專利名稱：用于制造層壓體的方法、以及由所述層壓體來制造紙盒的方法
用于制造層壓體的方法、以及由所述層壓體來制造紙盒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造包括紙板和塑料薄膜的層壓體的方法，并且 本發(fā)明還涉及紙盒，其中所述紙盒由用層壓體制成的坯料裝配而成。層壓體 以及由其制成的紙盒尤其適合用于包裝貨品，特別是消費品，其可被裝飾性 地呈現(xiàn)在包裝中，以便例如在銷售時和使用時對顧客具有吸引力。
由紙張和塑料薄膜制成的層壓體在包裝工業(yè)中是已知的。
^^布于2000年7月4日的US 6， 083, 580 ^^開了 一種具有由紙張/塑料 層壓體制成的壁的容器。任選地，塑料層的外表面被制成容易接受墨并進(jìn)行 印刷。用水基粘合劑將紙張和塑料薄膜膠合起來，所述水基粘合劑然后被固 化。
然而，水基粘合劑不適合將某些基質(zhì)層壓到某些薄膜上。例如水基粘 合劑不適于將粗糙表面的紙板，例如灰板紙、"GK"或"URB"經(jīng)濟地層壓 到塑料薄膜上。
本發(fā)明的目標(biāo)是要提供一種用于制造包括紙板和塑料薄膜的層壓體的 方法，所述層壓體的至少一個薄膜表面易于接受墨并進(jìn)行印刷，并且可在單 一層壓加工中進(jìn)行。這避免了后面的揉皺步驟或后面的層壓步驟的附加成 本，如US 6， 083, 580中所公開的那樣。
發(fā)明概述
本發(fā)明涉及一種用于制造包括紙板和塑料薄膜以及在所述紙板和塑料 薄膜之間的非水性粘合劑層的層壓體的方法，所述方法包括以下步驟
(a) 表面氧化處理所述塑料薄膜的至少一側(cè)；和
(b) 將所述塑料薄膜擠出層壓到所述紙板上；
其中所述非水性粘合劑層通過在塑料薄膜和紙板之間擠出來施用以形 成層壓體，并且其中所述方法還包括在擠出層壓步驟之前或之后將墨印刷到
塑料薄膜的表面氧化處理過的表面上的步驟。
優(yōu)選地，所述紙板為灰板紙，優(yōu)選地所述塑料薄膜為聚丙烯，并且優(yōu)選地所述非水性粘合劑層包含聚乙烯。
本發(fā)明還涉及一種用于制造紙盒的方法，其中所述紙盒由用如上所述 的層壓體制成的坯料裝配而成，所述方法包括將所述紙盒的至少一個區(qū)域粘 附到所述紙盒的至少一個其它區(qū)域上的步驟，被粘附到一起的表面為塑料薄 膜已經(jīng)經(jīng)受表面氧化的表面。
發(fā)明詳述
所謂"紙板"在本文中是指基本上由纖維質(zhì)纖維制成的任何平面基
質(zhì)。用于本發(fā)明的紙板的基重為至少250克/平方米，優(yōu)選至少300克/平方 米，更優(yōu)選至少350克/平方米。優(yōu)選地，紙板的厚度為500至800微米。 紙板可為灰板紙，表面涂覆過的或未涂覆過的；或是單一漂白漿紙板。漂白 漿紙板一般具有更光滑的和更美觀愉悅的表面，但由于灰板紙成本較低，因 此本文中灰板紙是優(yōu)選的。
所謂"塑料薄膜"在本文中是指基本上由熱塑性材料制成的任何薄 膜。例如，可使用聚丙烯、聚乙烯或聚對苯二曱酸乙二醇酯。聚丙烯、聚對 苯二甲酸乙二醇酯是優(yōu)選的。聚丙烯，特別是定向聚丙烯，是最優(yōu)選的。優(yōu) 選地，塑料薄膜的厚度為IO至30微米。薄膜可呈片材或幅材形式。
所謂"非水性粘合劑層"在本文中是指適于將紙板和塑料薄膜粘附起 來的任何材料。 一種優(yōu)選的材料是聚乙烯。優(yōu)選地，粘合劑層的厚度為10 至40微米，最優(yōu)選15至25微米。
所謂"表面氧化處理"在本文中是指在至少一側(cè)上對熱塑性塑料基質(zhì) 進(jìn)4亍表面處理以通過在高電位電極周圍產(chǎn)生等離子體電離中性流體例如空氣 來提高其表面能。通過本過程所生成的離子注入到附近的低電位區(qū)域，其導(dǎo) 致基質(zhì)的表面氧化以及表面能增強，所述表面能以mN/m或dyn/cm表示。表 面氧化后的表面能優(yōu)選為至少36 mN/m(36 dyn/cm)，并且更優(yōu)選為40至55 mN/m "0至"dyn/cm)。 一種表面處理的優(yōu)選方法被稱為電暈放電處理或 空氣等離子處理。具有類似方法和效應(yīng)的工業(yè)中的其它已知技術(shù)包括通過大 氣(空氣)等離子、火焰等離子和化學(xué)等離子系統(tǒng)的表面氧化處理。
例如，表面處理可基于氣相灌注4支術(shù)，其由Air Liquide以Aldyne商 標(biāo)商品化。Aldyne 有效地取代了塑料基質(zhì)上的更常規(guī)的液體底漆。該技術(shù)提供單層的分子底漆，優(yōu)選地具有小于lnm，優(yōu)選地0. 3至Q. 4nm的厚度。 在材料表面上氮基極性基例如胺、酰胺或亞胺基化物的大量存在(通常在 4%至9%的范圍內(nèi))賦予高表面能，并進(jìn)而賦予優(yōu)良的潤濕性和粘附性。 氮基極性基與墨的粘合劑、漆或粘合劑制劑產(chǎn)生穩(wěn)定的氫鍵或共價鍵，從而 改善粘附性并避免處理或使用最終產(chǎn)品時發(fā)生層離。參見2003年9月至10 月在 Surface and Coatings Technology 中公布的 "Aldyne : surface treatment by atmospheric plasma for plastic films converting industry",第174-175巻，第899-901頁。
所謂"擠出層壓"在本文中是指逐漸熔融用作粘合劑并將其以顆?；?粉末形式送進(jìn)擠出機中的熱塑性樹脂直到它成為基本均勻的流體為止。熔融 樹脂通過紙板和塑料薄膜之間的模具進(jìn)行澆注并從用于冷卻和凝固擠出物的 滾筒上流過。優(yōu)選地，滾筒進(jìn)行急冷以加快冷卻過程的速度并避免對層壓材 料產(chǎn)生不利影響，例如收縮、孔洞或熔融。
本發(fā)明的層壓體和紙盒尤其適于滿足消費者對于有吸引力的包裝的需 求。例如，可賦予包裝視覺特征，包括印刷效果、金屬化效果、全息效果， 和/或可賦予觸覺特征，包括柔軟觸覺效果。
在本發(fā)明中印刷效果通過將墨印刷到已經(jīng)過表面氧化處理(例如電暈 處理)的表面上而增強。表面氧化處理提高聚丙烯的表面能，例如從約32 mN/m(32 dyn/cm)提高到至少36 mN/m(36 dyn/cm),以及優(yōu)選地提高到40 至55 mN/m(40至55 dyn/cm)的范圍內(nèi)。與可供選擇的已知方法例如將化學(xué) 處理例如丙烯酸涂層施用到聚丙烯上相比，這提供了將墨有效地印刷到聚丙 烯表面上的更經(jīng)濟的方法?？刹捎冒ㄕ障癜及嬗∷?、柔性版印刷或平版 (膠版)印刷在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)印刷技術(shù)。也可采用反向印刷來提供印刷層，該印 刷層位于薄膜的接觸一 ^水性粘合劑層的側(cè)面上。
金屬化效果可如下所述來實現(xiàn)在真空下升華鋁并將它沉積到基質(zhì)上 產(chǎn)生鍍金屬層。鍍金屬層優(yōu)選地被施用到塑料薄膜的與非水性粘合劑層接觸 的一側(cè)上。真空沉積是獲得此類效果的一種方法。鍍金屬層透過未被印刷、 或僅部分印刷或用非不透明墨印刷的薄膜部分是可見的。
柔軟觸覺效果可通過微壓花塑料薄膜來實現(xiàn)。如果采用微壓花技術(shù)， 則與如上所述的反向印刷技術(shù)結(jié)合使用本方法是優(yōu)選的。作為另外一種選擇，柔軟觸覺效果可通過將硅酸鹽或其它合適的無機 材料加入薄膜中來實現(xiàn)。可獨立地使用含硅酸鹽薄膜，或與上述的微壓花技 術(shù)結(jié)合使用。當(dāng)印刷到薄膜的不與非水性粘合劑層接觸的一側(cè)上時，柔軟觸 覺效果也可通過在作為最終涂覆步驟的印刷加工中使用柔軟觸覺清漆來實 現(xiàn)。
實施例1
/人德、國Nidda/Ober-Schmitten的Poligal Vertriebs GmbH可獲4尋一 側(cè)由供應(yīng)商鍍金屬的厚度15微米的雙軸定向的聚丙烯薄膜，規(guī)格為 METE15S0L。然后使薄膜未鍍金屬側(cè)經(jīng)受電暈處理并且將表面能提高到42 mN/m (42 dyn/cm)。
采用22微米厚的透明聚乙烯層將處理過的薄膜擠出層壓到基重為480 克/平方米的灰板紙上以將聚丙烯薄膜和紙板層壓在一起。聚丙烯薄膜的鍍 金屬側(cè)與聚乙烯粘合劑層接觸，而電暈處理側(cè)位于層壓體的外側(cè)。
然后用紫外膠版印刷技術(shù)來印刷電暈處理過的表面。
由層壓體來裁切紙盒坯料并折疊和膠合以形成成品紙盒。
實施例2
可從德國Nidda/Ober-Schmitten的Poligal Vertriebs GmbH獲得一 側(cè)由供應(yīng)商鍍金屬的厚度15微米的雙軸定向的聚丙烯薄膜，規(guī)格為 METE15S0L。然后用Aldyne (商標(biāo)Air Liquide)使薄膜的未鍍金屬側(cè)經(jīng)受 表面處理，并將表面能提高到42 mN/m (42 dyn/cm)。
采用一層22微米厚的透明聚乙烯將處理過的薄膜擠出層壓到基重為 480克/平方米的灰板紙上以將聚丙烯薄膜和紙板層壓在一起。聚丙烯薄膜 的鍍金屬側(cè)與聚乙烯粘合劑層接觸，而Aldyne 處理側(cè)位于層壓體的外 側(cè)。
然后用紫外膠版印刷技術(shù)印刷Aldyne 處理過的表面。 由層壓體來裁切紙盒坯料并折疊和膠合以形成成品紙盒。 本文所公開的量綱和值不旨在被理解為嚴(yán)格地限于所述的精確值。 相反，除非另外指明，每個這樣的量綱旨在表示與所引用的數(shù)值和圍繞該數(shù) 值的功能上等同的范圍。例如，公開為"40imi"的量綱旨在表示"約 40mm"。
權(quán)利要求
1.一種用于制造包括紙板和塑料薄膜以及在所述紙板和所述塑料薄膜之間的非水性粘合劑層的層壓體的方法，所述方法包括以下步驟(a)表面氧化處理所述塑料薄膜的至少一側(cè)；和(b)將所述塑料薄膜擠出層壓到所述紙板上；其特征在于所述非水性粘合劑層通過在所述塑料薄膜和所述紙板之間擠出來施用以形成所述層壓體，并且其中所述方法還包括在所述擠出層壓步驟之前或之后將墨印刷到所述塑料薄膜的表面氧化處理過的表面上的步驟。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于制造層壓體的方法，其中所述紙板的基重為 至少250克/平方米，優(yōu)選地所述紙板為灰板紙。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的用于制造層壓體的方法，其中所述非水性粘 合劑層包含聚乙烯。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項所述的用于制造層壓體的方法，其中所述 塑料薄膜為聚丙烯或聚對苯二曱酸乙二醇酯。
5. 如權(quán)利要求4所述的用于制造層壓體的方法，其中所述塑料薄膜祐J敬 印花。
6. 如權(quán)利要求4所述的用于制造層壓體的方法，其中所述塑料薄膜包含 無機材料。
7. 如權(quán)利要求1至6任一項所述的用于制造層壓體的方法，所述方法還 包括將鍍金屬層施用到所述塑料薄膜上的步驟，所述鍍金屬層被施用 到所述薄膜的與所述非水性粘合劑層接觸的 一側(cè)上。
8. —種用于制造紙盒的方法，其中所述紙盒由用依照權(quán)利要求1至7中 任一項所制造的層壓體制成的坯料裝配而成，所述方法包括將所述紙 盒的至少 一個區(qū)域粘附到所述紙盒的至少 一個其它區(qū)域上的步驟，所 述粘附到一起的表面為所述塑料薄膜的已經(jīng)經(jīng)受表面氧化處理的表 面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造包括紙板和塑料薄膜以及在所述紙板和所述塑料薄膜之間的非水性粘合劑層的層壓體的方法，所述方法包括以下步驟(a)表面氧化處理所述塑料薄膜的至少一側(cè)；和(b)將所述塑料薄膜擠出層壓到所述紙板上；其中所述非水性粘合劑層通過在所述塑料薄膜和所述紙板之間擠出來施用以形成所述層壓體，并且其中所述方法還包括在所述擠出層壓步驟之前或之后將墨印刷到塑料薄膜的表面氧化處理過表面上的步驟。本發(fā)明還涉及一種用于制造紙盒的方法，其中所述紙盒用由所述層壓體制成的坯料裝配而成。
文檔編號B32B27/10GK101622126SQ200880006548
公開日2010年1月6日 申請日期2008年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月1日
發(fā)明者M·A·巴拉卡特, N·J·羅杰斯, W·貝克 申請人:寶潔公司