用于包装的改进的复合体系的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种适合于制造膜包装(例如可用于食品)的多层复合体系。所述多层复合体系特别适合用于制造立式袋，该立式袋适用于液体食品，尤其是饮料的包装。
【专利说明】用于包装的改进的复合体系
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适合于制造薄片包装(例如用于食品)的多层复合体系。所述多层复合体系特别适合用于制造立式袋，该立式袋适用于液体食品，尤其是饮料的包装。
【背景技术】
[0002]已知的是由复合体系，特别是立式袋或层叠底袋组合成的食品体系。用于这样的立式袋的典型复合体系通常分别是粘接层压的和/或挤出层压的或涂布的，特别是作为阻隔层载体或作为用于改进机械性能的层存在的金属箔。这样的层压物的其他层为塑料层，这些塑料层可以根据它们预期的应用而具有不同的设计。在此，迄今为止通常仍应用基于石油制备的材料和/或不可生物降解或不可堆肥的材料。
[0003]从现有技术中，例如，从EP2223866A1 ,W02008/037447或EP0600502中可获知这样的复合体系以及立式袋和用于立式袋或其他包装体系的制造方法。其中所公开的复合体系是不可生物降解的，因此由它们制造的包装只能以常规方法处理，而通过堆肥来处理是不可能的。同时，这些复合体系采用已经使用大量能源制造的起始物质，如金属箔，此外它们还消耗基于石油的材料。但是，特别是在食品领域，人们更希望转为使用生态相容的材料，特别是不使用金属箔(由于制造金属箔使用大量的能源和其它资源，例如水)。由于这样的层压物和包装随后能够通过同时广泛存在的废物处理体系而被相应地简便地再利用，可堆肥性还可以由此开辟简单的处理方式。此外，基于可再生资源的材料的应用将不会过度使用现有的石油资源，而且也有助于改善碳足迹(carbon footprint)。
[0004]W02009/005947A1、W096/31303A1、DE202005011641U1、JP2010069766A、CN2457074和TO2008/037447也公开了包装材料。
【发明内容】
[0005]发明目的
[0006]因此，本发明的目的在于提供一种复合体系，特别是适合于制造立式袋的复合体系，其中，所述复合体系包括用于制造这样的食品包装所需的性能，如稳定性、液体密封性、气体通路(gas passage)等,其中应尽可能在最大的程度上使用生态相容的或可生物降解的材料。
[0007]发明概沭
[0008]此目的通过根据权利要求1的复合体系得以实现。在从属权利要求2至8和以下的说明书中给出了该复合体系的优选的实施方式。此外，本发明还提供了包含根据权利要求I至8中任一项所述的复合体系的食品包装。该食品包装优选为立式袋。
【具体实施方式】
[0009]根据本发明的复合体系包括:纸层和至少一个阻隔层，作为基本组成部分，所述复合体系的特征在于，其不包括任何金属箔。[0010]在下文列出了根据本发明的复合体系的进一步的实施方式和与其相关的优势。以下定义的附加层、优选使用的层材料、层厚度和进一步的实施方式可以按需要彼此任意结合；以下给出的根据本发明的复合体系的特定层顺序是用于描述和说明本发明，但本发明并不限于这些具体的例子。
[0011]纸层:
[0012]根据本发明的复合体系包括作为基本层的纸层。该纸层典型地具有在150至15 μ m，优选100至25 μ m，特别优选80至30 μ m范围内的厚度，例如35、45或50 μ m。根据本发明，可以使用任何类型的纸，包括具有填料(如高岭土、滑石、二氧化钛、淀粉、碳酸钙等)的纸。根据本发明使用的纸可以是未涂布的或涂布的纸，优选具有很短纤维的纸。特别优选的是透明的纸，例如耐油纸(pergamyne paper)、从成品纸衆制造的纸。
[0013]根据本发明的基本的纸层通常在最终的食品包装中相对远地存在于复合体系的面向外的一侧上，且根据本发明使用的纸层，特别是优选的耐油纸的纸层特别有助于本发明的复合体系的机械强度和硬度。由于耐油纸的透明性，优选使用该纸还使得可以进行不同类型的印刷，例如，由此可以进行反转印刷法，其中，在耐油纸层的内侧印刷(然后印刷内容通过外侧显示，这样尤其能够避免对在纸层的外表面上的印刷造成任何损坏和磨损)。此层的纸材料可以进一步具有额外的添加剂，例如吸收剂等。因此，能够优化此层对复合体系的整体性能的贡献。
[0014]此外，由于纸(包括耐油纸)的制造使用可再生资源，因此纸层的使用使得有助于保护气候，由此还一并改善了碳足迹。
[0015]阻隔层:
[0016]此外，根据本发明的复合体系包括至少一个阻隔层。根据复合体系所需的实施方式，在此关于阻隔层的类型、阻隔层在复合体系中的位置以及关于阻隔层的数量可以有几种选择。本发明的复合体系可包括一个或几个阻隔层，如一个、两个或三个阻隔层。这可以根据它们的类型和在复合体系中的位置而有所不同。例如，阻隔层可以是阻隔材料层和/或具有阻隔性能的密封层，和/或漆层(lacquer layer)，将在下文描述各种阻隔层。
[0017]阻隔材料层:
[0018]第一个选择是在位于食品包装内侧的上述纸层的一侧上提供阻隔材料层。这样的根据本发明的阻隔材料层优选地包括载体层，所述载体层具有优选的阻隔材料的气相沉积层。作为替代方案，如下文进一步所述，也可以将阻隔材料的层作为漆来应用。在此，因为优选的阻隔材料的气相沉积层本身仅包括几埃，且替代设置的漆涂布层也明显比载体层薄，因此载体层占阻隔层的主要部分。作为主要组成部分，载体层优选包括可生物降解的和/或由可再生资源制造的材料。特别适合作为用于根据本发明所使用的阻隔材料层的载体层的材料是聚乳酸材料和玻璃纸。聚乳酸材料已被用于薄片材料和包装，比如覆盖膜(mulchfilm)或购物袋。聚乳酸的其他已知的应用领域是一次性餐具、吸管和有螺旋盖的盒子。另一种用于阻隔层的优选材料是玻璃纸，也是已知被称为再生纤维素的材料。
[0019]用于本发明的阻隔材料层的载体层的优选材料已经包括某种阻隔适应性，特别是对于液体。这些阻隔载体层典型地具有约10至100 μ m,优选12至50 μ m,特别优选15至40 μ m的厚度，例如25 μ m。
[0020]但是，为了确保所需的阻隔性能，需要对上述定义的载体层设置阻隔材料层。根据本发明，特别是在此使用气相沉积的阻隔材料，因为以此方式，可以以非常薄的层(仅几埃)确保特别是对于氧气、CO2，还有对于水蒸气的理想的阻隔效果。根据本发明适合的阻隔材料是(半)金属氧化物或(半)金属(如铝、SiO2, Al2O3或其它氧化物和混合氧化物或混合物)的气相沉积层。在此，优选为氧化物材料，因为这样就可以完全不用金属层。
[0021]阻隔材料的气相沉积层优选应用于载体层的一侧，然而，也可以在载体层的两侧应用该气相沉积的阻隔层。优选地，如上述所定义的阻隔层(其包含载体层和阻隔材料的气相沉积层)处于根据本发明的复合体系中，以使气相沉积的阻隔层存在于载体层背向纸层的一侧上。然而，也可能是其他实施方式。通常，排列的选择是基于对制造工艺的考虑(这是指复合体系的各个层的应用/引入的顺序)，其确保阻隔材料被其他层尽可能快地覆盖从而保护这种相对敏感的层不在后续制造工艺中受到损伤。
[0022]根据本发明，优选在开始所述的纸层上应用上述定义的阻隔材料层。在此，可以在它们之间应用改进粘合性的普通层，且改进粘合性的普通层通常具有小于20 μ m,特别优选为I至10 μ m，特别优选为2至5 μ m的厚度。对于这种层的合适的材料和应用类型，本领域技术人员是已知的，且合适的例子为粘合层(挤出胶、层压粘合剂等)。在此，用于这种粘合层的材料也是优选可生物降解的和/或基于可再生能源的。
[0023]此外，用于上述载体层的优选材料，如乳酸材料和玻璃纸，由于其在膜制造中得到的光滑表面，因此载体层没有粗糙的表面需要进行大的补偿，这样就允许阻隔材料形成非常薄的气相沉积层。同时，上述的阻隔材料良好地粘合到载体层，从而确保牢固地制造阻隔层(其包含载体层和阻隔材料的气相沉积层)。
[0024]除了其阻隔作用，此阻隔层也有助于机械强度，且有助于UV-保护。通过使用填料和添加剂，这些性能可以被进一步的改变和优化，其中，可使用本领域技术人员已知的普通材料，例如，作为UV-吸收剂或者增加硬度的填料。
[0025]阻隔层的另一种选择是将在下文中描述的相应设计的密封层。
[0026]密封层:
[0027]根据本发明的复合体系还包括在上述阻隔材料层的一侧上施加的密封层。将该密封层配置成使其为复合体系的基本层中的最内层，也就是说，密封层通常正好是成品食品包装的内层。根据本发明的密封层也优选由可生物降解的材料或更优选由可堆肥的材料和/或由基于可再生资源的材料制造。
[0028]特别地，优选的是基于聚酯的聚合物材料，例如，已在上文所述的聚乳酸材料，还有 PBAT (聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(polybutylen-adipate-terephthalate))和其他相似的材料及其混合物。例如，由BASF商业购得的名为Ecoflex?的材料是适合的。
[0029]所述密封层优选具有约10至200 μ m,优选20至150 μ m,特别优选100至50 μ m的厚度，例如90、75或60μπι。
[0030]如上述用于其它层的，同样也可以使所述密封层具有添加剂和填料。同样，可以通过它们改变和优化复合体系的性能。
[0031]为了将该密封层牢固地施加到上述阻隔层上，可以再次使用如上所述设计的粘合改进层。为进一步改进粘合性，可以使用其他技术以用于改进各个层的粘合性，如通过燃烧法或电晕放电等的表面处理。
[0032]此外，上述密封层也可以用阻隔材料涂布，优选通过气相沉积涂布。对此，可以使用已在上文所述的材料，在此特别优选的同样是氧化的涂层，特别是Si0x、A10x、它们的混合物以及其他氧化物。该阻隔层同样也可以施加到密封层的一个或两个表面上，通常，施加到一个表面上就足够了，特别是由于成本的原因。如果在此所述的密封层包括这样的阻隔层，在本发明的一些实施方式中，可以在此实施方式中省去上述的阻隔材料层，然后密封层承担阻隔作用，从而有可能为具有纸层和在其上设置的密封层的层结构，同时仍然可以实现总的复合体系的足够的阻隔性能和机械性能。通过使用上述的聚酯材料，再次确保了本发明的复合体系基本上由至少是可生物降解的或优选可堆肥的材料分别组成。
[0033]阻隔层的另一个选择是将在下文描述的漆涂层。
[0034]漆涂层
[0035]阻隔层的另一个选择是漆涂层，例如，可将漆涂层施加到纸层上。漆涂层的合适的例子是基于硝酸纤维素的漆。例如，其可以用于防潮阻隔层。对于这种层而言，施加的合适的方式、层厚度和材料是本领域的技术人员已知的。
[0036]粘合层
[0037]如果需要，可以在本文所述的层之间设置粘合层以用于改善粘合性，其中，可以使用本领域技术人员已知的普通粘合剂材料，例如，已在上文所述的挤出胶和层压粘合剂。合适的材料是本领域技术人员已知的，且在这一点上，同样应提到的是，对于用于该粘合剂层的材料而言优选是可生物降解的和/或基于可再生资源的。优选在纸层和阻隔层之间，特别是在纸层和作为上文限定的阻隔材料层的一部分的载体层之间使用该粘合剂层。此外，粘合剂层优选设置在密封层和阻隔层之间，其中在密封层和阻隔材料层的载体层之间设置该粘合剂层同样是优选的实施方式。然而，还有一个选择是在纸层和阻隔层或者在密封层和阻隔层之间设置粘合剂层，从而该粘合剂层设置为与阻隔材料的层接触。这样的粘合剂层提高了复合体系的各个层的粘合性，但是他们还额外地有助于阻隔性能，特别是对于氧渗透而言。
[0038]虫胶层
[0039]另一个选择为提供基本由虫胶组成的额外的虫胶层。可以在复合体系中的任何位置设置该虫胶层，且这些层优选具有相对小的厚度，厚度通常为小于20 μ m，优选为约I至10 μ m，特别优选为2至5μπι。
[0040]可以在纸层和阻隔层之间，在阻隔层和密封层之间，或在载体层和阻隔材料的层之间设置该虫胶层。可以设置一层或几层的虫胶，由此可以进一步改善根据本发明的复合材料的阻隔效果。
[0041]取决于所需的应用，本申请所述的阻隔层的选择既可以在根据本发明的复合体系中单独使用，也可以组合使用。可以任意地选择这些层的数量，例如，可以存在相同或不同
的一层、两层或三层阻隔层。
[0042]整体上，本发明提供了一种适用于制造食品包装(特别是立式袋)的改进的复合体系，其中，可以省去金属箔而对阻隔性能和机械性能不造成任何不利影响，且其基本使用的是基于可再生资源的聚合物材料和/或可生物降解的聚合物材料。
[0043]除了上述的主要的层和改进粘合性的可选的层，本发明的复合体系可包括额外的层，例如在纸层的外表面上的漆或在复合体系的内和/或外表面上的另一密封层。
[0044]因此，示例性的复合体系可以如下构成(关于食品包装，从外侧到内侧):[0045]漆/纸层/粘合剂/阻隔材料层/粘合剂/密封层
[0046]漆/纸层/粘合剂/阻隔材料层/粘合剂/具有阻隔材料的密封层
[0047]漆/纸层/粘合剂/具有阻隔材料的密封层
[0048]纸层/粘合剂/阻隔材料层/粘合剂/密封层
[0049]漆/纸层/阻隔材料层/密封层
[0050]然而，本发明并不限于这些示例性的实施方式。
[0051]根据本发明的复合体系特别适用于制造食品包装，特别是用于液体或半液体食品，优选饮料，特别是果汁和其他含有水果的饮料。根据本发明的复合体系特别地允许通过常规制造工艺制造立式袋，从而可以提供食品包装，其基本上基于可生物降解的原材料，且可以是，例如，完全堆肥处理。
【权利要求】
1.一种适用于制造食品包装的复合体系，其包括纸层和阻隔层，其特征在于，这种层制品不包括任何金属箔，而且，所述阻隔层包括可生物降解的材料。
2.根据权利要求1所述的复合体系，其特征在于，进一步存在密封层。
3.根据权利要求1或2所述的复合体系，其特征在于，所述阻隔层施加于所述纸层上，且所述密封层施加于所述阻隔层的相反表面上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合体系，其特征在于，所述纸层由透明纸构成。
5.根据前述权利要求中任一项所述的复合体系，其特征在于，所述阻隔层包括载体层和气相沉积的阻隔材料层，其中，所述载体层优选由聚乳酸材料或玻璃纸构成，所述阻隔材料层由气相沉积的(半)金属氧化物构成。
6.根据前述权利要求中任一项所述的复合体系，其特征在于，所述纸层的厚度为10至100 μ m0
7.根据前述权利要求中任一项所述的复合体系，其特征在于，所述密封层包括气相沉积的阻隔材料层。
8.根据前述权利要求中任一项所述的复合体系，其特征在于，在所述纸层和所述阻隔层之间和/或在所述阻隔层和所述密封层之间设置了改进粘合性的层。
9.根据前述权利要求中任一项所述的复合体系，其特征在于，存在一、二或三个阻隔层。
10.根据前述权利要求中任一项所述的复合体系，其特征在于，包含可堆肥材料，优选地，所述复合体系是可堆肥的。
11.一种食品包装，其包括根据权利要求1至8中任一项所述的层制品。
12.根据权利要求9所述的食品包装，其特征在于，其为立式袋。
【文档编号】B32B27/10GK103429426SQ201280012917
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年3月8日 优先权日:2011年3月11日
【发明者】卡斯滕·凯西希, 托尔斯滕·比尔, 埃哈德·施瓦茨, 托马斯·施通普夫 申请人:德国Sisi机械生产有限公司