包装层压材料、用于制造包装层压材料的方法以及从包装层压材料制成的包装容器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于生产包装层压材料的方法，所述包装层压材料包括通过层压 层彼此粘结的纸或纸板层以及用作气体阻隔的层，在所述方法中，具有气体阻隔性能的材 料的幅材与纸或纸板的幅材结合，并且结合的幅材被引导穿过两个可旋转圆柱体之间的辊 隙，而与此同时，层压材料施加在幅材之间，以便使这些幅材彼此永久结合。
[0002] 本发明还涉及一种包装层压材料，所述包装层压材料包括通过层压层彼此粘结起 来的纸或纸板层和用作气体阻隔的层。
[0003] 此外，本发明涉及一种用于食品的包装容器，所述包装容器通过折叠包装层压材 料来生产。
【背景技术】
[0004] 已知的上述类型的包装层压材料通常具有纸层或纸板层以及由聚乙烯（PE)，优选 为低密度聚乙烯（LDPE)制成的外部液体密封涂层。为了使包装层压材料具有阻隔气体（特 别是氧气）的性能，包装层压材料另外具有至少另外的一层材料，这层材料提供例如阻隔 性能并且通过层压层，优选为低密度聚乙烯（LDPE)粘结在纸或纸板层上。用于这种类型的 层的另外的材料的实例可以是包含具有固有的阻隔性能的聚合物的层或薄膜，该聚合物例 如，乙烯和乙烯醇（EVOH)或聚酰胺（PA)的共聚物，或涂有具有主要抵抗气体而且抵抗调味 剂和水蒸汽的相应的阻隔性能的液膜涂布或真空沉积或气相沉积层的预制膜。这种类型的 涂布的预制膜的普通实例是具有金属层或通过等离子辅助气相沉积的层的聚酯，例如，聚 对苯二甲酸乙二醇酯（PET)或聚丙烯（PP)的定向膜。通常使用铝箱，铝箱除对气体，特别 是氧气，具有出色的阻隔性能之外，还具有允许通过感应密封对包装层压材料进行热密封 的有利性能，而感应密封是快速、简单且有效的热密封技术。
[0005] 已知的包装层压材料照惯例是由从存储卷轴退绕的纸或纸板的幅材生产的，在纸 或纸板退绕的同时，从相应的存储卷轴退绕铝幅材。两种退绕的幅材彼此结合并且都被引 导穿过两个相邻的旋转圆柱体之间的辊隙，而与此同时，在幅材之间施加层压材料，通常为 低密度聚乙烯（LDPE)，以便使铝幅材永久地粘结在纸或纸板幅材上。此后，纸或纸板幅材两 侧设置有聚乙烯，通常为低密度聚乙烯（LDPE)的液体密封涂层，然后卷在完成的包装卷轴 上用于向前输送和处理。
[0006] 单次使用类型的尺寸稳定的包装容器是在这种类型的极为高效的包装机的帮助 下由包装层压材料制成的，这种包装机从包装层压材料的幅材或预制坯料成型、填充并密 封完成的包装。
[0007] 例如，通过这样一种工艺从包装层压材料的幅材生产包装容器：通过使幅材的互 相面对的塑料层熔合起来使幅材的两个长度方向的边缘在搭接接缝处彼此永久地接合，幅 材首先形成为管。在管的产品级以下，管中填充讨论中的食品，例如，牛奶或果汁，并且通过 重复压合起来并且相对于管的纵向方向横向地热密封管而分成连续的枕头形包装单元。枕 头形包装单元通过在横向的密封区切开而彼此分开，并且通过至少一个进一步的形成及热 密封操作最终得到所需的几何形状，通常，像砖块一样的形状。
[0008] 已知类型的包装层压材料允许生产尺寸稳定的包装容器，这种包装容器与产品兼 容并且对消费者友好，并且容纳对氧气敏感的液态食品，例如，牛奶、果汁、酒和食用油，但 是尽管如此仍然涉及与环境以及加工技术方面的缺点。
[0009] 例如，用于使铝箱结合在纸或纸板层上的低密度聚乙烯（LDPE)是非极性聚合物， 这种非极性聚合物本身缺乏用于结合在铝箱表面上对应的结合位点的天然结合位点。因 此，在已知的方法中，必须通过合成方法建立官能团结合位点。在实施过程中，这通过以 下过程来完成：通过在高于通常用于挤出低密度聚乙烯的涂层的温度（大约300°C)的高 温（在这种情况下大约330°C)挤出而在纸或纸板幅材与铝幅材之间施加低密度聚乙烯 (LDPE)，而与此同时，增加臭氧以启动氧化反应并且形成极性基团，包括游离羧酸基团，低 密度聚乙烯（LDPE)通过极性基团可以结合在铝箱表面上的活性结合位点上。在高温（大约 330°C)挤出引起增加的能耗，以及因此增加的环境有害温室气体的排放（"碳排放量"）。
[0010] 正如在已知的方法中，在高温（大约330°c)挤出低密度聚乙烯（LDPE)导致通过 切链和交联反应的聚乙烯分子的降解反应。一旦聚乙烯分子的降解反应实际开始，这些降 解反应会进行到这样一种程度：使得聚合物丧失维持铝箱与纸或纸板之间的永久粘结强度 的的所需能力，并且也由此丧失机械强度。
[0011] 通常用作促进氧化和粘附的试剂的臭氧本身是一种对人体健康和环境有害的气 体，并且必须极为谨慎地处理臭氧以便防止气体泄漏。
[0012] 因此需要在没有与上述已知技术相关的这些类型的问题和缺点的情况下使开始 提及的类型的包装层压材料可用。
[0013] 因此，本发明的目的是满足这种需求。
[0014] 另一个目的是使开始描述的这种类型的方法可用，但是与已知的方法相反，这种 方法可以在不必过度消耗能量并且使用对人体健康和环境有害的物质的情况下执行，以便 实现并维持气体阻隔层与包装层压材料的纸或纸板层之间的永久的官能团结合。
[0015] 另外的目的是使通过折叠并且热密封包装层压材料生产的这种类型的用于用于 对氧气敏感的液体食品的包装容器的包装层压材料可用。
[0016] 又一个目的是使用于对氧气敏感的液体食品的并且通过折叠并且热密封包装层 压材料生产的包装容器可用。
【发明内容】
[0017] 在一个方面，本发明因此使用于生产包装层压材料的方法可用，所述包装层压材 料包括纸或纸板层和用作气体阻隔的层，后者通过层压层结合在所述纸或纸板层上，在所 述方法中，具有抵抗气体，特别是抵抗氧气的阻隔性能的材料的幅材与纸或纸板的幅材结 合起来，并且结合起来的所述幅材被引导穿过两个相邻可旋转圆柱体之间的辊隙，而与此 同时，在所述幅材之间施加层压材料以便使它们彼此永久结合。所述方法的特征在于所述 层压材料包括中央聚合物层，在其一个表面上具有能结合到纸或纸板幅材上的第一粘合剂 聚合物的第一外层，并且在其另一个表面上具有能结合到作为气体阻隔的材料幅材上的第 二粘合剂聚合物的第二外层，并且其特征在于，所述层压材料被装配成使得其第一外粘合 剂层接触所述纸或纸板幅材，并且其第二外粘合剂层接触具有气体阻隔性能的材料幅材。
[0018] 由于以下事实，在根据本发明的方法中，用作层压层的层压材料包括粘合剂聚合 物外层，所述粘合剂聚合物从一开始就具有结合到它们相应的相邻幅材上的活性结合位 点，所以为了在这些层之间实现所需的结合不需要任何额外的措施或添加剂。根据本发明 的方法因此可以在应用层压材料时在没有高温和过量消耗能量的情况下并且在不使用对 人体健康和环境有害的方法或物质（例如，臭氧处理）的情况下执行。
[0019] 使用可商购的挤出设备通过挤出过程来施加作为层压层的层压材料，在挤出设备 的帮助下，层压层中包括的层通过共挤出彼此共同挤出。根据本发明的方法还能够通过在 中央层中使用从多个方面具有更高的机械强度的层压材料来提高包装层压材料的机械性 能，并且就层压材料中包括的材料的层厚来优化它们。薄的聚合物层，例如，2-6g/m2,例如， 2-5g/m2,例如，3-4g/m2,仅能够在健壮的涂层方法中实现，恪化层在该方法中一起挤出，并 且不作为单独的挤出层。
[0020]然而，在已知的方法中的层压材料的选择局限于低密度聚乙烯（LDPE)，原因是经 济性和加工技术，根据本发明的方法在选择合适的层压材料方面提供增加的灵活性和自 由。例如，可以选择层压材料中的中央聚合物层，而不论其自身结合到纸或纸板和气体阻隔 上的周围材料的能力如何，并且如果要求这样，就可以根据完成的包装层压材料的其他参 数进行选择，例如，所需的机械性能。
[0021] 根据本发明的一个实施例，层压材料中的中央聚合物层包括聚烯烃。根据本发明 的一个实施例，层压材料中的中央聚合物层包括聚乙烯。在聚乙烯的组内，可以变化并修改 中央层的性能以便在包装层压材料中实现各种最终的性能。根据对完成的包装层压材料有 关例如，撕裂强度、抗刺穿性和耐久性等各种机械性能的要求，根据本发明，能够在挤出涂 层和挤出层压的合适的加工性能的范围内结合并改变层压材料和粘合剂聚合物。用于饮料 和液体的所需类型的包装层压材料的层压材料的变型因此大部分都在聚乙烯聚合物的组 内。这个组因此还包括乙烯和其他a-烯烃单体的共聚物，这些共聚物当然包括例如线型 低密度聚乙烯（LLDPE)、极低密度聚乙烯（VLDPE)、超低密度聚乙烯（ULDPE)，还包括不同比 例的乙稀和丙稀的共聚物，例如根据商品名称"Engage"和"Affinity"由Dow销售的类型 的所谓的塑性体或弹性体，并且还包括具有类似聚乙烯的性能的乙烯、丙烯和a_烯烃单 体的三元共聚物。
[0022] 可以有助于提高各种机械性能的聚合物的实例是线型聚合物，例如，线型聚烯烃， 例如高密度聚乙烯（HDPE)、中密度聚乙烯（MDPE)、线型低密度聚乙烯（LLDPE)、极低密度聚 乙烯（VLDPE)、用常规催化剂或所谓的单位点催化剂或包括所谓的茂金属LLDPE(m-LLDPE) 的限制几何构型催化剂生产的超低密度聚乙烯（ULDPE)、聚丙烯（PP)同质共聚物和具有 乙烯的线型聚丙烯共聚物。极低密度聚乙烯（VLDPE)、超低密度聚乙烯（ULDPE)是线型低 密度聚乙烯的分类内的子类的实例。线型聚合物理解为具有比LDPE更线型的分子结构的 共聚物，即，具有更少的长支链。根据共聚单体的类型和数量，这些共聚物通常在几个方面 具有更高的耐久性。根据对完成的包装层压材料有关，例如，撕裂强度、抗刺穿性和耐久性 等各种机械性能的要求，根据本发明，能够在挤出涂层和挤出层压的合适的加工性能的范 围内结合并改变层压材料和粘合剂聚合物。用于用于饮料和液体的所需类型的包装层压 材料的层压材料的变型在聚乙烯聚合物的组内，例如选自包括以下各项的组中的聚合物： 低密度聚乙烯（LDPE)、高密度聚乙烯（HDPE)、中密度聚乙烯（MDPE)、线型低密度聚乙烯 (LLDPE)、极低密度聚乙烯（VLDPE)、用常规催化剂或所谓的单位点催化剂或包括所谓的茂 金属LLDPE(