CN1122624C - 包装材料及容器 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于密封容器的热封接部分进行剥离开启的容器的技术领域提供一种具有卷边少、开启时不拉丝、易开启性的包装材料及容器。这种易开启包装材料，其特征在于，其至少由基材和在该基材的一侧面设置的热封接层构成，所述的热封接层从靠近基材侧顺次设置由乙烯-不饱和羧酸共聚物制成的树脂层(B)和含有55至75的重量份的低密度聚乙烯及含有45至25的重量份的聚丁烯的树脂层(A)形成的层压结构，所述树脂层(A)和树脂层(B)通过共挤出法相互层压。以这种包装材料作为最内层涂覆有熔点为105-115℃的聚乙烯的纸杯容器的盖材而进行热封接，在开启时所述树脂层(A)发生凝集破坏。

Description

包装材料及容器
本发明涉及包装材料及容器。
具有易剥离性的易开启包装材料因剥离机构的不同而划分为界面剥离型、层间剥离型和凝集剥离型。在这些材料中，凝集剥离型材料的剥离层树脂在开启时因产生内部凝集破坏而显示出其易剥离性。作为凝集剥离型材料，公知的有石蜡、混有粘结材料的EVA系材料、聚烯烃/聚苯乙烯系、或聚乙烯/聚丙烯系等不相溶的聚合物混合物，它们具有剥离强度的封接温度的稳定性、夹杂物的封接性和耐内容物等优良特征。这里所述的“优良的夹杂物的封接性”是表示在有比较大的尺寸粒子夹杂物混入热封接材料时仍具有良好的热封接性能。
但是，属于凝集破坏型的已有的易开启材料在开启时存在易于在封接剥离面上残存纤维状剥离层树脂的所谓“拉丝”的问题。另外，因为难以控制剥离强度，当在以涂覆有聚乙烯的纸作为被封接体时，因剥离强度过强使被粘接体的纸破坏，而容易产生所谓“纸剥落现象”的问题。
另外，当采用挤出层压法等方法将已有的易开启材料层压在纸、薄膜或金属箔等基材上时，所得到的易开启包装材料容易发生卷边，将盖材热封接于容器上时会产生许多的诸如供给、操作麻烦等问题。
本发明的课题是在于对密封容器的热封接部分进行剥离开启的容器的技术领域，提供一种具有卷边少、开启时不拉丝、易开启性的包装材料及容器。
本发明涉及的易开启包装材料的特征在于，其中至少由基材和在该基材的一侧面设置有热封接层而构成，所述的热封接层是从靠近基材侧顺次设置由乙烯-不饱和羧酸共聚物制成的树脂层(B)和含有55至75重量份的低密度聚乙烯及含有45至25重量份的聚丁烯的树脂层(A)，而形成层压结构，所述树脂层(A)和树脂层(B)通过共挤出法相互层压。
另外，本发明涉及的易开启容器的特征在于，作为对最内层涂覆有熔点为105-115℃的聚乙烯的纸杯容器的盖材的包装材料进行热封接，在开启对所述树脂层(A)发生凝集破坏。
所述树脂层(A)的厚度在5-15微米的范围内，并且，所述树脂层(B)的厚度最好比所述树脂层(A)的厚度大些。
另外，所述低密度聚乙烯是熔点为110℃以下的用高压法制成的低密度聚乙烯，并且，所述聚丁烯是在熔点120℃以上的均聚物，另外，所述的乙烯-不饱和羧酸共聚物的熔点优选是比所述低密度聚乙烯的熔点更低。
另外，最好用共挤出层压法将所述的热封接层层压在所述基材上。
图1是表示本发明包装材料的层状结构的一个实例的模式断面图。图2是表示本发明包装材料的层状结构的另一实例的模式断面图。图3是说明将本发明的包装材料从被粘接体上剥离时的状态的示意图，(a)是热封接后的状态，(b)是将热封接部分剥离的状态。图4是表示以本发明的包装材料作为盖材使用的容器的实施例，(a)是容器的透视图，(b)是沿X-X线的断面图，(c)是封接部分的部分断面图，(d)是剥离盖材时的剥离部分的部分断面图。
如图1和图2所示，本发明的包装材料1至少由基材层3和热封接层2构成，所述热封接层2是由相互不同的树脂经层压形成的至少2层(2A、2B)所构成。如图1例示，是用挤出涂覆法将热封接层在纸等基材上直接制膜，如图2例示，是先制膜形成热封接层2，然后采用干式层压法等方法借助粘结剂4将该热封接层2贴合在塑料薄膜等基材上。
作为基材，可以单独使用纸、金属箔或塑料薄膜，或者可以使用这些材料中的2种以上的层压制品。塑料薄膜可以是如硅或铝的氧化物或者铝那样的金属薄膜所形成的蒸镀薄膜。
如图1所示，本发明的包装材料中的热封接层2是由树脂层2A和树脂层2B使用没有粘结剂的共挤出法层压而构成的，其中树脂层2A由55-75重量份的低密度聚乙烯和45-25重量份的聚丁烯混合而成，树脂层2B由聚乙烯-不饱和羧酸共聚物形成。在上述热封接层2与基材3叠置中将上述乙烯-不饱和羧酸共聚物形成的树脂层2B侧配置在基材侧并进行层压。换言之，封接层2是相对于基材进行层压。
上述低密度聚乙烯和聚丁烯的混合物层2A可以在开封时产生凝集破坏而形成剥离层。聚丁烯与低密度聚乙烯实质上是不相溶的，它们的混合物形成所谓的“海岛构造”，从而降低剥离层的凝集力，故能呈现凝集破坏型的易剥离性。如果聚丁烯的比例小于25％的重量份，则剥离强度过高，当以涂覆有聚乙烯的纸作为被粘接体时，会产生纸剥落现象。聚丁烯的比例超过45％的重量百分比时，剥离强度不足，因而容易产生拉丝现象。
作为乙烯-不饱和羧酸共聚物，可以使用EMAA(乙烯-异丁烯酸共聚物)或EAA(乙烯-丙烯酸共聚物)。乙烯-不饱和羧酸共聚物的树脂层2B邻接于剥离层而设置，因此在开封时剥离层的凝集破坏而可以集中在2A层和2B层的交界线附近，使剥离强度稳定，并可以抑制拉丝的发生。另外，由于设置了乙烯-不饱和羧酸共聚物层，在将热封接层与基材进行层压时，具有抑制卷边的效果。
将2A层和2B层进行层压，能容易地按照预定的层比形成热封接层。作为将由2A层和2B层形成的热封接层2和基材3进行层压的方法，可以采用干式层压法、夹芯层层压法或共挤出层压法。
若热封接层2A的厚度小于5微米，则容易使封接强度变得不稳定，也会使夹杂物封接性变得不足。另外，若热封接层2A的厚度超过15微米，则在开启时易于产生拉丝。另一方面，当形成热封接层的2B层的厚度比2A层薄时，则热封接层和基材层压时的卷边会变大，而且使采用共挤出法对2A层和2B层的层压加工也变得困难。
在热封接层的上述2A层上含有的低密度聚乙烯的熔点若超过110℃，则低温下的热封接强度会减弱，也容易产生拉丝。另外，当在2A层中使用乙烯和α烯烃的共聚物的直链状低密度聚乙烯，即所谓LLDPE时，则会提高封接强度而容易产生纸剥落现象。作为热封接层的上述2A层使用的低密度聚乙烯最好是在密度为0.915-0.920、MFR为0.5-50(优选为20～50)范围内的用高压法形成的低密度聚乙烯。
聚丁烯的熔点若小于120℃，则封接强度较高，在剥离时容易产生纸剥落。在以丁烯-1为主体利用该丁烯-1和其他的烯烃共聚合而产生的共聚物时，封接强度较高，纸容易剥落。最好采用密度为0.905-0.917、MFR为0.2-20范围内的聚丁烯。
作为热封接层的2B层的乙烯-不饱和羧酸共聚物，宜于采用EMAA、EAA。乙烯-不饱和羧酸共聚物的熔点比上述2A层所采用的低密度聚乙烯高时，在开启时容易产生拉丝。EMAA宜于使用密度为0.930-0.940、MFR为2-20范围内的。作为EAA，可以采用密度为0.924-0.941、MFR为2-20范围内的较适宜。
下面，说明使用本发明的包装材料的容器进行开启的情况。如图3(a)所示，使本发明的包装材料1的热封接层与被粘接体10的热封接层相面对，由一加热板30进行热封接，形成热封接部分13。当对该热封接部分13进行剥离(开启)时，如图3(b)所示，热封接层2的由混合树脂形成的2A层产生凝集破坏14，显示出易开启性，从而形成没有拉丝的剥离面。
当与热封接层2相层压的基材3是纸、铝箔或聚乙烯塑料薄膜时，由2A层和2B层构成热封接层2可以采用共挤出层压法直接在基材上层压，使加工过程简单。
如图4(a)所示，本发明的包装材料适于用作与涂覆有聚乙烯的纸杯容器22中热封接的盖材21。对纸容器的容器本体22的唇状卷边加压，形成平滑的凸缘23，盖体21热封接于该凸缘部分而形成密封。在开启时，将盖体的热封接部分剥离。当使用本发明的包装材料作为盖材时，开启时的剥离状态如图(d)所示。上述的纸容器可以广泛用于容纳方便面类、酸乳酪、小吃类以及纳豆(蒸后发醇的大豆食品)等食品。由于将本发明的包装材料用作纸容器的盖材，故可以提供剥离面优良的易开启性，同时可以避免以往在纸容器中剥离面上产生拉丝的问题。
接下来，具体地说明本发明的包装材料及容器，但本发明并不限于此。
【实施例1】
以65重量份的低密度聚乙烯(熔点为105℃)和35重量份的聚丁烯(熔点为125℃)的混合物作为剥离层的第1层(厚度为10微米)，以乙烯-异丁烯酸共聚物(以下记载为【EMAA】(熔点为98℃)作为第2层(厚度为20微米)，在EMAA层侧进行臭氧处理，并在经电晕处理的纸(100g/m2)上在300℃的挤出温度下进行共挤出层压，可以获得下述结构的包装材料。
纸(100g/m2)/EMAA(20微米)/剥离层(10微米)
【实施例2】
以65重量份的低密度聚乙烯(熔点为105℃)和35重量份的聚丁烯(熔点为125℃)的混合物作为剥离层的第1层(厚度为10微米)，以EMAA(熔点为98℃)作为第2层(厚度为20微米)，在300℃的挤出温度下，在铝箔(厚度为50微米)上进行共挤出层压，可以获得下述结构的包装材料。
铝箔(50微米)/EMAA(20微米)/剥离层(10微米)
【实施例3】
使用乙烯-丙烯酸共聚物(以下称为【EAA】)(熔点为96℃)代替EMAA，按实施例1同样的方式进行。即，以65重量份的低密度聚乙烯(熔点为105℃)和35重量份的聚丁烯(熔点为125℃)的混合物作为剥离层的第1层(厚度为10微米)，以EAA(熔点为96℃)作为第2层(厚度为20微米)，在EAA层侧进行臭氧处理，并在经电晕处理的纸(100g/m2)上在300℃的挤出温度下进行共挤出层压，可以获得下述结构的包装材料。
纸(100g/m2)/EAA(20微米)/剥离层(10微米)
【实施例4】
以65重量份的低密度聚乙烯(熔点为105℃)和35重量份的聚丁烯(熔点为125℃)的混合物作为剥离层的第1层，以EMAA(熔点为98℃)作为第2层，通过多层吹胀成型法制成密封膜，在该薄膜的EMAA层侧进行电晕处理后，在厚度为16微米的PET薄膜的一侧面使用2液固化型聚氨酯系粘结剂进行干式层压，可以获得下述结构的包装材料。
PET(16微米)/粘结剂层/EMAA(20微米)/剥离层(10微米)
【实施例5】
以65重量份的低密度聚乙烯(熔点为105℃)和35重量份的聚丁烯(熔点为125℃)的混合物作为剥离层的第1层(厚度为20微米)，以EMAA(熔点为98℃)作为第2层(厚度为10微米)，在EMAA层侧进行臭氧处理，并在经电晕处理的纸(100g/m2)上在300℃的挤出温度下进行共挤出层压，可以获得下述结构的包装材料。
纸(100g/m2)/EMAA(10微米)/剥离层(20微米)
【实施例6】
以65重量份的低密度聚乙烯(熔点为111℃)和35重量份的聚丁烯(熔点为125℃)的混合物作为剥离层的第1层(厚度为10微米)，以EMAA(熔点为98℃)作为第2层(厚度为20微米)，在EMAA层侧进行臭氧处理，并在经电晕处理的纸(100g/m2)上在300℃的挤出温度下进行共挤出层压，可以获得下述结构的包装材料。
纸(100g/m2)/EMAA(20微米)/剥离层(10微米)
【实施例7】
以65重量份的低密度聚乙烯(熔点为105℃)和35重量份的聚丁烯(熔点为125℃)的混合物作为剥离层的第1层(厚度为10微米)，以EMAA(熔点为98℃)作为第2层(厚度为20微米)，在EMAA层侧进行臭氧处理，并在经电晕处理的纸(100g/m2)上在300℃的挤出温度下进行共挤出层压，可以获得下述结构的包装材料。
纸(100g/m2)/EMAA(20微米)/剥离层(10微米)
【实施例8】
以65重量份的低密度聚乙烯(熔点为105℃)和35重量份的聚丁烯(熔点为125℃)的混合物作为剥离层的第1层(厚度为10微米)，以EMAA(熔点为105℃)作为第2层(厚度为20微米)，在EMAA层侧进行臭氧处理，并在经电晕处理的纸(100g/m2)上在300℃的挤出温度下进行共挤出层压，可以获得下述结构的包装材料。
纸(100g/m2)/EMAA(20微米)/剥离层(10微米)
【比较例1】
以80重量份的低密度聚乙烯(熔点为105℃)和20重量份的聚丁烯(熔点为125℃)的混合物作为剥离层的第1层(厚度为10微米)，以EMAA(熔点为98℃)作为第2层(厚度为20微米)，在EMAA层侧进行臭氧处理，并在经电晕处理的纸(100g/m2)上在300℃的挤出温度下进行共挤出层压，可以获得下述结构的包装材料。
纸(100g/m2)/EMAA(20微米)/剥离层(10微米)
【比较例2】
以50重量份的低密度聚乙烯(熔点为105℃)和50重量份的聚丁烯(熔点为125℃)的混合物作为剥离层的第1层(厚度为10微米)，以EMAA(熔点为98℃)作为第2层(厚度为20微米)，在EMAA层侧进行臭氧处理，并在经电晕处理的纸(100g/m2)上在300℃的挤出温度下进行共挤出层压，可以获得下述结构的包装材料。
纸(100g/m2)/EMAA(20微米)/剥离层(10微米)
【比较例3】
以65重量份的低密度聚乙烯(熔点为105℃)和35重量份的聚丁烯(熔点为125℃)的混合物作为剥离层的第1层(厚度为10微米)，以低密度聚乙烯(LDPE)(熔点为105℃、密度＝0.92、MFR＝7)作为第2层(厚度为20微米)，在LDPE层侧进行臭氧处理，并在经电晕处理的纸(100g/m2)上在300℃的挤出温度下进行共挤出层压，可以获得下述结构的包装材料。
纸(100g/m2)/LDPE(20微米)/剥离层(10微米)
【比较例4】
以65重量份的直链状低密度聚乙烯(以下称为【LLDPE】)(熔点为110℃)和35重量份的聚丁烯(熔点为125℃)的混合物作为剥离层的第1层(厚度为10微米)，以EMAA(熔点为98℃)作为第2层(厚度为20微米)，在EMAA层侧进行臭氧处理，并在经电晕处理的纸(100g/m2)上在300℃的挤出温度下进行共挤出层压，可以获得下述结构的包装材料。
纸(100g/m2)/EMAA(20微米)/剥离层(10微米)
<试验>
将通过挤出而涂有20微米厚、溶点为106℃的低密度聚乙烯的制杯原纸(280g/m2)加工成具有凸缘部分的杯子形状，其凸缘部分与实施例1中作为盖材所使用的包装材料在150℃、0.6秒的条件下热封接之后，对其开启，用显微镜观察剥离面的断面。从盖材侧和杯子侧的两个方向观察盖材的剥离层，可以确认剥离层在开启时产生了凝集破坏。
另外，将各个实施例及比较例中制成的包装材料与通过挤出而涂有熔点是106℃的低密度聚乙烯(厚度为20微米)的制杯原纸(280g/m2)在140℃、98Kpa、1秒的条件下进行热封接，比较它们的剥离强度和剥离面的拉丝状况。用肉眼观察卷边状况来作出评价。
实施例及比较例中的易开封性及卷边的发生情况如下所示。
【表1】
    剥离强度(N/15mm)     剥离面的拉丝     卷边
                              实施例
    1     5.5     无     小
    2     5.0     无     小
    3     5.5     无     小
    4     6.5     无     小
    5     4.5     略微多     中
    6     4.0     略微多     小
    7     7.0     无     小
    8     3.0     略微多     中
                              比较例
    1     纸剥落     --------     小
    2     2.5     略微多     小
    3     5.0     多     大
    4     纸剥落     --------     小
实施例1-4中的包装材料呈现有适度的剥离强度，剥离面上没有产生拉丝，卷边也较小。实施例5的包装材料的剥离层比EMAA层的厚度薄一些，故卷边略微明显，拉丝也略微较多。实施例6的包装材料，由于低密度聚乙烯的熔点较高，使剥离强度略微减弱，拉丝也略有增多。实施例7的包装材料，由于聚丁烯的熔点较低，剥离强度略微增强。实施例8的包装材料，由于EMAA的熔点较高并与低密度聚乙烯的熔点相同，所以拉丝略有增多，剥离强度也减弱，使卷边略微明显。
比较例1中的包装材料，由于聚丁烯的配合比例较低，使剥离强度增强，产生了纸剥落现象。比较例2中的包装材料，由于聚丁烯的配合比例较高，使剥离强度减弱，拉丝也略微较多。比较例3的包装材料，由于第2层使用低密度聚乙烯代替乙烯-不饱和羧酸共聚物而使拉丝变多，卷边也变大。比较例4的包装材料，由于使用LLDPE代替低密度聚乙烯，使剥离强度增强，产生纸剥落现象。
【实施例9】
在具有【纸/聚乙烯/铝箔】的层状结构的基材的铝箔一侧，通过聚氨酯类固着剂以60重量份的低密度聚乙烯(熔点为106℃)和40重量份的聚丁烯(熔点为125℃)的混合物作为剥离层的第1层(厚度为10微米)，以EMAA(熔点为100℃)作为第2层(厚度为30微米)，在EMAA层侧进行臭氧处理，在260℃的挤出温度下进行共挤出层压，可以获得下述结构的包装材料。
【纸(76g/m2)/聚乙烯(20微米)/铝箔(7微米)/EMAA(30微米)/剥离层(10微米)】
这种包装材料用作由内表面涂覆有熔点为110℃聚乙烯的纸(280g/m2)制成的用于方便面纸杯的盖材，在开启时不会产生纸剥落和拉丝的现象，可以获得具有优良的密封性和耐热性的易开启性的容器。
【实施例10】
在具有【纸/聚乙烯/铝箔/PET】的层状结构的基材的PET一侧，通过聚氨酯类固着剂以70重量份的低密度聚乙烯(熔点为105℃)和30重量份的聚丁烯(熔点为125℃)的混合物作为剥离层的第1层(厚度为10微米)，以EMAA(熔点为98℃)作为第2层(厚度为40微米)，在EMAA层侧进行臭氧处理，在250℃的挤出温度下进行共挤出层压，可以获得下述结构的包装材料。
【纸(79g/m2)/聚乙烯(20微米)/铝箔(7微米)/PET(12微米)/EMAA(40微米)/剥离层(10微米)】
这种包装材料用作由具有【纸(210g/m2)/聚乙烯(20微米)/铝箔(7微米)/EMAA(10微米)/聚乙烯(20微米)】的层状结构的原纸制成的用于小吃点心纸杯的盖材，在开启时不会产生纸剥落和拉丝的现象，可以获得具有优良的密封性和耐热性的易开启性的容器。
【实施例11】
在具有【PET(12微米)/铝箔(10微米)】的层状结构的基材的铝箔一侧，以65重量份的低密度聚乙烯(熔点为105℃)和35重量份的聚丁烯(熔点为125℃)的混合物作为剥离层的第1层(厚度为10微米)，以EMAA(熔点为100℃)作为第2层(厚度为35微米)，在290℃的挤出温度下进行共挤出层压，可以获得下述结构的包装材料。
【PET(12微米)/铝箔(10微米)/EMAA(35微米)/剥离层(10微米)】
这种包装材料用作由内表面涂覆有熔点为107℃聚乙烯的纸(240g/m2)制成的用于酸乳酪的纸杯的盖材，在开启时不会产生纸剥落和拉丝的现象，可以获得具有优良的密封性和耐热性的易开启性的容器。
本发明的包装材料具有包含剥离层的热封接层。使用这种包装材料进行热封接方式而形成的密封的热封接部分在开启该热封部分时，在剥离层产生凝集破坏，显示其易开启性。而且，在开封部分不会产生拉丝现象。
因此，当这种包装材料被用作由内表面是聚乙烯的材料形成的纸杯的盖材时，则获得了具有易开启性的密封的纸杯。所获得的容器对消费者来说，其使用性良好。

Claims (5)

1.一种易开启的包装材料，其特征在于，其至少由基材和在该基材的一侧面设置的热封接层构成，所述的热封接层从靠近基材侧顺次设置由聚乙烯-不饱和羧酸共聚物制成的树脂层(B)和含有55至75的重量份的低密度乙烯及含有45至25的重量份的聚丁烯的树脂层(A)形成的层压结构，所述树脂层(A)和树脂层(B)通过共挤出法相互层压。
2.如权利要求1所记载的包装材料，其特征在于，所述树脂层(A)的厚度在5-15微米的范围内，并且，所述树脂层(B)的厚度最好比所述树脂层(A)的厚度大些。
3.如权利要求1或2所述的包装材料，其特征在于，所述的低密度聚乙烯是熔点在110℃以下的用高压法制成的低密度聚乙烯，并且，所述聚丁烯是熔点在120℃以上的均聚物，另外，所述的乙烯-不饱和羧酸共聚物的熔点最好比所述低密度聚乙烯的熔点低些。
4.如权利要求1-3中任意一项所记载的包装材料，其特征在于，用共挤出层压法将所述的热封接层层压在所述基材上。
5.一种易开启的容器，其特征在于，权利要求1至权利要求4所述的包装材料作为最内层涂覆有熔点为105-115℃的聚乙烯的纸杯容器的盖材而进行热封接，在开启时所述树脂层(A)发生凝集破坏。
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