專利名稱:制造液密包裝容器的層壓材料及其應用的制作方法
本發明與用于制造液密包裝容器的包裝層壓材料有關，這種層壓材料中至少有一層紙，或相等的纖維材料，例如紙板等，有外塑料層，在其中一個外塑料層上設放可用電子照射固化的彩色層。本發明另外涉及利用這種包裝層壓材料制造液體包裝容器(例如容放牛奶的容器)的用法，并涉及用這種包裝壓層材料制造的包裝容器。
在包裝技術中，用包裝層壓材料制造不回收包裝，已有很長歷史，層壓材料有一個或多個紙質或硬紙板的載體層，載體層有內外熱塑性塑料的包覆層，熱塑性塑料如聚乙烯。這種所謂不回收包裝的包裝層壓材料，常常還設有上述以外的其他材料的壓層，諸如鋁箔或塑料層等。
包裝層壓材料組成的設計，是產生對包裝物品盡可能最好的保護，同時當然要求對使用人攜帶簡便。一方面為了取得機械剛度，防止包裝內物品受機械性損壞，另一方面為使包裝形狀相當穩定，攜帶無困難，而可用手持執，這類包裝常設有紙質或紙板的載體層，給予包裝固定的形狀和機械強度。但是這種載體層沒有氣密性或液密性，遇水汽或液體時將其吸入材料內，材料便失去適當的剛性。為了給材料提供良好的液密性，常和塑料材料層壓，假如這是熱塑性塑料(例如聚乙烯)，還可以利用熱和壓力將塑料層互相密封(即所謂熱密封)，這樣，包裝容器可以密封，即定的形狀長期不變，因為疊層材料片有熱塑塑料包覆，互相用熱封接，成為嚴密的、機械強度高的封口。
上述類型的包裝容器常常用預先沖剪的料坯制造，或用卷筒紙幅制造，紙幅上有適當的廣告圖案，和/或說明，并有折疊線形狀，以便折疊成形。包裝容器用這種卷筒紙時，用搭接連縫將紙幅縱邊互相連接，形成管狀，然后裝入包裝物品，再分成各個包裝，封閉的容器通過重復的和紙管縱軸線垂直的橫密封線封閉。管狀材料中的包裝材料，經過適當的折疊成形后，變為要求的幾何形狀，通常，在管狀上作縱向折疊線，并且在包裝容器的角上，形成雙層的三角形折耳，制成平行六面體。已知的平行六面體包裝容器中，可以一提的有特特拉布里克(Tetra Brik)(注冊商標名)的，包裝諸如牛奶之類，主要為液體或半液體的奶場產品的包裝，但也可以包裝其他類飲料，如果汁等。
由于不回收包裝容器的市場發展非常迅速，便有了一個不可避免的要求(來自用戶的也不少)，在包裝容器上設置某種類型的視覺標志，形式例如彩色圖案，并帶有文字和/數字，表示某一容器和其他“十分相似”的容器的區別，并清楚指出包裝物品的質量，包裝日期，儲藏效能等等。這種廣告性和/或說明性的標志，主要在制造包裝層壓材料時制作，作為舉例而言，將兩面有塑料包層、并壓有折印的連續包裝容器料坯，引入一對互相鄰近的旋轉輥的縫隙中，從里面通過，一對轉輥之一作為蘸墨輥，將油墨按完成包裝上要求的標志的相應圖形，印在紙幅的一側上，而一對轉輥中之另一起支力輥作用，按傳統的印刷技術，支持從輥上通過的紙幅的另一側，這時將印刷完的紙幅卷成完成紙卷，或分成各個的包裝容器料坯，以備向包裝機輸送，進行包裝容器的成形、灌裝和封閉。由于在印刷車間中印刷裝飾或圖形時，生產能量非常高，因此一個重要的要求常常是使用的油墨的成房，必須是適應在紙幅上快干或快硬化生產的類型，在將紙幅卷卷起或分成各個的容器料坯以前干燥或硬化。這要求可用已知的電子束(EB)硬化型油墨成分滿足，油墨成分中含有可用電子照射硬化的單體和/或低聚物，在這種情況下，用有足夠強度的電子束照射紙幅的印刷側，便可作基本為瞬時的“干燥”(硬化)。在本方法的各種優點中，還可舉出其硬化彩印層的出眾的耐磨性，耐磨性的取得是通過電子對印刷的油墨成分照射，激發硬化反應的結果。但是，目前形式的電子照射印刷術，并不是完美的，實際上也有缺點，至少有部分缺點，據信是由不利的輻射效果引起的，進一步還可能損害這種印有圖飾的包裝壓層材料制造的包裝容器的嚴密性。在不牽涉任何一種特定科學理論時，假設必須給予照射電子一定能量，才能激發硬化作用是有理的，于是有相當大的能量穿透被照射的外塑料層，進入下面的纖維層，結果纖維層中發生某些分子裂解，和/或有結構變化。因此發現已知包裝層壓材料中的紙質層，經這樣照射后，防潮性受嚴重損壞，結果層壓材料的濕度敏感性增高，而制造儲藏液體的包裝容器的適合性降低。
本發明在包裝層壓材料的支持下，可以克服上述缺點，層壓材料除有纖維材料層和上述彩色承印塑料外，還設有在這些層之間的涂層，它有吸收電子的性能。比較試驗表明，用這種包裝層壓材料制造的盛放液體的包裝容器，和已知技術中的包裝層壓材料制造的同類包裝容器比較，事實上將液體吸入包裝材料的傾向較小。這一點，以上面的設想作背景，必須解釋為本發明的包裝層壓材料的額外涂層，可以保護下面的纖維層，在彩印時，防止在包裝層壓材料上照射的電子滲透，影響纖維層結構。
下文將參照附圖，對發明作詳細說明。
圖1 為本發明包裝層壓材料卷筒紙的一部分，圖2 為圖1沿Ⅱ-Ⅱ線包裝層壓材料的剖面簡示，圖3 為用圖1包裝層壓材料制造的包裝容器的一例，圖4 為本發明包裝層壓材料圖飾印刷法示意，印刷法本身為已知。
圖1示用于制造灌注后封閉包裝容器的連續容器料坯L的紙幅1的一個部分，容器的類型為用包裝機制造，通過將紙幅的縱邊折疊封接形成管狀，注入包裝物品，然后通過橫向密封，在密封區域中橫切，分成各個的封閉包裝容器。這種已知的包裝容器如圖3所示，用號2作一般示意，一般稱為特特拉布里克(Tetra Brik)(商標名稱)包裝。
為便于進行將包裝層壓材料1制成平行六面體形的包裝容器2的該項制造，包裝材料1上設有若干縱向伸展的折疊線3(或所謂的壓印)，及相應數目的橫向折疊線4，4′，以便形成容器的相應底蓋和上蓋。
包裝材料1可用若干層次疊壓在一起，層次的數目和組合，可決定于包裝物品的不同類型。舉例中假定用包裝材料1制造的包裝容器，用于盛放諸如牛奶，因此，包裝材料和已知的這類材料相似，有一個剛性纖維材料的內基礎層5，如紙或紙板等制造，有外層6和7，為液密材料，例如聚乙烯等塑料(見圖2)。包裝材料1還有一個外彩印層，其類型為按預定的圖形印就，然后通過電子照射硬化或干燥，目的在于完成的容器上制造永久性標志或裝飾，如前文所述。
EB(電子束)硬化油墨成分，對精于本技藝領域者屬于已知，因此不需更作詳述，但可用的油墨成分，典型為含單體和/或低聚物類型，在有足夠強度(例如10毫拉德以下)的電子照射下，基本瞬時“干燥”(硬化)。典型實用輻射劑量可為3毫拉德。
根據傳統技術，彩色層通常用所謂膠版印刷印在包裝材料上，使用的設備如圖4所簡示。將作彩印用的包裝材料1，從一個卷筒9中放出，從互相緊靠的兩個旋轉輥10及11之間的縫隙中通過，一個輥10用其表面將油墨從墨槽(未示)，轉移到包裝材料1的一側，而另一輥作支力輥用。由于輥10的表面各部分，按需要的圖形，安排為有交替的著墨性和拒墨性，因此可能將在輥10表面上著墨的圖形，向經過的包裝材料1上復印。然后將包裝材料1引導，進一步通過發射電子束的輻射源12，電子束在包裝材料1的彩色包覆層側的方向上，要求的電子束強度舉例為3毫拉德，結果，包裝材料上的印墨成分，有基本為瞬息時間的硬化，形成永久性彩色圖案。最后，將包裝材料1卷成卷筒13，以備運輸，或供給包裝機，制造包裝容器2。
前文已有提及，所述的印刷方法，當應用于傳統類型的包裝材料時，有某些缺點，設想是經過照射的材料有結構變化，尤其是內纖維基礎層，主要由于滲透的電子的作用，導致包裝材料的質量受損。具體發現包裝材料增高了對潮濕的敏感，表明包裝材料經過這種照射處理，比處理前有較高的吸濕性，相當大損害包裝材料制造液體包裝容器的可用性。
但是，根據本發明，已發現這種已知技術的缺點，設置涂層14(圖2)很易消滅，涂層14放在內纖維5，和上面加彩印層8的外液密層7之間。為此，制造涂層14的材料，可吸收用于將加在彩印塑料層7上的彩色成分硬化的電子，根據本發明所提，這種材料層可含粘合劑和顏料的混合物。粘合劑可作舉例提出的有如苯乙烯-丁二烯共聚物，聚丙烯酸乙烯，聚醋酸乙烯酯和淀粉，各單獨應用或互相組合，而顏料中可含有高嶺土(瓷土)，碳酸鈣，和二氧化鈦，各單獨使用或作適當的組合使用。這類適當的混合物，舉例而言，可以是水分散的含粘合劑12%和顏料76%;粘合劑中含苯乙烯-丁二烯共聚物，聚醋酸乙烯酯和淀粉，顏料中含高嶺土，二氧化鈦，和碳酸鈣。層14應有足夠的厚度，吸收強度可能達到10毫拉德的電子束，一般用這電子束硬化EB(電子束)硬化油墨成分，根據本發明發現，涂層的厚度超過5克/米2便可滿足要求，最好在10到30克/米2之間。
本發明的圖2所示類型的包裝材料1，作為舉例可按下述制造，一個諸如紙質的纖維材料紙幅，上有折疊線3，4，4′，有上述類型的水分散的粘合劑和顏料，放在紙幅的一側，其數量相于干重5克/米2以上，例如10-30克/米2，然后在兩側包覆擠出塑料薄膜，形成液密層6及7。加彩色裝飾的過程，按上文參照圖4所述的方法進行。
在實驗時，用本發明的包裝層壓材料，和相應的已知包裝層壓材料比較，求知按上述作電子照射進行硬化對性質的影響。選定了各種層壓材料在作該類照射前后，所謂的邊緣吸液量(克/米·小時)，作為參考性能。
標準溶液包括23℃的乳酸1%，將相當于邊緣長度1公尺的壓層材料切成薄片，在其中浸沒，測定增加的重量(液體吸入量)，用以和未照射層壓材料的同量切片的相應增重比較。在這試驗中，每一次的包裝壓層材料都含有杜普勒克斯(Duplex)品種的紙板，在第一例中層壓材料沒有保護層，第二例中含有顏料，第三例設有本發明的保護層15克/米2。試驗結果列于下表紙板品種 邊緣吸液量(克/米·小時)照射前 照射后Duplex紙板 0.33 0.49Duplex(有顏料) 0.11 0.45Duplex(有本發明保護層) 0.15 0.15從表中明顯可見，兩種已知的包裝材料，在電子照射后，吸液量增加很大，而本發明包裝材料的吸液量完全沒有變化。
權利要求
1.用于制造液密包裝容器(2)的包裝層壓材料(1)，至少有一個紙質的或等同的纖維材料的疊層(5)，諸如紙板，帶有塑料的外層(6及7)；一個外塑料層上有可用電子照射硬化的彩色層(8)；特征為層壓材料還有一個涂層(14)，安排在纖維層(5)和彩色承印層(7)之間，它可以吸收朝向彩色承印層發射的將彩色層硬化的電子。
2.如權利要求
1中之包裝層壓材料，而特征為涂層(14)中含有粘合劑和顏料的混合物。
3.如權利要求
2中之包裝層壓材料，而特征為粘合劑選自苯乙烯-丁二烯共聚物，聚丙烯酸乙烯酯，聚醋酸乙烯酯和淀粉或其組合，而顏料選自高嶺土(瓷土)，碳酸鈣和二氧化鈦，或其組合。
4.如前述權利要求
任何一項中之包裝壓層材料，而特征為所用涂層材料(14)的量，為至少5克/米2，最好在10至30克/米2之間。
5.如權利要求
4中之包裝壓層材料，而特征為加在纖維層上的涂層(14)，形式為水分散體，中有重量12%的粘合劑，和重量76%的顏料。
6.制造盛放液體的包裝容器，使用的層壓材料的類型，至少有一個纖維層，帶有外塑料層(6和7);塑料層上的可用電子照射硬化的彩色層(8);一個涂層(14)位置在彩色承印塑料層(7)和纖維層(5)之間，可吸收向彩色塑料層發射的使彩色層硬化的電子。
7.一種盛放液體的包裝容器，而特征為用包裝層壓材料制造，層壓材料中至少有一個帶有外塑料層(6及7)的纖維材料層(5);有一個彩色承印層，用電子在一個塑料層上照射可使彩色承印層硬化;一個位于纖維層(5)和彩色層(7)之間的涂層，制造涂層所用的材料，可吸收向彩色承印塑料層發射，將彩色層硬化的電子。
專利摘要
制造液體包裝容器的包裝層壓材料，有一個內纖維材料層，其外有外液密材料層，并有一個為在完成容器上作裝飾或類似標志的彩色層。彩色層用電子照射硬化，為保護內纖維層避免輻射影響，層壓材料還有一涂層位于內纖維層和彩色承印塑料層之間，其所用材料可在電子照射時吸收電子。
文檔編號B32B27/10GK87104664SQ87104664
公開日1988年1月13日 申請日期1987年7月4日
發明者格特·埃克達爾, 湯米·奈斯特龍 申請人:太特國際公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan