專利名稱：片狀撓性包裝材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種片狀或條帶狀撓性折彎材料，以制成具有良好尺寸穩(wěn)定性的液封包裝容器，所述材料包括一層或多層相互層迭、含有礦物填充物的熱塑塑料擠壓成形的基層，這種熱塑塑料包含的填充物或顆粒無機(jī)礦物填料的比例占該混合材料總重量的5%至80%之間。
在包裝技術(shù)中，不可回收的包裝已經(jīng)用了很長(zhǎng)時(shí)間，這種包裝是由一層其內(nèi)、外覆蓋有熱塑塑料的紙或紙板基層材料制造的。在這些所謂不可回收包裝材料中也經(jīng)常置有一些其它材料層，例如鋁箔，或與上述不同的塑料覆蓋層。
這種包裝材料的結(jié)構(gòu)希望對(duì)所包裝的產(chǎn)品產(chǎn)生盡可能好的保護(hù)，同時(shí)，作為一種包裝，它必須具有要求的機(jī)械強(qiáng)度和耐久性，以便使該包裝經(jīng)得住在正常搬運(yùn)過程中易受到的外部應(yīng)力的作用。為了獲得機(jī)械剛性，即一方面給產(chǎn)品以機(jī)械保護(hù)，另一方面使該包裝的尺寸穩(wěn)固，使其在搬運(yùn)和人工抓夾時(shí)沒有困難，這些包裝材料常常設(shè)置一種較厚的紙或紙板基層。但是，這種材料對(duì)液體或氣體不具有密封性，而且當(dāng)它受潮時(shí)，很快失去剛性。因此，為了使這種材料具有要求的液封性，該基層在其兩邊常常提供塑料覆蓋層，如果這種塑料是熱塑塑料，該覆蓋層還通過所謂熱封方法相互密封該塑料覆蓋層。這樣，通過在液封中的重迭材料面將覆蓋的熱塑塑料熱封在一起，并且機(jī)械地永久密封連接，使包裝永久性密封，并且做成指定的形狀。
在大部分情況下，這里涉及這類不可回收包裝的制造是，借助包裝機(jī)以高速從片材或包裝材料預(yù)制的半成品進(jìn)行成形，充填和對(duì)加工好的包裝對(duì)口。例如，從片材制造包裝，首先將該片材的縱向邊緣以搭接方式連接在一起，形成一管子，接著用實(shí)際的容量充填，并在與管的縱向軸線垂直方向上，對(duì)該管進(jìn)行重復(fù)的壓平和封口，分隔成封閉的包裝部件。最后，各部件通過橫向切割、封口各區(qū)域，相互分開，并通過進(jìn)一步的折彎和密封形成具有要求的幾何形狀，一般是平行六面體的包裝容器。
當(dāng)以上述方法制造包裝時(shí)，層迭的材料經(jīng)受壓力，尤其是在材料折彎時(shí)，該壓力變得很大，由于基層材料的厚度較大，折彎指的是一面塑料覆蓋層經(jīng)受很強(qiáng)延展，同時(shí)，另一面的塑料覆蓋層沿折彎線受到相應(yīng)程度的壓縮。由于塑料覆蓋層具有很大的延展性，所以這種材料的折彎很少導(dǎo)致通過延展在延伸的塑料覆蓋層里引起泄漏的裂開或其它的損壞，但如果該材料還包括一層鋁箔，問題就嚴(yán)重了，該鋁箔與塑料覆蓋層比較具有小得多的延展性，并且當(dāng)該材料被折彎時(shí)，常常導(dǎo)致斷裂。
雖然該材料一次180°折彎一般沒有任何嚴(yán)重的后果，但當(dāng)該材料沿二條交叉的折痕線折彎時(shí)，產(chǎn)生很大的困難。不管它們是否由片材或預(yù)制的半成品制造，這是經(jīng)常出現(xiàn)在這類包裝外部封口區(qū)域的情況。封口總是在塑料覆蓋層面朝包裝內(nèi)沿邊緣熱融化相互密封的區(qū)域進(jìn)行，之后，該加熱的塑料覆蓋層相互靠著壓緊，通過在該包裝的外表面熔合形成夾在一起的封口片。這種封口片包括二層材料，為了保證它不會(huì)形成一種障礙，這種封口片常常折彎、平放貼在該包裝的外側(cè)，意指該封口片的一層材料折過了180°，在折下封口片區(qū)域里的包裝壁包括三層材料，即具有三層折彎材料厚度。這樣一種封口片經(jīng)常沿該包裝的一個(gè)或多個(gè)側(cè)面進(jìn)行，由于這些側(cè)面，例如平行六面體包裝的側(cè)面沿與封口片成直角的折痕線折過180°，在一定區(qū)域，該包裝的材料厚度上升至層迭材料的六倍。在封口區(qū)域的這種180°橫向折彎，使最外面覆蓋的材料層經(jīng)受了延伸的非常強(qiáng)的拉應(yīng)力，并且在該材料里增加形成裂開的危險(xiǎn)。這些拉應(yīng)力常常是很大的，使裂開不僅出現(xiàn)在包括在該材料中的鋁箔內(nèi)，而且在熱塑塑料覆蓋層里也伴有包裝物品泄漏的危險(xiǎn)，該泄漏物迅速被該材料的基層吸收，并削弱其剛性。
由于普通的包裝材料基于紙或紙板，明顯地具有嚴(yán)重缺點(diǎn)，所以，涉及用在該材料中的纖維層必須是相當(dāng)?shù)睾瘢员闶乖摬牧暇哂袡C(jī)械剛性。很長(zhǎng)時(shí)間以來，尋找新的包裝材料的目的就是要完全擺脫纖維材料，以便制造具有良好尺寸剛性的液封包裝容器。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供涉及這種不用紙或紙板的包裝材料。
本發(fā)明的另一目的是提供一種包裝材料，這種材料在新型的高生產(chǎn)率的包裝機(jī)配合下，能迅速制成具有尺寸剛性的液封包裝容器，當(dāng)該材料在容器制造過程中折彎時(shí)，沒有裂開的危險(xiǎn)。
本發(fā)明達(dá)到了這些目的和其它一些目的，這在于一種片狀撓性有折痕的材料，用以制造具有良好尺寸剛性的液封包裝容器，該材料包括一層或多層擠壓成形、相互層迭、充填有礦物填料的熱塑塑料的基層，其中無機(jī)顆粒狀礦物填料的重量占該混合材料總重量的50%至80%，其特征在于所述熱塑塑料在溶解指數(shù)根據(jù)ASTM(2.16Kg，230℃)在0.5至5之間的丙烯基聚合物中選擇，所述的一個(gè)基層或若干基層上帶有通過與各基層擠壓成形有關(guān)的或擠壓成形之后緊接著塑變形成的折痕線圖案。
下面參考附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明，其中

圖1表示本發(fā)明一實(shí)施例的片狀形式包裝材料的一部分;
圖2表示術(shù)1中沿Ⅱ-Ⅱ線放大的該材料橫截面;
圖3示意性地表示該包裝材料的制造設(shè)備;
圖4表示本發(fā)明第二實(shí)施例的片狀形式包裝材料相應(yīng)于整個(gè)包裝長(zhǎng)度的一部分;
圖5a是圖4中沿Ⅴ-Ⅴ線放大的該材料橫截面;
圖5b是本發(fā)明另一實(shí)施例對(duì)應(yīng)于圖5a包裝材料的橫截面;
圖6示意性地表示圖4和圖5a中包裝材料的制造設(shè)備;
圖1顯示用標(biāo)號(hào)1表示本發(fā)明片狀材料對(duì)應(yīng)于整個(gè)包裝長(zhǎng)度的L部分，該包裝容器由片狀材料1制造，如前所述，使片狀材料1的二條縱邊緣區(qū)域2以搭接方式相互連接在一起，形成一管子，接著用實(shí)際容量充填。在與管子的縱軸線垂直的方向上對(duì)該管子進(jìn)行重復(fù)壓平，并沿窄小橫向密封區(qū)域3對(duì)該管進(jìn)行封口，將充填過的管子分隔成單獨(dú)的容器部件，最后，各個(gè)容器部件在橫向封口區(qū)域3切斷，相互分離，并通過進(jìn)一步的成形和密封操作，獲得要求的形狀，例如，平行六面體。
本發(fā)明這個(gè)實(shí)施例的材料(如圖2所示)包括填充有礦物填料的丙烯聚合物的基層4，該聚合物的熔解指數(shù)根據(jù)美國材料試驗(yàn)手冊(cè)(ASTM)(2.16Kg，230℃)在0.5至5之間。在聚合物中填料的重量為該混合材料總重量的50%至80%，最佳值在65%-75%(重量)，就剛性和彈性模量而論，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種填充量產(chǎn)生該材料的最佳彈性。
所述丙烯基聚合物可以是其熔解指數(shù)根據(jù)ASTM(2.16Kg，230℃)在1以下的聚丙烯均聚物，但最佳的丙烯聚合物其熔解指數(shù)可在上述0.5至5范圍的丙烯-乙烯共聚物中選擇，因?yàn)椋鼈円呀?jīng)產(chǎn)生出耐折彎和耐彎曲操作的性能，即使在正常出現(xiàn)的將該包裝材料制成包裝容器的過程中和充注液體食品(例如牛奶)的低溫條件下也不會(huì)裂開。
在本發(fā)明中，填料的選擇并非關(guān)鍵，而且特別要說的是，所有經(jīng)處理的已知礦物填料都可使用，例如，云母、滑石、鈣鹽如硫酸鈣或碳酸鈣等，基層包含65%(重量)的顆粒狀碳酸鈣，顆粒尺寸在10μm以下，無論怎樣，在實(shí)施中已發(fā)現(xiàn)這種組合材料起有效作用，它使得有可能制造具有要求的良好尺寸剛性的液封包裝容器，在實(shí)施中，該基層材料的厚度d可以在100和400μm之間，最佳值是300μm。
為子便于將片狀材料制成包裝容器，基層4上已置有一種任意圖案的折痕線5和6，以便折彎，這些折痕線分別平行和橫向地在片狀材料上縱向伸展。在這個(gè)例子中，折痕線5和6是通過所述層與擠壓成形有關(guān)的或擠壓成形之后緊接著基層4的塑變所形成的。
上述的片狀材料1可以由示意性表示在圖3中的設(shè)備制造，該設(shè)備包括帶有合適尺寸噴嘴8的擠壓機(jī)7和二個(gè)用于充注擠壓原材料的供料斗9和10，即根據(jù)ASTM(2.16kg，230℃)其熔解指數(shù)在0.5至5之間的顆粒狀丙烯基聚合物，例如，分別是聚丙烯均聚物或丙烯-乙烯共聚物和礦物填料，該含有填充量在50%至80%重量(例如65%重量)的熱塑塑料被加熱，以便軟化或開始熔化(大致在180°-300℃)，并通過噴嘴8擠壓，形成一條厚100-400μm，例如300μm的薄膜1′。該薄膜1′通過相互配合、冷卻的壓力輥?zhàn)?1和12之間輥隙擠壓，其中一個(gè)輥?zhàn)?1的外表面上通過增加表面或模片提供一種成形圖案，該表面或模片對(duì)著薄膜1′壓過，在該成形的薄膜一面上通過塑變，沉積一附加的表面圖案，以便產(chǎn)生所述折痕線5和6。接著，該帶有折痕線的冷卻薄膜1可以卷在儲(chǔ)料棍13上。
圖4和圖5a表示本發(fā)明第二實(shí)施例包裝材料對(duì)應(yīng)于整個(gè)包裝長(zhǎng)度的L部分，用標(biāo)號(hào)14表示，從片狀材料14按前面所述的方法制成填充的液封包裝容器，制造時(shí)，片狀材料14的縱向邊緣區(qū)域15以搭接方式相互連接，以便形成一管子，接著用指定的容量填充。然后已填充的管子在與管子縱軸線成垂直的方向重復(fù)壓平，并沿橫向封口區(qū)域16使管子封口，分隔成封口的容器部件。此后，通過進(jìn)一步折彎和密封操作，各個(gè)容器部件獲得要求的幾何形狀，例如，平行六面體。
從圖5a可以明顯地看到，這個(gè)實(shí)施例中的材料包括由基層17a和17b相互層迭組成的基層17，這些基層的制造是通過含有礦物填料和丙烯基聚合物的混合材料擠壓成形，丙烯基聚合物的熔解指數(shù)根據(jù)ASTM(2.16kg，230℃)在0.5至5之間，顆粒狀無機(jī)礦物填料的重量占混合材料總重量的50%至80%，最好是在65%至70%，熔解指數(shù)在上述范圍內(nèi)的丙烯基聚合物可以是熔解指數(shù)根據(jù)ASTM(2.16kg，230℃)在1以下的丙烯均聚物，但由于前述的原因，最好是丙烯-乙烯共聚物。
用在丙烯基聚合物基層17a和17b中的填料可以是云母、滑石，鈣鹽，如硫酸鈣或碳酸鈣等。在該例子中假定，而朝指定包裝容器內(nèi)側(cè)的基層17a含有云母填料，另一基層17b含有碳酸鈣填料，其顆粒度尺寸在10μm以下，包含在基層17中的各基層17a和17b的厚度可以在50-200μm之間，但實(shí)際考慮的基層厚度最好是100μm。
圖5b表示本發(fā)明另一實(shí)施例對(duì)應(yīng)于圖5a包裝材料的橫截面。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，該材料包括帶有與圖5a所述的基層17a和17b相同材料的外基層18a和18b，它們通過熔解指數(shù)根據(jù)ASTM(2.16kg，230℃)在0.5至5之間的起泡狀，或低密度丙烯基聚合物中間層18c相互連接。
基層18的材料總厚度可以變化，但實(shí)際考慮的厚度值大致為300μm，包括在基層18的各層厚度最好具有相同的厚度，也就是說100μm。
在上述包裝容器的制造方法中，為了便于片狀材料14的折彎，其上分別置有任意的縱向和橫向折痕線19和20，如圖4所示，這些折痕線(在圖5a中僅表示出縱向折痕線19)通過在基層17的一面或這個(gè)例子中所示的二面上塑變形成。為了更明了起見，在圖5b中基層18上用相同方法獲得的對(duì)應(yīng)于圖5a的折痕線用相同的標(biāo)號(hào)表示。
圖6示意性地表示根據(jù)本發(fā)明制造圖4和圖5a所示片狀材料14的設(shè)備。該設(shè)備包括一帶有合適尺寸噴嘴23的雙層擠壓機(jī)，噴嘴23包括雙槽形開口，各層原材料通過該噴嘴23分別擠壓出材料的基層17a和17b。雙層擠壓出的基層層迭片狀材料14當(dāng)它們處于塑性時(shí)，通過二個(gè)相互配合的冷壓力輥21和22擠壓，在輥?zhàn)?1和22的表面上置有增加的部分或設(shè)計(jì)的模片，以便當(dāng)片狀材料14靠在它們上通過時(shí)，通過塑變，在片材二面上產(chǎn)生易于折彎的折痕線圖案。接著帶有折痕線的冷卻片狀材料14卷在儲(chǔ)料棍上(圖中未表示)。此外，用相應(yīng)的方法，示于圖5b的另一實(shí)施例片狀包裝材料也可以制造，在這種情況下，擠壓機(jī)包括具有三槽形開口的噴嘴，以便有可能制造包括在基層中的三層擠壓層18a-18c。
權(quán)利要求
1.一種片狀撓性有折痕的材料，用以制造具有良好尺寸剛性的液封包裝容器，該材料包括一層或多層擠壓成型、相互層迭、充填有礦物填料的熱塑塑料的基層(4；17a、17b；18a、18b)，其中無機(jī)顆粒礦物填料的重量占該混合材料總重量的50%至80%，其特征在于所述熱塑塑料在溶解指數(shù)根據(jù)ASTM(2.16kg，230℃)在0.5至5之間的丙烯基聚合物中選擇，所述的一個(gè)基層(4)或所述的若干基層(17a、17b；18a、18b)上帶有通過與各基層擠壓成型有關(guān)的或擠壓成形之后緊接著塑變形成的折痕線圖案(5，6；19，20)。
2.如權(quán)利要求1所述材料，其特征在于它包括二個(gè)相互層迭的基層(17a、17b;18a、18b)，其中一個(gè)基層，最好是面朝指定包裝容器的內(nèi)側(cè)含有云母填料，另一基層含有鈣鹽填料，最好是硫酸鈣或碳酸鈣。
3.如權(quán)利要求2所述材料，其特征在于所述二基層被共擠壓成形。
4.如權(quán)利要求1或2所述材料，其特征在于所述二基層的每一層材料厚度在50至200μm，最好是100μm。
5.如權(quán)利要求1所述材料，其特征在于所述基層(4)的厚度在100至400μm，最好是300μm。
6.如權(quán)利要求2至4中任一條所述材料，其特征在于所述的二基層(18a、18b)通過熔解指數(shù)根據(jù)ASTM(2.16kg，230℃)在0.5至5之間的起泡丙烯基聚合物中間層(18c)相互連接。
7.如權(quán)利要求6所述材料，其特征在于所述二基層(18a18b)和中間層(18c)是通過其擠壓成形制造的。
8.如權(quán)利要求6和7所述材料，其特征在于所述二基層中的每一層和中間層材料厚度為100μm。
全文摘要
一種片狀撓性有折痕的材料，用于制造具有良好尺寸剛性的液封包裝容器，這種材料包括一層或多層相互層迭填充有礦物填料的熱塑塑料的基層，其中無機(jī)顆粒狀礦物填料的重量占該混合材料總重量的50至80％，所述的熱塑塑料在熔解指數(shù)根據(jù)ASTM(2.16kg，230℃)在0.5至5之間的丙烯基聚合物中選擇，并且所述的一個(gè)基層或多個(gè)基層具有通過與所述基層擠壓成型有關(guān)的或在擠壓成型之后緊接著塑變形成的折痕線圖案。
文檔編號(hào)B29C47/00GK1039771SQ8910712
公開日1990年2月21日 申請(qǐng)日期1989年8月31日 優(yōu)先權(quán)日1988年8月1日
發(fā)明者艾克·羅森 申請(qǐng)人:利樂財(cái)務(wù)與貿(mào)易公司