专利名称：液体食品用的纸包装材料和制造纸包装材料的方法
技术领域：
本发明涉及具有极好遮光能力的液体食品用的纸包装材料及其制造方法。本发明尤其涉及这样一种液体食品用的纸包装材料的制造方法，即，能即时发现作为具有极好遮光能力的芯层的纸层内层的损坏。
背景技术：
由纸张和热塑性树脂的层压材料构成的纸容器被普遍用作如果汁、咖啡、牛奶和酒类的液体食品的容器。
就纸容器而言，最外层(与外界空气接触的层)和最内层(与液体食品接触的层)通常是由热塑性树脂层构成的。不过，该纸容器遮光性差。牛奶等内容物因可见光而变质。
在对紫外线光敏感的内容物中，香味会因紫外光的透射而降低。
为了制造有遮光性的纸容器，从成本问题和环境的角度来看，层压铝箔或表面涂布碳黑并不实用。
在给纸容器装满液体食品和制造纸容器用的包装材料的时候，包装材料的内层可能会有小的损坏如针孔。
在有针孔的情况下，内装的液体食品就会渗漏并到达纸层。内容物也就不能受到保护。
通常，采用一种有效使用有色油墨的方法来检查内层的损坏情况。不过，该测试方法复杂且需花太多时间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液体食品用的包装材料和一种制造具有极好遮光性的液体食品用包装材料的方法，能在由包装材料制造纸容器的时候即时判断纸容器包装材料内层的损坏情况，并防止内容物因光照而变质。
适宜的是，采用在200-600nm范围内不透光的包装材料或几乎不透光的包装材料来提高液体食品用的包装材料的质量。
本发明提供了一种液体食品用纸包装材料的制造方法，该纸包装材料由具有纸层、热塑性树脂外层和热塑性树脂内层的层合体形成，其特征在于，包括
制备基本上完全漂白的重量为50-350g/m2的白色漂白纸层的步骤；在层压热塑性树脂内层之前或当中将遮光材料的遮光层加设在漂白纸层内侧的步骤；通过遮光层从获得的层合体的热塑性树脂内层一侧观察可见或不可见的漂白层的内表面来检查获得层合体缺陷的步骤。
在本发明制造方法的优选实施方式中，漂白纸层内侧的热塑性树脂层含有蓝色颜料、黄色颜料和白色颜料。
在本发明制造方法的优选实施方式中，含有颜料的热塑性树脂层是由三种含有彼此不同的颜料的热塑性树脂层构成的。
在本发明制造方法的优选实施方式中，含有颜料的热塑性树脂层是由含有上述颜料其中一种的热塑性树脂层和含有其他颜料的热塑性树脂层构成的。
在本发明制造方法的优选实施方式中，漂白纸层外侧的热塑性树脂层还含有白色颜料。
在本发明制造方法的优选实施方式中，含深色颜料层被加设在漂白纸层内侧，而透明热塑性树脂内层被加设在该含深色颜料层内侧。
在本发明制造方法的优选实施方式中，该含深色颜料层与漂白纸层直接接触。
本发明液体食品用的纸包装材料由具有纸层、热塑性树脂外层以及热塑性树脂内层的层压材料形成，其特征在于，该纸层是重量为50-350g/m2的基本上完全漂白的白色漂白纸层，而该纸层内侧的热塑性树脂层含有蓝色颜料、黄色颜料以及白色颜料。
在本发明液体食品纸包装材料的优选实施方式中，该含有颜料的热塑性树脂层是由三种含有彼此不同的颜料的热塑性树脂层构成的。
在本发明液体食品纸包装材料的优选实施方式中，该含有颜料的热塑性树脂层是由含有其中一种颜料的热塑性树脂层和含有其他颜料的热塑性树脂层构成的。
在本发明液体食品纸包装材料的优选实施方式中，该漂白纸层外侧的热塑性树脂层还含有白色颜料。
本发明另一种液体食品用的纸包装材料由具有纸层、热塑性树脂外层以及热塑性树脂内层的层压材料形成，其特征在于，该纸层为重量为50-350g/m2的基本上完全漂白的白色漂白纸层，含深色颜料层被加设在该纸层内侧，且透明热塑性树脂内层被加设在该含深色颜料层内侧。
在本发明液体食品纸包装材料的优选实施方式中，该含深色颜料层与该漂白纸层直接接触。
具体实施例方式
将用氯、臭氧和氨水基本上完全漂白的白纸用作构成本发明包装材料的纸层。该纸的重量为50-350g/m2。
构成本发明包装材料一层的热塑性树脂包括聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、甲基丙烯酸类树脂、乙烯-α-不饱和羧酸共聚物、离子交联聚合物、不饱和羧酸改性聚烯烃、环状烯烃共聚物、乙烯乙烯醇共聚物、皂化度为95％以上的聚乙烯醇以及醋酸纤维素。
聚烯烃包括聚乙烯、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。聚酯包括聚对苯二甲酸乙二酯和聚对苯二甲酸丁二酯。更优选聚烯烃。聚乙烯包括高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯以及通过采用茂金属催化剂产生的线性低密度聚乙烯(mLLDPE)。上述聚乙烯是优选的。
此外，通过在茂金属催化剂的作用下使乙烯与具有4-8个碳原子的α-烯烃共聚单体共聚合可制造mLLDPE。
热塑性树脂层除了一层以外还包括2层以上。热塑性树脂层的厚度通常为5-200μm。
在本发明的一个实施方式中，包装材料包括热塑性树脂层，其含有蓝色颜料、黄色颜料以及白色颜料，且加设到纸层的内侧。
颜料可单独或混合使用或在多层结构中混合使用。
本发明包装材料包括组合了纸层和含有颜料的热塑性树脂层的层压材料，其示例包括热塑性树脂层/纸层/含蓝色颜料的热塑性树脂层/含黄色颜料的热塑性树脂层/含白色颜料的热塑性树脂层；热塑性树脂层/纸层/热塑性树脂层/含蓝色颜料、黄色颜料、白色颜料的热塑性树脂层/热塑性树脂层；热塑性树脂层/纸层/热塑性树脂层/含蓝色颜料和黄色颜料的热塑性树脂层/含白色颜料的热塑性树脂层。
此外，可在上述包装材料的外面布置含有白色颜料的热塑性树脂层。
例如，包装材料包括含有白色颜料的热塑性树脂层/纸层/含蓝色颜料和黄色颜料的热塑性树脂层/含白色颜料的热塑性树脂层。此外，在上述示例中，最左侧端表示最外层，而最右侧端表示最内层。
在上述颜料的典型示例中，对于蓝色颜料，包括永久蓝、酞菁颜料、花青颜料，对于黄色颜料，包括钴黄、偶氮颜料、氧化铁黄，对于白色颜料，包括钛白(二氧化钛)、氧化锌。
在液体食品用的本发明的包装材料中，上述颜料在食品卫生方面是安全的。
上述颜料是以粉末形式使用的，且平均颗粒度通常约为0.2-5μm。
此外，有色热塑性树脂层中的颜料量通常为0.5-30重量％。
上述蓝色颜料可反射550-600nm波长的可见光，上述黄色颜料可反射400-550nm波长的可见光，上述白色颜料可反射小于400nm波长的可见光，尤其是200-400nm和更小的可见光。
通过将蓝色颜料、黄色颜料和白色颜料组合起来，宽范围200-600nm的光线就不能穿透了。
在本发明的另一实施方式中，包装材料包含加到纸层内侧的含深色颜料的层。该深色颜料包括蓝色颜料、黑色颜料、体质灰颜料、深绿颜料、深棕颜料和体质红颜料。
颜料可通过混合两种以上的类型使用，也可选用其中的一种颜料。
本发明的包装材料是供液体食品用的，且其在食品卫生方面是安全的。
将含深色颜料层布置在上述纸层的内侧。尤其理想的是将含深色颜料层布置成与纸层接触。
含深色颜料层的制备方法包括例如，挤出树脂和深色颜料的混合物的方法、将含深色颜料的漆涂布在纸层内侧的方法以及将深色颜料印刷在纸层内侧的方法。
与深色颜料混合的树脂优选包括上述的热塑性树脂尤其是聚烯烃。
含深色颜料的漆和树脂与深色颜料的混合物中的颜料量通常为0.5-30wt％。
当含深色颜料层不被布置成与纸层靠近时，在含深色颜料层与纸层之间形成的层是透明层。
优选的透明层包括下列透明的树脂层。含深色颜料层的厚度通常为2-50μm。
透明树脂层的树脂优选包括热塑性树脂例如聚烯烃、聚酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、甲基丙烯酸类树脂、离子交联聚合物、乙烯-乙烯醇共聚物、醋酸纤维素。尤其优选聚烯烃。
透明树脂层包含一层或两层以上。
尤其理想的是将透明树脂层布置成与含深色颜料层接触。
本发明包装材料的最内层可由下列透明树脂层形成，理想地由聚乙烯形成。
透明树脂层的厚度通常为5-200μm。
被布置在上述纸层外部的热塑性树脂理想的是聚烯烃。聚乙烯是尤其优选的。
聚乙烯包括高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线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，本发明包装材料的最内层优选包括聚乙烯，尤其理想的是线性低密度聚乙烯和mLLDPE。
具有或没有颜料的热塑性树脂层的厚度通常为5-200μm。
本发明的包装材料包括纸层和热塑性树脂层的层压材料。除了这些层之外，可形成例如与阻挡层、粘合层层压的层压材料。
阻挡层包括单层阻挡材料和含阻挡材料的多层。
阻挡材料包括铝箔、二氧化硅汽相淀积聚邻苯二甲酸乙二酯、乙烯乙烯醇共聚物以及尼龙树脂。
含阻挡材料的多层包括聚乙烯薄膜/铝箔、粘合剂聚乙烯/二氧化硅汽相淀积聚对苯二甲酸乙二醇酯的双轴拉伸薄膜(/粘合剂)、聚乙烯薄膜/粘合剂/乙烯乙烯醇共聚物薄膜/粘合剂、尼龙树脂薄膜/粘合剂。
阻挡层的厚度通常为5-25μm。
粘合层包括例如，丙烯酸类树脂系粘合剂、改性聚烯烃系粘合剂、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、聚酰胺系粘合剂以及环氧树脂粘合剂。
丙烯酸类树脂粘合剂包括丙烯酸、甲基丙烯酸及其烷基酯的聚合物和共聚物。
改性聚烯烃粘合剂包括在有机过氧化物作用下通过不饱和羧酸或丙烯酸酐、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸接枝的聚乙烯、聚丙烯。
粘合层的厚度通常为5-30μm。
本发明的包装材料包括上述层的层压材料。
在本发明包装材料的制造方法中，使其多层层压的方法包括采用粘合剂层压多层的方法、使可热熔合的多层热熔合的方法、同时挤出热熔合多层的方法及其组合方法，还有常规方法。
由本发明的包装材料形成的容器形状包括众所周知的形状和任选形状，如袋状、人字顶的牛奶盒形状、立方体、圆筒状以及砖形。
实施例下面通过实施例对本发明进行详细的描述。
(实施例1-1)制造的一种层压材料为密度为0.924g/cm3的低密度聚乙烯膜(LDPE)(厚度为20μm)(最外层)/漂白纸(重量为300g/m2)/含5wt％蓝色颜料(花青颜料)的LDPE膜(厚度为15μm)/含5wt％黄色颜料(氧化铁黄)的LDPE膜(厚度为15μm)/含5wt％白色颜料(二氧化钛)的密度为0.910g/cm3的线性低密度聚乙烯(LLDPE)膜(厚度为15μm)(最内层)。
在采用光谱UV计对上述实施例获得的层合体的遮光性能所作的评定中，在200-600nm的波长范围内测量透光率。
测得的透光率小于5％。
(实施例1-2)制造的层压材料为实施例1用的LDPE膜(最外层)/实施例1-1用的漂白纸/实施例1-1的LDPE膜(厚度为15μm)/含5wt％白色颜料、5wt％黄色颜料和5wt％蓝色颜料的实施例1LDPE膜(厚度为30μm)/密度为0.908g/m3、MFI为16g/10min、SR为1.5、差热分析的最高熔融温度为98℃的mLLDPE构成的薄膜(厚度为15μm)(最内层)。
上述实施例制造的层合体经实施例1-1的评定而测得的透光率小于5％。
(实施例1-3)制造的层压材料为实施例1用的LDPE膜(最外层)/实施例1-1用的漂白纸/实施例1-1的LDPE膜(厚度为15μm)/含5wt％黄色颜料和5wt％蓝色颜料的实施例1LDPE膜(厚度为30μm)/由含5wt％白色颜料的LLDPE(实施例1-1用的)组成的薄膜(最内层)。
上述实施例制造的层合体经实施例1-1的评定而测得的透光率小于5％。
(实施例1-4)制造的层压材料为由含5wt％白色颜料的LLDPE(实施例1-1用的)组成的薄膜(最外层)/实施例1-1用的漂白纸/含5wt％黄色颜料和5wt％蓝色颜料的实施例1LDPE膜(厚度为30μm)/由含5wt％白色颜料的LLDPE(实施例1-1使用)组成的薄膜(最内层)。
上述实施例制造的层合体经实施例1-1的评定而测得的透光率小于5％。
(对比例1-1)制造的层压材料包括实施例1-1用的LDPE膜(最外层)/实施例1-1用的漂白纸/实施例1-1用的LLDPE膜(最内层)。
上述实施例制造的层合体经实施例1-1的评定而测得的透光率大于70％。
(对比例1-2)除了未使用含蓝色颜料的LDPE膜外，制造的层压材料与实施例1-1的相同。
所制造的层合体经实施例1-1的评定而测得的透光率大于70％。
(对比例1-3)除了未使用含黄色颜料的LDPE膜外，制造的层压材料与实施例1-1的相同。
所制造的层合体经实施例1-1的评定而测得的透光率大于70％。
(对比例1-4)除了未使用含白色颜料的LDPE膜外，制造的层压材料与实施例1-1的相同。
所制造的层合体经实施例1-1的评定而测得的透光率大于70％。
从实施例和对比例的结果看，实施例1-1、1-2、1-3、1-4中包括具有含蓝色、黄色和白色颜料的聚烯烃层的层压材料的包装材料反射波长为200-600nm的光线。
另一方面，对比例1-2、1-3、1-4中包括具有不含任何蓝色、黄色和白色颜料的聚烯烃层的层压材料的包装材料和对比例1-1中包括具有不含蓝色、黄色和白色颜料的聚烯烃层的层压材料的包装材料不反射波长为200-600nm的光线。
(实施例2-1)制造的层压材料为密度为0.924g/cm3的LDPE膜(厚度为20μm)(最外层)/漂白纸(重量为300g/m2)/含黑色颜料(30wt％的碳黑母炼胶)的挤出LDPE(密度为0.910g/cm3)膜(厚度为15μm)/LLDPE膜(厚度为20μm)(最内层)。
(实施例2-2)除了使用25wt％蓝色颜料(花青颜料)的母炼胶代替黑色颜料的母炼胶外，制造的层压材料与实施例2-1的相同，为LDPE膜(厚度为20μm)(最外层)/漂白纸/含蓝色颜料的LDPE膜(厚度为20μm)/LLDPE膜(厚度为20μm)(最内层)。
(实施例2-3)采用挤出方法制造的层压材料为实施例1用的LDPE膜(厚度为20μm)(最外层)/实施例1用的漂白纸/含黑色颜料(3wt％的碳黑)的漆涂层(厚度为20μm)/差热分析的最高熔融温度为98℃、MFI为1，16g/10min、SR为1.5、密度为0.908g/m3的mLLDPE薄膜(厚度为20μm)(最内层)。
(实施例2-4)除了采用含25wt％蓝色颜料(花青颜料)的漆代替含黑色颜料的漆外，制造的层压材料与示例3的相同，为LDPE膜(厚度为20μm)(最外层)/漂白纸/含蓝色颜料的涂层(厚度为20μm)/mLLDPE膜(厚度为20μm)(最内层)。
(对比例2-1)除了使用不含蓝色颜料的LDPE代替含黑色颜料母炼胶的LDPE外，所制造的层压材料与实施例2的相同，为LDPE膜(最外层)/漂白纸/LDPE膜/LLDPE膜(最内层)。
(对比例2-2)除了使用不含蓝色颜料的漆代替含有蓝色颜料的漆外，所制造的层压材料与实施例2-4的相同，为LDPE膜(最外层)/漂白纸/无色涂漆/mLLDPE膜(最内层)。
采用光谱UV计在400-600nm波长的范围内测量有关在实施例1-4和对比例2-1、2-2中制造的层压材料的透光率，并评定其遮光性。
其结果在表1中示出。
(表1)
从表1中看出，与由对比例2-1、2-2的层压材料制成的容器相比，由实施例2-1、2-2、2-3、2-4，尤其是实施例2-1和3的层压材料制成的容器显示出优良的遮光性。
此外，针对以实施例2-1、2-2、2-3、2-4和对比例2-1、2-2制造的层压材料，在容量为200ml的砖状液体食品容器的加工步骤中，检查层压材料漂白纸内层的针孔情况。
在实施例1-4的层压材料中，经简便即时的判断下就目测发现有针孔的漂白纸。
通过下面的常规测试方法在对比例1、2的层压材料中所作的检查判断复杂而耗时。
(常规测试方法)在从容器中取出内容物后，用工艺刀将容器分成顶底两半。
将红色油墨注入洗涤且干燥过的容器中，风干约24小时后检查针孔。
风干是用于避免干燥工艺中容器的应力的。
优点如实施例所示，本发明带来了下列效果。
本发明的包装材料可反射200-600nm宽范围内的光线。因此，防止了装满在用该包装材料制成的容器中的液体食品因光照而变质。
常规的包装材料需要从包装材料的制造装置中清除树脂层中碳黑的黑色颜料。在本发明的包装材料中，多种有色树脂可容易地从一种有色树脂变成另外一种，清除量也就减少了。
在成本和环境方面，因为不采用金属材料如铝箔，也就减少了问题的发生。
当在本发明的包装材料容器中装满了液体食品时，可即时地判断出纸容器包装材料内层的任何损坏情况。
可在由包装材料制造纸容器时和在将液体食品填充到纸容器中时进行判断，不会给环境和工艺操作条件带来任何问题。
工业实用性本发明的包装材料和制造方法可用于包装牛奶、果汁、精制酒、蒸馏酒、矿泉水和其他饮料的液体食品。
权利要求
1.一种液体食品用纸包装材料的制造方法，该纸包装材料由具有纸层、热塑性树脂外层和热塑性树脂内层的层合体形成，其特征在于，包括制备基本上完全漂白的重量为50-350g/m2的白色漂白纸层的步骤；在层压热塑性树脂内层之前或当中将遮光材料的遮光层加设在漂白纸层内侧的步骤；通过遮光层从获得的层合体的热塑性树脂内层一侧观察可见或不可见的漂白层的内表面来检查获得的层合体缺陷的步骤。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，漂白纸层内侧的热塑性树脂层含有蓝色颜料、黄色颜料和白色颜料。
3.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，含有颜料的热塑性树脂层包括三种含有彼此不同的颜料的热塑性树脂层。
4.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，含有颜料的热塑性树脂层包括含有其中一种上述颜料的热塑性树脂层和含有其他颜料的热塑性树脂层。
5.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，漂白纸层外侧的热塑性树脂层还含有白色颜料。
6.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，含深色颜料层被加设在漂白纸层内侧，而透明热塑性树脂内层被加设在该含深色颜料层内侧。
7.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，该含深色颜料层与漂白纸层直接接触。
8.一种液体食品用的纸包装材料，其由具有纸层、热塑性树脂外层以及热塑性树脂内层的层压材料形成，其特征在于，该纸层是重量为50-350g/m2的基本上完全漂白的白色漂白纸层，而该纸层内侧的热塑性树脂层含有蓝色颜料、黄色颜料以及白色颜料。
9.如权利要求8所述的纸包装材料，其特征在于，该含有颜料的热塑性树脂层包括三种含有彼此不同的颜料的热塑性树脂层。
10.如权利要求8所述的纸包装材料，其特征在于，该含有颜料的热塑性树脂层包括含有其中一种颜料的热塑性树脂层和含有其他颜料的热塑性树脂层。
11.如权利要求8所述的纸包装材料，其特征在于，该漂白纸层外侧的热塑性树脂层还含有白色颜料。
12.一种本发明的液体食品用的纸包装材料，其由具有纸层、热塑性树脂外层以及热塑性树脂内层的层压材料形成，其特征在于，该纸层为重量为50-350g/m2的基本上完全漂白的白色漂白纸层，含深色颜料层被加设在该纸层内侧，且透明热塑性树脂内层被加设在该含深色颜料层内侧。
13.如权利要求12所述的纸包装材料，其特征在于，该含深色颜料层与该漂白纸层直接接触。
全文摘要
在由包装材料制造纸容器时，能即时检查包装材料内层的损坏并防止内容物因光照而变质。提供了一种液体食品用遮光纸包装材料的制造方法，该纸包装材料由具有纸层、热塑性树脂外层和热塑性树脂内层的层合体形成，包括制备基本上完全漂白的重量为50－350g/m
文档编号B32B7/10GK1589216SQ028231
公开日2005年3月2日 申请日期2002年9月25日 优先权日2001年9月27日
发明者P·弗里斯克, 小野和也, 荻田弘明 申请人:利乐拉瓦尔集团及财务有限公司