TWI284600B - Multilayer paperboard packaging structure including polyolefin/polyamide blend layer - Google Patents

Description

1284600 9β· 1L let左 發明專利說明書 (本說明書格式、順序及粗體字，請勿任意更動，※記號部分請勿填寫） ※申請案號：90120952 ※申請日期：90年8月24日 XIPC分類： 一、 發明名稱：（中文/英文）

含有聚醯胺與聚烯烴掺雜層之多層紙板包裝結構 MULTILAYER PAPERBOARD PACKAGING STRUCTURE INCLUDING POLYOLEFIN/POLYAMIDE BLEND LAYER 二、 申請人：（共1人） 姓名或名稱：（中文/英文） 荷蘭商·長青包裹國際股份有限公司 Evergreen Packaging International B.V. 代表人：（中文/英文） 布許曼A克雷袼

BUSHMAN, A. CRAIG 住居所或營業所地址：（中文/英文） 荷蘭阿姆斯特丹市電埠大衔140號

Teleportboulevard 140, 1043 EJ Amsterdam, The Netherlands 國籍：（中文/英文） 荷蘭 / The Netherlands 三、 發明人：（共4人） 姓名：（中文/英文） 1 ·葛列格里 J·卡索/Gregory J. Castle 2·唐蘭 R·約翰生/Doland R. Johnson 3.契斯8.史/^池8.8碰 4·A.克雷格布希曼/a Qaig Bushman 1 1284600 96· 1 ί · 16

五、發明說明（） 發明領域、 本發明係關於一種多層結構的包裝紙板，該多層結構 包含紙板及至少一層以上由聚烯烴及聚醯胺所組成之聚 合物摻合物層。 發明背景i 在最新的牛奶包裝結構改良製程中，必須在一紙板基 材上施以一多層結構的共擠製處理，以形成一内含尼龍 6(Nylon 6)/結層/低密度聚乙埽的產品接觸層。此多層結 構可於生產線上被共擠製以產生一塗佈基材雖然尼龍 6(Nylon 6)/結層/低密度聚乙埽之共擠製多層結構能阻隔 氧氣，並提供密封、強度、及針孔阻抗特性，但該結構只 能以非常特殊的共擠製裝置進行製備。 因此，亟需發展出一種阻障材料，其係能被擠製於一 紙板包裝結構之產品接觸面上，以形成一具有多層效能之 單層結構。與多層共擠製生產線相比較，此種技術在經濟 層面上可提供一較低成本之單層結構。 發明目的及概诚: 本發明提供一種由聚醯胺及聚婦烴與其它必需或選 用成分所組成的聚合物（例如：尼龍6(Nyl〇n 6)及低密度聚 乙埽）摻合物，上述材料係被擠製在一紙板包裝結構之產 品接觸面上並形成一單層。 上述結構可改善商用單層結構之針孔阻抗特性及乳 第4頁 1284600 96· 11· 16 五、發明說明（） 氣阻障性，且經由單層擠製塗佈處理所得之改良式結構能 提供一較佳凸塊（bulge)阻抗特性。 邏-式簡單說明： 第1圖所示為一控制紙板底部之圖像，其係經由紅色染料 針孔阻抗試驗後所得之;及 第2圖所示為本發明一較佳結構之紙板底部圖像，其係經 由紅色染料針孔阻抗試驗後所得之。 發明詳細說明： 本發明係關於一種應用於一層狀結構包裝紙板的一 聚婦烴/聚醯胺之聚合物摻合物單層。使用一合適之調適 劑（compatibilizer)(例如：經馬來酐改賀之聚乙舞）能使一 尼龍ό與低密度聚乙婦之掺合擠製物，得以被擠製至一紙 板基材上。使用馬來酐功能調適劑時，該擠製物組成範圍 包含重量百分比約高達40%之聚醯胺。若採用其它功能 調適劑時，聚醯胺之重量百分比可超越4〇%。其中，一 特別佳之原始摻合材料將包含尼龍6及低密度聚乙婦。 本發明所揭露之一紙板包裝層狀結構包含：a磅 /3000平方英尺（約2〇公克/平方公尺）之一低密度聚乙 婦，其係作為一外面印刷脣；265磅/3〇〇〇平方英尺（約432 公克/平方公尺）之一紙板基材;25_3〇镑/3〇〇〇平方英尺 (約41-49公克/平方公尺）之一尼龍6與低密度聚乙婦組成 之掺合物；及一調適劑。上述揭露之較佳結構非用以限定 第5頁

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五、發明說明（） 此項應用。熔解摻合處理係經由下列— w r a _種万式加以達成 (1) 在擠製機之擠壓塗佈線内部 先將樹脂及調適劑進行乾式摻合，並隨後饋入至擠製 機之送料斗中。或者，也可使用重力送料機將每一混合材 料饋入至送料斗之合適位置' (2) 首先使用一分離式擠製機（例如：單螺旋或雙螺旋者） 以製備摻合物（以形成一粒狀者為佳），並隨後將該粒狀摻 合材料饋入至擠製機之送料斗中用以擠製塗佈。 使用低密度聚乙烯之單層擠製的典型處理溫度，以擠 製塗佈該新穎式摻合材料至紙板上。 本發明使用之聚亞醯胺者為尼龍6、尼龍6-6、尼龍 6-10、非晶質尼龍6、MDX6尼龍6、及此類材料。其中， 以尼龍6為聚亞酿胺者之較佳組成材料。本發明使用之聚 烯烴包含低密度聚乙婦、高密度聚乙婦、金屬化聚乙烯 (metallocene polyethylene)、線性低密度聚乙埽、聚丙婦、 及金屬化聚丙婦（metallocene polypropylene)。 本發明使用之調適劑為馬來酐改質聚乙婦，其它可作 為調適劑之聚合物包含：金屬中和乙婦-甲基丙缔酸共聚 物（Surlyn®) '乙婦·丙婦酸共聚物（Primacor®)、乙烯-甲基 丙埽共聚物（Mucrel®)、馬來酐改質聚丙婦（Oravac®)、環 氧化聚乙婦或環氧化聚丙婦（Lotader®)。 本發明使用之紙板基材，其基本密度範圍為14〇-300 第6頁 1284600 96· ΙΙΛ6 五、發明說明（） 镑/3000平方英尺（約228-489公克/平方公尺）。採用聚乙 烯聚合物時，熔解流動指數範園為1 -1 5 ;採用聚丙婦聚合 物時，熔解流動速率範圍為4-60。 選擇性添加一填充劑至摻合物中，以增加剛性或阻障 特性。這些填充劑可為碳酸鈣、滑石、雲母、黏土、或此 類材料。可於摻合處理時添加填充劑至擠製機中。或者， 也可使用内含一已預分散之填充劑之一聚合物，並將該聚 合物與另一聚合物進行摻合。舉例而言，可將經碳酸鈣填 充之低密度聚乙婦與尼龍6溶解並混合。相同地，亦可將 滑石填充之尼龍6與低密度聚乙埽熔解並混合。在含有奈 米級黏土之尼龍6及低密度聚乙烯的一較佳實施例中，因 黏土顆粒之微細分散效果使該摻合物具有阻障及機械特 性。再者，亦可添加一第四聚合物組成至該摻合物中以取 代該填充劑，並微調修正該摻合物性質。 本發明另一實施例提供用於一容器之_紙板包裝層 狀結構，其中該紙板包裝層狀結構至少包含一紙板基材、 及塗佈至該紙板基材上的聚醯胺聚合物與聚埽烴聚合物 之一摻合層。其中該層狀結構形成於容器中時，該摻合層 用以作為乂外層。 如上所述，本發明得以產生具有一較佳結構實施例之 —容器，炎以下列實施例中描逑的一控制方式進行試驗及 比對。 1284600 96. 11· 16 五、發明說明（） 一低密度聚乙烯（或簡稱LDPE)(重量百分比為65 %)、一聚醯胺（尼龍6)(重量百分比為3〇%)、及一調適劑 (重量百刀比^ 5% )組成之一摻合物，被擠製塗佈至 時/3_平方英尺（約432公克/平方公尺）之一紙板基材 上’以作為產品接觸層。 一控制結構也由一 LDPE層所組成，其亦係作為產品 接觸層。在上述二種結構中，外侧印刷層係由一 ^^匕層 所組成。這二種塗佈紙板之氧氣輸送速率（〇TR)藉由一 MOCON-TRAN型號2/20之装置於23它及机對濕度5〇% 之環境下進行量測。為達到直接比較數據之目的，在二種 試樣上塗佈相同重量之摻合物，其試驗結果如表1所示1 表1二種樣品之OTR結果 控制紙板 毛邊上擠製了摻合物之 實驗紙板 OTR (立方公分/1〇〇 平方英付-天） 106 66 综合上述結果觀之，在摻合物中添加尼龍6大致上可 改善該塗佈紙板之氧氣輸送速率（OTR)。上述試驗為該摻 合物優於該直鏈LDPE之一結果。 第2實施例 在一試驗產品之生產線上，將一低密度聚乙烯摻合物 (簡稱LDPE)(重量百分比為65% )、一聚醯胺（尼龍6)(重 量百分比為30% )、及一調適劑（重量百分比為5% )之一摻 第8頁 1284600 f，hi u4 ^ ^、中文發明摘要（發明之名稱:1 ~ ~" ~— 含有聚醯胺與聚婦烴摻雜層 之多層紙板包裝結構 用於一容器之一種包裝層狀結構，其能使一摻合物單 層有效被擠製塗佈至紙板基材上以作為產品接觸層，而不 需結層（tie layer)或多層共擠製裝置。與直鏈低密度聚乙 埽單層相比較時，本發明之掺合粉單層具有較優異之氧穿 透阻障及針孔阻障特性。一較佳實施例中，產品接觸層為 一聚醯胺、一聚婦烴及一調適劑組成之#合物。本發明之 摻合物單層為多層結構之一低成本替代結構。 英文發明摘要（發明之名稱： ） MULTILAYER PAPERBOARD PACKAGING STRUCTURE INCLUDING POLYOLEFIN/POLYAMIDE BLEND LAYER According to the present invention, there is provided a polymer blend of a polyamide anf a polyolefin, such as Nylon 6 and low density polyethylene, with other required or optional components, that is extruded as a monolayer on the product contact side of a paperboard packaging structure. The structure improves pinhole resistance as well as oxygen barrier properties over the commercial monolayer structure and produces an improved structure with better bulge resistance via the monolayer extrusion coating process. 第3頁 1284600 96· 1L 16 六、申請專利範圍 1 · 一種用於一容器之紙板包裝層狀結構，該紙板包裝層 狀結構至少包含： a) —紙板基材；及 b) —聚醯胺聚合物及一聚婦烴聚合物之摻合 層，塗佈該摻合層至該紙板基材上，其中該層狀結構 形成進入該容器内時，該掺合層係作為一產品接觸層。 2·如申請專利範圍第1項所述之紙板包裝層狀結構，其 中上述該摻合層更包含一調適劑。 3·如申請專利範圍第1項所述之紙板包裝層狀結構，其 中上述摻合層被擠製塗佈至該紙板基材上。 4 ·如申請專利範圍第2項所述之紙板包裝層狀結構，其 中上述摻合層被擠製塗佈至該紙板基材上。 5 ·如申請專利範圍第2項所述之紙板包裝層狀結構，其 中上述摻合層至少包含重量百分比約為 65%之聚婦 烴、重量百分比約為30%之聚醯胺、及重量百分比約 為5%之調適劑。 6·如申請專利範園第1項所述之紙板包裝層狀結構，其 中上述聚醯胺聚合物可為尼龍6、尼龍6-6、尼龍6-10、 非晶質尼龍、或MXD 6尼龍。 第1頂 1284600

六、申請專利範圍 7 ·如申請專利範園第2項所述之紙板包裝層狀結構’其 中上述調適劑為馬來酐改質聚乙烯、金屬中和乙烯-甲 丙晞酸共聚物、乙烯_丙烯酸共聚物、乙烯_甲基丙烯酸 共聚物、馬來奸改質聚丙婦、及環氧化聚乙婦或環乳 化聚丙烯。 8·如申請專利範園第〗項所述之紙板包裝層狀結構’其 中上述紙板包裝層狀結構更包含一低密度聚乙烯聚合 物層，該低密度聚乙烯聚合物層係塗佈至該基材之未 塗佈面上，其中該層狀結構形成進入該容器内時，該 低密度聚乙埽聚合物層係作為外面之印刷層。 9·如申請專利範園第2項所述之紙板包裝層狀結構，其 中上述紙板包裝層狀結構更包含一低密度聚乙烯聚合 物層，該低密度聚乙烯聚合物層係塗体至該基材之未 塗佈面上，其中當該層狀結構形成進入該容器内時, 該低密度聚乙婦聚合物層係作為外面的印刷層、 1〇·如申請專利範園第8項所述之紙板包裝層狀結構，其 中上述摻合層之密度約為25-30磅/3000平方英尺（約 41 49公克/平方公尺）；該基材之基本密度約為ΐ4〇·3〇〇 碡000平方英尺（約228_489公克/平方公尺）；及該外 面印刷層之密度約為10，15磅/3〇〇〇平方英尺（約1625 第13頁

Claims (1)

1284600 六、申請專利範圍 (約432公克/平方公尺）；及 b)—摻合層，其至少包含重量百分比約為65%之 一低密度聚乙婦、重量百分比約為3 0 %之尼龍6，及 重量百分比約為5 %之馬來野調適劑，擠製塗佈上述材 料至該基材之一面上作為產品接觸層，且擠製塗佈一 摻合層後之密度約為25-30磅/3000平方英尺（約41-49 公克/平方公尺）。 16. 如申請專利範圍第15項所述之紙板包裝層狀結構，其 中上述掺合層更包含一低密度聚乙婦層，擠製塗佈該 低密度聚乙婦至該基材未塗佈之侧邊上用以作為一外 侧邊印刷層，且擠製塗佈低密度聚乙婦層後，密度約 為10-15磅/3000平方英尺（約16-25公克/平方公尺）。 17. —種用於一容器之紙板包裝層狀結構，該紙板包裝層 狀結構至少包含： a) —紙板基材；及 b) —聚醯胺聚合物與一聚婦烴聚合物之摻合 層，塗佈該摻合層至該紙張基材上，其中當該層狀結 構形成進入該容器内時，該摻合層作為一外層。 第15頁