專利名稱：一種制造層壓包裝材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造層壓包裝材料的方法，尤其涉及一種制造用于包裝液態(tài)食品的層壓包裝材料的方法。
背景技術(shù)：
目前，用于液體食品的一次性拋棄型包裝容器，有磚頭、方形、三角形、橫截面是六邊形的八面體形、枕頭形等形狀，通常制造這些包裝容器的層壓包裝材料包括依次層壓的熱塑性材料最外層、芯層、熱塑性材料中間層、阻擋層、粘合劑層和熱塑性材料最內(nèi)層，也有采用高壓法生產(chǎn)的低密度聚乙烯(LDPE)/印刷墨層/紙(纖維)基體層/LDPE/鋁箔AL/LDPE/LDPE、LDPE/印刷墨層/紙基體層/LDPE/LDPE、印刷墨層/LDPE/紙基體層/LDPE/LDPEjB LDPE/印刷墨層/紙基體層/LDPE/鋁/聚酯(PET)等多層結(jié)構(gòu)的層壓包裝材料。這些包裝容器可包裝的液態(tài)食品有鮮牛奶、酸牛奶、果汁等。常用的芯層材料有紙、牛皮紙或硬紙板等，常用的阻擋層材料有鋁箔、金屬/無機氧化物薄膜、乙烯乙烯醇共聚物(EV0H)、尼龍等，常用的熱塑性材料最外層、中間層、最內(nèi)層的材料有用高壓法生產(chǎn)的低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、由金屬茂催化劑催化聚合的乙烯α -烯烴共聚物(mLLDPE)等熱塑性材料，常用的粘合劑有聚氨酯粘合齊U、聚酯聚氨酯粘合劑、聚醚聚氨酯粘合劑、丙烯酸系粘合劑、聚酯粘合劑、聚酰胺粘合劑、聚乙酸乙烯酯粘合劑、環(huán)氧粘合劑、橡膠粘合劑等。包裝材料各層的作用是熱塑性材料最外層可以有效的阻擋外界的水分、污染或其他雜志進入到包裝材料內(nèi)，在層壓包裝材料形成包裝容器過程中與熱塑性材料最內(nèi)層縱向密封是層壓包裝材料形成管狀；芯層可以支撐包裝容器；熱塑性材料中間層和阻擋層可以有效防止液態(tài)食品進入 到芯層，同時隔絕氧氣、陽光使包裝容器不漏光、不漏氣，特別是不漏氧氣，來保證液態(tài)食品味道不流失；熱塑性材料最內(nèi)層直接與液態(tài)食品接觸，在保證液態(tài)食品質(zhì)量的同時防止液態(tài)食品對包裝材料其他各層的滲透；粘合劑層加強阻擋層與熱塑性材料最內(nèi)層之間的粘結(jié)強度。

圖1示出了一種制造層壓包裝材料的常用方法，機器引導(dǎo)芯層卷材I前行通過沖壓臺2的壓輥，加工出包裝容器開啟裝置所需用的孔和折疊包裝材料所需的壓痕，繼續(xù)引導(dǎo)已經(jīng)開孔的芯層卷材11向前，到達層壓臺5，在此處擠出機3擠壓出熱塑性材料中間層卷材并引導(dǎo)其到達層壓臺5，同時阻擋層卷材4被引導(dǎo)至層壓臺5，層壓臺5對三層卷材進行層壓，在其輥隙中芯層、熱塑性材料中間層和阻擋層被壓制在一起，并且熱塑性材料中間層位于芯層與阻擋層之間，由此變成層壓板111.引導(dǎo)層壓板111到達下一級層壓臺6，在此處通過共擠壓涂布將熱塑性材料最內(nèi)層7施涂到層壓板111阻擋層的另一側(cè)，在層壓臺6的輥隙中對層壓板111和熱塑性材料最內(nèi)層7被壓制在一起，由此形成內(nèi)側(cè)涂布有熱塑性材料最內(nèi)層的層壓材料1111，之后通過擠壓涂布在芯層另一側(cè)即外側(cè)涂布上熱塑性材料最外層，至此得到包裝容器所用的層壓包裝材料。當(dāng)然，熱塑性材料最外層的涂布并不一定必須放在最后一步進行，也可根據(jù)情況在之前合適的步驟中施涂。
可用上述方法制出的層壓包裝材料生產(chǎn)包裝液態(tài)食品的包裝容器。為了防止被包裝的液態(tài)食品遭到二次污染，整個包裝容器的生產(chǎn)過程均在無菌條件下進行先將層壓包裝材料成型為圓柱狀，并在側(cè)邊縱向封接形成管狀物，接著在管狀物一端橫向封接，形成包裝容器的頂部或底部，之后填充所需的液態(tài)食品，最后將管狀物的剩余端橫向封接，制成包裝容器的底部或頂部。通過切割橫向封裝區(qū)域，可以形成單個獨立的包裝容器，并且將這些獨立的包裝容器送到最終折疊和成型裝置中折成最終形狀，如磚型或其他形狀。層壓包裝材料在形成包裝容器過程中縱向密封、橫向密封時間會影響到生產(chǎn)效率，縱向密封、橫向密封的強度影響包裝容器的合格率和液態(tài)食品的保質(zhì)時間。中國發(fā)明專利申請公開說明書CN1337914A公開一種紙容器包裝材料，至少包含的構(gòu)成層有熱塑性材料最外層、紙質(zhì)基體層、阻擋層和熱塑性材料最內(nèi)層并將各構(gòu)成層按上述順序?qū)訅?，特征在于熱塑性材料最?nèi)層至少包含具有窄的分子量分布的線性低密度聚乙烯，具有如下性能參數(shù)平均密度O. 900-0. 915、峰值熔點88-103°C、熔體流動指數(shù)5-20、膨脹比(SR)1. 4-1. 6及層厚20-50微米，熱塑性材料最外層也采用與前述最內(nèi)層相同的材料制成。該包裝材料使得易于灌注包裝包裝容器并快速熱密封，得到更牢更強密封的容器，該材料可用于實現(xiàn)獨立于內(nèi)裝食物溫度的良好密封并因而維持內(nèi)裝產(chǎn)品不變質(zhì)和保質(zhì)的能力，但是，這種包裝材料在制造過程的擠出層壓工藝中，熱塑性材料最外層在熔融狀態(tài)從擠出機的模頭擠出成膜時會發(fā)生嚴(yán)重的頸縮現(xiàn)象，即擠出模兩側(cè)邊會向中間收縮、邊緣厚度不均甚至出現(xiàn)裂口的現(xiàn)象，這樣會使紙質(zhì)基體層兩側(cè)不會被覆蓋或者覆蓋厚度不均勻，為了防止成品包裝材料出現(xiàn)瑕疵，通常有三種解決辦法，一種是將擠出機的模頭做得比紙質(zhì)基體層和阻擋層的寬度更寬，使擠出模兩側(cè)不合格部分不覆蓋到紙質(zhì)基體層上，在后續(xù)的層壓工序中冷卻成型再進行切除；另一種是將紙質(zhì)基體層和阻擋層的寬度做的更寬，擠出層壓后，切除包裝材料兩側(cè)的瑕疵部分，得到合格的包裝材料；再者通過增加熱塑性材料最外層厚度來減少頸縮現(xiàn)象損害。這三種解決辦法都需要擠出機模頭比紙質(zhì)基體層和阻擋層的寬度寬的比較多，需要更多的熱量加熱熔融熱塑性材料，造成能源浪費，而且在層壓完成后還要切除包裝材料兩側(cè)的瑕疵部分，造成原材料浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種制造層壓包裝材料的方法，在制造過程中擠出層壓熱塑性材料最外層時不會發(fā)生嚴(yán)重的頸縮現(xiàn)象，不會造成嚴(yán)重的能源和原材料浪費，且該方法制造的層壓包裝材料制成包裝容器時縱向密封部能快速熱密封，得到密封強度好的包裝容器。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種制造層壓包裝材料的方法，包括如下步驟步驟1，在芯層壓制折痕線及沖壓出開啟孔；步驟2，在芯層外側(cè)面上擠出層壓熱塑性材料形成最外層；步驟3，在芯層內(nèi)側(cè)面上擠出層壓熱塑性材料形成中間層，同時阻擋層通過中間層復(fù)合在芯層內(nèi)側(cè)面上；步驟4，在阻擋層上擠出層壓熱塑性材料形成粘合劑層；步驟5，在粘合劑層上擠出層壓熱塑性材料形成最內(nèi)層；
在上述步驟2中，共混金屬茂催化劑聚合的線性低密度聚乙烯(MLLDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)形成所述最外層的熱塑性材料，其中，所述金屬茂催化劑聚合的線性低密度聚乙烯(mLLDPE)具有如下參數(shù)平均密度為O. 88g/cm3 O. 925g/cm3、熔體流動指數(shù)( 1900C >2. 16kg)為 5g/10min 20g/10min、峰值熔點為 85°C 130°C、膨脹比為1. 2 1. 8 ;所述低密度聚乙烯(LDPE)具有如下參數(shù)平均密度為O. 90g/cm3 O. 925g/cm3、熔體流動指數(shù)(190°C、2. 16kg)為 5g/10min 20g/10min、峰值熔點為 85。。 110°C、膨脹比為1. 2
1.8。本發(fā)明中，熔體流動指數(shù)按照GB/T3682-2000熔體流動指數(shù)測定方法中190°C、
2.16kg的測定條件測定。膨脹比表示在與GB/T3682-2000熔體流動指數(shù)測定方法中相同的測定條件(即190°C、2. 16kg)下，所測量的出模的擠出物的橫截面尺寸與?？诘臋M截面尺寸比值。峰值熔點由差示掃描量熱法得到，如果是兩個或多個峰值，是指第一個峰值。低密度聚乙烯(LDPE)可以為線性低密度聚乙烯(LLDPE)，也可以為非線性低密度聚乙烯，只要具有上述性能參數(shù)就能滿足本發(fā)明的要求。

作為上述技術(shù)方案的一種改進，其中，所述金屬茂催化劑聚合的線性低密度聚乙烯(mLLDPE)具有如下參數(shù)平均密度為O. 90g/cm3 O. 915g/cm3、熔體流動指數(shù)(190°C、2. 16kg)為 5g/10min 20g/10min、峰值熔點為 88。。 120°C、膨脹比為1. 4 1. 6。作為上述技術(shù)方案的進一步改進，其中，所述金屬茂催化劑聚合的線性低密度聚乙烯(mLLDPE)的平均密度為O. 905g/cm3 O. 91(^/ 113、熔體流動指數(shù)(1901、2· 16kg)為5g/10min 20g/10min、峰值熔點為93。。 103°C、膨脹比為1. 4 1. 6。作為上述技術(shù)方案的進一步改進，其中，所述低密度聚乙烯(LDPE)具有如下參數(shù)平均密度為O. 910g/cm3 O. 92g/cm3、熔體流動指數(shù)(190°C、2. 16kg)為5g/10min 20g/10min、峰值熔點為85。。 110°C、膨脹比為1. 4 1. 6。作為上述技術(shù)方案的進一步改進，其中，所述低密度聚乙烯(LDPE)的平均密度為
O.915g/cm3 O. 920g/cm3、溶體流動指數(shù)(190°C、2· 16kg)為 5g/10min 20g/10min、峰值熔點為93。。 103°C、膨脹比為1. 4 1. 6。作為上述技術(shù)方案的進一步改進，其中，所述金屬茂催化劑聚合的線性低密度聚乙烯(mLLDPE)的重量百分含量(wt)為50% 80%，所述低密度聚乙烯(LDPE)的重量百分含量(wt)為20% 50%ο作為上述技術(shù)方案的進一步改進，其中，所述金屬茂催化劑聚合的線性低密度聚乙烯(mLLDPE)的重量百分含量(wt)為60% 75%，所述低密度聚乙烯(LDPE)的重量百分含量(wt)為25% 40%。作為上述技術(shù)方案的進一步改進，其中，所述金屬茂催化劑聚合的線性低密度聚乙烯(mLLDPE)的重量百分含量(wt)為70%，所述低密度聚乙烯(LDPE)的重量百分含量(wt)為 30%ο本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，使用本發(fā)明方法制造出的層壓包裝材料的熱塑性材料最外層采用了具有特定性能參數(shù)金屬茂催化劑聚合的線性低密度聚乙烯(MLLDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)，在制造過程的擠出層壓工藝中，熱塑性材料最外層在熔融狀態(tài)從擠出機的模頭擠出成膜時的頸縮現(xiàn)象得到了很大程度減小，能源和原材料浪費現(xiàn)象有很大程度抑制，并且使用本發(fā)明方法制造的層壓包裝材料制成包裝容器時過程中縱向密封部能快速熱密封，得到密封強度好的包裝容器，制成的包裝容器合格率高，液態(tài)食品的保質(zhì)時間長。說明書附1是一種制造層壓包裝材料方法的示意圖。圖2是本發(fā)明一種層壓包裝材料的橫截面示意圖。
具體實施例方式如圖2所示，本發(fā)明方法制造的一種層壓包裝材料從外向內(nèi)依次包括熱塑性材料最外層21、芯層22、熱塑性材料中間層23、阻擋層24、粘合劑層25和熱塑性材料最內(nèi)層26。熱塑性材料最外層21包含金屬茂催化劑聚合的線性低密度聚乙烯(MLLDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)，其中，金屬茂催化劑聚合的線性低密度聚乙烯(mLLDPE)具有如下參數(shù)平均密度為O. 88g/cm3 O. 925g/cm3、熔體流動指數(shù)(190°C、2. 16kg)為5g/10min 20g/10min、峰值熔點為85°C 130°C、膨脹比為1. 2 1. 8 ;低密度聚乙烯(LDPE)具有如下參數(shù)平均密度為O. 90g/cm3 O. 925g/cm3、熔體流動指數(shù)(190°C、2. 16kg)為5g/10min 20g/10min、峰值熔點為85°C 110°C、膨脹比為1. 2 1. 8，低密度聚乙烯(LDPE)可以是線性低密度聚乙烯，也可以是非線性低密度聚乙烯。金屬茂催化劑聚合的線性低密度聚乙烯(mLLDPE)的重量百分含量(wt)為50% 80%，低密度聚乙烯(LDPE)的重量百分含量(wt)為 20% 50%ο芯層22為紙質(zhì)基材的卷材，在外側(cè)面印刷圖案后，經(jīng)壓痕輥來壓制折痕線及沖壓出開啟孔后，然后分別按下表I中的重量百分含量(wt)共混金屬茂催化劑聚合的線性低密度聚乙烯(mLLDPE)和低密度聚乙烯得到共混物，分別以層厚為8、10、15、20微米的共混物擠出層壓到紙質(zhì)芯層21外側(cè)面上形成熱塑性材料最外層21，該共混物從擠出機?？跀D出形成薄膜時，薄膜兩側(cè)沒有形成裂口，邊緣厚度基本均勻，兩側(cè)邊會向中間收縮很小，該多層材料兩側(cè)被覆蓋厚度均勻。繼續(xù)引導(dǎo)已經(jīng)壓痕開孔的芯層卷材向前，到達層壓臺，在此處擠出機擠壓出作為熱塑性材料中間層23的低密度聚乙烯薄膜，同時作為阻擋層24的鋁箔卷材被引導(dǎo)至層壓臺，層壓臺對三層材料進行層壓復(fù)合，在其輥隙中芯層22內(nèi)側(cè)面、熱塑性材料中間層23和阻擋層24被壓制在一起，然后，在將聚乙酸乙烯酯粘合劑擠出層壓到阻擋層24上形成粘合劑層25。然后共混金屬茂催化劑聚合的線性低密度聚乙烯(mLLDPE)和低密度聚乙烯得到共混物，其中，金屬茂催化劑聚合的線性低密度聚乙烯(mLLDPE)具有如下參數(shù)平均密度為O. 910g/cm3、熔體流動指數(shù)(190°C、2. 16kg)為13g/10min、峰值熔點為124°C、膨脹比為
1.5 ;低密度聚乙烯(LDPE)具有如下參數(shù)平均密度為O. 918g/cm3、熔體流動指數(shù)(190°C、
2.16kg)為7g/10min、峰值熔點為107°C、膨脹比為1. 6，以層厚為22微米的共混物擠出層壓到該多層材料的粘合劑層25上形成熱塑性材料最內(nèi)層26。共混金屬茂催化劑聚合的線性低密度聚乙烯(mLLDPE)和低密度聚乙烯得到共混物時，可以采用將兩者材料的顆粒直接均勻混合，也可以采用將兩種材料混合后再熔融攪拌均勻，再進行造粒得到共混物顆粒，后一種方式的混合均勻度比前一種好。粘合劑層25和熱塑性材料最內(nèi)層26可以采用兩層共擠方式層壓到阻擋層24的鋁箔上，這樣可以簡化工藝，并且粘合劑層25和熱塑性材料最內(nèi)層26層間結(jié)合力好。
得到的層壓包裝材料在灌裝機上灌裝液態(tài)食品過程中，能可靠快速的完成包裝容器縱向密封、橫向密封，制成的包裝容器合格率高，液態(tài)食品的保質(zhì)時間長。表1:
權(quán)利要求
1.一種制造層壓包裝材料的方法，包括如下步驟步驟I，在芯層(22)壓制折痕線及沖壓出開啟孔；步驟2，在芯層(22)外側(cè)面上擠出層壓熱塑性材料形成最外層(21)；步驟3，在芯層(22)內(nèi)側(cè)面上擠出層壓熱塑性材料形成中間層(23)，同時阻擋層(24)通過中間層(23)復(fù)合在芯層(22)內(nèi)側(cè)面上；步驟4，在阻擋層(24)上擠出層壓熱塑性材料形成粘合劑層(25);步驟5，在粘合劑層(25)上擠出層壓熱塑性材料形成最內(nèi)層(26)；在上述步驟2中，共混金屬茂催化劑聚合的線性低密度聚乙烯(MLLDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)形成所述最外層(21)的熱塑性材料，其中，所述金屬茂催化劑聚合的線性低密度聚乙烯(mLLDPE)具有如下參數(shù)平均密度為0.88g/cm3 O. 925g/cm3、溶體流動指數(shù)(190°C、2· 16kg)為 5g/IOmin 20g/IOmin、峰值溶點為85°C 130°C、膨脹比為1. 2 1.8 ;所述低密度聚乙烯(LDPE)具有如下參數(shù)平均密度為O. 90g/cm3 O. 925g/cm3、熔體流動指數(shù)(190°C、2. 16kg)為5g/10min 20g/10min、峰值熔點為85。。 110°C、膨脹比為1.2 1. 8。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制造層壓包裝材料的方法，其特征在于所述金屬茂催化劑聚合的線性低密度聚乙烯(mLLDPE)具有如下參數(shù)平均密度為O. 90g/cm3 O. 915g/cm3、熔體流動指數(shù)(190°C、2. 16kg)為 5g/10min 20g/10min、峰值熔點為 88。。 120。。、膨脹比為1. 4 1.6。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制造層壓包裝材料的方法，其特征在于所述金屬茂催化劑聚合的線性低密度聚乙烯(mLLDPE)的平均密度為O. 905g/cm3 O. 910g/cm3、熔體流動指數(shù)(190°C、2. 16kg)為5g/10min 20g/10min、峰值熔點為93°C 103°C、膨脹比為1. 4 1.6。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制造層壓包裝材料的方法，其特征在于所述低密度聚乙烯(LDPE)具有如下參數(shù)平均密度為O. 910g/cm3 O. 92g/cm3、熔體流動指數(shù)(190°C、2.16kg)為 5g/10min 20g/10min、峰值熔點為 85。。 110°C、膨脹比為1. 4 1. 6。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種制造層壓包裝材料的方法，其特征在于所述低密度聚乙烯(LDPE)的平均密度為0.915g/cm3 O. 920g/cm3、熔體流動指數(shù)(190°C、2. 16kg)為5g/10min 20g/10min、峰值熔點為93。。 103°C、膨脹比為1. 4 1. 6。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制造層壓包裝材料的方法，其特征在于所述低密度聚乙烯(LDPE)為線性低密度聚乙烯(LLDPE)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制造層壓包裝材料的方法，其特征在于所述低密度聚乙烯(LDPE)為非線性低密度聚乙烯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的一種制造層壓包裝材料的方法，其特征在于所述金屬茂催化劑聚合的線性低密度聚乙烯(mLLDPE)的重量百分含量(wt)為50% 80%，所述低密度聚乙烯(LDPE)的重量百分含量(wt)為20% 50%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的一種制造層壓包裝材料的方法，其特征在于所述金屬茂催化劑聚合的線性低密度聚乙烯(mLLDPE)的重量百分含量(wt)為60% 75%，所述低密度聚乙烯(LDPE)的重量百分含量(wt)為25% 40%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的一種制造層壓包裝材料的方法，其特征在于所述金屬茂催化劑聚合的線性低密度聚乙烯(mLLDPE)的重量百分含量(wt)為70%，所述低密度聚乙烯(LDPE)的重量百分含量(wt)為30%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制造層壓包裝材料的方法，包括如下步驟步驟1，在芯層壓制折痕線及沖壓出開啟孔；步驟2，在芯層外側(cè)面上擠出層壓熱塑性材料形成最外層；步驟3，在芯層內(nèi)側(cè)面上擠出層壓熱塑性材料形成中間層，同時阻擋層通過中間層復(fù)合在芯層內(nèi)側(cè)面上；步驟4，在阻擋層上擠出層壓熱塑性材料形成粘合劑層；步驟5，在粘合劑層上擠出層壓熱塑性材料形成最內(nèi)層；在上述步驟2中，共混金屬茂催化劑聚合的線性低密度聚乙烯(MLLDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)形成所述最外層的熱塑性材料。使用本發(fā)明方法制造的層壓包裝材料制成包裝容器時過程中縱向密封部能快速熱密封,得到密封強度好的包裝容器，制成的包裝容器合格率高，液態(tài)食品的保質(zhì)時間長。
文檔編號B29C47/06GK103042801SQ20121059464
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者吳壯 申請人:吳壯