專利名稱：液體食品用的紙包裝材料和制造紙包裝材料的方法
技術領域：
本發明涉及具有極好遮光能力的液體食品用的紙包裝材料及其制造方法。本發明尤其涉及這樣一種液體食品用的紙包裝材料的制造方法，即，能即時發現作為具有極好遮光能力的芯層的紙層內層的損壞。
背景技術：
由紙張和熱塑性樹脂的層壓材料構成的紙容器被普遍用作如果汁、咖啡、牛奶和酒類的液體食品的容器。
就紙容器而言，最外層(與外界空氣接觸的層)和最內層(與液體食品接觸的層)通常是由熱塑性樹脂層構成的。不過，該紙容器遮光性差。牛奶等內容物因可見光而變質。
在對紫外線光敏感的內容物中，香味會因紫外光的透射而降低。
為了制造有遮光性的紙容器，從成本問題和環境的角度來看，層壓鋁箔或表面涂布碳黑并不實用。
在給紙容器裝滿液體食品和制造紙容器用的包裝材料的時候，包裝材料的內層可能會有小的損壞如針孔。
在有針孔的情況下，內裝的液體食品就會滲漏并到達紙層。內容物也就不能受到保護。
通常，采用一種有效使用有色油墨的方法來檢查內層的損壞情況。不過，該測試方法復雜且需花太多時間。

發明內容
本發明的目的在于提供一種液體食品用的包裝材料和一種制造具有極好遮光性的液體食品用包裝材料的方法，能在由包裝材料制造紙容器的時候即時判斷紙容器包裝材料內層的損壞情況，并防止內容物因光照而變質。
適宜的是，采用在200-600nm范圍內不透光的包裝材料或幾乎不透光的包裝材料來提高液體食品用的包裝材料的質量。
本發明提供了一種液體食品用紙包裝材料的制造方法，該紙包裝材料由具有紙層、熱塑性樹脂外層和熱塑性樹脂內層的層合體形成，其特征在于，包括
制備基本上完全漂白的重量為50-350g/m2的白色漂白紙層的步驟；在層壓熱塑性樹脂內層之前或當中將遮光材料的遮光層加設在漂白紙層內側的步驟；通過遮光層從獲得的層合體的熱塑性樹脂內層一側觀察可見或不可見的漂白層的內表面來檢查獲得層合體缺陷的步驟。
在本發明制造方法的優選實施方式中，漂白紙層內側的熱塑性樹脂層含有藍色顏料、黃色顏料和白色顏料。
在本發明制造方法的優選實施方式中，含有顏料的熱塑性樹脂層是由三種含有彼此不同的顏料的熱塑性樹脂層構成的。
在本發明制造方法的優選實施方式中，含有顏料的熱塑性樹脂層是由含有上述顏料其中一種的熱塑性樹脂層和含有其他顏料的熱塑性樹脂層構成的。
在本發明制造方法的優選實施方式中，漂白紙層外側的熱塑性樹脂層還含有白色顏料。
在本發明制造方法的優選實施方式中，含深色顏料層被加設在漂白紙層內側，而透明熱塑性樹脂內層被加設在該含深色顏料層內側。
在本發明制造方法的優選實施方式中，該含深色顏料層與漂白紙層直接接觸。
本發明液體食品用的紙包裝材料由具有紙層、熱塑性樹脂外層以及熱塑性樹脂內層的層壓材料形成，其特征在于，該紙層是重量為50-350g/m2的基本上完全漂白的白色漂白紙層，而該紙層內側的熱塑性樹脂層含有藍色顏料、黃色顏料以及白色顏料。
在本發明液體食品紙包裝材料的優選實施方式中，該含有顏料的熱塑性樹脂層是由三種含有彼此不同的顏料的熱塑性樹脂層構成的。
在本發明液體食品紙包裝材料的優選實施方式中，該含有顏料的熱塑性樹脂層是由含有其中一種顏料的熱塑性樹脂層和含有其他顏料的熱塑性樹脂層構成的。
在本發明液體食品紙包裝材料的優選實施方式中，該漂白紙層外側的熱塑性樹脂層還含有白色顏料。
本發明另一種液體食品用的紙包裝材料由具有紙層、熱塑性樹脂外層以及熱塑性樹脂內層的層壓材料形成，其特征在于，該紙層為重量為50-350g/m2的基本上完全漂白的白色漂白紙層，含深色顏料層被加設在該紙層內側，且透明熱塑性樹脂內層被加設在該含深色顏料層內側。
在本發明液體食品紙包裝材料的優選實施方式中，該含深色顏料層與該漂白紙層直接接觸。
具體實施例方式
將用氯、臭氧和氨水基本上完全漂白的白紙用作構成本發明包裝材料的紙層。該紙的重量為50-350g/m2。
構成本發明包裝材料一層的熱塑性樹脂包括聚烯烴、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、甲基丙烯酸類樹脂、乙烯-α-不飽和羧酸共聚物、離子交聯聚合物、不飽和羧酸改性聚烯烴、環狀烯烴共聚物、乙烯乙烯醇共聚物、皂化度為95％以上的聚乙烯醇以及醋酸纖維素。
聚烯烴包括聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物以及聚丁烯-1。聚酰胺包括聚酰胺6、聚酰胺6-6、聚酰胺11以及聚酰胺12。聚酯包括聚對苯二甲酸乙二酯和聚對苯二甲酸丁二酯。更優選聚烯烴。聚乙烯包括高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯以及通過采用茂金屬催化劑產生的線性低密度聚乙烯(mLLDPE)。上述聚乙烯是優選的。
此外，通過在茂金屬催化劑的作用下使乙烯與具有4-8個碳原子的α-烯烴共聚單體共聚合可制造mLLDPE。
熱塑性樹脂層除了一層以外還包括2層以上。熱塑性樹脂層的厚度通常為5-200μm。
在本發明的一個實施方式中，包裝材料包括熱塑性樹脂層，其含有藍色顏料、黃色顏料以及白色顏料，且加設到紙層的內側。
顏料可單獨或混合使用或在多層結構中混合使用。
本發明包裝材料包括組合了紙層和含有顏料的熱塑性樹脂層的層壓材料，其示例包括熱塑性樹脂層/紙層/含藍色顏料的熱塑性樹脂層/含黃色顏料的熱塑性樹脂層/含白色顏料的熱塑性樹脂層；熱塑性樹脂層/紙層/熱塑性樹脂層/含藍色顏料、黃色顏料、白色顏料的熱塑性樹脂層/熱塑性樹脂層；熱塑性樹脂層/紙層/熱塑性樹脂層/含藍色顏料和黃色顏料的熱塑性樹脂層/含白色顏料的熱塑性樹脂層。
此外，可在上述包裝材料的外面布置含有白色顏料的熱塑性樹脂層。
例如，包裝材料包括含有白色顏料的熱塑性樹脂層/紙層/含藍色顏料和黃色顏料的熱塑性樹脂層/含白色顏料的熱塑性樹脂層。此外，在上述示例中，最左側端表示最外層，而最右側端表示最內層。
在上述顏料的典型示例中，對于藍色顏料，包括永久藍、酞菁顏料、花青顏料，對于黃色顏料，包括鈷黃、偶氮顏料、氧化鐵黃，對于白色顏料，包括鈦白(二氧化鈦)、氧化鋅。
在液體食品用的本發明的包裝材料中，上述顏料在食品衛生方面是安全的。
上述顏料是以粉末形式使用的，且平均顆粒度通常約為0.2-5μm。
此外，有色熱塑性樹脂層中的顏料量通常為0.5-30重量％。
上述藍色顏料可反射550-600nm波長的可見光，上述黃色顏料可反射400-550nm波長的可見光，上述白色顏料可反射小于400nm波長的可見光，尤其是200-400nm和更小的可見光。
通過將藍色顏料、黃色顏料和白色顏料組合起來，寬范圍200-600nm的光線就不能穿透了。
在本發明的另一實施方式中，包裝材料包含加到紙層內側的含深色顏料的層。該深色顏料包括藍色顏料、黑色顏料、體質灰顏料、深綠顏料、深棕顏料和體質紅顏料。
顏料可通過混合兩種以上的類型使用，也可選用其中的一種顏料。
本發明的包裝材料是供液體食品用的，且其在食品衛生方面是安全的。
將含深色顏料層布置在上述紙層的內側。尤其理想的是將含深色顏料層布置成與紙層接觸。
含深色顏料層的制備方法包括例如，擠出樹脂和深色顏料的混合物的方法、將含深色顏料的漆涂布在紙層內側的方法以及將深色顏料印刷在紙層內側的方法。
與深色顏料混合的樹脂優選包括上述的熱塑性樹脂尤其是聚烯烴。
含深色顏料的漆和樹脂與深色顏料的混合物中的顏料量通常為0.5-30wt％。
當含深色顏料層不被布置成與紙層靠近時，在含深色顏料層與紙層之間形成的層是透明層。
優選的透明層包括下列透明的樹脂層。含深色顏料層的厚度通常為2-50μm。
透明樹脂層的樹脂優選包括熱塑性樹脂例如聚烯烴、聚酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、甲基丙烯酸類樹脂、離子交聯聚合物、乙烯-乙烯醇共聚物、醋酸纖維素。尤其優選聚烯烴。
透明樹脂層包含一層或兩層以上。
尤其理想的是將透明樹脂層布置成與含深色顏料層接觸。
本發明包裝材料的最內層可由下列透明樹脂層形成，理想地由聚乙烯形成。
透明樹脂層的厚度通常為5-200μm。
被布置在上述紙層外部的熱塑性樹脂理想的是聚烯烴。聚乙烯是尤其優選的。
聚乙烯包括高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯以及mLLDPE，尤其理想的是中密度聚乙烯和高密度聚乙烯。
此外，本發明包裝材料的最內層優選包括聚乙烯，尤其理想的是線性低密度聚乙烯和mLLDPE。
具有或沒有顏料的熱塑性樹脂層的厚度通常為5-200μm。
本發明的包裝材料包括紙層和熱塑性樹脂層的層壓材料。除了這些層之外，可形成例如與阻擋層、粘合層層壓的層壓材料。
阻擋層包括單層阻擋材料和含阻擋材料的多層。
阻擋材料包括鋁箔、二氧化硅汽相淀積聚鄰苯二甲酸乙二酯、乙烯乙烯醇共聚物以及尼龍樹脂。
含阻擋材料的多層包括聚乙烯薄膜/鋁箔、粘合劑聚乙烯/二氧化硅汽相淀積聚對苯二甲酸乙二醇酯的雙軸拉伸薄膜(/粘合劑)、聚乙烯薄膜/粘合劑/乙烯乙烯醇共聚物薄膜/粘合劑、尼龍樹脂薄膜/粘合劑。
阻擋層的厚度通常為5-25μm。
粘合層包括例如，丙烯酸類樹脂系粘合劑、改性聚烯烴系粘合劑、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、聚酰胺系粘合劑以及環氧樹脂粘合劑。
丙烯酸類樹脂粘合劑包括丙烯酸、甲基丙烯酸及其烷基酯的聚合物和共聚物。
改性聚烯烴粘合劑包括在有機過氧化物作用下通過不飽和羧酸或丙烯酸酐、甲基丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、衣康酸接枝的聚乙烯、聚丙烯。
粘合層的厚度通常為5-30μm。
本發明的包裝材料包括上述層的層壓材料。
在本發明包裝材料的制造方法中，使其多層層壓的方法包括采用粘合劑層壓多層的方法、使可熱熔合的多層熱熔合的方法、同時擠出熱熔合多層的方法及其組合方法，還有常規方法。
由本發明的包裝材料形成的容器形狀包括眾所周知的形狀和任選形狀，如袋狀、人字頂的牛奶盒形狀、立方體、圓筒狀以及磚形。
實施例下面通過實施例對本發明進行詳細的描述。
(實施例1-1)制造的一種層壓材料為密度為0.924g/cm3的低密度聚乙烯膜(LDPE)(厚度為20μm)(最外層)/漂白紙(重量為300g/m2)/含5wt％藍色顏料(花青顏料)的LDPE膜(厚度為15μm)/含5wt％黃色顏料(氧化鐵黃)的LDPE膜(厚度為15μm)/含5wt％白色顏料(二氧化鈦)的密度為0.910g/cm3的線性低密度聚乙烯(LLDPE)膜(厚度為15μm)(最內層)。
在采用光譜UV計對上述實施例獲得的層合體的遮光性能所作的評定中，在200-600nm的波長范圍內測量透光率。
測得的透光率小于5％。
(實施例1-2)制造的層壓材料為實施例1用的LDPE膜(最外層)/實施例1-1用的漂白紙/實施例1-1的LDPE膜(厚度為15μm)/含5wt％白色顏料、5wt％黃色顏料和5wt％藍色顏料的實施例1LDPE膜(厚度為30μm)/密度為0.908g/m3、MFI為16g/10min、SR為1.5、差熱分析的最高熔融溫度為98℃的mLLDPE構成的薄膜(厚度為15μm)(最內層)。
上述實施例制造的層合體經實施例1-1的評定而測得的透光率小于5％。
(實施例1-3)制造的層壓材料為實施例1用的LDPE膜(最外層)/實施例1-1用的漂白紙/實施例1-1的LDPE膜(厚度為15μm)/含5wt％黃色顏料和5wt％藍色顏料的實施例1LDPE膜(厚度為30μm)/由含5wt％白色顏料的LLDPE(實施例1-1用的)組成的薄膜(最內層)。
上述實施例制造的層合體經實施例1-1的評定而測得的透光率小于5％。
(實施例1-4)制造的層壓材料為由含5wt％白色顏料的LLDPE(實施例1-1用的)組成的薄膜(最外層)/實施例1-1用的漂白紙/含5wt％黃色顏料和5wt％藍色顏料的實施例1LDPE膜(厚度為30μm)/由含5wt％白色顏料的LLDPE(實施例1-1使用)組成的薄膜(最內層)。
上述實施例制造的層合體經實施例1-1的評定而測得的透光率小于5％。
(對比例1-1)制造的層壓材料包括實施例1-1用的LDPE膜(最外層)/實施例1-1用的漂白紙/實施例1-1用的LLDPE膜(最內層)。
上述實施例制造的層合體經實施例1-1的評定而測得的透光率大于70％。
(對比例1-2)除了未使用含藍色顏料的LDPE膜外，制造的層壓材料與實施例1-1的相同。
所制造的層合體經實施例1-1的評定而測得的透光率大于70％。
(對比例1-3)除了未使用含黃色顏料的LDPE膜外，制造的層壓材料與實施例1-1的相同。
所制造的層合體經實施例1-1的評定而測得的透光率大于70％。
(對比例1-4)除了未使用含白色顏料的LDPE膜外，制造的層壓材料與實施例1-1的相同。
所制造的層合體經實施例1-1的評定而測得的透光率大于70％。
從實施例和對比例的結果看，實施例1-1、1-2、1-3、1-4中包括具有含藍色、黃色和白色顏料的聚烯烴層的層壓材料的包裝材料反射波長為200-600nm的光線。
另一方面，對比例1-2、1-3、1-4中包括具有不含任何藍色、黃色和白色顏料的聚烯烴層的層壓材料的包裝材料和對比例1-1中包括具有不含藍色、黃色和白色顏料的聚烯烴層的層壓材料的包裝材料不反射波長為200-600nm的光線。
(實施例2-1)制造的層壓材料為密度為0.924g/cm3的LDPE膜(厚度為20μm)(最外層)/漂白紙(重量為300g/m2)/含黑色顏料(30wt％的碳黑母煉膠)的擠出LDPE(密度為0.910g/cm3)膜(厚度為15μm)/LLDPE膜(厚度為20μm)(最內層)。
(實施例2-2)除了使用25wt％藍色顏料(花青顏料)的母煉膠代替黑色顏料的母煉膠外，制造的層壓材料與實施例2-1的相同，為LDPE膜(厚度為20μm)(最外層)/漂白紙/含藍色顏料的LDPE膜(厚度為20μm)/LLDPE膜(厚度為20μm)(最內層)。
(實施例2-3)采用擠出方法制造的層壓材料為實施例1用的LDPE膜(厚度為20μm)(最外層)/實施例1用的漂白紙/含黑色顏料(3wt％的碳黑)的漆涂層(厚度為20μm)/差熱分析的最高熔融溫度為98℃、MFI為1，16g/10min、SR為1.5、密度為0.908g/m3的mLLDPE薄膜(厚度為20μm)(最內層)。
(實施例2-4)除了采用含25wt％藍色顏料(花青顏料)的漆代替含黑色顏料的漆外，制造的層壓材料與示例3的相同，為LDPE膜(厚度為20μm)(最外層)/漂白紙/含藍色顏料的涂層(厚度為20μm)/mLLDPE膜(厚度為20μm)(最內層)。
(對比例2-1)除了使用不含藍色顏料的LDPE代替含黑色顏料母煉膠的LDPE外，所制造的層壓材料與實施例2的相同，為LDPE膜(最外層)/漂白紙/LDPE膜/LLDPE膜(最內層)。
(對比例2-2)除了使用不含藍色顏料的漆代替含有藍色顏料的漆外，所制造的層壓材料與實施例2-4的相同，為LDPE膜(最外層)/漂白紙/無色涂漆/mLLDPE膜(最內層)。
采用光譜UV計在400-600nm波長的范圍內測量有關在實施例1-4和對比例2-1、2-2中制造的層壓材料的透光率，并評定其遮光性。
其結果在表1中示出。
(表1)

從表1中看出，與由對比例2-1、2-2的層壓材料制成的容器相比，由實施例2-1、2-2、2-3、2-4，尤其是實施例2-1和3的層壓材料制成的容器顯示出優良的遮光性。
此外，針對以實施例2-1、2-2、2-3、2-4和對比例2-1、2-2制造的層壓材料，在容量為200ml的磚狀液體食品容器的加工步驟中，檢查層壓材料漂白紙內層的針孔情況。
在實施例1-4的層壓材料中，經簡便即時的判斷下就目測發現有針孔的漂白紙。
通過下面的常規測試方法在對比例1、2的層壓材料中所作的檢查判斷復雜而耗時。
(常規測試方法)在從容器中取出內容物后，用工藝刀將容器分成頂底兩半。
將紅色油墨注入洗滌且干燥過的容器中，風干約24小時后檢查針孔。
風干是用于避免干燥工藝中容器的應力的。
優點如實施例所示，本發明帶來了下列效果。
本發明的包裝材料可反射200-600nm寬范圍內的光線。因此，防止了裝滿在用該包裝材料制成的容器中的液體食品因光照而變質。
常規的包裝材料需要從包裝材料的制造裝置中清除樹脂層中碳黑的黑色顏料。在本發明的包裝材料中，多種有色樹脂可容易地從一種有色樹脂變成另外一種，清除量也就減少了。
在成本和環境方面，因為不采用金屬材料如鋁箔，也就減少了問題的發生。
當在本發明的包裝材料容器中裝滿了液體食品時，可即時地判斷出紙容器包裝材料內層的任何損壞情況。
可在由包裝材料制造紙容器時和在將液體食品填充到紙容器中時進行判斷，不會給環境和工藝操作條件帶來任何問題。
工業實用性本發明的包裝材料和制造方法可用于包裝牛奶、果汁、精制酒、蒸餾酒、礦泉水和其他飲料的液體食品。
權利要求
1.一種液體食品用紙包裝材料的制造方法，該紙包裝材料由具有紙層、熱塑性樹脂外層和熱塑性樹脂內層的層合體形成，其特征在于，包括制備基本上完全漂白的重量為50-350g/m2的白色漂白紙層的步驟；在層壓熱塑性樹脂內層之前或當中將遮光材料的遮光層加設在漂白紙層內側的步驟；通過遮光層從獲得的層合體的熱塑性樹脂內層一側觀察可見或不可見的漂白層的內表面來檢查獲得的層合體缺陷的步驟。
2.如權利要求1所述的制造方法，其特征在于，漂白紙層內側的熱塑性樹脂層含有藍色顏料、黃色顏料和白色顏料。
3.如權利要求2所述的制造方法，其特征在于，含有顏料的熱塑性樹脂層包括三種含有彼此不同的顏料的熱塑性樹脂層。
4.如權利要求2所述的制造方法，其特征在于，含有顏料的熱塑性樹脂層包括含有其中一種上述顏料的熱塑性樹脂層和含有其他顏料的熱塑性樹脂層。
5.如權利要求2所述的制造方法，其特征在于，漂白紙層外側的熱塑性樹脂層還含有白色顏料。
6.如權利要求1所述的制造方法，其特征在于，含深色顏料層被加設在漂白紙層內側，而透明熱塑性樹脂內層被加設在該含深色顏料層內側。
7.如權利要求6所述的制造方法，其特征在于，該含深色顏料層與漂白紙層直接接觸。
8.一種液體食品用的紙包裝材料，其由具有紙層、熱塑性樹脂外層以及熱塑性樹脂內層的層壓材料形成，其特征在于，該紙層是重量為50-350g/m2的基本上完全漂白的白色漂白紙層，而該紙層內側的熱塑性樹脂層含有藍色顏料、黃色顏料以及白色顏料。
9.如權利要求8所述的紙包裝材料，其特征在于，該含有顏料的熱塑性樹脂層包括三種含有彼此不同的顏料的熱塑性樹脂層。
10.如權利要求8所述的紙包裝材料，其特征在于，該含有顏料的熱塑性樹脂層包括含有其中一種顏料的熱塑性樹脂層和含有其他顏料的熱塑性樹脂層。
11.如權利要求8所述的紙包裝材料，其特征在于，該漂白紙層外側的熱塑性樹脂層還含有白色顏料。
12.一種本發明的液體食品用的紙包裝材料，其由具有紙層、熱塑性樹脂外層以及熱塑性樹脂內層的層壓材料形成，其特征在于，該紙層為重量為50-350g/m2的基本上完全漂白的白色漂白紙層，含深色顏料層被加設在該紙層內側，且透明熱塑性樹脂內層被加設在該含深色顏料層內側。
13.如權利要求12所述的紙包裝材料，其特征在于，該含深色顏料層與該漂白紙層直接接觸。
全文摘要
在由包裝材料制造紙容器時，能即時檢查包裝材料內層的損壞并防止內容物因光照而變質。提供了一種液體食品用遮光紙包裝材料的制造方法，該紙包裝材料由具有紙層、熱塑性樹脂外層和熱塑性樹脂內層的層合體形成，包括制備基本上完全漂白的重量為50－350g/m
文檔編號B32B7/10GK1589216SQ028231
公開日2005年3月2日 申請日期2002年9月25日 優先權日2001年9月27日
發明者P·弗里斯克, 小野和也, 荻田弘明 申請人:利樂拉瓦爾集團及財務有限公司