TW539617B - Multi-layer resin/paper laminate structure containing at least a polymer/nanoclay composite layer and packaging materials made thereof - Google Patents

Multi-layer resin/paper laminate structure containing at least a polymer/nanoclay composite layer and packaging materials made thereof Download PDF

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TW539617B
TW539617B TW089111475A TW89111475A TW539617B TW 539617 B TW539617 B TW 539617B TW 089111475 A TW089111475 A TW 089111475A TW 89111475 A TW89111475 A TW 89111475A TW 539617 B TW539617 B TW 539617B
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Taiwan
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nano
paper
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Keith S Shih
Ashok M Adur
Benjamin Frank
Robert D Solimeno
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Int Paper Co
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A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(01) 冬-邀粘土複^材$l層之多層盘it 人紙i壓ϋ—製得之包 摘要: ~ 一 一種同時使用於包裝及非包裝應用之層壓結構,包括 夕層水&物層壓物’其含有至少一塗佈或施加於紙或紙板 上之4 &物/笔微粘土複合材料層。該層壓結構可視應用 ^ /兄5有連接層或其他層。該聚合物/毫微粘土複合材料 層較佳係為聚合物樹脂諸如耐綸6與細粉狀毫微粘土諸如 彔之夂a物’笔彳政米規模下之分散物。該聚合物/毫微 粘土钹合材料層於使用該層壓結構製備之包裝物上提供改 。芡氧及滢乳障璧特性,及改善之剛性及耐熱性,以針對 =存内容物提供較長之適用期,且於紙盒、包裝材料或 。。上k (、改良义形穩性。巾包括由該材料製造該層壓結 構及紙盒、包裝材料或容器之方法。 洋細說明: 發明背景 本發明有關一種使用於包裝 。士、甘扣, 衣次非包裝用途之層壓結構 尤其k出一種層壓結構,包括一 再 少一聚八从/古 … 、’·或紙板基材,具有至 ☆ β物/耄械枯土设合材料( ,^ Λ _ 4氷3物/毫微石夕酸蹢)屏 匕έ 微粘土(或毫微石夕酸祿取 豈曰 /毫微枯土複合材料層可直接:加樹脂。該聚合物 上,而不需使用連接層。當該聚^於该紙或紙板 層置於與化學上相異之聚合物笔微枯土複合材料 其黏合,而你今厗茂处Μ " ^時’需有連接層以使 ”々。而使琢層壓結構可保持膠合。 -4- 本紙張尺錢財關家鮮(CNS)A4祕(21G χ〗97 ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) i Φ裝---- 訂---- 畢. 539617 A7 B7 五、發明說明(〇2) #合物/毫微粘土複合材料”— 層於毫微米規模下或分子程产口,、意指㈣土或碎酸鹽 程度。今枯土 — 又分散於該聚合物樹脂中之 : 完全分散或剝落聚合物/毫w f際之% ‘ ·2毛被未 然而,就更 直:見點而…將聚合物/毫微枯土複合材料定義ί 其中孩粘土粒子之平妁戶厣人 疋我為 你1 十勾厗度d於0·7及0.9毫微米間之系 。此一般係藉由以下方式達成: ’、 以 "使用化學試劑化學處理該可潤脹粘土諸如綠土, 使該粘土由,,親水性"轉化成”親有機性”, , 2 )使該有機相單體於該,,親有機,,矽酸鹽層間潤脹 道,及 成故 3 )於原位聚合該單體。 因為該s夕酸鹽層係充分分散於該聚合物基質中 枯:粒子之寬高比可達1,〇〇〇或更高,而大幅改善?::該 基質4障壁及機械性質。該聚合物/毫微粘土栌入P 0物 稱為含有粘土之毫微複合材料之製備已揭示於二:才料亦 人之專利(U.s.4,7 3 9加)中。另—種藉著、化^等 调配茲粘土於該聚合物樹脂中以製造該耐綸/毫。或 合材料《方法係揭示於美國專利第5,3 8 5,7 7 6粘土吸 文獻中其他聚合物/毫微枯土複合材料實例可失日”、中。 利第4 ’哪’ 885號,針對於聚合物/毫微枯土;?國專 造技術。該聚合物係包括乙蹄基聚合物,諸如::材料製 熱固性樹脂,諸如環氧樹脂及橡膠;美國專利第1承乙烯, 62唬,針對以聚丙烯為主之毫微粘土複合材 1 〇91,4 ,错”摻合" 本紙張尺_標準(CNS)A4祕721() χ 297公i 539617 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 A7 五、發明說明(〇3) 耐_毫微枯土與聚丙晞而製得;美國專利第5,102,948 唬,針對耐綸/毫微粘土複合材料製造方法(前述us 4,π 9 ’ 〇〇7之連續案);及美國專利第5 ’ 552,物號,申請聚 :物/毫微枯土複合材料製造方法,但係針對水溶性聚合 物。 人:CT公告編號WO 99/0 1 5 04係有關一種層壓結構, “有厚度由0.9至】00毫微米 〜枯土h。輯料不被視為毫㈣土複合材料, 枯土粒子之厚度係超過前述0·7至9毫微米之範圍;: 調該層壓結構之澄清、#不透明性質。此點係與本發史 透明紙/紙板結構相反。本發明紙/紙板基材阻斷損壞諸* 物内答物之陽光及有害之紫外光。 人民 如下以參考資料所示,含有枯土之毫微複合材料於文 獻中愈來愈常見:’,聚合物毫微粘土中侷限鏈的伸展:互 於冡脫土中之聚(氧化乙烯)的破璃化溫度",r_ A vaiq 人’』.Ρ〇^Μ·Β:Ρο1γ.,Ρ1^,,3 5,5 9 (19 9 7 );” 聚合 層碎酸鹽毫微複合材料”,P.E.Giannens5Adv MUM f 2 9 ( 1 9 9 6 );及’’充填粘土之毫微複合材料提供優異之性皙: ,塑料技藝,1,2 1 ( 1 9 9 8 )。 、 不論聚合物/毫微粘土複合材料係藉使該粘土应今。。 體相互摻合之後聚合而製備,或藉著直接調配法製備了: 種聚合物/堂微粘土複合材料皆提供大量扭曲路徑,而 幅改善氣體或溼氣障壁性質。該聚合物/毫微粘土複合材 料亦大幅改善遠樹知之勁度及耐熱性。因此,該聚入物/ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ---r----^----^ 裝--------訂--------· (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 539617 A7 B7 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 五、發明說明(〇4) 愛微米粘土於包裝上提供改善之氣體障壁性,於該包裝上 k供改善之淫氣障壁性,並於該結構上添加剛性。然而前 述參考1}料皆未涵蓋於其層壓結構中使用紙或紙板,或提 供特定之性能組合,如本發明所揭示:不透明性、每單位 成本之鬲勁度、印製性、抗膨脹性、優越之氧、溼氣、二 氧化碳及氣味障壁性、及其他熟習此技藝者所期望之其他 性質。 許多食品,尤其是液體,易受氧或其他氣體影響,使 其腐壞、降解、或改變風味。因此,用以儲存食品之包裝 或=器應具有極佳之氧障壁性,以保護其内容物。美國專 利第5 ’ 72 5 ’ 9 1 8號係有關一種聲稱包括結構諸如LDp 纸/耐論/連接/hdpe/ldpe/hdpe之包裝結構。未涵 :明。然而’層壓結構中確實包括耐論,以作為氧障壁 該包裝材料具有極佳之澄氣障壁性亦極為重要, 嶋品’則不使澄氣渗透。儲存液體(或含水 )時?"包裝材料優越之澄氣障壁性亦使傳送至包裝 材:二m減至最少。此種效果可藉著施 該層壓結構而促進。 層万; ::盒=中,纖維素材料易受凌氣影響]吏其内部鍵 二致孩紙筆’而於儲存時產生腐壞之產品。 、.一=在纖維結構的弱化可經由以下三種機制中之任 何一或任何組合而發生·· 1 )溼氣擴散穿透位於 聚合物樹脂塗屛,而4 、’皿上< 層而進入紙材中’2)逵氣經由塗層所產生 _____ -7- 本紙張尺度適用中國國家標準1CNS)A4規格(2W χ撕 ---r-------^ 裝--------訂---------線. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ㈣617 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明(〇5) .·十孔或缺陷而被芯吸,之後進 由位於側縫邊或底缝邊上之未經保灯二 *該樹脂層可於整體紙盒結構上賦;1:;产彖而=: 紙板内~ >如士 代丁无刀动度,則即使孩 。°内在纖維結構被弱化’仍可保持紙盒之完整性 上形:〗:制中’經吊於琢紙盒内侧緊鄰於紙板的薄層 該纸=或氣泡,而導致缺陷。此係發生於施加強熱於 分ir内1以進行熱密封之期間。因為紙板通常含有-部 心於料界環境平衡地’此種強熱可使該紙板内部之 乙晞二广側紙盒表面通常塗怖有澄氣障壁層諸如聚 二=上之溫度非極高。因此,此種外層刚壁 厚八二度《剛性。因此’蒸汽無法經由該外層障壁 二::被;t内表面溫度極高’故緊鄰於該紙板之聚合物 ;、人:广地”軟化”,無法避免地形成小泡。因此,緊 之形成極為重要。 “物料防止此種小泡 …已使用聚缔烴諸如聚乙烯或聚丙烯,以提供所需之溼 早壁性。大體言之’具有優越達氣障壁性之樹脂無法具 :艮好〈氧氣障壁性,反之亦然。結果,生產同時含有氧 障璧層及溼氣障壁層之多層結構以解決此等問題。 乙缔-乙晞基醇共聚物(EV0H)具有優越之氧障壁性 ,已使用於包裝應用,諸如柳橙汁包裝。然而,已知 EVOk氧壁對於%境中4水含量及相對澄度(岡敏感 。於高相對澄度下,EV〇H易喪失其氧障壁性質。不期望 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ---r----^----「—裝--------訂-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 線 539617 A7 B7 五 、發明說明(06 發生此種情況。已知EVOH之處理對於處理溫唐、拋此 树脂内 水含量、及設備設計敏感。若此等問題未解決,則易^ E V Ο Η擠塑過程中形成,對於長期產製產生負面影響。' 耐綸或聚醯胺不具有經濟生產包裝容器所需之低透^ 率。因此,若單獨使用耐綸,則該包裝材料需要柘严之、 綸層。於該層壓結構中製造該種厚耐綸層不且 、 “、、’工脅性。然 而,若可諸如藉著使用耐綸6 /毫微粘土複合材料降低耐f 之透氧率’則含有紙或紙板及該耐綸6 /毫微枯土%八 ^ 口材料 層而具有較薄之厚度的層壓結構可使用於前 地已I應用中 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外’與E V〇Η不同地,耐論6 /毫微枯土和 氧障壁對於滢氣不敏感。耐綸6 /毫微粘土複合材 易於處理’而不形成凝膠。因此,極期望於厚A 於包裝應用中使用耐綸6 /毫微粘土複合材料作& 料。本發明涵蓋該種含有耐綸之聚合物/毫微枯 料於該多層樹脂/紙層壓結構中之用途。 習用製造含有至少一聚合物/毫微粘土複合 紙/多層聚合物層壓結構之方法係使用擠塗法, 紙網經由擠塗模頭塗佈單層或多層聚合物^體 合物熔體層壓結構隨之通經軋輥/冷卻輕,^ 捲曲之前冷卻。有時需於紙面上施加# I 化!,以使 該熱聚合物熔體。一般處理係為火馅卢 u 4 ί里,以於 誘引極性物質。該火焰處理一般係連線進行。复 表面處理係包括電暈放電,臭氧處理 I μ ” ^ 此等可 冬 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐— 合材 料亦 結構 氧障 土複 材料 其中 捲曲 其點 ---r---1-----^--------訂---------族 (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁;> €丨 539617 A7 B7 五、發明說明(〇7) 線進行。若為多層共擠塑塗佈,目丨丨十^ d采自不同擠塑機之夂種 聚合物熔體流經加熱之管線,到邊、r " 』建進料區段。每一聚八物 熔體皆於該進料區段内側轉化層壯 β Α 口 狀。各種熔化之聚合物層 <後於進入擠塑塗佈模頭之前,於 A 、、 一 、口茨進枓區段之出口處結 3 。備擇方法係使用多頭歧管模喷 — 崎’使該薄層於模頭内部 結合。該薄層係於該模頭之終段虎十 干又恳或附近結合,而於整體 層形式下離開。第三種方法係結八佳 。口進枓區段及多頭歧管, 以提供更佳之程序控制。
另一種製造紙/多層聚合物層Μ 4士 M 尽楼結構-含有至少一聚合 物/毫微粘土複合材料層-之方法係使用擠塑層壓方法。此 種方法中,已於別處預先成形之固體聚合物層壓結構沿著 移動紙網銀料通經擠塑模頭。聚合物熱炫體層(作為膠黏 層)係經由擠塑模頭定向,而放置於紙網與該層壓結構之 間。該紙/膠黏劑/層壓結構隨之通經該軋輥及冷卻輥,以 於捲曲於位在捲曲位置上之輥上之前先進行冷卻。有時, 需於該層壓膜表面上施加表面處理,以使其黏著於該膠黏 層。同理’亦需於該紙上施加表面處理。該廣麼膜之表面 處理可為電暈放電或臭氧處理,可連線或離線進行。就紙 之表面處理而言,可使用火焰、電暈放電、戒臭氧。備擇 方法係使用膠黏層壓,其中膠黏劑、底漆或黏膠係於層壓 過程中施加於兩相鄰層或基材之間。 使用如述方法及熟習此技藝者已知之備擇方法’可製 備本發明層壓結構。該聚合物/毫微粘土複合材料係施加 於紙或紙板基材表面’成為相當薄之連續層,較隹係不具 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539617 A7 B7 五、發明說明(〇今 (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 有任何針孔。該聚合物/毫微粘土複合材料層較佳係用以 提供约0 · 5至約2 5磅每3 0 0平方英呎紙板的塗層重量,較 佳係约1至約! 〇磅每3 〇 〇 〇平方英呎,最佳係由約丨.5至約 6續每3 〇 〇 〇平方英呎。是故,該層可具有介於約1至約3 〇 Μ米範圍内之厚度,較佳係由約3至9微米。該粘土粒子 可具有介於0.7至9毫微米範圍内之厚度。 該紙板之實例係包括但不限於經漂白之紙板、未經漂 白(紙板、牛皮紙、硫化物、多層物等。紙或紙板之重量 可由3嶸/ 3 M S F至5 0 0磅/ 3 M S F。特佳基材係為國際製紙 Α司製造之經漂白紙板,重量範圍為1 5 0碎至3 〇 〇時/ 3 M S F ’較佳係1 8 0至2 9 0磅/3 M S F範圍内。 可於共擠塑塗佈方法之前或之後,施加各種塗層或處 理於孩紙板上。此等塗層係包括上漿材料、底漆及其他潮 溼及離線添加劑。 發明目的 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之目的係提出一種包裝材料或容器,其使用本 發明層壓結構之層壓結構中具有改善之物理障壁性質。其 他一般熟習此技藝者已知方法亦可用以得到容器,諸如各 有本發明層壓結構之單層或多層聚合物結構容器。藉前述 方法製備之剛性或可撓性容器的實例係包括包裝及其他物 件,諸如紙盒、紙罐、廣口罐、紙袋、提袋、托盤、淺盤 、紙杯等。 本發明另一目的係使用本發明層壓結構產製可使用於 微波爐之食品承裝器,其具有改良之勁度及較低之翹曲傾 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 539617 A7 種具有較高勁度及較低膨 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺&適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公 五、發明說明(09 向 本發明另一目的係產製作為 勁度的層壓結㉟’諸如紙盤、托裝器而具有改良之 此外,本發明目的係 L及紙杯 脹度之紙盒。 此外,本發明之目的係產製一種人 有使層壓結構中障壁層厚度較薄,=_包裝材科,其具 的能力。 牛低邊結構之總成本 本發明另一目的係產製 包括轉化成供食品使用之:用-使用之層壓結構, 供改良之風味保持性、氧 产及非食品愿用,其提 發明概述 …早壁性及耐熱性。 根據本發明,揭示一種多層結構, /刪土複合材料層,其係由毫微枯:心工:聚合物 按合物形成,作為障壁層’ ABtl)直接塗佈^ =月k 材上’或2)塗佈於其他已附加於該紙或紙板上之基 ,以形成供包裝應用之層壓結構。該包裝材料:上 體’諸如牛乳、果汁、液體清軸、或液二:“ 用以儲存乾燥食品諸如可可粉 ;劑及 ^ ^ 匕衣材科特別適於句壯 艮σσ,尤其是液體,諸如柑橘汁或其摻人物。’ 較佳聚合物/毫微粘土複合材八]0 。 ^ 6 ^ ^ « 4-J: X ^ ^ , 竹、''口 〇 了聚胺諸如耐 J及毛❹土或笔㈣酸帛’以作為不需 接附加或塗佈於基材上之障壁層。當該聚酿胺上= 複合材枓層置於與兩化學相異聚合物層中之—相鄰或於其 -12- rtt先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁)
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五、發明說明(丨〇) 巧時,可能需要連接層以結合不同材料,以使 保持膠合。 心〜構 耐綸6 /毫微粘土複合材料之詳細描述可參照 ⑴等人之專利教示(u s· 4,7 3 9,〇〇7)。因為…因_ ^毫卿土係於分子程度上極充分地分散於該耐 物基質中,故大幅改善該耐綸6聚合物之障壁性、呖产。 耐熱性。例如,僅充填2重量百分比之毫軸土時 6’t微粘土複合材料之拉伸模數即較純耐綸6樹脂增加二 百刀比。於2重f百分比充填率下,透氧率⑴丁 & )降低$ 〇 百分比·,而水蒸汽穿透率(WVTR)降低43 々而孰扭 變溫度係由70°C增至130。〇。 μ 收納聚醯胺諸如耐綸6/毫微粘土複合材料以作為氧障 壁,及聚烯烴諸如聚乙晞以作為溼氣障壁,以有效地阻= 或減緩澄氣及氧傳送之層壓結構的設計,可用以保存食品 或非食品,或為液體或為固體形式。因為該層壓結構中使 用之聚醯胺/毫微粘土複合材料,故亦可實質改善物理性 質諸如勁度、強度、及耐熱性。 特定食品包裝應用類型中,使用甑餾方法,將容器或 包裝材料中之食品内容物減菌。曾瓦餾條件相當嚴苛,需使 用超熱蒸汽歷經至少3 0分鐘。已知ε V Ο Η樹脂進行所謂之 "甑餾衝擊’’。其於甑餾過程之後喪失部分障壁性質,而無 法完全回復其障壁性質。因此,期望使用本發明層壓結構 於需要f瓦條、壓熱器或於南溫及/或高相對澄度下處理之 包裝及非包裝應用。因為已知聚醯胺/毫微粘土複合材料 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) il·-------ΓΙ-Φ敦 (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539617 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(11 ) 不具有此種f瓦鶴衝擊性,故其係以紙板為主之瓶鶴包裝系 統的理想候選材料。 . 或聚合物/毫微粘土複合材料結合毫微粘土與其他障 壁聚合物,包括但不限於乙晞乙烯基醇共聚物、聚乙烯聚 合物(低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯與不飽和酯類 ,諸如乙酸乙醋及丙晞酸甲酯、線性低密度聚乙晞、以乙 晞為主之離子鍵共聚物等)、聚苯二甲酸乙二醇酯、聚龜 胺諸如耐綸6、耐綸6 6、耐綸1 0、耐綸6 - 1 0、耐綸1 2、 非晶性耐綸、及Μ X D耐綸、聚萘二甲酸乙二醇酯、液晶 聚合物、聚丙稀、及其摻合物。 圖式簡單說明 參照以下附圖詳細描述闡釋本發明,其中: 圖1係為說明本發明具體實例之一的層壓結構側視剖 面圖; 圖2係為說明本發明另一具體實例之層壓結構的側視 剖面圖; 圖3係為說明本發明另一具體實例之層壓結構的側視 剖面圖; 圖4係為說明本發明另一具體實例之層壓結構的側視 剖面圖; 圖5係為說明本發明另一具體實例之層壓結構的側視 剖面圖; 圖6係為說明本發明另一具體實例之層壓結構的側視 剖面圖;且 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) I l·---------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以(>17 A7 B7 五、發明說明( 圖7係為說明本發w p ^ 剖面圖。 Λ月另一具體實例之層壓結構的側視 愛…男—蔓媒 圖1係說明本發明箪 曰μ、 或非食品之包裳材料/ —具體實例’其係為使用於食品 加、汾佈1 .由具有紙或紙板基材4、及直接附 壁層6的Θ 0 #…土才、上足聚合物/毫微粘複合材料障 土 /W 〇的層壓結構製撂, 基材4諸如祕Λ , 而不為使用連接層或膠黏劑。該 …害於包裝材料内部之jr有…或紫外光 用聚烯烴屏8 ;:ί:而T ’諸如液體包裝’有時期望使 圖2)。 g… 布層塗佈該基材4之另一側面(參照 爲# ^水合物7毫微粘土複合材料層ό可與其他聚八物抖匕 層共Μ塑於紙基材上。 / D物树脂 包裝結構之另一具#舍 合物之外層8、聚人物彳、μ L舌、,‘氏土材4、聚烯烴聚 埽㈣層,並;;容^㈣土層6、連接層】2及第二聚 埽烴層"及8係作為二“才料接觸(參照圖3 )。該聚 面板,以仅…、、 智亦使吾人可切削例请 以保謾孩紙原料邊緣的側缝邊。 坆 另-備擇具體實例,參照圖4,附加連接犀 保持層1 8 /連接厣9 〇另黑γ Π 曰/風味 22層之…;二另一位相聚缔烴層14上之聚綠蛵 亦使吾人; _8及22係作為熱密封層。層2, 此種結構亦含有風味保持層…以防止香自 -15- &張尺度適用(CNS^⑽χ 297公釐7 : --------t---------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7
發明說明(I3) 緒存内容物諸如 乙埽/乙烯醇Α^ / ^ ^ ^乏風味保持層材料係為 微枯土複合材:物:使用障壁聚合物諸如聚合物/毫 。作為風味保持屏〗水tf聚酯以作為風味保持層18 為耐論·6/毫微^ 8《較佳氷合物/ *微枯土複合材料係 & R枯土福会材料。狄工 ^ 1尔 土複合材料亦可作Α ,’ 、、他聚合物/毫微粘 共聚物/毫微枯土、― 層18。其包括乙缔乙埽醇 毛做枯土複合材料、聚笨二 印〜 土複合材料、取关 ·又乙一鮮酯/毫微粘 及液晶聚酷/毫;二二甲酸乙二醇醋/毫微枯土複合材料、 佳聚醯胺係為耐认6 ^ 、為風未保持層18之較 論“、耐物 然而’亦可使用其他_諸如耐 MXD耐二耐綸Η。、耐…、非晶形耐論及 酸乙二醇酷作::,=用^ 二醇酿及非晶”/=其/也聚_聚萘二甲酸乙 煙熱密封層1:;:= 18放置緊鄰於聚埽 P奪至最低。使4封層η之風味剔除活性 :備擇包裝材料具體實例係由一層壓結構製得,且 有·..氏基材4、聚合物/毫微枯土複合材料㈣層6、附加:車 接層16:乙晞乙埽醇共聚物(EV〇H)28/連接層2〇之 = 及位於孩聚合物/毫微粘土複合材料層6上之取0 巧參照圖”。該結構含有一 EV0H層,以作為 壁層。 礼1早 另備擇包裝材料具體實例係由一層壓結構製得 有紙基材4、外側聚烯烴層8、聚合物/毫微粘土複合4 -1 6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ---:-----^----_· I ---------訂--------- (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 X 消 費 A7 五、發明說明(u、 P早壁層6、附加連接層1 6 /乙 連接屌? n、么 ~乙烯醇共聚物(E V〇Η ) 2 8 / 任層2 〇 4組合物及位於 6上之$ 取, 水合物/*微粘土複合材料層 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 〈另一聚烯烴層2 2 (參照阛&、 層,以你、A R · 、圖6 )。該結構亦含有一 E V〇Η 曰 以作為附加氧障壁層。 就孰餾包裝應用而言, 紙某枓4技士 1 疋出一種備擇具體實例,其中 、民&材4係直接塗佈聚合物/ 紙其鉍d+ 毛诚粘土複合材料層6。於該 、·氏基材4足未經塗佈側面上 乙燎^ π 知出一聚烯烴層8,諸如聚 乙缔或車父佳聚丙烯聚合物。 μ 6 ,,,,. 成水合物/毫微粘土複合材料 智〇上望佈一連接層24及一 & 化内$市層2 6 (參照圖7 )。 乂佳聚合物/毫微枯土複入 式$ Ά 一 < "材料係為耐綸6與毫微粘土 或笔彳政碎酸鹽之摻合物,稱 一 。 為水δ盈胺/毫微粘土複合材料 戎冗彳政矽鉍鹽較佳充填量係 旦4琢稷合材料之0.1至40重 里百h比’最佳係由〇 · 5至7重ι 至里百分比。 其他障壁聚合物樹脂諸如 ^ ^ x 乙缔乙烯醇共聚物(E V〇Η ) 、水乙烯(Ρ Ε )、聚苯二甲酸乙_ 、 G —蛑酯(PET)、聚萘二甲酸 乙二醇酯(PEN)、液晶聚酯(Lrp、 )/促日日水㈡日仏^)、聚丙晞(pp)及聚醯胺 諸ϋ纟…、耐WO L10、耐論12、非晶形耐論 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、及MXD耐論可於備擇具體實例中作為該毫微枯土複合 材料摻合物之-部 >。大部分情況下,該聚合物/毫微枯 土一複合材料層可置於圖1至7中之層6。此外,々口同聚乙烯 /宅微粘土複合材料及聚丙埽/毫微粘土複合材料之情況, 可放置於圖2中之層8、於圖3中之層8及/或層14、於圖4 中之層8及/或層14及/或層22、於圖5中之層22、於圖6 中之層8及/或層22、於圖7中之層8及/或層26。 -17-本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 539617 A7 五、發明說明(1 5) 適用於本發明之毫微枯土係包 輝石、宫石、及貝得石。複合材料 邊如家脫土、水 係由〇 · 1至4 0重景百八☆ 曰 < 充填程度較佳 室里百/刀比,最佳係由〇 . 5 適當之聚埽烴層包括但不限於 :量百分比。 聚乙晞、線性低密度聚乙 ::合物’包括低 組合物。 / ¥ '局密度聚乙烯及其 本發明所使用之連接層主 飾聚丙晞組成。评餘、二要係由經修錦聚乙晞或經修 能基諸如順丁埽二酸肝 =酸性極性嘗 基諸如丙缔酸“旨及丙缔酸瑪::基r布酸或酿官能 Θ日寺共永。因A ^失 访卜峰 基團量通常相當少,故此荽PU為备入之極性 ^ n L y故此寺經修飾聚烯烴保持1溼氣障壁
質,,亦可考慮此等物氣障壁層; 貫際應用而言,可使用連接層 曰一 L 連接層作為漫氣障壁層…,層’並使用該 圖J所不又連接層1 2及聚 知經層14可結合成單一連接層。圖4、$、及 層2 0及聚烯烴層? ?可么士八成 ^ ^ ^ g 一」、,、口。成早一連接層。圖7所示之連接 a 24及料烴層26可結合成單—連接層。或圖4所示之連 接層:2二聚埽烴看14/連接層“可結合成單一連接層。 邊聚合物/毫微粘土複合材料及紙層壓結構提供 氣體障壁性質’增加該複合材料障壁層之勁度,而幫助 其所製之紙盒保持剛性。 使用耐綸6作為該毫微粘土複合材料基質之較佳聚合 物具有以下優點: / σ 丨)田直接全佈於該基材上時,該耐綸6 /毫微粘土複八 -1 8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐 ------!#裝.! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539617 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 A7 五、發明說明(16, 材料與該紙或纟氏板其 ”與大部分==不需要連接層。 在所有情況下皆產::二'也’耐綸6/毫微粘土複合材料 泡。 、/、有針孔之塗層,而不因熱產生小 3 )藉著於結構中消 晞乙缔醇共聚物)之q 乍為乳障壁層之^〇出乙 )又而求,可簡化某些應用之製程。 貫施例 實施例1 耐綸6/毫微粘土複人 .τ ^ ?又。材科由 Ube IndustrieS,:Limited in Japan販售形式係 > Λ係為片‘形式。使用含有3重量百分比 设5材料(Ube耐論】022C2)進行實驗評估。 該實驗評估中,菸1女^ 考曰耆於具有通用螺桿之cw. B r a b e n d e r 3 / 4,’ 置碑 4曰计,’,, t^o,6(Auie:s^;^ 6/毫微枯土複合材料=:」乍為對照組)及耐論 ⑽塑機同區段溫度係設定於 1E:2 2 5 C;2 區:23 0 °C;3 區:23 5 t;及4 區:24〇。〇。基於此 寺溫度設定值,熔體溫度係介於27〇τ:#28〇〇〇之間。、 氧率⑴丁 R)係於55百分比相對澄度及23。〇下’藉m〇c〇n (r) 〇X-TRAN(r) 2/2〇系列設備測量。此等薄膜之◦丁&數 據及,此等薄膜層壓於紙基材上所製得之層壓結構的⑽ 數據頭示耐綸6 /耄微粘土複合材料(〇丁 R = 〇 · 7毫升·宓耳/ 100英吋2 -日)具有較對照耐綸6(〇TR二2·5·3ι·ι毫^矣" 耳η00英叶2-日)優越之氧障壁。薄膜試樣之拉伸^數^ 基方;丁 A Ρ Ρ I试驗方法丁 - 4 9 4使用I n s t r 〇 η機(型號η $ 9 )、目
一)7貝丨J -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) : T 丨«裝------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--------- 539617 A7 B7 五、 發明說明(1 里°拉引速率係為4英付/分鐘。亦發現該耐論6 /毫微枯土 ^合材料之拉伸模數(1 5 3,0 0 0磅每平方英吋)係高於對照 耐綸6 ( 1 〇 7,0 0 0磅每平方英吋)。 實施例2 進行试線以製造柳燈包裝材料使用之層壓結構。—式線 使用之原料列示如下: Pany 之 Tenite 1924P。 2 )紙板-8 8 9 3級實心漂白硫酸鹽(s B S ),單位重量2 8 7 石旁/ 3 MSF,International Paper Company。 3) 而f 綸6-B73YP,Allied-Signal所製。 4) 連接層-Tymor 1221E,M〇rt〇n International 製造 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5)乙晞-乙烯醇共聚物(EV〇Η )-So ai-η ο Nippon Gohsei of Japan 製造。 6 )耐綸6 /毫微粘土複合材料-u b e耐綸1 C Industries,Limited of Japan ° 此试驗中使用多層共擠塑塗佈技術製造兩層壓結構。 其係為: 名稱 結構 對照組LDPE/紙板/耐綸6/連接/LDpE/連接/ev〇h 連接/LDPE Exp-1 LDPE/紙板/耐綸6-毫微粘土/連接/LDpE/連 接 /EVOH/ 連接 /LDPE -20- D2908, 2C2,Ube I ^-----^----:--裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 本紙張尺度過用T國國豕“準(CNS)A4規格(21〇 X 297公蓳) 539617 A7 B7 五、發明說明(18 ) 奋亥叩于乡会-6笔微枯土乏么紅/ β _:*> 4·匕:Λ/ν 工足名%係意指耐綸_6/毫微粘土複 合材料。共擠塑過程中,夫 禾k遇任何與耐論-6 /毫微枯土 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 複合材料有關之問題。該耐綸6 /爲 钍 乂 ’,() /笔娬枯土稷合材料之顯然 極佳,該共擠塑層壓結構中去 …… 。傅甲禾發現妖胗或其他熱分解副產 物。 測試試線所製備之層壓結構的氧障壁性質。〇tr係使 用Μ 0 C Ο N⑴&備於9 G百分比相對澄度下於2 3下測量 。表1列出結果。顯然實驗結構(Exp-丨)具有較對照結構 優越之氧障壁性質,因為對照組中之耐綸6於Εχρ_ 1結構 中係由耐綸6 /毫微粘土複合材料取代。 表1
疋如實施例2所述地,於試線期間製造附加結構。此 種附加貝驗結構不含任何Ε V〇η層。 名稱 結構 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
EXP'2 L D Ρ Ε /紙板/耐綸6 -毫微粘土 /連接/ L D Ρ Ε /連 接/耐綸6/連接/LDPE 使用 Th〇mpSon press切除艾白處。於Evergreen_H6 充Λ機中开y成紙盒,充填丁 r a u t h,s D a i q濃縮柳撥汁,之 y、丨i封 使用之觔,所有經充填之紙盒皆儲存於3 8 Ρ。使用 < 對照紙盒係為目前銷售供柳橙汁使用之市售產 ____ -21- 桃默⑨顧Τ關家標準(€Ν3)Α4^^ΙΓχ 297"7¥ J 乃 01 / Α7
口口 ° 組成2 4人味風 — ,其係儲存於1)對見0::人’針對柳橙汁進行三角味覺試縣 角味覺試驗中,?:!;:及2)稱為〜。之紙盒中。三 含產物變數中之—τ P平審二.組試樣。二種試樣中之兩種包 係稱為,,奇數,,試/而另一試樣係來自另—產物變數,其 工7K。坪審委員 試所二 哪個試樣係為奇數者。需有95百分比二種試樣’而決定 分比信心水準下 °、水準。於9 5百 該奇數試樣,以排;二“員:需有is個正確地確認 三角試驗中,可僅r: 王張存有有效值差。 而未辨知何者味道勝於另:二‘之未通疋否相異之結果。 表1
有1 3 結果。完全沒有2 4個評審委 _ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 正確地確認該奇數試樣的情況。因此,儲存於對照紙盒 %為Ε X ρ紙盒中之柳橙汁的味道未有明顯差異。換言之 由稱為Exp-2之結構所製得之紙盒即使於冷藏室中儲存 週《後’仍與對照紙盒般地保存柳撥汁之風味與味道。 為Ε X ρ - 2之紙板結構的〇τ R係為1 . 4毫升/1 0 〇英吋2 -曰 其較對照組佳(1 . 8毫升/ 1 0 0英吋2 -日)。結果之有效值 為該Ε V Ρ Η層未存在於該Ε X ρ - 2結構中。結果顯示可製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)

Claims (1)

  1. 539617
    二a g2 I 一 1 涂0S9111475號+ If案修正本 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 :、v tj£il利範圍 申請專利範圍: 1、 一種供包裝及非包裝用途使用之層壓結構,其包括: i · 一紙基材;及 ii ·至少一聚合物/毫微粘土複合材料層,具有厚度介 於0.7至9毫微米範圍内之粘土粒子,施加於該紙 基材上。 2、 如申請專利範圍第1項之層壓結構,其中於該紙基材 與該聚合物/毫微枯土複合材料層之間使用一連接 層。 3、 如申請專利範圍第1項之層壓結構,其中該聚合物/毫 微粘土複合材料層係包含障壁聚合物樹脂與毫微粘土 之摻合物,其中該毫微粘土係於毫微米規格下分散於 該障壁聚合物樹脂中。 4、 如申請專利範圍第3項之層壓結構,其中該障壁聚合 物樹脂係選自:聚醢胺,選自耐論6、耐論66、耐論1 0、耐論6-10、耐論12、非晶形耐論、及MXD6耐論; 乙蹄乙烯醇共聚物;乙晞與不飽和酯之共聚物;選自乙 酸乙烯酯;或丙烯酸甲酯聚笨二甲酸乙二醇酯;聚萘 二甲酸乙二醇酯;液晶聚醋;以乙蹄為主之離子鏈;及 其摻合物。 5、 如申請專利範圍第1項之層壓結構,其中該毫微粘土 係為綠土,選自蒙脫土、水輝石、皂石、或貝得石。 6、 如申請專利範圍第1項之層壓結構,其中該毫微粘土 係介於該聚合物/毫微粘土複合材料之0.1至40重量百 -24- (請先Mti背a之·意W.項再填3;5貝) 訂---------線”% 本紙張尺度適用_國圉家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 539617 垣濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 2 分比之範圍内。 7、 如申請專利範圍第1項之層壓結構’其中該毫微粘土 係介於該聚合物/毫微粘土複合材料之〇·5至7重量百 分比範圍内。 8、 如申請專利範圍第1項之層壓結構,其另外包含附加 於該紙基材未經塗佈表面上之聚烯烴層。 9、 如申請專利範圍第8項之層壓結構,其中該聚烯烴係 為聚丙烯、低密度聚乙烯、高聚乙烯、線性低密度聚 乙烯、極低密度聚乙烯、乙烯與不飽和酯選自乙酸乙 烯酯或丙烯酸甲酯之共聚物、以乙烯為主之離子鏈共 聚物;或其摻合物。 10、 一種由層壓結構製得之包裝結構,該層壓結構係包 括: i · 一紙基材;及 ii ·至少一聚合物/毫微粘土複合材料層,具有厚度介 於0.7至9毫微米範圍内之粘土粒子,施加於該紙‘ 基材上。 11、 如申請專利範圍第10項之由層壓結構製得之包裝結 構,其中該視情況使用之連接層係使用於該紙基材與 該聚合物/毫微粘土複合材料層之間。 12、 如申請專利範圍第10項之由層壓結構製得之包裝結 構,其中該聚合物/毫微粘土複合材料層係包含障壁 聚合物樹脂與毫微粘土之摻合物,其中該毫微粘土係 於毫微米規格下分散於該障壁聚合物樹脂中。 -25- 本紙張尺度適用中S 家標旱(CNS)A4規袼(210 X 297公釐) < 请先Mt}背δ之·^i‘項再填^’5·貝) 離 訂---------線· rm 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539617 D8 六、申請專利範圍 3 13、 如申請專利範圍第12項之由層壓結構製得之包裝結 構,其中該障壁聚合物樹脂係選自:聚醯胺,選自耐 論6、耐論66、耐論10、耐論6-10、耐論12、非晶形 耐綸、及MXD6耐綸;乙烯乙烯醇共聚物;乙烯與不飽 和酯之共聚物;選自乙酸乙烯酯;或丙烯酸甲酯;聚笨 二甲酸乙二醇酯;聚萘二甲酸乙二醇酯;液晶聚酯;以 乙晞為主之離子鏈;及其摻合物。 14、 如申請專利範圍第10項之由層壓結構製得之包裝結 構,其中該毫微粘土係為綠土,選自蒙脫土、水輝 石、皂石、或貝得石。 15、 如申請專利範圍第10項之由層壓結構製得之包裝結 構,其中該毫微粘土係介於該聚合物/毫微粘土複合 材料之0.1至40重量百分比之範圍内。 16、 如申請專利範圍第10項之由層壓結構製得之包裝結 構,其中該毫微粘土係介於該聚合物/毫微粘土複合 材料之0.5至7重量百分比範圍内。 17、 如申請專利範圍第10項之由層壓結構製得之包裝結 構,其另外包括連接層、乙烯乙烯醇共聚物層、連接 層、及聚烯烴層,附加於該聚合物/毫微粘土複合材 料層之非紙黏合側面上。 18、 如申請專利範圍第17項之由層壓結構製得之包裝結 構,其中該聚烯烴係為聚丙烯、低密度聚乙烯、高聚 乙烯、線性低密度聚乙烯、極低密度聚乙烯、乙烯與 不飽和酯選自乙酸乙蟑酯或丙烯酸甲酯之共聚物、以 -26- 本紙張尺度適用令國萏家標孚(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ____:___vlll·----Φ. (tf先Mti背5之泫意?項再填?:,工頁) ---tr ;線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539617 六、申請專利範圍 4 乙缔為主之離子鏈共聚物;或其掺合物。 19、 如申請專利範圍第10項之由層壓結構所製之包裝結 構,其另外包括一聚烯烴層,附加於該紙基材未經塗 佈惻面上。 20、 如申請專利範圍第19項之由層壓結構所製之包裝結 構,其中該聚烯烴層係為聚丙烯、低密度聚乙烯、高 密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、極低密度聚乙烯、 乙烯與不飽和酯選自乙酸乙烯酯或丙烯酸曱酯之共聚 物、以乙晞為主之離子鍵共聚物、或其摻合物。 21、 如申請專利範圍第19項之由層壓結構所製之包裝結 構,其另外包括連接層、乙烯乙烯醇共聚物層、連接 層、及附加於該聚合物/毫微粘土複合材料層之非紙 結合側面上之聚晞煙層。 22、 如申請專利範圍第19項之由層壓結構所製之包裝結 構,其中附加於該聚合物/毫微粘土複合材料層之非 紙黏合側面者係為連接層,之後為聚乙烯層。 23、 如申請專利範圍第22項之由層壓結構所製之包裝結 構,其另外包括連接層/.風味保持層/連接層/聚烯烴 層層壓結構,附加於該連接層/聚乙缔層複合材料結 構的聚乙烯層上。 24、 如申請專利範圍第23項之由層壓結構所製之包裝結 構,其中該風味保持層係為乙烯乙烯醇共聚物,聚醯 胺’選自耐論6、耐論66、耐綸10、耐論6-10、耐論1 2、非晶形耐綸、MXD6耐綸、或其摻合物,或聚酯, -27- 本紙張又度適用令國圍家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先Mti背面之泫意箏項再填¾本頁)
    姆一濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539617 B3 C3 六、申請專利範圍 5 選自聚苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、或 其摻合物。 25、 如申請專利範圍第19項之由層壓結構所製之包裝結 構,其另外包括連接層,之後為聚丙烯層,附加於該 聚合物/毫微粘土複合材料之非紙黏合側面上。 26、 如申請專利範圍第10項之由層壓結構所製之包裝結 構,其中該紙結構係為紙或紙板。 27、 一種由層壓結構製得之包裝結構,其包括: i ·紙基材;及 ii ·聚合物/毫微袖土複合材料層,直接施加於該紙基 材表面上,該聚合物/毫微粘土複合材料層係包含 耐綸6聚合物樹脂與毫微粘土之摻合物,其中毫微 粘土係於毫微米規格下充分散於該耐綸6基質内, 其中該毫微粘土係為該聚合物/毫微粘土複合材料 之0.5至7重量百分比。 28、 一種由層壓結構所製之包裝結構,其包括: i ·紙基材;及 ii ·聚合物/毫微粘土複合材料層,直接施加於該紙基 材表面上,該聚合物/毫微粘土複合材料層係包含 耐綸6聚合物樹脂與毫微粘土之摻合物,其中毫微 粘土係於毫微米規格下充分散於該耐綸6基質内, 其中該毫微粘土係為該聚合物/毫微粘土複合材料 之0.5至7重量百分比; iii ·至少一聚合物,直接施加於與該毫微粘土複合材 -28- 本紙張又度適用中國国家標翠(CMS)A4規格(210 X 297公釐)
    經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539617 六、申請專利範圍 6 料層相反側面上之紙基材上,其中該附加聚合物係 為:聚醯胺,選自耐論6、耐論66、耐論10、耐論6-10、耐論12、非晶形耐綸、MXD6耐論;乙*希乙蹄醇 共聚物;聚苯二甲酸乙二醇酯;聚萘二甲酸乙二醇酯 ;液晶聚酯;聚丙蹄;低密度聚乙晞;高密度聚乙缔; 線性低密度聚顯示裝;極低密度聚乙烯;線性低密度 聚乙烯;極低密度聚乙烯;乙烯與選自乙酸乙烯酯或 丙晞酸甲醋之不飽和酷的共聚物;以乙缔為主之離 子鍵共聚物;或其摻合物。 29、一種由層壓結構所製之包裝結構,其包括: i ·纸基材;及 ii ·聚合物/毫微粘土複合材料層,該聚合物/毫微粘 土複合材料層係包含耐論6聚合物樹脂與毫微枯土 之摻合物,其中毫微粘土係於毫微米規格下充分散 於該耐綸6基質内,其中該毫微粘土係為該聚合物/ 毫微粘土複合材料之0.5至7重量百分比; iii ·至少一種附加聚合物,直接施加於該聚合物/毫 微粘土複合材料層上,其中該至少一種附加聚合物 係為:耐綸6;乙烯乙烯醇共聚物;聚苯二甲酸乙二醇 酯;聚萘二甲酸乙二醇酯;液晶聚酯;聚丙烯;低密度 聚乙烯;高密度聚乙烯;線性低密度聚顯示裝;極低 密度聚乙烯;線性低密度聚乙烯;極低密度聚乙烯; 乙烯與選自乙酸乙烯酯或丙烯酸甲酯之不飽和酯的 共聚物;以乙晞為主之離子鍵共聚物;或其摻合物。 -29- 本紙張尺度適用令g S家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (锖先Mtt背面之泫意箏項再琢?;本頁)
    539617 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 07 30、 如申請專利範圍第1項供包裝及非包裝用途使用之層 壓結構,其所製得之一種紙杯、容器、烤盤、食品托 盤、或淺盤,包括: i · 一紙基#;及 ii ·至少一聚合物/毫微粘土複合材料層,具有厚度介 於〇·7至9愛微米範圍内之枯土粒子,施加於該紙 基材上。 31、 如申請專利範圍第10項由層壓結構製得之包裝結構, 其所製得之一種包裝材料、紙袋、或紙盒,包括: i · 一紙基材;及 ii ·至少一聚合物/毫微粘土複合材料層,具有厚度介 於0.7至9毫微米範圍内之粘土粒子,施加於該紙 基材上。 -30- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) <請先Mt*背面之注意箏項再填S本頁) 訂----------線L鐵‘---τ!τ
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