包装材料及生产这样的包装材料的方法与流程

本发明涉及一种用于生产用于液体食品的单个包装容器的层压包装材料。本发明还涉及一种生产这种层压包装材料的方法。

背景技术：

1、用于液体食品的一次性使用的包装容器通常由基于纸板或硬纸板的包装层压材料制成，目前市场上有大量不同类型的此类包装容器。一种常见的包装容器以tetra brik商标销售，并且主要用于无菌包装被销售的用于长期常温储存的液体食品，例如牛奶、果汁等。这种已知包装容器中的包装材料通常是层压材料，其包括纸、纸板或其他纤维素基材料本体层或芯层，以及外部的液密热塑性塑料层。为了使包装容器具有气密性，特别是氧气密性，例如以用于无菌包装和牛奶或果汁的包装，这些包装容器中的层压材料通常包括至少一个附加阻隔层，最常见的是铝箔。

2、在层压材料的内侧，即由层压材料制成的容器的用于面向已填充食品内容物的一侧，具有最内层，该最内层施加在铝箔上，该最内的内层可以由一个或多个部分层组成，该一个或多个部分层包括可热封的热塑性聚合物，例如粘合聚合物和/或聚烯烃。同样，在本体层的外侧，有一个最外层的可热封聚合物层。

3、包装容器通常由现代高速包装机生产，该类型的包装机从卷材或预制的包装材料坯料成型、填充和密封包装。因此，可以通过将层压包装材料卷材经由以下方式重新制成管来生产包装容器：使卷材的两个纵向边缘通过将最内和最外可热封热塑性聚合物层焊接在一起而以搭接接头相互结合。用所需的液体食品产品填充管，然后通过在管中内容物的高度以下以预定的距离重复横向密封管，将管分成单独的包装。通过沿横向密封部的切口将包装与管分离，并通过沿包装材料中准备好的折痕线折叠成型而提供所需的几何形状，通常是平行六面体。

4、这种连续管成型、填充和密封包装方法构思的主要优点在于，可以在管成型之前连续对卷材进行灭菌，从而提供无菌包装方法的可能性，即，在该方法中，要填充的液体内容物以及包装材料本身中的细菌减少，并且在清洁条件下生产已填充的包装容器，使得已填充的包装即使在环境温度下也可以长时间储存，而不会有微生物在已填充产品中生长的风险。如上所述，tetra型包装方法的另一个重要优点是可以进行连续高速包装，这对成本效率有相当大的影响。

5、用于敏感液体食品(例如牛奶或果汁)的包装容器也可以由本发明的层压包装材料的片状坯料或预制坯料生产。从折叠成扁平状的包装层压材料的管状坯料开始，首先通过将坯料组装成开口管状容器胶囊，通过折叠和热封整体端板封闭容器胶囊的一个开口端，从而生产包装。这样封闭的容器胶囊通过其开口端填充相关食品，例如果汁，然后通过进一步折叠和热封相应的整体端板来封闭开口端。由片状和管状坯料制成的包装容器的一个示例是传统的所谓的山墙顶包装。这种类型的包装还具有由塑料制成的模制顶部。

6、为了改进包装容器，已经开发出为包装容器提供开启装置的技术。这不仅使消费者更容易操作包装容器并降低倾倒液体食品时溢出的风险，而且如果开启装置制造得当并附接到包装容器上，整个包装容器的完整性也将提高。开启装置可以是可重新密封的或不可重新密封的，可能像螺旋盖一样可重新密封。

7、现有的带有开启装置的包装容器是通过将预制的开启装置附接到层压包装材料上而生产的。层压包装材料在要附接开启装置的区域处设有预制孔。预制孔由膜覆盖；该孔通过以下方式来提供：在层压之前在本体层或芯层上打孔，然后用附加层压层(包括阻隔材料)覆盖孔的内部和外部，这些层将形成膜。因此，包装材料在开启装置区域也是完好的，当用户第一次操作开启装置打开包装容器时，膜会被穿透，从而允许接触包装容器内的内容物。

8、另一种替代方案是注塑开启装置。这些开启装置可以通过以下方式形成在由如前所述的膜覆盖的预制孔上：在包装材料的一侧或两侧注入聚合物材料，并将聚合物模制成开启装置的形状。它们可以具有消费者在食用前可以撕开的撕开部分。注塑开启装置的另一种替代方案是将盖系在开启装置的喷嘴上。

9、为了让消费者满意，穿透力或撕开力应尽可能低，但为了防止意外穿透或撕裂，需要开启结构有一定的耐受性。因此，需要精心设计以满足这些要求。

10、基于上述情况，需要改进层压包装材料，其允许以能够确保包装容器的所需完整性，同时所需的开启力或撕裂力处于明确且可接受的水平内的方式使用开启装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是至少部分克服上述现有技术的一个或多个局限性。具体而言，本发明的目的是提供一种即用型(ready-to-use)层压包装材料，其允许将开启装置直接注塑到层压包装材料上。

2、术语“即用型”应解释为意味着包装材料准备好送入包装成型和填充机，而无需对其进行任何实质性修改。

3、根据第一方面，提供了一种生产层压包装材料的方法。该方法包括：i)提供纸或纸板或其他纤维素基材料本体层；ii)在所述本体层上提供多个纵向分布的孔；iii)将一个或多个外层层压到所述本体层上，所述外层用于面向由所述包装材料形成的包装容器的外部，iv)将一个或多个内层层压到所述本体层上，所述内层用于面向由所述包装材料形成的包装容器的内部，所述内层和所述外层覆盖所述本体层上的所述孔，从而形成多个纵向分布的层压孔；v)确定与所述多个纵向分布的层压孔的实际位置相对应的多个纵向分布的孔的期望位置，以及v)在所述期望位置提供所述多个纵向分布的孔，每个孔延伸穿过相关的所述层压孔的整个厚度并被相关的所述层压孔的边缘包围。所述层压包装材料优选被储存或运输，并且通过将包装材料送入包装成型和填充机即可使用。通过这种方法，所述层压包装材料将准备好以添加开启装置。所述开启装置的添加可以通过注塑实现；并且与在层压孔的膜上模塑相比，注塑过程可以更方便，该膜可以硬化或避免聚合物在所述包装材料的两侧之间流动。打开所述开启装置所需的开启力和/或撕裂力也将完全由所述开启装置的设计决定，而与所述包装材料层的配置和强度无关。在此上下文中，“层压孔的边缘”是指在所述本体层上定义孔的所述本体层的边缘。在可能的实施方案中，所述层压孔可以由定义孔的本体层的层压边缘包围，并且由最外层层压。在另一个可能的实施方案中，所述层压孔可以由定义孔的本体层的层压边缘包围，该本体层由最内层层压。

4、在转换过程中(并且优选地参考折痕线和/或参考标记)提供纵向分布的孔，这提供了很大的优势，因为包装成型和填充机中包装材料的不希望的运动不会影响纵向分布的孔的定位。

5、该方法还可以包括步骤：为层压包装材料提供开启装置，该开启装置优选地可重新密封，每个开启装置覆盖一个孔。每个开启装置可以通过注塑直接提供到层压包装材料上。通过将注塑集成到填充机中，可以实现非常高的吞吐量，而仍然不需要对用于制造层压包装材料的设备进行修改。

6、该方法还可以包括在将一个或多个内层和/或外层层压到本体层之前，向本体层提供多个折痕线和/或参考标记，并且可以基于折痕线的位置和/或提供的参考标记的位置来确定多个纵向分布的孔的期望位置。这将确保开启装置在最终包装容器上的正确定位，因为其形状将由折痕线的位置和/或基于参考标记的位置来确定，所述参考标记优选地通过使用已知印刷技术印刷参考标记来提供。

7、确定多个纵向分布的孔的期望位置的步骤还可以包括确定在一个或多个内层和/或外层的层压期间本体层的收缩，并基于确定的收缩来校正期望位置。这将进一步提高开启装置的位置精度，以及开启装置和孔之间的正确对准。

8、多个纵向分布的层压孔可以设置在预定位置，并且孔的期望位置可以不同于层压孔的预定位置。在这种情况下，本文提出的解决方案将实现孔相对于层压孔的正确定位，因为任何收缩都将得到补偿。

9、多个纵向分布的孔可以通过冲压提供，这允许简单而稳固的制造工艺，其可以适合现有的转换装置。通过转换装置提供多个纵向分布的孔提供了显著改善的定位控制。

10、孔可以在层压包装材料上纵向和横向分布，并且该方法还可以包括沿纵向切割层压包装材料以形成单独的层压包装材料卷材，每个单独的层压包装材料卷材包括仅纵向分布的孔。因此，可以在多列包装材料卷材上提供孔，这使得制造过程更加高效。

11、根据第二方面，提供了一种即用型层压包装材料，其包括纸或纸板或其他纤维素基材料本体层，所述本体层包括延伸穿过本体层的多个纵向分布的孔。所述层压包装材料还包括层压到本体层的一个或多个外层、层压到本体层的一个或多个内层，其中所述内层和外层覆盖本体层上的所述孔，从而形成多个纵向分布的层压孔，以及延伸穿过相关层压孔的整个厚度的多个纵向分布的主孔。每个主孔被层压孔的边缘包围。因此，层压包装材料准备好送入包装成型和填充机，该包装成型和填充机不需要额外的设备来为开启装置准备孔。

12、每个主孔可以具有圆形、椭圆形、矩形、正方形、水滴形或至少一个狭缝。这使得主孔能够适应不同类型的开启装置。层压孔也可以具有圆形、椭圆形、矩形、正方形或水滴形。然而，只要主孔被层压孔的边缘包围，两个孔可以不具有相同的形状。每个主孔可以具有至少一个狭缝，特别是由多于一个的狭缝形成的形状，例如穿孔，更具体地说是不同方向上的单线(-)，具有共同中心点的多条线(即电话键盘的星形键形状)，弧形，x、y、v、c或o形，全部由多个狭缝(例如穿孔)绘制。

13、层压包装材料还可以包括纵向分布的次孔，每个次孔布置在相关主孔的附近或作为相关主孔的延伸。通过这样的次孔，可以为最终包装容器添加功能，例如允许次孔形成例如用于系住盖的盖支架的支撑件。

14、层压包装材料还可以包括多个纵向分布的参考标记，优选地，所述参考标记包括可读信息。这些参考标记可以用作用于正确定位主孔的对准标记，但是当这些开启装置被添加到层压包装材料中时，它们还可以形成用于正确定位开启装置的参考标记或对准标记。

15、一个或多个内层可以包括非铝箔气体和/或光阻隔层，所述非铝箔气体和/或光阻隔层不是铝箔，这意味着阻隔层不像现有技术中那样完全是铝。这进一步改进了本文所述的解决方案，因为当打开最终包装容器和/或通过注塑形成开启装置时，用户可能很难穿透此类阻隔层。阻隔膜避免穿透的气体可以是氧气或其他已知对食品有负面影响(例如缩短储存时间)的气体。

16、在一个特定示例中，阻隔层可以是纤维基阻隔层(例如纸基阻隔层)。纤维基阻隔层具有纸基层，纸基层上设有具有阻隔性能的涂层，涂层涂覆在纸基层上。纸基层可以用水性分散体涂覆方法涂覆，涂覆能够阻隔氧气、水蒸气和/或其他迁移物质的组合物的分散体或溶液。此类组合物的示例是包含乙烯醇聚合物或淀粉或其他多糖，任选地还包括填料或层状矿物化合物(例如滑石粉或膨润土或其他粘土矿物)的水性组合物。替代地，纸基层也可以通过气相沉积方法(例如化学气相沉积和/或物理气相沉积)涂覆，并且在优选实施方案中可以金属化，即沉积涂覆仅纳米厚的金属涂层，例如铝。根据其厚度和机械性能，此类纤维基阻隔层可能难以冲压、切割或穿透，因此需要特定且大功率的设备。然而，即使需要相对较大的安装空间和连接，转换过程也允许安装此类设备。

17、在另一个特定示例中，阻隔层可以是聚合物基阻隔层。聚合物基阻隔层可以包括具有固有气体阻隔性能的单个聚合物层；或具有聚合物基层的层，其中具有阻隔性能的涂层层涂覆在该聚合物基层上。聚合物基层可以是具有单层或多层结构的预制膜，其进一步通过沉积方法(例如化学气相沉积和/或物理气相沉积)以与上述关于纤维基阻隔基材的方式相同的方式进行涂覆，例如，这种聚合物阻隔基材可以金属化和/或沉积涂覆无机氧化物，例如金属氧化物。还发现这种聚合物基阻隔层难以打孔或穿透，因此需要特定且大功率的设备。

18、这些类型的纤维基或聚合物基阻隔层被认为对由所要求保护的包装材料形成的包装的回收周期尤其有益。

19、每个主孔可以由开启装置覆盖，该开启装置优选可重新密封，直接注塑到层压包装材料上。

20、层压包装材料可以作为连续卷材筒提供，该卷材筒包括连串的连续区段，每个区段被设计和设定尺寸以形成单个包装容器，并且具有一个主孔。因此，包装材料可以作为连续卷材筒容易地送入食品产品填充机以形成包装容器。

21、根据第三方面，提供了一种包装容器。该包装容器由根据第二方面的层压包装材料形成。

22、本发明的其他目的、特征、方面和优点将根据以下详细描述以及附图而变得明显。