[发明专利]高阻隔包装层压材料及其制造方法以及包装容器

说明书

技术领域

本发明涉及用于流质食品或饮料(尤其适于果汁)包装的无箔、高阻隔、纸基的(paper-based)包装层压材料，所述包装层压材料进一步包括阻隔层以及最外面的可热密封的热塑性聚合物层和最里面的可热密封的热塑性聚合物层。本发明还涉及制造所述包装层压材料的方法以及从所述包装层压材料生产的包装容器。

背景技术

用于流质食品的一次性用完即弃类型的包装容器通常从基于纸板或纸板箱的层压材料制成。一种如此普遍出现的包装容器以Tetra Brik的商标在市场上出售并主要被用于诸如牛奶、果汁等流质食品的无菌包装，出售后可长期环境储存。这种公知包装容器中的包装材料通常是层压材料，包括纸或纸板主体芯层以及外面的不透液的热塑性物质层。为了使得包装容器不透气，尤其是不透氧气，诸如出于无菌包装和包装牛奶或果汁的目的，这些包装容器中的层压材料通常包括至少一层附加层，最常见的为铝箔。

在层压材料的内侧(即，拟面向从所述层压材料制成的容器中所充填的食物的一面)上，有施加到铝箔上的最内层，该最里面的内层可由一或若干分层(part layer)组成，包括可热密封的有粘性的聚合物和/或聚烯烃。此外，在芯层的外面，有最外面的可热密封的聚合物层。

包装容器通常用现代化的高速的包装机器来生产，所述包装机器是从包装材料的卷材或预制片材形成、充填并密封包装的类型。因此，包装容器可以通过把层压的包装材料卷材改变成管来形成，该管是通过在层压包装材料坯料的两条纵向边缘搭接处将最内侧和最外侧可热封的热塑性聚合物层一起焊接使其彼此连接在一起而形成的。所述管状物被预期的流质食物产品充填，此后，在管状物中的物质的水平面之下以各自间隔预定的距离对管状物进行重复的横向密封，从而将所述管状物分成独立包装。通过沿着所述横向密封的切割，包装与管状物分离，且通过沿着包装材料中制备好的折痕线折叠成形，所述包装被给予所期望的几何形状(通常是平行六面体)。

这种连续的管状物形成、充填并密封的包装方法构思的主要优点是只在管状物形成之前会连续地对卷材进行杀菌，从而有可能提供无菌包装方法，即这样一种方法：其中要被充填的流质物质以及包装材料本身的细菌被减少并且充填后的包装容器在干净的环境下被生产，使得即使在环境温度下，充填后的包装也可储存很长一段时间，而不会在充填后的产品中有微生物滋长的风险。Tetra类型包装方法的另一重要优点是如前所述的持续高速包装的可能性，这对成本效益有相当大的影响。

包装层压材料中的铝箔层提供了大大优于大多数聚合物气体阻隔材料的气体阻隔性能。用于流质食品无菌包装的基于常规铝箔的包装层压材料以其性能水平来说是当今市场上可获得的成本效益最好的包装材料。想要与之竞争的任何其他材料必须是关于原料成本效益更好的，具有可比的食品保存性能且在转变为完工的包装层压材料过程中具有可比的低复杂度。

到目前为止，与具有可靠水平的阻隔性能和超过3个月的食品保存性能的铝箔层压材料相比，几乎没有任何上述种类的来自成本效益好的、无箔的包装层压材料的用于长期环境储存的无菌的纸基或纸板基的(paperboard-based)包装可从市场上获得。有一些聚合物材料提供了良好的阻隔性能，但是它们要么在层压中有不适当的机械性能要么在转变为层压材料中的薄层时难以高速地进行熔化处理，例如，需要昂贵的共挤连接层(coextruded tie layer)，或者，此外，它们会在可行厚度上比铝明显更贵且因此对于诸如牛奶或果汁的包装来说是不符合成本效益的。

在开发成本效益更好的包装材料以及将制造包装材料所需的原料数量最小化的成果中，有着对开发可代替铝箔的具有多重阻隔功能的预制膜的普遍动机。以前所知道的这样的实例是结合了多个层的膜(其中每一个层都以补充阻隔性能对最终的膜作出贡献)，例如具有涂布到相同衬底膜的气相沉积阻隔层和进一步的基于聚合物的阻隔层的膜。然而，像这样被不同涂布方法涂布两次的膜趋于在原料和制造成本两者上变得非常昂贵，因为在大多数情况下会需要额外的密封层，对衬底膜的质量(比如热机械稳定性和处理耐久性)会有非常高的要求。