CN1240710A - 可回收利用的多层聚酯树脂材料 - Google Patents
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Abstract
适用于制造盛放饮料和食品的容器的可回收利用的多层聚酯树脂材料包含一层密度小于700kg/m3的聚酯树脂泡沫层,和粘合到发泡片上的聚酯树脂膜。在多层材料上折出图案,按该图案折叠就可以形成容器的形状。
Description
本发明涉及一种适用于制造盛放饮料和食品的容器的聚酯树脂的可回收利用(recyclable)的多层材料，在所述材料上压上图案进行压印，按所述图案经折叠就可以获得容器的形状。该材料是可热封的，并且可以通过热封来密封容器。
本发明尤其是涉及一种适用于制造盛放诸如水果汁、中等贮存期的牛奶、茶和类似物的饮料的容器的具有气体阻隔性能的材料。
本发明也包括由该多层材料制得的容器。
迄今为止，制备盛放诸如水果汁、牛奶等饮料和食品的容器所用的多层材料主要包括一层使容器具有机械性能，尤其是刚性的纸板功能层，和在某些情况下粘合到纸板上的一层在与饮料或食品接触的一面上涂有聚乙烯膜或类似聚合物材料的铝薄片。
用这种多层材料制成的容器由于各层的不同的化学性质而难以回收利用。
制造盛放食品或饮料的容器的材料的可回收利用性从可以达到回收利用的节约角度和从生态学的观点来看都是非常重要必需的。
拥有可回收利用的材料的可能性在本领域是一个非常重要的主题。
用聚合物材料制成的盛放饮料和液体的容器是存在的，但它们与用纸板制成的容器相比不具有刚性，为此，它们不能适用于制造刚性容器。用这种材料制成的容器归入小袋(袋)类。
迄今为止使用聚合物材料来制造具有所需刚性的容器的尝试是失败的。
容器的刚性与壁厚有关，并且更精确地说它是随壁厚的立方而变化的。
使用聚合物材料如聚烯烃来制造具有足够刚性的容器意味着这样一种厚度，它是不经济的，而且由于难以进行在密封容器过程中所碰到的折叠和封合因而又是不可加工的。
另一种材料如发泡聚苯乙烯也是不能使用的，原因是当将其贴合到薄层上时它会脆裂。
从专利文献(US 5,000,991)中可知用于制造盛放食物的热成型容器的刚性层压板，它是用一发泡聚酯材料片和一与该片具有相同性质的膜或其它聚合物材料的膜制成的。从EB-A-836937中可知半刚性的层压板的厚度为0.5-1.5mm，并且包含一层密度为0.7-1g/cm3的聚酯树脂泡沫，在该泡沫上粘合一层具有与聚酯泡沫层不同的气体阻隔性能的聚合物材料。
该层压板经热成型可用来制造包装制品。
按照材料上所压出的图案进行折叠能被折成容器形状的包含一层聚合物泡沫的单层或多层材料在专利文献中并不知道。
要用折叠容器的形状而产生的图案压制单层或多层聚合物发泡材料的能力，和按这种图案折叠材料的能力构成了使用折痕和折叠技术来制造饮料和食品容器的必不可少的必要条件。
若在材料上压出的图案能在一段时间保持稳定并且若在压印这种图案时没有出现会削弱折叠材料可能性的断裂，则这种材料适用于折痕。
而且，该材料必须是可热封的，从而可以密封容器。
现在意想不到地发现用基本上具有相同化学性质的聚合物材料层制成的具有足以替代纸板的刚性的可回收利用的多层聚合物材料能按压印在其上面的图案进行折痕和折叠，而且它也是可热封的。
本发明的多层材料是这样一种材料，它包含密度小于700kg/m3的聚酯树脂发泡片作为主层，和粘合到所述片上的能通过热封来密封容器的聚酯树脂的可热封的膜。
可用适用于在各材料之间实现粘合的任何方法，例如经热层压法或用聚酯树脂基的胶水粘胶法将聚酯膜粘合到发泡片上。
片的密度较好为10-500kg/m3，最好为100-200kg/m3。片的厚度通常为0.2-3mm，最好为0.2-1.5mm。
按常规的挤出发泡法来制造片。
较好的方法披露于US 5,362,763中，其内容在此参考引用。
其它的方法是那些在US 5,362,763中所述的方法，其内容也参考引用。
片的刚性与其厚度有关，它随厚度的增加而提高(不成比例)。使用增强填料如二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、碳酸钙能提高片的刚性。
聚酯膜由能经热封来密封容器的低熔点聚酯制成。这些聚酯的熔点通常为50-200℃，最好为80-120℃。聚酯的例子是其中大于10％来自对苯二酸的单元被来自间苯二酸或其与其它二羧酸如萘二甲酸的混合物的单元所取代的共聚对苯二甲酸乙二醇酯。
聚酯膜较好的是一种共挤塑双层膜，其中一层是由可热封的低熔点共聚酯制成的，而另一层是常规类型的聚酯如PET或熔点高于200℃的共聚酯。使用双层膜能用非常简单和有效的方法经封合来密封容器。
有用的双层膜的一个例子是购自Toray Plastics Europe S.A.的TERPHANE膜(TERPHANE是Toray Plastics Europe的注册商标)。
双层膜和单层膜的厚度通常为10-25微米。
在容器中，聚酯膜相当于与液体或食品接触并防止饮料渗漏或香味从容器损失的层。
而且，由于在包装阶段的机械加工性的原因，可以将聚酯膜施加在发泡片的两面。
为了改进聚酯膜的气体阻隔性能，将其经表面处理使其具有阻隔性能，或者施加具有阻隔性能的材料如铝和铝与硅的氧化物(Al2O3和SiOx)。
代表性的表面处理是用聚硅酸锂或钾层对膜进行喷漆。该处理能实现可达0.3ml/m2/24h/atm或更小的非常低的氧气渗透率。
可按已知的方法来施用铝和Al和/或Si氧化物层。
选择表面处理和施加阻隔材料，并以使聚酯膜的氧气渗透率能达到低于70ml/m2/24h/atm(ASTM 1434)的方式进行。
在镀金属Al的膜或涂覆Al和/或Si氧化物的膜的情况下，氧气渗透率可降至低于0.3ml/m2/24h/atm的值。低于10ml/m2/24h/atm的值是较好的。
与膜的重量相比，施涂在膜上的铝或其它材料层的重量百分数在任何情况下都如此地小，以至于认为在所形成的回收利用过程中镀金属的膜仅是聚酯。
具有阻隔性能的膜的厚度通常为12-36微米。
如上已经指出，聚酯膜是与饮料或食品相接触的容器的一面，在对膜进行处理以改进阻隔性能的情况下，未处理的一面是与饮料或食品相接触的一面。
下面这种情况也是可能的，这按各种需求而变例如用油墨或其它物质进行印刷，放置处理过的膜作为外层，覆上发泡片，将所述膜粘合到该片上作为内层。
在这种情况下，未处理的膜也是与饮料或食品相接触的。
用铝镀金属的聚酯膜的例子在市场上以商品名Nu Roll从Nuroll S.p.A.购得(Nu Roll是Nuroll S.p.A.的注册商标)。
按压在片上的图案折痕来折叠多层材料就可以制造容器，形成容器的形状。
按其最终应用，容器可以具有不同的形状和体积。可以使用立方形、长方形或角锥形。盛放饮料和水果汁的容器的体积通常为0.2-2升。
制备多层材料所用的聚酯是芳族二羧酸与含2-12个碳原子的二元醇经缩聚获得的芳族聚酯。
发泡片中所用的聚酯较好地选自聚对苯二甲酸乙二醇酯和其共聚物(其中高达20摩尔％来自对苯二酸的单元被来自间苯二酸和/或萘二甲酸的单元所取代)。
对于制备发泡片和粘合在发泡片上的膜，可以使用回收的聚酯。
实施例1
提供下述实施例用于说明，但它们并不限制本发明。
用聚酯胶水将厚度为0.7mm、密度为180kg/m3、来自筒管的PET发泡片粘合到含有间苯二酸单元并且熔点为120℃的共聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上。
用厚度约为200的铝层对厚度为15微米的膜的一面镀金属，用金属化的一面将该膜粘合到发泡片上。对这样获得的双层材料进行折痕，形成用于盛放中等贮存期的牛奶和水果汁的容量为0.5-1.5升的容器的形状。
该容器经热封是可密闭的。该密封可容易地被撕裂打开。
实施例2
用聚酯胶水将具有如实施例1所述特征的PET发泡片粘合到厚度为15微米的双层膜TERPHANE上。
通过折痕和折叠将这样获得的多层材料用于制造盛放新鲜牛奶和类似饮料的容器。该容器经热封是可密闭的，并且密封可容易地被撕裂打开。
Claims (21)
1.一种适用于制造盛放饮料和食品的容器的可回收利用的可热封的多层材料，它包含一层由密度小于700kg/m3的聚酯树脂发泡片制成的层，和粘合到发泡片上的可热封的聚酯树脂膜，所述材料按适于折叠容器的形状所产生的图案对其折痕。
2.如权利要求1所述的多层材料，其中聚酯膜是由熔点为50-200℃的低熔点聚酯制成的。
3.如权利要求2所述的多层材料，其中聚酯膜是由熔点为80-110℃的树脂制成的。
4.如权利要求1至3中任一项所述的材料，其中聚酯膜是一种共挤塑的双层膜，其中一层是由熔点为50-200℃的低熔点聚酯制成的，而另一层是熔点高于200℃的聚酯。
5.如权利要求1至4中任一项所述的多层材料，其中聚酯膜是一种在其一个面上经能使其具有气体阻隔性能的处理或者用一层具有气体阻隔性能的材料涂覆过的膜。
6.如权利要求5所述的材料，其中具有阻隔性能的聚酯膜的氧气渗透率低于70ml/m3/24h/atm(ASTM 1434)。
7.如权利要求6所述的材料，其中聚酯膜镀金属Al或者涂覆铝或硅的氧化物层。
8.如权利要求6所述的多层材料，其中聚酯膜涂覆聚硅酸钾或锂层。
9.如权利要求1至8中任一项所述的材料，其中聚酯膜得自其中大于10％来自对苯二酸的单元被来自间苯二酸的单元所取代的共聚对苯二甲酸乙二醇酯。
10.如权利要求1至9中任一项所述的多层材料，其中使用聚酯胶水或经热层压法将聚酯膜粘合到发泡片上。
11.如权利要求1至10中任一项所述的多层材料，其中发泡片的密度为10-500kg/m3。
12.如权利要求1至11中任一项所述的多层材料，其中发泡片的密度为100-200kg/m3。
13.如权利要求1至12中任一项所述的多层材料，它的厚度为0.2-3mm。
14.如权利要求13所述的多层材料，它的厚度为0.2-1.5mm。
15.如权利要求1至14中任一项所述的多层材料，其中发泡片的聚酯树脂选自聚对苯二甲酸乙二醇酯和其中高达20％的单元来自间苯二酸的共聚对苯二甲酸乙二醇酯。
16.盛放饮料或食品的容器，它是用如权利要求1至15中任一项所述的多层材料制成的。
17.如权利要求16所述的容器，其中与饮料或食品相接触的层是由粘合到发泡聚酯片上的聚酯膜形成的，并且热封粘合到发泡片上的聚酯膜本身就能实现密封。
18.如权利要求17所述的盛放水果汁或消毒牛奶的容器，其中用能使其具有相应于氧气渗透率低于70ml/m2/24h/atm的阻隔性能的材料处理聚酯膜粘合到发泡片上的一面。
19.如权利要求18所述的容器，其中处理过的聚酯膜的氧气渗透率低于10ml/m2/24h/atm。
20.如权利要求19所述的容器，其中氧气渗透率低于0.3ml/m2/24h/atm。
21.如权利要求19至20中任一项所述的容器，其中聚酯膜涂覆铝或者Al和/或Si的氧化物的层。
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| CN101961707A (zh) * | 2009-07-23 | 2011-02-02 | 四国化研(上海)有限公司 | 图案面的形成方法 |
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| CN112203835A (zh) * | 2018-06-28 | 2021-01-08 | 株式会社Huvis | 包括气体阻隔层的成型体、包括其的包装容器及成型体的制备方法 |
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