包装层压材料、用于制造包装层压材料的方法以及从包装层压材料制成的包装容器

摘要

用于对氧气敏感的液态食品，例如，牛奶、果汁、酒和食用油的包装容器的包装层压材料。所述包装层压材料(10)具有纸或纸板的层(11)以及用作气体阻隔并且由具有抵抗气体，特别是氧气的阻隔性能的材料组成的层(12)。所述用作气体阻隔的层(12)通过层压层(13)结合在所述纸或纸板层(11)上，所述纸或纸板层具有聚合物的中央层(13a)以及在聚合物层(13a)的两侧的粘合剂的外层(13b和13c)。所述包装层压材料(10)还在所述纸或纸板层(11)的两侧具有外部液体密封涂层(14和15)。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于生产包装层压材料的方法，所述包装层压材 料包括通过层压层彼此粘结的纸或纸板层以及用作气体阻隔的层，在所述方 法中，具有气体阻隔性能的材料的幅材与纸或纸板的幅材结合，并且结合的 幅材被引导穿过两个可旋转圆柱体之间的辊隙，而与此同时，层压材料施加 在幅材之间，以便使这些幅材彼此永久结合。

本发明还涉及一种包装层压材料，所述包装层压材料包括通过层 压层彼此粘结起来的纸或纸板层和用作气体阻隔的层。

此外，本发明涉及一种用于食品的包装容器，所述包装容器通过 折叠包装层压材料来生产。

背景技术

已知的上述类型的包装层压材料通常具有纸层或纸板层以及由聚 乙烯(PE)，优选为低密度聚乙烯(LDPE)制成的外部液体密封涂层。为 了使包装层压材料具有阻隔气体(特别是氧气)的性能，包装层压材料另外 具有至少另外的一层材料，这层材料提供例如阻隔性能并且通过层压层，优 选为低密度聚乙烯(LDPE)粘结在纸或纸板层上。用于这种类型的层的另外 的材料的实例可以是包含具有固有的阻隔性能的聚合物的层或薄膜，该聚合 物例如，乙烯和乙烯醇(EVOH)或聚酰胺(PA)的共聚物，或涂有具有主要抵 抗气体而且抵抗调味剂和水蒸汽的相应的阻隔性能的液膜涂布或真空沉积或 气相沉积层的预制膜。这种类型的涂布的预制膜的普通实例是具有金属层或 通过等离子辅助气相沉积的层的聚酯，例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)或聚丙烯(PP)的定向膜。通常使用铝箔，铝箔除对气体，特别是 氧气，具有出色的阻隔性能之外，还具有允许通过感应密封对包装层压材料 进行热密封的有利性能，而感应密封是快速、简单且有效的热密封技术。

已知的包装层压材料照惯例是由从存储卷轴退绕的纸或纸板的幅 材生产的，在纸或纸板退绕的同时，从相应的存储卷轴退绕铝幅材。两种退 绕的幅材彼此结合并且都被引导穿过两个相邻的旋转圆柱体之间的辊隙，而 与此同时，在幅材之间施加层压材料，通常为低密度聚乙烯(LDPE)，以便 使铝幅材永久地粘结在纸或纸板幅材上。此后，纸或纸板幅材两侧设置有聚 乙烯，通常为低密度聚乙烯(LDPE)的液体密封涂层，然后卷在完成的包装 卷轴上用于向前输送和处理。

单次使用类型的尺寸稳定的包装容器是在这种类型的极为高效的 包装机的帮助下由包装层压材料制成的，这种包装机从包装层压材料的幅材 或预制坯料成型、填充并密封完成的包装。

例如，通过这样一种工艺从包装层压材料的幅材生产包装容器： 通过使幅材的互相面对的塑料层熔合起来使幅材的两个长度方向的边缘在搭 接接缝处彼此永久地接合，幅材首先形成为管。在管的产品级以下，管中填 充讨论中的食品，例如，牛奶或果汁，并且通过重复压合起来并且相对于管 的纵向方向横向地热密封管而分成连续的枕头形包装单元。枕头形包装单元 通过在横向的密封区切开而彼此分开，并且通过至少一个进一步的形成及热 密封操作最终得到所需的几何形状，通常，像砖块一样的形状。

已知类型的包装层压材料允许生产尺寸稳定的包装容器，这种包 装容器与产品兼容并且对消费者友好，并且容纳对氧气敏感的液态食品，例 如，牛奶、果汁、酒和食用油，但是尽管如此仍然涉及与环境以及加工技术 方面的缺点。

例如，用于使铝箔结合在纸或纸板层上的低密度聚乙烯 (LDPE)是非极性聚合物，这种非极性聚合物本身缺乏用于结合在铝箔表面 上对应的结合位点的天然结合位点。因此，在已知的方法中，必须通过合成 方法建立官能团结合位点。在实施过程中，这通过以下过程来完成：通过在 高于通常用于挤出低密度聚乙烯的涂层的温度(大约300℃)的高温(在这 种情况下大约330℃)挤出而在纸或纸板幅材与铝幅材之间施加低密度聚乙 烯(LDPE)，而与此同时，增加臭氧以启动氧化反应并且形成极性基团，包 括游离羧酸基团，低密度聚乙烯(LDPE)通过极性基团可以结合在铝箔表面 上的活性结合位点上。在高温(大约330℃)挤出引起增加的能耗，以及因 此增加的环境有害温室气体的排放(“碳排放量”)。

正如在已知的方法中，在高温(大约330℃)挤出低密度聚乙烯 (LDPE)导致通过切链和交联反应的聚乙烯分子的降解反应。一旦聚乙烯分 子的降解反应实际开始，这些降解反应会进行到这样一种程度：使得聚合物 丧失维持铝箔与纸或纸板之间的永久粘结强度的的所需能力，并且也由此丧 失机械强度。

通常用作促进氧化和粘附的试剂的臭氧本身是一种对人体健康和 环境有害的气体，并且必须极为谨慎地处理臭氧以便防止气体泄漏。

因此需要在没有与上述已知技术相关的这些类型的问题和缺点的 情况下使开始提及的类型的包装层压材料可用。

因此，本发明的目的是满足这种需求。

另一个目的是使开始描述的这种类型的方法可用，但是与已知的 方法相反，这种方法可以在不必过度消耗能量并且使用对人体健康和环境有 害的物质的情况下执行，以便实现并维持气体阻隔层与包装层压材料的纸或 纸板层之间的永久的官能团结合。

另外的目的是使通过折叠并且热密封包装层压材料生产的这种类 型的用于用于对氧气敏感的液体食品的包装容器的包装层压材料可用。

又一个目的是使用于对氧气敏感的液体食品的并且通过折叠并且 热密封包装层压材料生产的包装容器可用。

发明内容

在一个方面，本发明因此使用于生产包装层压材料的方法可用， 所述包装层压材料包括纸或纸板层和用作气体阻隔的层，后者通过层压层结 合在所述纸或纸板层上，在所述方法中，具有抵抗气体，特别是抵抗氧气的 阻隔性能的材料的幅材与纸或纸板的幅材结合起来，并且结合起来的所述幅 材被引导穿过两个相邻可旋转圆柱体之间的辊隙，而与此同时，在所述幅材 之间施加层压材料以便使它们彼此永久结合。所述方法的特征在于所述层压 材料包括中央聚合物层，在其一个表面上具有能结合到纸或纸板幅材上的第 一粘合剂聚合物的第一外层，并且在其另一个表面上具有能结合到作为气体 阻隔的材料幅材上的第二粘合剂聚合物的第二外层，并且其特征在于，所述 层压材料被装配成使得其第一外粘合剂层接触所述纸或纸板幅材，并且其第 二外粘合剂层接触具有气体阻隔性能的材料幅材。

由于以下事实，在根据本发明的方法中，用作层压层的层压材料 包括粘合剂聚合物外层，所述粘合剂聚合物从一开始就具有结合到它们相应 的相邻幅材上的活性结合位点，所以为了在这些层之间实现所需的结合不需 要任何额外的措施或添加剂。根据本发明的方法因此可以在应用层压材料时 在没有高温和过量消耗能量的情况下并且在不使用对人体健康和环境有害的 方法或物质(例如，臭氧处理)的情况下执行。

使用可商购的挤出设备通过挤出过程来施加作为层压层的层压材 料，在挤出设备的帮助下，层压层中包括的层通过共挤出彼此共同挤出。根 据本发明的方法还能够通过在中央层中使用从多个方面具有更高的机械强度 的层压材料来提高包装层压材料的机械性能，并且就层压材料中包括的材料 的层厚来优化它们。薄的聚合物层，例如，2-6g/m²，例如，2-5g/m²，例 如，3-4g/m²，仅能够在健壮的涂层方法中实现，熔化层在该方法中一起挤 出，并且不作为单独的挤出层。

然而，在已知的方法中的层压材料的选择局限于低密度聚乙烯 (LDPE)，原因是经济性和加工技术，根据本发明的方法在选择合适的层压 材料方面提供增加的灵活性和自由。例如，可以选择层压材料中的中央聚合 物层，而不论其自身结合到纸或纸板和气体阻隔上的周围材料的能力如何， 并且如果要求这样，就可以根据完成的包装层压材料的其他参数进行选择， 例如，所需的机械性能。

根据本发明的一个实施例，层压材料中的中央聚合物层包括聚烯 烃。根据本发明的一个实施例，层压材料中的中央聚合物层包括聚乙烯。在 聚乙烯的组内，可以变化并修改中央层的性能以便在包装层压材料中实现各 种最终的性能。根据对完成的包装层压材料有关例如，撕裂强度、抗刺穿性 和耐久性等各种机械性能的要求，根据本发明，能够在挤出涂层和挤出层压 的合适的加工性能的范围内结合并改变层压材料和粘合剂聚合物。用于饮料 和液体的所需类型的包装层压材料的层压材料的变型因此大部分都在聚乙烯 聚合物的组内。这个组因此还包括乙烯和其他α-烯烃单体的共聚物，这些共 聚物当然包括例如线型低密度聚乙烯(LLDPE)、极低密度聚乙烯 (VLDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)，还包括不同比例的乙烯和丙烯的共聚 物，例如根据商品名称“Engage”和“Affinity”由Dow销售的类型的所谓的塑 性体或弹性体，并且还包括具有类似聚乙烯的性能的乙烯、丙烯和α-烯烃单 体的三元共聚物。

可以有助于提高各种机械性能的聚合物的实例是线型聚合物，例 如，线型聚烯烃，例如高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、 线型低密度聚乙烯(LLDPE)、极低密度聚乙烯(VLDPE)、用常规催化剂 或所谓的单位点催化剂或包括所谓的茂金属LLDPE(m-LLDPE)的限制几何 构型催化剂生产的超低密度聚乙烯(ULDPE)、聚丙烯(PP)同质共聚物和 具有乙烯的线型聚丙烯共聚物。极低密度聚乙烯(VLDPE)、超低密度聚乙 烯(ULDPE)是线型低密度聚乙烯的分类内的子类的实例。线型聚合物理解 为具有比LDPE更线型的分子结构的共聚物，即，具有更少的长支链。根据 共聚单体的类型和数量，这些共聚物通常在几个方面具有更高的耐久性。根 据对完成的包装层压材料有关，例如，撕裂强度、抗刺穿性和耐久性等各种 机械性能的要求，根据本发明，能够在挤出涂层和挤出层压的合适的加工性 能的范围内结合并改变层压材料和粘合剂聚合物。用于用于饮料和液体的所 需类型的包装层压材料的层压材料的变型在聚乙烯聚合物的组内，例如选自 包括以下各项的组中的聚合物：低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯 (HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、极低 密度聚乙烯(VLDPE)、用常规催化剂或所谓的单位点催化剂或包括所谓的 茂金属LLDPE(m-LLDPE)限制几何构型催化剂生产的超低密度聚乙烯 (ULDPE)、以及两种或更多种这些聚合物的混合物。

根据本发明的一个实施例，根据本发明的方法的层压材料中的聚 合物是可以通过高压釜反应器中的聚合反应亦或通过管式反应器中的聚合反 应生产的低密度聚乙烯(LDPE)。根据本发明的一个实施例，层压材料可以 是通过高压釜反应器中的聚合反应生产的LDPE和通过管式反应器中的聚合 反应生产的LDPE的共混物。在一些情况下，通过高压釜反应器中的聚合反 应生产的LDPE优选地用于生产层压材料，而层压材料用于随后生产包装容 器。在一些情况下，通过管式反应器中的聚合反应生产的LDPE优选地用于 生产层压材料，而层压材料用于随后生产包装容器。通过高压釜反应器中的 聚合反应生产的低密度聚乙烯(LDPE)可以按照常规方式挤出，而没有被称 为颈缩形式的严重边缘效应，但是这种低密度聚乙烯具有较差的抽出性能， 即，与其他上述聚乙烯材料相比，这种低密度聚乙烯在相同的加工条件下具 有更高的熔化弹性。这种低密度聚乙烯的分子结构通常具有宽分子量分布和 许多长支链。

颈缩理解为在挤出的聚合物的熔体帘的边缘的内缩，这种内缩发 生在挤出模的出口和熔体帘与将涂布聚合物的行进的材料幅材的第一触点之 间。温热的挤出的熔化膜因此收缩，使得其宽度在模具与在冷却圆柱体间的 辊隙之间的途中收缩。与此同时，熔体帘的边缘区域变厚。为了克服这个问 题，通常挤出比待涂布的幅材更宽的温热的帘，以便减少有关未涂布的基材 的成本，未涂布的基材通常比挤出的聚合物更昂贵。因此形成的边缘废品仅 由挤出的材料组成，挤出的材料可以被切除并回收。图7示意性地示出了这 种现象，示出了熔体帘71，该熔体帘在模具的出口72具有与待涂布的幅材 73相同的宽度，但是随后收缩74使得幅材的边缘区75、76保持未涂布。边 缘区的宽度构成颈缩的测量值(mm)，并且通常表示成两个边缘结合的未涂 布宽度。术语抽出涉及挤出的熔体帘随着熔体在挤出模的出口以很高的加速 度从辊隙中幅材拉下而在熔体帘中无断裂也无间隙的情况下保持在一起、凝 聚的能力。聚合物熔体的这些性能取决于它在粘性性能与弹性性能之间的平 衡，并且可以统称为术语“熔体弹性”。这种平衡是由于许多聚合物特性，主 要是分子重量分布和长链分支造成的。

根据本发明的一个实施例，在高压釜反应器中以4-10g/10min的 MFI(根据IS01133在2.16kg和190℃的条件下测量)生产的LDPE可以有 利地与具有4-10g/10min的MFI值的粘合剂聚合物的粘合剂层结合。根据本 发明的一个实施例，在高压釜反应器中以4-10g/10min的MFI(根据 IS01133在2.16kg和190℃的条件下测量)生产的LDPE可以有利地与具有 10-20g/10min的MFI值的粘合剂聚合物的粘合剂层结合。根据一个实施例， 在高压釜反应器中以10-20g/10min的MFI(根据IS01133在2.16kg和 190℃的条件下测量)生产的LDPE可以有利地与具有4-10g/10min的MFI 值的粘合剂聚合物的粘合剂层结合。

另一方面，通过管式反应器中的聚合反应生产的低密度聚乙烯 (LDPE)比通过高压釜反应器中的聚合反应生产的低密度聚乙烯(LDPE) 对常规挤出期间颈缩形式的不利的边缘效应更为敏感，并且因此无法在没有 可感知的颈缩效应的情况下挤出，这导致在幅材边缘的材料浪费，并且因此 增加了成本。在管式反应器中生产的LDPE具有长支链，但是缺乏在高压釜 反应器中生产的LDPE所具有的高比例的高分子量分子，并且高比例的高分 子量分子可以看成是在高压釜反应器中生产的LDPE的分子量分布曲线的端 部的“尾部”或“额外顶部”。管式反应器生产的LDPE通常比高压釜反应器生 产的LDPE具有低的熔化弹性。

尽管如此，利用根据本发明的方法，在管式反应器中生产的 LDPE也可以以较高的挤出速度施加，部分是由于它甚至在低温更好的抽出 性能。与此同时，具有在管式反应器中生产的LDPE的层压材料中的层可以 挤出更薄，并且可以减少层压材料的总量，可以实现更好的结合力，并且节 省能量。由于根据本发明的方法，通过高压釜反应器中的聚合反应生产的 LDPE可以以较高的速度和较低的温度挤出，尽管其抽出性能比在管式反应 器中生产的LDPE差，而与此同时，可以挤出更薄的层，并且减少层压材料 的总量，可以实现更好的结合力，并且节省能量。

通过根据本发明的方法，通过适当地选择层压材料的外部粘合剂 层可以有效地抵消、甚至消除在挤出时两种聚合物类型的性能差异。粘合剂 聚合物出来应当是旨在用于挤出涂布或挤出层压的类型。在较低的挤出温度 下，并且在根据本发明的方法中，因此不论如何能够维持所需的结合力并且 避免消极的边缘效应，而与此同时，挤出过程更具有能量效率，并且避免使 用对人体健康和环境有害的物质和方法。足够的结合力的意思是使用常规的 剥离测试测量的至少100N/m的结合力(参见所附实例的描述)。通过在两 侧共挤出层压材料的中央层和外部粘合剂层，获得了更稳定的聚合物熔体 帘，即，熔体帘具有更少的问题，比如波状边缘、快速边缘铸造或抽出共 振，并且不同的层压材料就颈缩和抽出方面的性能可以在甚至较低的挤出温 度下彼此协同地补偿，使得可以在较高速度进行材料的层压，而与此同时， 获得足够或提高的结合力，并且可以在没有缺陷的情况下施加各个聚合物的 薄层，使得维持或者甚至减少生产的原材料的总成本以及层压步骤。较低的 挤出温度的意思是比在仅使用LDPE作为层压材料的常规挤出层压中使用的 温度，即，325-330℃，低超过15度的温度，例如，280-310℃，例如，290- 310℃。挤出温度由紧挨着模具出口下方的熔体帘上的IR仪器测量。较高的 挤出或层压速度的意思是大约400m/min以及向上的幅材速度，而较低的速 度的意思是大约100-300m/min。薄层的意思是比在仅用LDPE作为层压材料 的常规挤出层压中通常需要的20g/m²或更薄的厚度薄的层。根据本发明的层 压材料的中央层可以具有10-14g/m²的厚度，而层压材料的外部粘合剂聚合 物层均可以具有2-5g/m²的厚度，例如，3-4g/m²。

根据本发明的方法尤其有利于已经通过管式反应器中的聚合反应 生产的LDPE聚合物，以便克服其低熔体弹性和相关颈缩趋势的形式的缺 点，而与此同时，获得了其他普通优点，即，出色的结合力、更低的能耗以 及就健康和环境而言的优点。

根据本发明的方法同样地有利于线型聚合物，尤其是具有更多或 更少的直链分子结构的聚烯烃，通常支链的聚乙烯聚合物，因为它们在挤出 涂布期间或多或少地具有与通过管式反应器中的聚合反应生产的LDPE相同 的加工性能，并且它们的共同特征在于它们比常规高压釜反应器中生产的 LDPE具有低的熔体弹性，并且因此在熔体帘边缘高的颈缩趋势。

根据本发明的一个实施例，层压材料因此包括选自由以下各项组 成的组的聚乙烯：通过管式反应器中的聚合反应生产的LDPE、高密度聚乙 烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、极 低密度聚乙烯(VLDPE)、用常规催化剂或其他催化剂或所谓的单位点催化 剂或包括所谓的茂金属LLDPE(m-LLDPE)催化剂的限制几何构型催化剂生 产的超低密度聚乙烯(ULDPE)、以及两种或更多种这些聚合物的混合物。 所有这些聚合物类型的共同特征在于，与高压釜反应器中生产的LDPE相 比，它们在挤出涂层中在相应的MFI具有低的熔体弹性，原因是它们具有更 窄的分子量分布和/或更低的长支链百分比。

根据本发明的一个实施例，层压材料包括选自由以下各项组成的 组的聚乙烯：通过管式反应器中的聚合反应生产的LDPE、中密度聚乙烯 (MDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、极低密度聚乙烯(VLDPE)、 用常规催化剂或其他催化剂或所谓的单位点催化剂或包括所谓的茂金属 LLDPE(m-LLDPE)催化剂的限制几何构型催化剂生产的超低密度聚乙烯 (ULDPE)、以及两种或更多种这些聚合物的混合物。所有这些聚合物类型 的共同特征在于，与高压釜反应器中生产的LDPE相比，它们在挤出涂层中 在相应的MFI具有低的熔体弹性，原因是它们具有更窄的分子量分布和/或更 低的长支链百分比。

线型聚合物还给根据本发明的层压包装材料提供更好的机械性 能，例如，提高的撕裂强度和抗刺穿性，并且这导致包装容器具有提高的完 整性，即，对运输压力的提高的耐久性。

根据本发明的一个实施例，层压材料因此包括选自由以下各项组 成的组的聚乙烯：中密度聚乙烯(MDPE)、线型低密度聚乙烯 (LLDPE)、极低密度聚乙烯(VLDPE)、用常规催化剂、其他催化剂或所 谓的单位点催化剂或包括所谓的茂金属LLDPE(m-LLDPE)催化剂的限制几 何构型催化剂生产的超低密度聚乙烯(ULDPE)、以及两种或更多种这些聚 合物的混合物。

正如已经提及的，在根据本发明的方法的层压材料中使用的性能 良好的粘合剂聚合物必须首先，并且因此在不需要额外的措施的情况下，具 有极性官能团形式的活性结合位点，根据本发明的的一个实施例为羧酸基 团，层压材料通过该活性结合位点一方面可以有效且永久地结合在纸或纸板 幅材上，并且另一方面可以有效且永久地结合在用作气体阻隔的材料的幅材 上。极性结合基团的含量必须足够高以实现与铝箔和纸板层的结合，但是没 有高到粘合剂材料不兼容层压材料的中央层。根据本发明的一个实施例，极 性结合基团，尤其是羧酸基团的比例是1-10重量％。对性能良好的粘合剂聚 合物的进一步要求在于，这种粘合剂聚合物可以在足够高到实现粘附的温度 下挤出，但是不会引起损害质量的不受控制的降解反应。对于在实例中使用 的Primacor3540，温度不得超过290℃并且无论如何不超过300℃。

满足上述要求的粘合剂的实例是乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)和乙 烯-甲基丙烯酸共聚物(EMMA)，两者都包括游离的羧酸基团，这些聚合物 通过游离的羧酸基团可以结合到层压材料两侧的相应幅材上。第一种提及的 类型(EAA)的实例可商购自DowChemicalCompany，商标名称为 Primacor，并且后一种类型(EMMA)的实例可以得自DuPont，商标名称为 Nucrel。可用的粘合剂的另外的实例是由ExxonMobilChemicals销售的商标 名称为Escor的粘合剂。根据本发明，由于加工技术的原因，有利的是在聚 合物层的一个表面上的粘合剂层中与聚合物层的另一个表面上的粘合剂层中 使用相同的粘合剂，但在相应粘合剂层中的粘合剂的量可以互不相同。然 而，如果需要，能够在两个层中使用不同的粘合剂，以便实现特定的性能。 根据本发明的一个实施例，粘合剂聚合物与层压材料的中央层中使用的、旨 在用于挤出涂层的LDPE具有相等粘性并且因此具有相同水平的低流动指数 (MFI)。根据本发明的一个实施例，粘合剂聚合物比层压材料的中央层中 使用的、旨在用于挤出涂层的LDPE具有更低的粘性并且因此具有更高水平 的低流动指数(MFI)。

包含羧酸基团形式的极性官能团的粘合剂层的特征可以是包括例 如红外光谱法(IR，FTIR)的方法。具有特定的单体成分的特定的粘合剂聚 合物将提高特征吸收光谱，峰值代表所包括的单体的不同分子基团。具体地 讲，羧基基团将提高与羧酸基团的伸缩振动对应的FTIR光谱的特征峰值在 1710-1780cm^-1之间。

具有气体阻隔性能并且可在根据本发明的方法中使用的材料可以 是有机材料，并且还可以是无机材料。提供气体阻隔的有机材料的实例是乙 烯和乙烯醇(EVOH)以及各种类型的聚酰胺(PA)的共聚物。有机阻隔材料可以 是挤出涂布聚合物层，但是它们也可以是预制的聚合物膜。在这种情况下， 预制膜可以具有气相沉积的有机或无机化合物的阻隔层或者具有不同阻隔性 能的聚合物的液膜涂布层。无机阻隔材料的实例可以是铝箔或者预制的聚合 物膜上的金属、金属氧化物的或其他气相沉积化合物的涂层，例如，气相沉 积的铝或氧化铝或氧化硅(SiOx)。根据本发明的一个实施例，阻隔层由铝 箔制成，铝箔除对气体具有出色的阻隔性能之外，还使得包装层压材料能通 过感应密封进行密封，而感应密封是快速、简单且有效的热密封技术。可替 代地，可以使用超声波密封技术执行密封，超声波密封技术也是快速、简单 且有效的热密封技术。

在根据本发明的方法中，两个液体密封且可热密封的聚合物的外 层中的至少一个可以通过膜层压来施加，在施加在幅材与膜之间的合适的粘 合剂的帮助下，聚合物的预制膜层压在幅材的一个表面上。在根据本发明的 一个方法中，在常规的且已经安装的挤出设备的帮助下通过挤出涂层来施加 两个液体密封且可热密封的外层。

可用于液体密封并可热密封根据本发明的包装层压材料的外层的 聚合物的实例是聚烯烃，例如，低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯 (LLDPE)、极低密度聚乙烯(VLDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)、高密 度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)的均聚物或共聚物。

在第二方面，本发明使包装层压材料可用于对氧气敏感的液态食 品，例如，牛奶、果汁、酒和食用油的包装容器，该包装层压材料包括纸或 纸板的层以及用作气体阻隔并且通过层压材料粘结在纸或纸板层上的层。该 包装层压材料的特征在于层压材料包括中央聚合物层，中央聚合物层其一个 表面上具有能结合到纸或纸板层上的第一粘合剂聚合物的第一外层，并且其 另一个表面上具有能结合到作为气体阻隔的层上的第二粘合剂聚合物的第二 层，并且其特征在于，该聚合物层的一个表面上的第一粘合剂层接触纸或纸 板幅材，并且该聚合物层的另一个表面上的第二粘合剂层接触用作气体阻隔 的层。

当包括在层压层中时，可以有助于提高完成的包装层压材料的机 械性能的聚合物的实例是所谓的线型聚合物，例如，线型聚烯烃，例如：高 密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、线型低密度聚乙烯 (LLDPE)、极低密度聚乙烯(VLDPE)、用常规催化剂或所谓的单位点催 化剂或包括所谓的茂金属LLDPE(m-LLDPE)催化剂的限制几何构型催化剂 生产的超低密度聚乙烯(ULDPE)、聚丙烯(PP)同质共聚物和具有乙烯的 线型聚丙烯共聚物。根据对完成的包装层压材料有关各种机械性能的要求， 机械性能如，撕裂强度、抗刺穿性和耐久性，根据本发明，能够在挤出涂层 和挤出层压的合适的加工性能的范围内结合并改变层压材料和粘合剂聚合 物。用MDPE、LLDPE、极低密度聚乙烯(VLDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE) 和m-LLDPE类型的聚乙烯实现这种类型的弹性性能，而HDPE通常例如提 供阻隔水气的提高的阻隔性能，以及阻隔氧气的稍微提高的阻隔性能。

用于饮料和液体的所需类型的包装层压材料的层压材料的变型因 此在聚乙烯类的组内，例如选自由以下各项组成的组的聚合物：低密度聚乙 烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、线型低 密度聚乙烯(LLDPE)、极低密度聚乙烯(VLDPE)、用常规催化剂或所谓 的单位点催化剂或包括所谓的茂金属LLDPE(m-LLDPE)催化剂的限制几何 构型催化剂生产的超低密度聚乙烯(ULDPE)以及两种或更多种这些聚合物 的混合物。根据本发明的一个实施例，根据本发明的包装层压材料的层压材 料中的聚合物包括可以通过高压釜反应器中的聚合反应亦或通过管式反应器 中的聚合反应生产的低密度聚乙烯(LDPE)。通过管式反应器中的聚合反应 生产的低密度聚乙烯(LDPE)可以按照常规方式挤出，而没有被称为颈缩形 式的严重边缘效应，但是这种低密度聚乙烯比管式反应器中生产的LDPE具 有有限的抽出性能，即，与其他上述聚乙烯材料相比，这种低密度聚乙烯在 相同的加工条件下具有更高的熔化弹性(具有相应的MFI值)。

通过管式反应器中的聚合反应生产的低密度聚乙烯(LDPE)通 常具有更低的熔体弹性，然而比通过高压釜反应器中的聚合反应生产的低密 度聚乙烯(LDPE)对常规挤出期间颈缩形式的不利的边缘效应更为敏感，并 且因此无法在没有可感知的颈缩的情况下挤出，这导致幅材相当多的边缘浪 费，并且因此增加了成本。尽管如此，但利用根据本发明的方法，在管式反 应器中生产的LDPE也可以以较高的挤出速度施加，例如，400m/min及更 高，部分是由于它甚至在低温下，例如从280℃至310℃，例如从290℃至 300℃，更好的抽出性能。与此同时，在根据本发明的方法中，与仅具有 LDPE作为层压材料的常规层压的情况相比，具有在管式反应器中生产的 LDPE的层压材料中的层可以更薄地挤出，并且可以减少层压材料的总量， 可以实现充分的或更好的结合，并且节省能量。借助根据本发明的方法，通 过高压釜反应器中的聚合反应生产的LDPE也可以以较高的速度和较低的温 度挤出，尽管其抽出性能较差，而与此同时，可以挤出更薄的层，并且减少 层压材料的总量，可以实现更好的结合，并且节省能量。

通过根据本发明的方法，通过适当地选择层压材料的外部粘合剂 层可以有效地抵消、甚至消除在挤出时两种聚合物类型的性能差异。粘合剂 聚合物应当是旨在用于挤出涂布或挤出层压的类型。在较低的挤出温度下， 在根据本发明的方法中，因此能够维持所需的结合力并且避免消极的边缘效 应，而与此同时，挤出过程更具有能量效率，并且避免使用对人体健康和环 境有害的物质和方法。通过共挤出在两侧有外部粘合剂层的层压材料的中央 层，获得了更稳定的聚合物熔体帘，并且层压材料就颈缩和抽出方面的各种 性能可以在较低的挤出温度下彼此补偿，并且可以在较高速度进行材料的层 压，而与此同时，获得良好或更好的结合力，并且可以在没有缺陷的情况下 施加各个聚合物层的薄层，使得维持或者甚至减少生产的原材料以及层压步 骤的总成本。根据本发明的方法尤其有利于已经通过管式反应器中的聚合反 应生产的LDPE聚合物，以便克服其颈缩趋势的形式的缺点，而与此同时， 在生产包装层压材料中获得了其他普通优点，即，出色的结合力、更低的能 耗以及就健康和环境而言的优点。

根据本发明的包装层压材料同样地有利于包括线型聚合物作为层 压材料，尤其是具有直链分子结构的聚烯烃，与通过管式反应器中的聚合反 应生产的LDPE相比，通常是聚乙烯聚合物，因为它们在挤出涂布期间或多 或少地具有与通过管式反应器中的聚合反应生产的LDPE相同的加工性能， 并且它们的共同特征在于它们都比常规高压釜反应器中生产的LDPE具有低 的熔体弹性，并且因此在熔体帘边缘有高的颈缩趋势。

根据本发明的一个实施例，层压材料因此包括选自由以下各项组 成的组中的聚乙烯类：通过管式反应器中的聚合反应生产的LDPE、高密度 聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、线型低密度聚乙烯 (LLDPE)、极低密度聚乙烯(VLDPE)、用常规催化剂或其他催化剂或所 谓的单位点催化剂或包括所谓的茂金属LLDPE(m-LLDPE)催化剂的限制几 何构型催化剂生产的超低密度聚乙烯(ULDPE)、以及两种或更多种这些聚 合物的混合物。所有这些聚合物类型的共同特征在于，与高压釜反应器中生 产的LDPE相比，它们在挤出涂层中在相应的MFI具有更低的熔体弹性，原 因是它们具有更窄的分子量分布和/或更低的长支链百分比。

根据本发明的一个实施例，层压材料包括选自由以下各项组成的 组中的聚乙烯类：通过管式反应器中的聚合反应生产的LDPE、中密度聚乙 烯(MDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、极低密度聚乙烯 (VLDPE)、用常规催化剂或其他催化剂或所谓的单位点催化剂或包括所谓 的茂金属LLDPE(m-LLDPE)催化剂的限制几何构型催化剂生产的超低密度 聚乙烯(ULDPE)、以及两种或更多种这些聚合物的混合物。所有这些聚合 物类型的共同特征在于，与高压釜反应器中生产的LDPE相比，它们在挤出 涂层中在相应的MFI具有更低的熔体弹性，原因是它们具有更窄的分子量分 布和/或更低的长支链百分比。线型聚合物还给根据本发明的层压包装材料提 供更好的弹性性能，例如，提高的撕裂强度和抗刺穿性，并且这导致包装容 器具有提高的完整性，即，对运输压力提高的耐久性。

根据本发明的一个实施例，层压材料因此包括选自由以下各项组 成的组中的聚乙烯类：中密度聚乙烯(MDPE)、线型低密度聚乙烯 (LLDPE)、极低密度聚乙烯(VLDPE)、用常规催化剂或其他催化剂或所 谓的单位点催化剂或包括所谓的茂金属LLDPE(m-LLDPE)催化剂的限制几 何构型催化剂生产的超低密度聚乙烯(ULDPE)、以及两种或更多种这些聚 合物的混合物。

可用于根据本发明的包装层压材料的液体密封外层的聚合物的实 例是聚烯烃，例如，低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、极 低密度聚乙烯(VLDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)、高密度聚乙烯 (HDPE)和聚丙烯(PP)的均聚物或共聚物。

在阻隔层由铝箔制成的情况中，包装层压材料内侧的外层，即， 针对存放在包装容器中产品的这一侧的外层，通过粘合剂聚合物的层有利地 粘结在铝箔上，该粘合剂聚合物可以与层压层13中使用的粘合剂聚合物相同 或不同。这甚至导致包装层压材料的所有层之间更好的粘附以及例如在运输 和处理期间填充的包装容器的良好耐久性。

正如已经提及的，可用于根据本发明的包装层压材料的粘合剂必 须首先具有极性官能团形式的活性结合位点，根据本发明的一个实施例为游 离的羧酸基团，层压材料通过该活性结合位点一方面可以有效且永久地结合 在纸或纸板幅材上，并且另一方面可以有效且永久地结合在用作气体阻隔的 材料上。

正如已经提及的，可用于根据本发明的包装层压材料的粘合剂的 实例可以是乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)和乙烯-甲基丙烯酸共聚物 (EMAA)，两者都包括游离的羧酸基团，它们通过游离的羧酸基团有效且 永久地结合在包装层压材料的相应的相邻层上。第一种提及的类型(EAA) 的实例可根据商标名称Primacor商购自DowChemicalCompany，并且后一种 类型(EMMA)的相应实例可以商标名称Nucrel得自DuPont。可用的粘合剂 的另外的实例是由ExxonMobilChemicals根据商标名称Escor销售的粘合 剂。根据本发明，由于加工技术的原因，优选的是在聚合物层的一个表面上 的粘合剂层中使用与聚合物层的另一个表面上的粘合剂层相同的粘合剂，尽 管在相应粘合剂层中的粘合剂的量可以互不相同。然而，如果需要，能够在 两个层中使用不同的粘合剂，以便实现特定的性能。

包含羧酸基团形式的极性官能团的粘合剂层可以通过包括例如红 外光谱法(IR，FTIR)的方法来表征。具有特定的单体成分的特定的粘合剂 聚合物将提高特征吸收光谱，峰值代表所包括的单体的不同分子基团。具体 地讲，羧基基团将提高与酸根的伸缩振动对应的FTIR光谱的特征峰值在 1710-1780cm^-1之间。具有气体阻隔性能(尤其是阻隔氧气)并且可用于根据 本发明的包装层压材料的材料可以是有机材料，并且还可以是无机材料。有 机材料的实例是乙烯和乙烯醇(EVOH)以及各种类型的聚酰胺(PA)的共聚物。 无机材料的实例可以是铝箔或聚合物膜，在该聚合物膜一侧具有金属涂层， 例如，气相沉积的铝，或者氧化物，例如，氧化铝或氧化硅(SiOx)的气相沉 积的涂层。优选地选择铝箔，铝箔除对气体，特别是氧气，具有出色的阻隔 性能之外，还允许通过感应密封对包装层压材料进行密封，而感应密封是快 速、简单且有效的热密封技术。

在本发明的又另一个方面，包装容器可用于对氧气敏感的液态食 品，例如，牛奶、果汁、酒和食用油。该包装容器的特征在于该包装容器是 通过折叠并热密封根据本发明的包装层压材料生产的。

例如，包装容器可以通过以下过程从根据本发明的包装层压材料 的幅材生产：幅材首先通过以下方式成型为管，幅材的两个纵缘通过使互相 面对的塑料层熔合起来而在搭接缝处彼此接合；此后管中填充讨论中的食 品，例如，牛奶、果汁、酒和食用油；并且管通过以下方式分成连续的枕头 形包装单元：在管的产品水平以下，相对于管的纵向横向地重复压合并热密 封管，并且通过至少一个进一步的形成和热密封操作使包装单元彼此分离并 且最终得到所需的几何形状，通常像砖块的形状。

在替代实施例中，包装容器可以从折叠成平坦的根据本发明的包 装层压材料的管状坯料通过以下方式生产：首先使坯料建立形成开放的管状 容器胶囊，通过折叠并热密封制备的一体式端片使该管状容器胶囊的一个开 口端封闭，该容器胶囊通过其开口端填充讨论中的食品，例如，牛奶、果 汁、酒或食用油，此后通过至少一个进一步折叠并热密封相应制备的一体式 端片使开口端封闭。

附图说明

将参照附图更加详细地描述本发明，其中：

图1是根据本发明的包装层压材料的示意性剖视图；图2示意性 地示出了根据本发明的方法生产图1的包装层压材料；

图2A是图2的圆形区域A的放大视图；

图3示意性地描绘了从包装材料的卷轴上的幅材形成、填充并密 封包装容器的方法；

图4是由根据本发明的包装层压材料制成的TetraBrikAseptic这 种类型的包装容器的示意性透视图；

图5是由根据本发明的包装层压材料制成的TetraFinoAseptic这 种类型的包装容器的示意性透视图；

图6是由根据本发明的包装层压材料制成的山形顶部类型，所谓 的TetraRex包装的包装容器的示意性透视图；

图7示意性地描绘了在行进的幅材上挤出聚合物涂层期间的颈缩 效应；并且

图8示出了在根据挤出实例1-3挤出涂层期间的颈缩测量的结 果。

具体实施方式

图1因此示意性地示出了根据本发明的实施例的普通包装层压材 料的剖视图。由普通的附图标记10表示的包装层压材料具有纸或纸板层11 以及用作气体阻隔并且通过层压层13粘结在纸或纸板层11上的层12。在图 示的实施例中，包装层压材料10还在纸或纸板层11的两侧具有外部液体密 封涂层14、15。

层压层13具有中央层13a，该中央层的一个表面具有能结合在纸 或纸板层11上粘合剂层13b，并且该中央层的另一个表面具有能结合在用作 气体阻隔的层12上的粘合剂层13c。如图1所示，中央层13a一侧上的粘合 剂层13b与纸或纸板层11接触，而中央层13a的另一侧的粘合剂层13c与用 作气体阻隔的层12接触。

在根据本发明的一个示例性实施例中，中央层13a可以是能够通 过在高压釜反应器亦或管式反应器中的聚合反应生产的低密度聚乙烯 (LDPE)的聚合物层。正如已经提及的，低密度聚乙烯(LDPE)的聚合物 层优选地是在后一种类型的反应器，即，管式反应器中生产的低密度聚乙烯 (LDPE)，因为这种类型的低密度聚乙烯(LDPE)允许以比高压釜反应器 生产的低密度聚乙烯(LDPE)更低的挤出温度和更高的幅材速度(抽出)挤 出。

在另一个示例性实施例中，中央层13a可以是由线型聚合物制成 的聚合物层，当需要机械性能时，这有助于使完成的包装层压材料10具有提 高的机械性能。可以使用的线型聚合物的实例是用常规的催化剂或所谓的单 位点催化剂生产的高密度聚乙烯(HDPE)、或线型低密度聚乙烯 (LLDPE)、极低密度聚乙烯(VLDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)。

正如已经提及的，用于粘合剂层13b和13c的性能良好的粘合剂 聚合物具有活性结合位点(游离羧酸基团)以允许有效且永久结合到纸或纸 板层11以及用作气体阻隔的层12上。根据本发明的包装层压材料10中的完 性能良好的粘合剂聚合物的另外的要求在于其能在足够低的温度下应用以便 避免由于在与层压层13的中央层13a中更热的聚合物接触时发生降解反应造 成的质量损失。具有活性结合位点(酸根)的粘合剂的实际实例是乙烯-丙烯 酸共聚物(EAA)和乙烯-甲基丙烯酸共聚物(EMAA)。

层压层13的粘合剂层13b和13c可以是由化学成分互不相同且层 厚互不相同的粘合剂聚合物制成的，但是它们优选地是由具有一个且相同的 层厚的一种且同种粘合剂聚合物制成的。

根据本发明，用作气体阻隔的层12中的材料可以具有有机和无机 属性。有机材料的实例是各种类型的聚酰胺(PA)，并且无机材料的一个实 例是铝箔。优选地，用作气体阻隔的层12是铝箔，铝箔除对气体，特别是氧 气，具有出色的阻隔性能之外，还使包装层压材料10可通过感应密封进行热 密封，而感应密封是快速且有效的热密封技术。

包装层压材料10的外部液体密封涂层14和15可以是聚烯烃的涂 层，例如，聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)的均聚物或共聚物。

可用的聚乙烯(PE)的实例是用常规的催化剂或所谓的单位点催 化剂生产的低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)，以及高 密度聚乙烯(HDPE)。在这种情况下，旨在针对包装在包装容器中的食品的 外部液体密封涂层可以通过与包含在层压材料13中的粘合剂层相同或不同类 型的粘合剂聚合物的层粘结在阻隔层上。

根据本发明，图1所示的包装层压材料10可以按照图2示意性图 示的相同方式生产。纸或纸板的幅材201从存储卷轴200退绕，并且具有抵 抗气体，特别是氧气的阻隔性能的材料的对应幅材203从存储卷轴202退 绕。两个幅材201和203彼此结合起来并且被引导穿过两个相邻的可旋转圆 柱体204和205之间的辊隙，而与此同时，在幅材之间施加层压材料206以 便将它们互相层压在一起，由此形成耐用的层压幅材208。

在图示的实例中，通过在设置于辊隙上方的挤出机207的帮助下 共挤出来施加层压材料206，以下将更详细地描述这种层压材料。

然后经由导辊209和210朝着并穿过两个进一步相邻的可旋转圆 柱体211和212之间的辊隙输送层压幅材208，而与此同时，幅材208的一个 表面设置有挤出涂布的聚合物的外部液体密封涂层213。在另外两个相邻的 可旋转圆柱体217和218之间的后续辊隙中，幅材208的另一个表面设置有 挤出的聚合物的外部液体密封涂层214。这两个挤出涂布步骤可以按照颠倒 的顺序执行，并且也全部或部分地在圆柱体204和205之间的辊隙中的层压 步骤之前执行。

在图示的实例中，通过在挤出机215的帮助下通过挤出在幅材的 一个表面上施加外部液体密封涂层213，并且在设置于幅材208附近的对应 的挤出机216的帮助下通过挤出在幅材208的另一个表面上施加外部液体密 封涂层214。

在对由此涂布的幅材进行进一步机械或其他机加工操作之后，涂 布的幅材最终卷绕起来用于向前输送和进一步处理，其中涂布的幅材形成用 于对氧气敏感的液体食品(例如，牛奶、果汁、酒和食用油)的尺寸稳定的 包装容器，以下将进行描述。

根据本发明，与具有抵抗气体，特别是氧气的阻隔性能的材料的 幅材203一起层压在纸或纸板幅材201上的层压材料206是三层结构，并且 在图2A中放大图示。这种三层结构具有聚合物的中央层206a，该中央层在 一个表面上具有能结合在纸或纸板上的粘合剂聚合物的第一外层206b，并且 在另一个表面上具有能结合到具有抵抗气体，特别是氧气的阻隔性能的所述 材料上的粘合剂聚合物的第二外层206c。根据本发明，用作层压材料的三层 结构优选地按照以下方式通过共挤出来挤出：外部粘合剂层206b直接接触纸 或纸板幅材201，而与此同时，外部粘合剂层206c直接接触具有对抗气体， 特别是氧气的阻隔性能的材料的幅材203。

根据本发明，并且正如已经提及的，可以自由选择更多或更少的 用于层压材料206的中央层206a的聚合物，并且该聚合物因此不限于任何特 定类型的聚合物。可用于层压材料206的中央层206a的聚合物的实例是通过 高压釜反应器中的聚合反应生产的类型的低密度聚乙烯(LDPE)，或通过管 式反应器中的聚合反应生产的类型的低密度聚乙烯(LDPE)。借助根据本发 明的方法，在高压釜反应器中生产的低密度聚乙烯(LDPE)，尽管其较低的 抽出速度，但是也可以以较高的速度并且甚至更低的温度挤出，而与此同 时，可以挤出更薄的层，从而减少层压材料的总量，可以实现更好的结合 力，并且节省能量。

在管式反应器中生产的低密度聚乙烯(LDPE)由于其相比于在 高压釜反应器中生产的LDPE良好的抽出性能而允许以较高的生产速度，例 如，大约400m/min及更大，共挤出涂层。这种低密度聚乙烯(LDPE)还具 有以下增加的优点，它能够比在高压釜反应器中生产的LDPE以更低的挤出 温度，例如，280℃至310℃，例如，290℃至300℃，共挤出并涂布，并且 因此比后者需要更少的能量。继而，在例如这种低温下挤出低密度聚乙烯 (LDPE)减少了质量受到降解反应的影响的风险，正如已经提及的。

可用于层压材料206的中央层206a的聚合物的其他实例是线型聚 合物，这种聚合物具有帮助提高完成的包装层压材料的机械性能的优点。在 根据本发明的方法中可以使用的线型聚合物的实例是用常规的催化剂或所谓 的单位点催化剂、或包括茂金属催化剂的限定几何构型催化剂生产的高密度 聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、线型低密度聚乙烯 (LLDPE)、极低密度聚乙烯(VLDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)。

用于层压材料206的外层206b和206c两者的可用的粘合剂聚合 物应当满足的要求当然是它们必须能有效且永久结合在相应的幅材201和 203上。进一步的要求是它们还必须能以足够低的温度挤出以便避免不利地 增加层压材料206的聚合物层20的温度的风险，使得其温度超过可能引起影 响质量的不受控制的降解反应的临界温度。满足这些要求的粘合剂的实例是 在自然状态下在表面具有活性酸根的粘合剂，例如，乙烯-丙烯酸共聚物 (EAA)和乙烯-甲基丙烯酸共聚物(EMAA)。这样的一种粘合剂可根据商标 名称Primacor商购自DowChemicalCompany，并且另一种这样的粘合剂可以 商标名称Nucrel得自DuPont。另外的实例是根据商标名称Escor可得自 ExxonMobilChemicals。尽管在层压材料206的外层206b和206c中可以使用 互不相同的粘合剂，但是有利的是，由于加工技术的原因，在外层206b和 206c的每层中使用相同成分和相同质量的粘合剂。

具有气体阻隔性能并且可在根据本发明的方法中使用的材料可以 具有有机性质，并且还具有无机性质。有机材料的实例是乙烯和乙烯醇 (EVOH)以及各种类型的聚酰胺(PA)的共聚物。无机材料的实例可以是铝箔或 聚合物膜，在其一侧或两侧具有金属涂层，例如，气相沉积或真空金属化的 铝，或者氧化物，例如，氧化铝或氧化硅(SiOx)的气相沉积的涂层.优选地使 用铝箔，铝箔除对气体具有出色的阻隔性能之外，还允许通过所谓的感应密 封对包装层压材料进行密封，而感应密封是快速、简单且有效的热密封技 术。

在根据本发明的方法中可用于施加在幅材208上的液体密封、可 热密封的外层213和214的聚合物的实例是聚烯烃，例如，低密度聚乙烯 (LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)的 均聚物或共聚物。

例如从图1中的包装层压材料10的幅材，正如已经提及的，能够 以就其本身而言已知的方式通过折叠和热密封来生产用于对氧气敏感的食 品，例如，牛奶、果汁、酒和食用油的一次性类型的尺寸稳定的包装容器。 现在在成型、填充并密封完成的包装的类型的现代包装机的帮助下生产这种 包装容器。

图3示出了可以成型、填充并密封由图1中的包装层压材料10制 成的包装容器的一种方式。所谓的单次使用的包装通过以下方式从幅材生 产：幅材首先成型为管31，其中幅材的纵缘32、32'通过使塑料层14和15的 互相面对的表面熔合起来而在搭接缝33处彼此接合。管中填充34讨论中的 食品，并且管通过在管的产品水平以下，相对于管的纵向35横向地重复压合 并热密封管而分成连续的枕头形包装单元36，并且通过至少一个进一步折叠 并热密封的步骤使包装单元彼此分离并且最终得到所需的几何形状，通常为 平行六面体形状，像砖块。

这种类型的单次使用的包装的熟知的实例是根据商品名称Tetra Brikaseptic销售的商用包装，如图4所示。除特征为砖块的外形，这种商用 类型的包装的独特特征在于，在不使用额外的包装部分，例如，单独的顶部 和/或底部的情况下，或多或少地完全通过折叠41并热密封42幅材型包装层 压材料来生产这种包装。这种包装容器40也可以设置有合适的开口结构 43，例如，在打开时穿透并去除包装材料并且允许清空包装产品的螺帽。为 此目的，层压的包装层压材料可以在已经层压在层压材料的聚合物与阻隔层 之间的纸板层上具有穿孔。可替代地，紧接在填充过程之前在层压的包装材 料上冲孔，此后，孔在包装材料的两侧上设置有封带或拉舌。在已经填充并 密封包装容器之后，可以在覆盖的孔的顶部施加铰链或螺帽形式的开口结 构。可替代地，施加在填充过程期间直接在冲孔上形成的开口结构。不需要 提供具有开口装置的包装容器，还可以通过撕开穿孔或切割来拆开。

可替代地，包装容器可以按照如上所述的方式生产，但是具有作 为它们的最终形状的枕头形状，这种枕头形状在包装单元已经彼此分离之后 直接获得并且因此没有通过折叠进一步成型。这种包装通常是使用薄纸板材 料生产的，并且因此导致对包装材料相对于层压层的结合力和整体性、还有 聚合物层的机械强度特性，特别是弹性特性的更高要求。图5示出了一个这 种包装的实例。

用于对氧气敏感的液态食品，例如，果汁的包装容器也可以是由 图1中的包装层压材料10的片状坯料或预制坯料生产的。从折叠成平坦的包 装层压材料10的管状坯料，通过以下方式生产包装：首先使坯料建立形成开 放的管状容器胶囊，通过折叠并热密封一体式端片使该管状容器胶囊的一个 开口端封闭。由此封闭的容器胶囊通过其开口端填充讨论中的食品，例如， 果汁，此后通过进一步折叠并热密封相应的一体式端片来封闭该开口端。从 片状和管状坯料生产包装容器的实例如图6所示，并且是所谓的山形顶部包 装60。还存在具有由塑料制成的模制顶部和/或螺帽的这种类型的包装。

实例1

使用下表所示的成分来生产包装层压材料10：

根据本发明的实例1中的包装层压材料10通过共挤出材料层13a- 13c作为三层结构来生产，而材料层的顺序为13b/13a/13c。共挤出通常可以 以200m/min的挤出速度和低于310℃的挤出温度执行，并且不使用臭氧或 其他额外的化学物质来获得并维持用作气体阻隔的铝箔12永久结合在包装层 压材料的纸或纸板11上。自始至终使用的纸板材料是具有260mN的弯曲力 的CLC/C材料。三个层能够以290-310-290℃的温度和650m/min的幅材 速度共挤出，具有粘结在纸板层或阻隔层上出色(非测量的，在检测极限以 上)的结合力。

构成参考例1的已知的包装层压材料以类似方式通过以下步骤生 产：仅挤出材料层13a，但是在这种情况下需要高达325℃的挤出温度，同 时添加臭氧，以获得铝箔12与纸或纸板11之间的可接受的粘结。根据本发 明的方法生成的包装层压材料因此比按照已知方式生成的相应的包装层压材 料具有相当多的环境优点和健康相关的优点，即，不使用与纸或纸板层以及 用作气体阻隔的层(在这种情况下是铝箔)直接接触的粘合剂。在根据本发 明的实例中在层压材料与铝箔之间获得的结合力提高到这样一种程度：多个 层不再沿着这些材料之间的界面分离，即，结合力高于剥离测试的检测极 限，即，大约200N/m。作为比较，在参考例中通过以下条件也获得了令人 满意的结合力：更高的挤出温度，还用臭氧进行表面处理，但是结合力没有 大到多个层无法分离(平均值为105N/m)。在形成为包装容器之后，使用实 例1和参考例的包装层压材料获得了令人满意的包装完整性，即，对液体和 氧气的耐久性和密封性。

在剥离测试中，切割宽度为15mm的包装层压材料的条带，并且 将要测量结合力的两个层分离/剥离。两片剥离的带夹在拉伸测试机中，在 90°的剥离角度的受控条件下进一步剥离这两片剥离的带。用测力传感器测量 剥离期间的力，并且剥离测试的值用单位N/m表示。该方法是ASTMD903- 98(2010)“胶粘剂剥离或剥落强度标准测试方法”，不同之处在于，试样宽度 15mm代替25mm，剥离角度90°代替180°。

此外，为了测试包装层压材料承受冲击或碰撞的能力，比如当包 装容器从一定高度跌落在地面上时，内部测试方法进行的观察令人惊讶地表 明本发明的包装层压材料的耐久性比参考例1的包装层压材料显著提高高达 超过30％。

实施例2

实例1和参考例1以200m/min的幅材速度重复，并且挤出 模的出口和熔体帘与幅材表面的接触点之间的两个间隙不同，即，气隙为 195mm和310mm。此外，重复实例，唯一的不同是参考例1中的层压材料由 管状反应器中的聚合反应产生的LDPE2的测试聚合物替代，这种测试聚合物 在作为单层层压材料挤出时具有高颈缩形式的预期不良的挤出性能。

在实例2中，层压材料与相同的LDPE2的中央层以及与实 例1的相同聚合物和层厚的外部添加剂层共挤出。

获得了与实例1等同的包装性能(阻隔性能和结合力)， 并且通过使用单层同种聚合物LDPE2作为层压材料还获得了比参考例2显著 改善的挤出过程(减小的颈缩)。表3中表示的颈缩值是尚未涂布挤出的聚 合物的挤出涂布幅材的部分的结合宽度(mm)，即，幅材的未涂布边缘区的 宽度总和。

具体地讲，LDPE2作为中央层的三层能够以290-290- 290℃的温度和大约500m/min的更高幅材速度共同挤出，具有粘合在纸板和 阻隔层上出色的结合力，使得多个层无法分离，并且因此结合力高到无法测 量。

实例3

重复参考例2，唯一的不同是层压材料替换为聚合物 LDPE3(Dow750E)，这种聚合物通过在管式反应器中的聚合反应生产，并 且根据所有可用的数据和推荐规范不适用于挤出涂层，并且反而用于注射成 型并且在2.16g、190℃具有高达20g/10min的MFI。正如所预期的，常规的 挤出层压无法用这种聚合物执行，因为颈缩太大。在实例3中，层压材料反 而与相同的LDPE3的中央层以及与实例2的相同聚合物和层厚的外部添加剂 层共挤出。

获得了等同的粘合性能，以及显著改善的挤出过程(减小 的颈缩)，包括比预期更好并且等同于用实例1中的单层高压釜聚合LDPE 进行的层压。此外，在所有的实例1-3中，根据本发明能够减小薄层压层的 厚度，总的层压材料从20g/m²减小到16g/m²，这导致节省成本以及原材料 形式的更好的资源经济。

实例2和3及参考例2和3(表2)

实例1-3的结果，关于以200m/min的挤出速度减小的颈缩 效应，如表3所示，并且如图8的图形形式所示。

实例4

重复实例1，唯一的不同是在层压材料的外层13b和13c中 使用Primacor3460(MFI20g/lOmin)作为粘合剂聚合物。使用常规的高压釜 LDPENovex19N730作为中央层。三个层在290-290-290℃的温度设定共挤 出并且能够以500m/min的幅材速度涂布。

实例5和6

类似于实例3，但是在单独评价中，对比作为层压材料的 m-LLDPE和HDPE研究。尽管挤出作为唯一的层压材料的这些聚合物不可能 是因为过高的颈缩值，甚至在低的挤出速度，与外部粘合剂层共挤出允许显 著改善的挤出过程，使得纸幅材和铝箔能以令人满意的结合力彼此层压起 来。

工业适用性

在根据本发明的方法中，在不使用不必要的能量密集型生 产操作(挤出)并且不使用对环境有害的化学物来提供包装层压材料可接受 的完整性能的情况下生产用于对氧气敏感的液态食品，例如，牛奶、果汁、 酒和食用油的包装容器的包装层压材料。