专利名称：叠层包装材料的制作方法
觀包装材料5 狱领域本发明涉^ffi在填充流体食品如果汁或牛奶的纸制包装容器中的SM包装材料。
技术背景10 用于饮料或流体食品如牛奶、果汁或矿泉水的纸制包装容器由具有SM结构的叠层包装材料制成，觀结构为例如低密度聚乙烯(LDPE) /印墨层/, 层(纤维载体层)/LDPE (用于粘合的挤出层压层)/LDPE/LDPE; LDPE/印墨 层/^S层/LDPE/LDPE;印墨层/LDPE/^S层/LDPE/LDPE;或LDPE/印墨层/ 纸基层/LDPE/铝箔凍酯(PET)。15 通常如下来制^S层包装材料为纸基层设 ，在进纸的表面上印刷必要信息，再次将进,皿状，输送进纸辊到挤出层压机，从挤出机挤出 例如熔融聚烯径(如LDPE)到进驗面上，并且如果除了进鼢卜还存在阻，(如铝箔)，贝岐ia^即且气层之间进一步挤出烙融聚烯烃用于层压涂层。当层压阻气层或增加任何其它功能层时，层不是一起层压，而是独立制备*层压 20体，并再次将进皿皿状，然后进一步层压另一层压体。MilS复J^lf呈 得到最终的S^包装材料。ftM包装材料中的层各自具有不同的反应和功能。在纸(纤维)基层的两 ，面上设不透液塑料涂层以有效保护纤维基层，其易于从湿气渗透中吸收液 体。外部的层压层通常提供良好的热密封能力，由热塑性材料如上面所述的低25密度聚乙mu成。但是，只具有纸基层和由热塑性层制成的外层的SM包装材料具有低的机 械强度，很难保持内含物的品质。为了保持内含物的品质，要求叠层包装材料 具有防止内含物产品的风(^:味ilita材料并散发到外部、防止接触内含物产 品的包装材料吸收风g味道或防止包装材料中包含的气味材料渗透到内含物30 产品内破坏风味或喊的风味保持能力，和舰防止损坏内含物品质的气体(如氧气)皿包装容器的叠层材$ ^保护内含物产品的阻气能力，并且具有风味保持能力和阻气能力的材料;it^的。作为能为包装材料掛共阻气能力的阻^#料，已知具有良好的氧气阻挡能 力的材料，其上沉积有铝箔、EVOH (乙烯乙烯基醇，即皂化乙烯-醋酸乙烯酯 5无规共聚物)、PVOH (聚乙烯醇)顿机氧化物。^Lh述阻气材料中，EVOH具有以下特征具有高电子密度的部分和具有 低电子密度的部分在分子内清楚地彼此分离，具有高极性，而且物质与没有极 性的气体如氧气不具有亲合性，就象水和油之间的关系。另外，分子中的羟基 彼此强烈吸引，在聚合物分子之间基本没有空间，并且结晶度非常高。由于这 io 些特征，气術艮难通过EVOH (参见专利文献l)。用作流体食品用纸制包装容器中的层压体的聚乙烯通常为低密度聚乙烯 (LDPE)，并^M31高压法制造的低密度聚乙烯。还使用线性低密度聚乙烯(LLDPE)。特别地，由于皿用茂金属聚合制 备的乙烯-a烯烃共聚物(通常称为茂金属PE或mLLDPE)可用于在低温下密 15封，而且还可容易地被加工成膜，并还由于^ 量分布窄，因此从卫生的观点 出发这种材料是，的，并可用于制备容器(参见专利文献2)。 [专利文献1〗日本特开昭63-312143号公报 [专利文献2]日本特开平7-26079号公报20 发明内容本发明的一个目的是提供具有简化叠层结构的叠层包装材料，其中叠层结 构具有气体阻挡能力，阻挡层和邻接层之间的层间粘接力增强并能保持作为最 内层的密封剂层的密封3破。为了解决战问题，本发明的觀包斜才料具有热塑性树月詢喊的夕卜层、25 基材层(纸、合成纸、由混合有无t;i^颗粒如滑石或碳酸钙的聚丙烯制成的膜 等)、阻气层和密封剂层。阻气层由皂化乙膝醋酸乙烯酯无规共聚物制成，撤虫 阻气层的至少内侧的层由具有海岛结构的聚合物制成，在这种聚合物中，92-98wt。/。的线性低密度聚乙烯和2-8wtyo的热塑性弹性体彼此混合，并且热塑性 弹性体与阻气层中皂化无规乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的羟辭B/或极性基团具有30 亲合性。在本发明的雌方面中，叠层包装材料至少具有热塑性材料第喊的夕卜层、 基层、阻气层、第一粘接层和密封剂层，第一粘接层从内侧邻接阻气层，并由具有海岛结构的混合聚合物制成，在该混合聚合物中，92-98wf/。的线銜氏密度 聚乙烯和2-8w^的热塑性弹性体彼此混合，密封剂层由线性低密度聚乙烯伟喊。 5 在本发明的雌方面中，密封剂层从内侧邻接阻，，并由具有海岛结构的混合聚合物制成，在该混合聚合物中，92-98wtT。的线性低密度聚乙烯和 2-8wf/。的热塑性弹性体彼此混合。在本发明的，方面中，叠层包装材料至少具有热塑性材料制成的外层、 基层、第二粘接层、阻气层、第一粘接层和密封剂层，并且第一和第二粘接层 io由具有海岛结构的混合聚合物制成，在该混合聚，中，92-98wtTo的线性低密 度聚乙烯和2-8wt"/。的热塑性弹性体彼此混合，密封齐U层由线性低密度聚乙雕'J 成。在本发明的,方面中，叠层包装材料至少具有热塑性材料制成的外层、 基层、第二粘接层、阻气层和密封齐(展，并且密封剂层和第1接层从内侧邻 is接阻^M，并由混合聚合物制成，在该混合聚合物中，92-98wt"/。的线性低密度 聚乙烯和2-8wf/。的热塑性弹性体彼此混合。利用，本发明，得到以下有利效果。本发明的鶴包装材料具有热塑性材料制成的外层、基层、阻^M和有助 于例如热密封的密封剂层。热塑性材料制成的外层有效地保护了基层并赋予包 20 装材料热密封能力，所述基层具有因外部湿气渗透而W卜面吸收湿气的趋势。 基层确保了包装容器的机械 M并规定容器的皿。在由乙烯和醋酸乙烯酯的皂化乙烯-醋酸乙烯酯无规共聚物(EVOH)制成 的阻气层中，具有高电子密度的部分和具有低电子密度的部分彼此清楚地分离， 并且极性高，因而该层与没有极性的氧气不具有亲合性，因此聚合物中的羟基 25 (OH)彼此强烈吸引，在层内几乎没有间隙。由于Jd^特征，氧气不能容易地 舰阻挡层。在本发明的这种叠层包装材料中，邻接阻气层的至少内表面的层由具有海 岛结构的混合聚合物制成，在该混合聚合物中，92-98wf/。的线性低密度聚乙烯 和2-8</。的热塑性弹性体彼此混合。其中混合的热塑性弹性体量小，并且弹性 30体没有或剤艮小的相容性，因而形成了线性低密度聚乙烯为海而热塑性弹性体为岛的海岛结构。由于鶴具有海岛结构，因此同时表现出线性低密度聚乙烯的特征和热塑性弹性体的特征。而且在层中保存了本发明的^M包装材料中热塑性弹性的特征，即阻，5与皂化乙烯-醋酸乙烯酯无规共聚物中的羟凝卩/或极性基团具有亲合性。由于亲合性，邻接阻气层的层中的热塑性弹性体在与阻气层(EVOH)的 界面处与EVOH中的羟基和/或极性基团化学键合产生粘接力。在本发明的，方面中，SM包装材料具有第一粘接层，第一粘接层由具 有海岛结构的包括大量线性低密度聚乙烯和少量热塑性弹性体的混合聚合物制 io成，密封剂层由线性低密度聚乙烯制成。第一粘接层中的热塑性弹性体提供了与EVOH的粘接力并可被不均匀地分 布在与阻气层(EVOH)的界面附近。另一方面，由于线性低密度聚乙烯不仅存在于密封剂层中，而且存在于第 一粘接层中，因此，相对大量用于热密封的聚乙烯还由第一粘接层提供，这确 " 保了紧密密封。在密封剂层从内侧邻接阻气层、并由包含线性低密度聚乙烯和少量具有海 岛结构的混合聚合物的具有海岛结构的混合聚合物制成的方面中，可将在常规 技术中彼此分幵的粘接层和密封剂层统合成1层结构，并且不需要共挤出和干 法层压这类制紅序。 20 在邻接阻气层的第一和第1占接层由线性低密度聚乙烯和少量热塑性弹性 体彼此混合的具有海岛结构的混合聚合物制成，并且密封齐喔由线性低密度聚 乙烯制成的本发明方面中，粘接层中的热塑性弹性体提供了与EVOH的粘接力 并可被不均匀地分布在与阻气层(EVOH)的界面附近。另一方面，线性低密度聚乙烯不仅存在于密封剂层中，而且存在于第一粘 25接层中，因此，相对大量用于热密封的聚乙烯还由第一粘接层提供，这有助于 紧密密封。在本说明书中，线性低密度聚乙烯和少量热塑性弹性体的具有海岛结构的 混合聚合物有时被称为"B1"。30
间1〗图1为本发明的实施方案的^包装丰才料的部分放大截面示意图。 符号说明h热塑性树月飾城的夕卜层 5 2:基层3:阻气层 4:含B1的粘接层 5:密封剂层 6:线性低密度聚乙烯 10 7:热塑性弹性体具体实施方式
下面参考图详细描述本发明的实船案。 本发明的实施方案的叠层包装材料的层结构包括例如 15 热塑性树月雜喊的夕卜层/基层/EVOH层/含Bl的密封剂层；热塑性树脂制成的外层/基层/EVOH层/含Bl的粘接层/密封剂层； 热塑性树脂制成的夕卜层/基层/EVOH层/含Bl的粘接层/密封剂层； 热塑性树月詢喊的夕卜层/基层/含Bl的粘接层/EVOH层/含Bl的粘接层/密封 剂层；或20 热塑性树H詢喊的夕卜层/基层/含Bl的粘接层/EVOH层3/含Bl的密封剂层图1为本发明的实航案的SM條材料的部分放大截面示意图， 包装材料具有下腿结构热塑性柳詢喊的外层1/基层2/EVOH层3/含Bl的粘接层4/密封剂层5。25 含Bl的粘接层4由具有海岛结构的混合聚，制成，在该混合聚^I中混合了线性低密度聚乙烯6和少量热塑性弹性体7。在本发明的实施方案的^包装材料中，基层包括纸、合成纸、滑石 ,与聚丙烯混合的膜等。在本发明的实施方案的SM包装材料中，使热塑性弹性体与少量线性低密30 度聚乙烯混合形成海岛结构。可用在本发明中的热塑性弹性体包括但不限于苯乙烯系热塑性弹性体(SBC)、氯乙烯系热塑性树脂(TPVC)、烯烃系热塑性树脂(TPO)、聚氨酯 系热塑性树月旨(PU)、聚酯系热塑性树脂、腈系热塑性树脂、聚 系热塑性树 脂(TPAE)、氟系热塑性树脂、聚氯乙烯系热塑性树月旨(CPE)和氢化苯乙烯系5热塑性树脂。本发明的热塑性弹性体与阻气层中皂化乙烯-醋酸乙烯酯无规共聚物中的 羟凝口/或极性基团具有亲合性。本发明的实施方案的线性低密度聚乙烯混合量为92-98wt。/。和热塑性弹性 体混合量为2-8wt%。热塑性弹性体的混合量优选为3-6wt%。 io 在本发明的叠层包装材料中，作为夕卜层层叠在包装材料表面上的热塑性材料为例如聚烯烃系树脂，如聚乙烯、聚丙烯、乙烯系共聚物，除了以往技术中 4柳的低密度聚乙烯(LDPE)夕卜，可4顿材料如线性低密度聚乙烯(LLDPE)、 中密度聚乙烯来形成共挤出膜。在本发明的叠层包装材料中，统性低密度聚乙烯具有窄的肝量分布。线 15性低密度聚乙烯为例如用茂金属聚合得到的具有窄的肝量分布的(mLLDPE) 和包含线性低密度聚乙烯的混合聚合物。对于mLLDPE，可《顿禾佣茂魏络 合物和铝氧烷(alumoxane)组合的催化剂如二氯化二茂锆和甲基铝氧烷的组合， 即茂金属催化齐赚合的乙烯-a餘烃共聚物。作为mLLDPE系树脂，有例如"Kemell"(商标，Mitsubishi Chemical Corp. 20生产的产品)、"Evolu"(商标，Mitsui Petrochemical Industry Co.生产)、"EXACT" (商标，美国Exxon Chemical Corp.生产)、"AFFMTY"(商标，美国 DOWCHEMCAL生产)和"ENGAGE"(商标，美国DOWCHEMCAL生产)。 ilil如挤出、干法层压的方法^mM共挤出制备本发明的fiM包装材 料。为了得到足够的粘接性，可在要幵始Jd^处理工序前或在上述处理工序中25用电晕、火焰救氧预^hffle活化层的表面和/^W的表面。 实施例3!31下面的实施例具体解释本发明。 [实施例1]30 在330。C的挤出驗下将高压^(氏密度聚乙烯(密度^.920g/cm3， MI-5.1)挤出涂敷到纸基材(纸张定量-320g/m2)上，厚度为20微米，层劐氐密度聚乙烯外层。在纸基材的内侧反面上，共挤出挤出级EVOH树脂的EVOH层和含Bl的 密封剂层，层厚度分别为10 ,Q 30微米，其中含Bl的密封剂层包括4wt% 5的氯乙烯系热塑性树脂(TPVC)和96wty。的混合聚^，混合聚合物为通过茂 金属催化剂聚合得到的线性低密度聚乙烯(mLLDPE)和ilil高压法聚合得到 的低密度聚乙烯混合而成。得至啲包装材料的层结构为低密度聚乙烯外层(20 /^t才层/EVOH 层(IO微米)/含B1的密封剂层(30微米)。 io 由包装材料形成屋顶(gabetop)型容器。i刊介屋顶型容器。[实施例2]在33CTC的挤出、m下将高压制氏密度聚乙烯(密度^.920g/cm3， MI-5.1) 挤出涂敷到^S^才(纸张定量:320g/m2)上，厚度为20縣，层劐氐密度聚乙烯外层。15 在纸基材的内侧反面上，共挤出挤出级EVOH树脂的EVOH层、含Bl的密封剂层和混合聚^I的密封剂层，层厚度分别为10m、 2,卩30皿， 其中含Bl的密封剂层包括6wt。/。的极性基团改性的苯乙烯系热塑性弹性体 (SBC)和94wt。/。的通过茂金属催化剂聚合得到的线性低密度聚乙烯 (mLLDPE),其中所述混合聚合物为舰茂金属催化齐驟合得到的线性低密度 20 聚乙烯(mLLDPE)和通过高压法聚合得到的低密度聚乙烯混合而成。得到的包装材料的层结构为低密度聚乙烯外层(20微米)/^S^才层/EVOH 层(10 ) /含B1的粘接层(2' ) /密封剂层(30微米)。 由包装材料形成屋顶型容器。i刊介屋顶型容器。 对热塑性弹性体改性的极性基团包括羧基、錢、氰基、羟薪卩羰基。 25 [实施例3]在33(TC的挤出、M下将高压制氐密度聚乙烯(密度^O.920g/cm3， M=5.1) 挤出涂敷到縫材(纸张定量-320g/m2)上，厚度为20麟，层SJ氐密度聚乙 烯外层。在纸基材的内侧反面上，用含B1的粘接层(IO微米)层压EVOH膜(10 30 )和含Bl的密封剂层(30 W:)，其中含Bl的密封剂层包含8wty。的聚氨酯系热塑性树月旨(PU)和92wt"/o的il31茂金属催化齐lJ聚合得到的线性低密度聚 乙烯(mLLDPE)。得到的包装材料的层结构为低密度聚乙烯外层(20麟)/纸^#层/含Bl 的粘接层(10 ) /EVOH层(IO麟)/含B1的密封剂层(30歸)。 5 由包装材料形成屋顶型容器。评价屋顶型容器。[实施例4]在330。C的挤出鹏下将高压^[氐密度聚乙烯(密度《920g/cm3, MI=5.1) 挤出涂敷到,材(纸张定量-320g/m2)上，厚度为20麟，层4f氐密度聚乙烯外层。io 在纸基材的内侧反面上，用包含3wtc/。的腈系热塑性树脂、97wty。的通过茂金属催化剂聚合得到的线性低密度聚乙烯(mLLDPE)的含B1的粘接层(2微 米)层压EVOH膜(IO微米)、包含3wtn/。的腈系热塑性树脂、97wty。的Mil茂 金属催化剂聚合得到的统性低密度聚乙烯(mLLDPE)的含B1的粘接层(2微 米)和混合聚，的密封剂层(30微米)，混合聚合物为Sil茂金属催化齐驟合15 得到的线性低密度聚乙烯(mLLDPE)和通过高压法聚合得到的低密度聚乙烯 混合而成。得到的包装材料的层结构为低密度聚乙烯外层(20 /纸基材层/含Bl 的粘接层(2縣)/EVOH层(10縣)/含Bl的粘接层(2 WO /密封剂层 (30歸)。20 由包装材料形成屋顶型 。 i刊介屋顶型容器。[比较例1]除了4顿不包含热塑性弹性体的密封齐l展外，与实施例1同样地得到包装 材料。由包装材料形成屋顶型容器。刑介屋顶型容器。得至啲包装材料的层结构为低密度聚乙烯外层(20 ) /^S^才层/EVOH 25层(10歸)您封剂层(30 )。另外，由于EVOH层和密封剂层粘接性弱，因此按常规皿电晕处W它 们进衍页鹏。与比较例相比，实施例具有比比较例强的密封强度。因此，为了增强比较 例的密封S雖至实施例的密封 贼，比较例的密封剂层的层厚度要增厚，所用30 材料的量要增加。另外，禾,实施例l的含B1密封齐喔截面的放大照片，观察线性低密度聚 乙烯和热塑性弹性体的海岛结构。本发明不P艮于上述实施方案，各种改变都是可能的，只要不脱离本发明的 衞申，这些改变也在本发明的范围内。产业实用性本发明的聽包装材料可用于流体食品如果汁或牛奶用的包装織。
权利要求
1.一种叠层包装材料，包含热塑性树脂制成的外层、基材层、阻气层和密封剂层，其中阻气层由皂化乙烯-醋酸乙烯酯无规共聚物制成，邻接阻气层的至少内表面的层由具有海岛结构的混合聚合物制成，在该混合聚合物中，混合有92-98wt％的线性低密度聚乙烯和2-8wt％的热塑性弹性体，热塑性弹性体与阻气层中皂化乙烯-醋酸乙烯酯无规共聚物中的羟基和/或极性基团具有亲合性。
2. 根据权利要求1的叠层包装材料，至少包括热塑性树脂制成的外层、基 io材层、阻气层、第一粘接层和密封剂层，其中第一粘接层从内侧邻接阻，，并由具有海岛结构的混合聚合物制成， 在该混合聚合物中，混合有92-98wt。/。的线性低密度聚乙烯和2-8wtM的热塑性 弹性体，并且密封剂层由线性低密度聚乙烯制成。
3. 根据权利要求1的雖包装材料，15 其中密封齐IJ层邻接阻气层的内表面并由具有海岛结构的混合聚，制成， 在该混合聚合物中，混合有92-98wt"/。的统性低密度聚乙烯和2-8wtT。的热塑性 弹性体。
4. 根据权禾頓求1的觀包装材料，至少包含热塑性树脂制成的外层、基 材层、第:^占接层、阻t、第一粘接层和密封剂层，20 其中第一和第二粘接层邻接阻气层，并由具有海岛结构的混合聚合物制成，在该混合聚合物中，混合有92-98wt。/。的线性低密度聚乙烯禾卩2-8wt。/。的热塑性 弹性体，并且密封齐l」层由线性低密度聚乙烯制成。
5. 根据权利要求1的te包装材料，至少包含热塑性树脂制成的夕卜层、基 材层、第Z^占接层、阻气层和密封剂层，25 其中第一和第二粘接层邻接阻气层，并且密封剂层由具有海岛结构的线性低密度聚乙'j:躺喊，在该海岛结构中，92-98wtT。的线性低密度聚乙烯和2-8wt%的热塑性弹性体混合。
全文摘要
本发明提供具有用于包装材料的简化叠层结构的叠层包装材料，叠层结构具有气体阻挡能力、增强阻挡层和邻接层之间的层间机械强度并能保持作为最内层的密封剂层的密封强度。叠层包装材料具有热塑性树脂制成的外层、纸制基层、EVOH阻气层和密封剂层，其中邻接阻气层的层由混合聚合物制成，在该混合聚合物中，混合有92-98wt％的线性低密度聚乙烯和2-8wt％的热塑性弹性体，并且热塑性弹性体与EVOH层中的羟基和/或极性基团具有亲合性。
文档编号B65D65/40GK101253043SQ20068003172
公开日2008年8月27日 申请日期2006年8月29日 优先权日2005年8月31日
发明者P·弗里斯克 申请人:利乐拉瓦尔集团及财务有限公司