、硫化物、多層物等。紙或紙板之重量可由3嶸/ 3 M S F至5 0 0磅/ 3 M S F。特佳基材係為國際製紙 Α司製造之經漂白紙板，重量範圍為1 5 0碎至3 〇〇時/ 3 M S F ’較佳係1 8 0至2 9 0磅/3 M S F範圍内。可於共擠塑塗佈方法之前或之後，施加各種塗層或處理於孩紙板上。此等塗層係包括上漿材料、底漆及其他潮溼及離線添加劑。發明目的經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本發明之目的係提出一種包裝材料或容器，其使用本發明層壓結構之層壓結構中具有改善之物理障壁性質。其他一般熟習此技藝者已知方法亦可用以得到容器，諸如各有本發明層壓結構之單層或多層聚合物結構容器。藉前述方法製備之剛性或可撓性容器的實例係包括包裝及其他物件，諸如紙盒、紙罐、廣口罐、紙袋、提袋、托盤、淺盤、紙杯等。本發明另一目的係使用本發明層壓結構產製可使用於微波爐之食品承裝器，其具有改良之勁度及較低之翹曲傾 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 539617 A7 種具有較高勁度及較低膨經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺&適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公五、發明說明（09 向本發明另一目的係產製作為勁度的層壓結㉟’諸如紙盤、托裝器而具有改良之此外，本發明目的係 L及紙杯脹度之紙盒。此外，本發明之目的係產製一種人有使層壓結構中障壁層厚度較薄，=_包裝材科，其具的能力。牛低邊結構之總成本本發明另一目的係產製包括轉化成供食品使用之：用-使用之層壓結構，供改良之風味保持性、氧产及非食品愿用，其提發明概述 …早壁性及耐熱性。根據本發明，揭示一種多層結構， /刪土複合材料層，其係由毫微枯：心工：聚合物按合物形成，作為障壁層’ ABtl)直接塗佈^ =月k 材上’或2)塗佈於其他已附加於該紙或紙板上之基，以形成供包裝應用之層壓結構。該包裝材料：上體’諸如牛乳、果汁、液體清軸、或液二：“ 用以儲存乾燥食品諸如可可粉 ;劑及 ^ ^ 匕衣材科特別適於句壯艮σσ，尤其是液體，諸如柑橘汁或其摻人物。’ 較佳聚合物/毫微粘土複合材八]0 。 ^ 6 ^ ^ « 4-J： X ^ ^ , 竹、''口〇了聚胺諸如耐 J及毛❹土或笔㈣酸帛’以作為不需接附加或塗佈於基材上之障壁層。當該聚酿胺上= 複合材枓層置於與兩化學相異聚合物層中之—相鄰或於其 -12- rtt先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁)

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五、發明說明（丨〇) 巧時，可能需要連接層以結合不同材料，以使保持膠合。心〜構耐綸6 /毫微粘土複合材料之詳細描述可參照 ⑴等人之專利教示（u s· 4，7 3 9，〇〇7)。因為…因_ ^毫卿土係於分子程度上極充分地分散於該耐物基質中，故大幅改善該耐綸6聚合物之障壁性、呖产。耐熱性。例如，僅充填2重量百分比之毫軸土時 6’t微粘土複合材料之拉伸模數即較純耐綸6樹脂增加二百刀比。於2重f百分比充填率下，透氧率⑴丁 & )降低$ 〇百分比·，而水蒸汽穿透率（WVTR)降低43 々而孰扭變溫度係由70°C增至130。〇。 μ 收納聚醯胺諸如耐綸6/毫微粘土複合材料以作為氧障壁，及聚烯烴諸如聚乙晞以作為溼氣障壁，以有效地阻= 或減緩澄氣及氧傳送之層壓結構的設計，可用以保存食品或非食品，或為液體或為固體形式。因為該層壓結構中使用之聚醯胺/毫微粘土複合材料，故亦可實質改善物理性質諸如勁度、強度、及耐熱性。特定食品包裝應用類型中，使用甑餾方法，將容器或包裝材料中之食品内容物減菌。曾瓦餾條件相當嚴苛，需使用超熱蒸汽歷經至少3 0分鐘。已知ε V Ο Η樹脂進行所謂之 "甑餾衝擊’’。其於甑餾過程之後喪失部分障壁性質，而無法完全回復其障壁性質。因此，期望使用本發明層壓結構於需要f瓦條、壓熱器或於南溫及/或高相對澄度下處理之包裝及非包裝應用。因為已知聚醯胺/毫微粘土複合材料 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） il·-------ΓΙ-Φ敦 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 訂---------線經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539617 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（11 ) 不具有此種f瓦鶴衝擊性，故其係以紙板為主之瓶鶴包裝系統的理想候選材料。 . 或聚合物/毫微粘土複合材料結合毫微粘土與其他障壁聚合物，包括但不限於乙晞乙烯基醇共聚物、聚乙烯聚合物（低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯與不飽和酯類，諸如乙酸乙醋及丙晞酸甲酯、線性低密度聚乙晞、以乙晞為主之離子鍵共聚物等）、聚苯二甲酸乙二醇酯、聚龜胺諸如耐綸6、耐綸6 6、耐綸1 0、耐綸6 - 1 0、耐綸1 2、非晶性耐綸、及Μ X D耐綸、聚萘二甲酸乙二醇酯、液晶聚合物、聚丙稀、及其摻合物。圖式簡單說明參照以下附圖詳細描述闡釋本發明，其中：圖1係為說明本發明具體實例之一的層壓結構側視剖面圖；圖2係為說明本發明另一具體實例之層壓結構的側視剖面圖；圖3係為說明本發明另一具體實例之層壓結構的側視剖面圖；圖4係為說明本發明另一具體實例之層壓結構的側視剖面圖；圖5係為說明本發明另一具體實例之層壓結構的側視剖面圖；圖6係為說明本發明另一具體實例之層壓結構的側視剖面圖；且 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I l·---------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以(>17 A7 B7 五、發明說明（圖7係為說明本發w p ^ 剖面圖。 Λ月另一具體實例之層壓結構的側視愛…男—蔓媒圖1係說明本發明箪曰μ、或非食品之包裳材料/ —具體實例’其係為使用於食品加、汾佈1 .由具有紙或紙板基材4、及直接附壁層6的Θ 0 #…土才、上足聚合物/毫微粘複合材料障土 /W 〇的層壓結構製撂，基材4諸如祕Λ , 而不為使用連接層或膠黏劑。該 …害於包裝材料内部之jr有…或紫外光用聚烯烴屏8 ;:ί:而T ’諸如液體包裝’有時期望使圖2)。 g… 布層塗佈該基材4之另一側面（參照爲# ^水合物7毫微粘土複合材料層ό可與其他聚八物抖匕層共Μ塑於紙基材上。 / D物树脂包裝結構之另一具#舍合物之外層8、聚人物彳、μ L舌、，‘氏土材4、聚烯烴聚埽㈣層，並；;容^㈣土層6、連接層】2及第二聚埽烴層"及8係作為二“才料接觸(參照圖3 )。該聚面板，以仅…、、智亦使吾人可切削例请以保謾孩紙原料邊緣的側缝邊。坆另-備擇具體實例，參照圖4，附加連接犀保持層1 8 /連接厣9 〇另黑γ Π 曰/風味 22層之…;二另一位相聚缔烴層14上之聚綠蛵亦使吾人； _8及22係作為熱密封層。層2, 此種結構亦含有風味保持層…以防止香自 -15- &張尺度適用(CNS^⑽χ 297公釐7 ： --------t---------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7

發明說明（I3) 緒存内容物諸如乙埽/乙烯醇Α^ / ^ ^ ^乏風味保持層材料係為微枯土複合材：物：使用障壁聚合物諸如聚合物/毫。作為風味保持屏〗水tf聚酯以作為風味保持層18 為耐論·6/毫微^ 8《較佳氷合物/ *微枯土複合材料係 & R枯土福会材料。狄工 ^ 1尔土複合材料亦可作Α ，’ 、、他聚合物/毫微粘共聚物/毫微枯土、― 層18。其包括乙缔乙埽醇毛做枯土複合材料、聚笨二印〜土複合材料、取关 ·又乙一鮮酯/毫微粘及液晶聚酷/毫;二二甲酸乙二醇醋/毫微枯土複合材料、佳聚醯胺係為耐认6 ^ 、為風未保持層18之較論“、耐物然而’亦可使用其他_諸如耐 MXD耐二耐綸Η。、耐…、非晶形耐論及酸乙二醇酷作::，=用^ 二醇酿及非晶”/=其/也聚_聚萘二甲酸乙煙熱密封層1:;:= 18放置緊鄰於聚埽 P奪至最低。使4封層η之風味剔除活性 :備擇包裝材料具體實例係由一層壓結構製得，且有·..氏基材4、聚合物/毫微枯土複合材料㈣層6、附加:車接層16:乙晞乙埽醇共聚物(EV〇H)28/連接層2〇之 = 及位於孩聚合物/毫微粘土複合材料層6上之取0 巧參照圖”。該結構含有一 EV0H層，以作為壁層。礼1早另備擇包裝材料具體實例係由一層壓結構製得有紙基材4、外側聚烯烴層8、聚合物/毫微粘土複合4 -1 6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---：-----^----_· I ---------訂--------- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員 X 消費 A7 五、發明說明（u、 P早壁層6、附加連接層1 6 /乙連接屌？ n、么 ~乙烯醇共聚物（E V〇Η ) 2 8 / 任層2 〇 4組合物及位於 6上之$ 取，水合物/*微粘土複合材料層 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 〈另一聚烯烴層2 2 (參照阛&、層，以你、A R · 、圖6 )。該結構亦含有一 E V〇Η 曰以作為附加氧障壁層。就孰餾包裝應用而言，紙某枓4技士 1 疋出一種備擇具體實例，其中、民&材4係直接塗佈聚合物/ 紙其鉍d+ 毛诚粘土複合材料層6。於該、·氏基材4足未經塗佈側面上乙燎^ π 知出一聚烯烴層8，諸如聚乙缔或車父佳聚丙烯聚合物。 μ 6 ,,,,. 成水合物/毫微粘土複合材料智〇上望佈一連接層24及一 & 化内$市層2 6 (參照圖7 )。乂佳聚合物/毫微枯土複入式$ Ά 一 < "材料係為耐綸6與毫微粘土或笔彳政碎酸鹽之摻合物，稱一。為水δ盈胺/毫微粘土複合材料戎冗彳政矽鉍鹽較佳充填量係旦4琢稷合材料之0.1至40重里百h比’最佳係由〇 · 5至7重ι 至里百分比。其他障壁聚合物樹脂諸如 ^ ^ x 乙缔乙烯醇共聚物（E V〇Η ) 、水乙烯（Ρ Ε )、聚苯二甲酸乙_ 、 G —蛑酯（PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN)、液晶聚酯（Lrp、 )/促日日水㈡日仏^)、聚丙晞（pp)及聚醯胺諸ϋ纟…、耐WO L10、耐論12、非晶形耐論經濟部智慧財產局員工消費合作社印製、及MXD耐論可於備擇具體實例中作為該毫微枯土複合材料摻合物之-部 >。大部分情況下，該聚合物/毫微枯土一複合材料層可置於圖1至7中之層6。此外，々口同聚乙烯 /宅微粘土複合材料及聚丙埽/毫微粘土複合材料之情況，可放置於圖2中之層8、於圖3中之層8及/或層14、於圖4 中之層8及/或層14及/或層22、於圖5中之層22、於圖6 中之層8及/或層22、於圖7中之層8及/或層26。 -17-本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 539617 A7 五、發明說明（1 5) 適用於本發明之毫微枯土係包輝石、宫石、及貝得石。複合材料邊如家脫土、水係由〇 · 1至4 0重景百八☆ 曰 < 充填程度較佳室里百/刀比，最佳係由〇 . 5 適當之聚埽烴層包括但不限於：量百分比。聚乙晞、線性低密度聚乙：：合物’包括低組合物。 / ¥ '局密度聚乙烯及其本發明所使用之連接層主飾聚丙晞組成。评餘、二要係由經修錦聚乙晞或經修能基諸如順丁埽二酸肝 =酸性極性嘗基諸如丙缔酸“旨及丙缔酸瑪：：基r布酸或酿官能 Θ日寺共永。因A ^失访卜峰基團量通常相當少，故此荽PU為备入之極性 ^ n L y故此寺經修飾聚烯烴保持1溼氣障壁

質，，亦可考慮此等物氣障壁層；貫際應用而言，可使用連接層曰一 L 連接層作為漫氣障壁層…，層’並使用該圖J所不又連接層1 2及聚知經層14可結合成單一連接層。圖4、$、及層2 0及聚烯烴層？？可么士八成 ^ ^ ^ g 一」、，、口。成早一連接層。圖7所示之連接 a 24及料烴層26可結合成單—連接層。或圖4所示之連接層:2二聚埽烴看14/連接層“可結合成單一連接層。邊聚合物/毫微粘土複合材料及紙層壓結構提供氣體障壁性質’增加該複合材料障壁層之勁度，而幫助其所製之紙盒保持剛性。使用耐綸6作為該毫微粘土複合材料基質之較佳聚合物具有以下優點： / σ 丨）田直接全佈於該基材上時，該耐綸6 /毫微粘土複八 -1 8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 ------!#裝.！ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539617 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（16, 材料與該紙或纟氏板其 ”與大部分==不需要連接層。在所有情況下皆產：：二'也’耐綸6/毫微粘土複合材料泡。、/、有針孔之塗層，而不因熱產生小 3 )藉著於結構中消晞乙缔醇共聚物）之q 乍為乳障壁層之^〇出乙 )又而求，可簡化某些應用之製程。貫施例實施例1 耐綸6/毫微粘土複人 .τ ^ ?又。材科由 Ube IndustrieS，：Limited in Japan販售形式係 > Λ係為片‘形式。使用含有3重量百分比设5材料(Ube耐論】022C2)進行實驗評估。該實驗評估中，菸1女^ 考曰耆於具有通用螺桿之cw. B r a b e n d e r 3 / 4，’ 置碑 4曰计，’，， t^o,6(Auie：s^；^ 6/毫微枯土複合材料=:」乍為對照組)及耐論 ⑽塑機同區段溫度係設定於 1E:2 2 5 C;2 區：23 0 °C;3 區：23 5 t;及4 區：24〇。〇。基於此寺溫度設定值，熔體溫度係介於27〇τ：#28〇〇〇之間。、氧率⑴丁 R)係於55百分比相對澄度及23。〇下’藉m〇c〇n (r) 〇X-TRAN(r) 2/2〇系列設備測量。此等薄膜之◦丁&數據及，此等薄膜層壓於紙基材上所製得之層壓結構的⑽ 數據頭示耐綸6 /耄微粘土複合材料（〇丁 R = 〇 · 7毫升·宓耳/ 100英吋2 -日）具有較對照耐綸6(〇TR二2·5·3ι·ι毫^矣" 耳η00英叶2-日）優越之氧障壁。薄膜試樣之拉伸^數^ 基方；丁 A Ρ Ρ I试驗方法丁 - 4 9 4使用I n s t r 〇 η機（型號η $ 9 )、目

一）7貝丨J -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）： T 丨«裝------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--------- 539617 A7 B7 五、發明說明（1 里°拉引速率係為4英付/分鐘。亦發現該耐論6 /毫微枯土 ^合材料之拉伸模數（1 5 3，0 0 0磅每平方英吋）係高於對照耐綸6 ( 1 〇 7,0 0 0磅每平方英吋）。實施例2 進行试線以製造柳燈包裝材料使用之層壓結構。—式線使用之原料列示如下： Pany 之 Tenite 1924P。 2 )紙板-8 8 9 3級實心漂白硫酸鹽（s B S )，單位重量2 8 7 石旁/ 3 MSF，International Paper Company。 3) 而f 綸6-B73YP，Allied-Signal所製。 4) 連接層-Tymor 1221E，M〇rt〇n International 製造經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5)乙晞-乙烯醇共聚物（EV〇Η )-So ai-η ο Nippon Gohsei of Japan 製造。 6 )耐綸6 /毫微粘土複合材料-u b e耐綸1 C Industries,Limited of Japan ° 此试驗中使用多層共擠塑塗佈技術製造兩層壓結構。其係為：名稱結構對照組LDPE/紙板/耐綸6/連接/LDpE/連接/ev〇h 連接/LDPE Exp-1 LDPE/紙板/耐綸6-毫微粘土/連接/LDpE/連接 /EVOH/ 連接 /LDPE -20- D2908, 2C2，Ube I ^-----^----：--裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 本紙張尺度過用T國國豕“準（CNS)A4規格（21〇 X 297公蓳） 539617 A7 B7 五、發明說明（18 ) 奋亥叩于乡会-6笔微枯土乏么紅/ β _：*> 4·匕：Λ/ν 工足名％係意指耐綸_6/毫微粘土複合材料。共擠塑過程中，夫禾k遇任何與耐論-6 /毫微枯土 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 複合材料有關之問題。該耐綸6 /爲钍乂 ’，（) /笔娬枯土稷合材料之顯然極佳，該共擠塑層壓結構中去 …… 。傅甲禾發現妖胗或其他熱分解副產物。測試試線所製備之層壓結構的氧障壁性質。〇tr係使用Μ 0 C Ο N⑴&備於9 G百分比相對澄度下於2 3下測量。表1列出結果。顯然實驗結構（Exp-丨）具有較對照結構優越之氧障壁性質，因為對照組中之耐綸6於Εχρ_ 1結構中係由耐綸6 /毫微粘土複合材料取代。表1

疋如實施例2所述地，於試線期間製造附加結構。此種附加貝驗結構不含任何Ε V〇η層。名稱結構經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

EXP'2 L D Ρ Ε /紙板/耐綸6 -毫微粘土 /連接/ L D Ρ Ε /連接/耐綸6/連接/LDPE 使用 Th〇mpSon press切除艾白處。於Evergreen_H6 充Λ機中开y成紙盒，充填丁 r a u t h，s D a i q濃縮柳撥汁，之 y、丨i封使用之觔，所有經充填之紙盒皆儲存於3 8 Ρ。使用 < 對照紙盒係為目前銷售供柳橙汁使用之市售產 ____ -21- 桃默⑨顧Τ關家標準(€Ν3)Α4^^ΙΓχ 297"7¥ J 乃 01 / Α7

口口 ° 組成2 4人味風 — ，其係儲存於1)對見0::人’針對柳橙汁進行三角味覺試縣角味覺試驗中，？：！；：及2)稱為〜。之紙盒中。三含產物變數中之—τ P平審二.組試樣。二種試樣中之兩種包係稱為，，奇數，，試/而另一試樣係來自另—產物變數，其工7K。坪審委員試所二哪個試樣係為奇數者。需有95百分比二種試樣’而決定分比信心水準下 °、水準。於9 5百該奇數試樣，以排；二“員：需有is個正確地確認三角試驗中，可僅r: 王張存有有效值差。而未辨知何者味道勝於另：二‘之未通疋否相異之結果。表1

有1 3 結果。完全沒有2 4個評審委 _ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 正確地確認該奇數試樣的情況。因此，儲存於對照紙盒 %為Ε X ρ紙盒中之柳橙汁的味道未有明顯差異。換言之由稱為Exp-2之結構所製得之紙盒即使於冷藏室中儲存週《後’仍與對照紙盒般地保存柳撥汁之風味與味道。為Ε X ρ - 2之紙板結構的〇τ R係為1 . 4毫升/1 0 〇英吋2 -曰其較對照組佳（1 . 8毫升/ 1 0 0英吋2 -日）。結果之有效值為該Ε V Ρ Η層未存在於該Ε X ρ - 2結構中。結果顯示可製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims

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二a g2 I 一 1 涂0S9111475號+ If案修正本經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 :、v tj£il利範圍申請專利範圍： 1、一種供包裝及非包裝用途使用之層壓結構，其包括： i · 一紙基材；及 ii ·至少一聚合物/毫微粘土複合材料層，具有厚度介於0.7至9毫微米範圍内之粘土粒子，施加於該紙基材上。 2、如申請專利範圍第1項之層壓結構，其中於該紙基材與該聚合物/毫微枯土複合材料層之間使用一連接層。 3、如申請專利範圍第1項之層壓結構，其中該聚合物/毫微粘土複合材料層係包含障壁聚合物樹脂與毫微粘土之摻合物，其中該毫微粘土係於毫微米規格下分散於該障壁聚合物樹脂中。 4、如申請專利範圍第3項之層壓結構，其中該障壁聚合物樹脂係選自：聚醢胺，選自耐論6、耐論66、耐論1 0、耐論6-10、耐論12、非晶形耐論、及MXD6耐論；乙蹄乙烯醇共聚物；乙晞與不飽和酯之共聚物；選自乙酸乙烯酯；或丙烯酸甲酯聚笨二甲酸乙二醇酯；聚萘二甲酸乙二醇酯；液晶聚醋；以乙蹄為主之離子鏈；及其摻合物。 5、如申請專利範圍第1項之層壓結構，其中該毫微粘土係為綠土，選自蒙脫土、水輝石、皂石、或貝得石。 6、如申請專利範圍第1項之層壓結構，其中該毫微粘土係介於該聚合物/毫微粘土複合材料之0.1至40重量百 -24- (請先Mti背a之·意W.項再填3;5貝) 訂---------線”% 本紙張尺度適用_國圉家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 539617 垣濟部智慧財產局員工消費合作社印製六、申請專利範圍 2 分比之範圍内。 7、如申請專利範圍第1項之層壓結構’其中該毫微粘土係介於該聚合物/毫微粘土複合材料之〇·5至7重量百分比範圍内。 8、如申請專利範圍第1項之層壓結構，其另外包含附加於該紙基材未經塗佈表面上之聚烯烴層。 9、如申請專利範圍第8項之層壓結構，其中該聚烯烴係為聚丙烯、低密度聚乙烯、高聚乙烯、線性低密度聚乙烯、極低密度聚乙烯、乙烯與不飽和酯選自乙酸乙烯酯或丙烯酸甲酯之共聚物、以乙烯為主之離子鏈共聚物；或其摻合物。 10、一種由層壓結構製得之包裝結構，該層壓結構係包括： i · 一紙基材；及 ii ·至少一聚合物/毫微粘土複合材料層，具有厚度介於0.7至9毫微米範圍内之粘土粒子，施加於該紙‘ 基材上。 11、如申請專利範圍第10項之由層壓結構製得之包裝結構，其中該視情況使用之連接層係使用於該紙基材與該聚合物/毫微粘土複合材料層之間。 12、如申請專利範圍第10項之由層壓結構製得之包裝結構，其中該聚合物/毫微粘土複合材料層係包含障壁聚合物樹脂與毫微粘土之摻合物，其中該毫微粘土係於毫微米規格下分散於該障壁聚合物樹脂中。 -25- 本紙張尺度適用中S 家標旱（CNS)A4規袼（210 X 297公釐) < 请先Mt}背δ之·^i‘項再填^’5·貝) 離訂---------線· rm 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539617 D8 六、申請專利範圍 3 13、如申請專利範圍第12項之由層壓結構製得之包裝結構，其中該障壁聚合物樹脂係選自：聚醯胺，選自耐論6、耐論66、耐論10、耐論6-10、耐論12、非晶形耐綸、及MXD6耐綸；乙烯乙烯醇共聚物；乙烯與不飽和酯之共聚物；選自乙酸乙烯酯；或丙烯酸甲酯；聚笨二甲酸乙二醇酯；聚萘二甲酸乙二醇酯；液晶聚酯；以乙晞為主之離子鏈；及其摻合物。 14、如申請專利範圍第10項之由層壓結構製得之包裝結構，其中該毫微粘土係為綠土，選自蒙脫土、水輝石、皂石、或貝得石。 15、如申請專利範圍第10項之由層壓結構製得之包裝結構，其中該毫微粘土係介於該聚合物/毫微粘土複合材料之0.1至40重量百分比之範圍内。 16、如申請專利範圍第10項之由層壓結構製得之包裝結構，其中該毫微粘土係介於該聚合物/毫微粘土複合材料之0.5至7重量百分比範圍内。 17、如申請專利範圍第10項之由層壓結構製得之包裝結構，其另外包括連接層、乙烯乙烯醇共聚物層、連接層、及聚烯烴層，附加於該聚合物/毫微粘土複合材料層之非紙黏合側面上。 18、如申請專利範圍第17項之由層壓結構製得之包裝結構，其中該聚烯烴係為聚丙烯、低密度聚乙烯、高聚乙烯、線性低密度聚乙烯、極低密度聚乙烯、乙烯與不飽和酯選自乙酸乙蟑酯或丙烯酸甲酯之共聚物、以 -26- 本紙張尺度適用令國萏家標孚（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ____：___vlll·----Φ. (tf先Mti背5之泫意?項再填?:，工頁) ---tr ;線經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539617 六、申請專利範圍 4 乙缔為主之離子鏈共聚物；或其掺合物。 19、如申請專利範圍第10項之由層壓結構所製之包裝結構，其另外包括一聚烯烴層，附加於該紙基材未經塗佈惻面上。 20、如申請專利範圍第19項之由層壓結構所製之包裝結構，其中該聚烯烴層係為聚丙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、極低密度聚乙烯、乙烯與不飽和酯選自乙酸乙烯酯或丙烯酸曱酯之共聚物、以乙晞為主之離子鍵共聚物、或其摻合物。 21、如申請專利範圍第19項之由層壓結構所製之包裝結構，其另外包括連接層、乙烯乙烯醇共聚物層、連接層、及附加於該聚合物/毫微粘土複合材料層之非紙結合側面上之聚晞煙層。 22、如申請專利範圍第19項之由層壓結構所製之包裝結構，其中附加於該聚合物/毫微粘土複合材料層之非紙黏合側面者係為連接層，之後為聚乙烯層。 23、如申請專利範圍第22項之由層壓結構所製之包裝結構，其另外包括連接層/.風味保持層/連接層/聚烯烴層層壓結構，附加於該連接層/聚乙缔層複合材料結構的聚乙烯層上。 24、如申請專利範圍第23項之由層壓結構所製之包裝結構，其中該風味保持層係為乙烯乙烯醇共聚物，聚醯胺’選自耐論6、耐論66、耐綸10、耐論6-10、耐論1 2、非晶形耐綸、MXD6耐綸、或其摻合物，或聚酯， -27- 本紙張又度適用令國圍家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先Mti背面之泫意箏項再填¾本頁)

姆一濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539617 B3 C3 六、申請專利範圍 5 選自聚苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、或其摻合物。 25、如申請專利範圍第19項之由層壓結構所製之包裝結構，其另外包括連接層，之後為聚丙烯層，附加於該聚合物/毫微粘土複合材料之非紙黏合側面上。 26、如申請專利範圍第10項之由層壓結構所製之包裝結構，其中該紙結構係為紙或紙板。 27、一種由層壓結構製得之包裝結構，其包括： i ·紙基材；及 ii ·聚合物/毫微袖土複合材料層，直接施加於該紙基材表面上，該聚合物/毫微粘土複合材料層係包含耐綸6聚合物樹脂與毫微粘土之摻合物，其中毫微粘土係於毫微米規格下充分散於該耐綸6基質内，其中該毫微粘土係為該聚合物/毫微粘土複合材料之0.5至7重量百分比。 28、一種由層壓結構所製之包裝結構，其包括： i ·紙基材；及 ii ·聚合物/毫微粘土複合材料層，直接施加於該紙基材表面上，該聚合物/毫微粘土複合材料層係包含耐綸6聚合物樹脂與毫微粘土之摻合物，其中毫微粘土係於毫微米規格下充分散於該耐綸6基質内，其中該毫微粘土係為該聚合物/毫微粘土複合材料之0.5至7重量百分比； iii ·至少一聚合物，直接施加於與該毫微粘土複合材 -28- 本紙張又度適用中國国家標翠（CMS)A4規格（210 X 297公釐）

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539617 六、申請專利範圍 6 料層相反側面上之紙基材上，其中該附加聚合物係為：聚醯胺，選自耐論6、耐論66、耐論10、耐論6-10、耐論12、非晶形耐綸、MXD6耐論；乙*希乙蹄醇共聚物；聚苯二甲酸乙二醇酯；聚萘二甲酸乙二醇酯 ;液晶聚酯；聚丙蹄；低密度聚乙晞；高密度聚乙缔；線性低密度聚顯示裝；極低密度聚乙烯；線性低密度聚乙烯；極低密度聚乙烯；乙烯與選自乙酸乙烯酯或丙晞酸甲醋之不飽和酷的共聚物；以乙缔為主之離子鍵共聚物；或其摻合物。 29、一種由層壓結構所製之包裝結構，其包括： i ·纸基材；及 ii ·聚合物/毫微粘土複合材料層，該聚合物/毫微粘土複合材料層係包含耐論6聚合物樹脂與毫微枯土之摻合物，其中毫微粘土係於毫微米規格下充分散於該耐綸6基質内，其中該毫微粘土係為該聚合物/ 毫微粘土複合材料之0.5至7重量百分比； iii ·至少一種附加聚合物，直接施加於該聚合物/毫微粘土複合材料層上，其中該至少一種附加聚合物係為：耐綸6;乙烯乙烯醇共聚物；聚苯二甲酸乙二醇酯；聚萘二甲酸乙二醇酯；液晶聚酯；聚丙烯；低密度聚乙烯；高密度聚乙烯；線性低密度聚顯示裝；極低密度聚乙烯；線性低密度聚乙烯；極低密度聚乙烯；乙烯與選自乙酸乙烯酯或丙烯酸甲酯之不飽和酯的共聚物；以乙晞為主之離子鍵共聚物；或其摻合物。 -29- 本紙張尺度適用令g S家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (锖先Mtt背面之泫意箏項再琢?;本頁)

539617 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製六、申請專利範圍 07 30、如申請專利範圍第1項供包裝及非包裝用途使用之層壓結構，其所製得之一種紙杯、容器、烤盤、食品托盤、或淺盤，包括： i · 一紙基#;及 ii ·至少一聚合物/毫微粘土複合材料層，具有厚度介於〇·7至9愛微米範圍内之枯土粒子，施加於該紙基材上。 31、如申請專利範圍第10項由層壓結構製得之包裝結構，其所製得之一種包裝材料、紙袋、或紙盒，包括： i · 一紙基材；及 ii ·至少一聚合物/毫微粘土複合材料層，具有厚度介於0.7至9毫微米範圍内之粘土粒子，施加於該紙基材上。 -30- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） <請先Mt*背面之注意箏項再填S本頁) 訂----------線L鐵‘---τ!τ