在包装工业中,很久以来就使用一次性的包装容器包装和输送液
体食品。
在许多种用于制造一次性使用的包装容器的包装材料包括纸或纸
板的芯层和外层的、液密的聚乙烯层,通常是低密度聚乙烯(LDPE)。
要求这种包装材料的构造能够使被包装产品具有最好的被保护性
能。同时,还要求包装产品便于进行生产和搬运。纸或者纸板的芯层
使包装件具有良好的机械外形稳定性。因此,能够以简单和合理的方
式输送或搬运包装件。外层、聚乙烯液密覆盖层则保护芯层,避免其
吸收水分和液体。
根据储存时间和要被包装的产品,包装材料可以包括具有隔离性
能的金属层或塑料层,所述隔离性能是指能够隔离光或气体,例如氧
气。
通常,采用片状包装材料,通过使片状包装材料的纵向边缘相互
连接,形成管状体,制成这种包装容器。然后,将需要的内装物填充
到管状体内,沿着窄的、横向相互隔开的密封区域进行密封。因此,
形成包括内装物的密封封闭部分的管状体。然后,在上述密封区域借
助切割装置将管状体分开。随后,根据密封连接处或密封线的位置,
将管状体折叠成为选定的几何形状,从而使包装容器成型。
通常,上述包装容器不在湿度相当高的条件下长时间储存。因此,
通常在包装芯层的两侧覆盖一层低密度聚乙烯(LDPE)即可满足要求。
但是,在许多国家或地区,由于气候原因需要在输送和储存期间对产
品进行冷藏。同时,在一些区域使用冷冻输送设备或冷冻储藏设备受
到限制。因而,通常在包装箱或由绝热材料制成的壳体中放入冰块冷
却食品。随着时间的推移,冰块熔化,使冷却剂逐渐变为冰块和水的
混合物,最终完全成为水。已经证实,在一定储存时间后,上述类型
的包装容器丧失了外形稳定性和所谓夹持硬度,这是因为芯层(由芯
层决定包装容器的外形稳定性和刚度)切开的边缘向外暴露,吸收水
分,使芯层变软,并发生蠕变。在湿度相当高的条件下,例如在80~100
%RH,长期储存,也将使芯层中的纤维吸收水分,从而使包装容器的
稳定性恶化。
本发明的一个目的是提供一种相对导言中所述类型为新型的包装
容器,这种类型的包装容器没有与现有技术中的包装容器密切相关的
固有缺陷。
本发明的另一个目的是提供一种上述型包装容器,其在包括液体
的冷冻储存介质中储存期间,具有良好的储存稳定性,即使在长期储
存期间,这种包装容器也完全保持其优良的外形稳定性和夹持硬度。
本发明的又一个目的是提供一种上述型包装容器,其在湿度相当
高的条件下储存,例如环境条件是80~100%RH数量级,即使在长期储
存期间,这种包装容器几乎完全保持其优良的外形稳定性和夹持硬度。
借助权利要求1所述技术特征限定的包装容器能够达到上述发明目
的。本发明的包装容器的优选实施例由从属权利要求2~8所述的技术
特征予以限定。
采用较厚的和比较硬的塑料层覆盖芯层,所述塑料层从聚丙烯、
高密度聚乙烯(HDPE)和聚酯组成的一组材料中选择,代替低密度聚
乙烯LDPE,从而获得比较好的性能,即防止液体和水分穿透芯层。同
时,因为上述聚丙烯、高密度聚乙烯和聚酯层具有良好的硬度,从而
改善了叠层包装材料作为总体的硬度性能。
最好,塑料层由定向的聚丙烯、定向的高密度聚乙烯或定向的聚
酯构成,按照本发明的一个优选实施例,塑料层由双轴向聚丙烯、双
轴向高密度聚乙烯或双轴向聚酯构成。结合上述聚合物的硬度和水分
隔离性能,选择聚合物层的合适厚度,使得包装容器在液体中储存时
不会明显丧失其外形稳定性和夹持硬度。
最好,通过挤压的中间的薄叠层,例如聚乙烯,将定向的或双轴
向的聚丙烯、高密度聚乙烯或聚酯的薄膜叠置到芯层上。
根据储存时间和要被包装的产品,包装材料通常包括附加层,其
具有光隔离性能或气体隔离性能,例如隔离氧气。通常将这种隔离层
设置在芯层的面向包装容器之内部的侧面上。但是,也可以将隔离层
设置在芯层的另一侧。这种隔离层可以由金属层构成,例如可以是铝
箔或薄的金属层或金属氧化物,例如氧化硅(SiOx,其中x为1.5~2.2),
将其设置在定向的聚丙烯、高密度聚乙烯或聚酯的塑料层上。另外,
气体隔离层可以由塑料层构成,所述塑料层包括具有良好的气体隔离
性能的聚合物,例如乙基乙烯醇(EVOH)或聚乙烯醇(PVAL)。
为了进一步保护包装容器,防止水分或液体渗透,可以防止包装
容器的包装材料外侧的切开边缘(若有时)暴露于水中。这种保护措
施可以通过已知的方式实现,即采用机械方式覆盖,或采用化学防水
剂浸渍切开的包装材料的边缘。例如,采用塑料带条覆盖切开的包装
材料边缘,将所述塑料带条叠置或粘接到包装材料上的各个切开边缘
处,或者采用疏水性液体物质,例如某种类型的油或油脂浸渍切开的
包装材料边缘。另外,在重叠连接处的切开边缘可以被叠置到重叠的
包装材料下方,从而使它们不能暴露于周围的水分或液体中。
下面特别参照附图详细描述本发明的一个优选实施例,其中:
但是,可以得知,在参照附图1详细描述本发明的特殊实施例的同
时,本专业的普通技术人员在不离开本发明范围的情况下可以得出不
同的修改或变化的方式,本发明的范围由权利要求书限定。
图1表示了本发明的包装材料的实施例的示意图,所述包装材料由
代号10表示。这种叠层包装材料包括芯层11,例如具有常规的包装性
能的纸或纸板。在芯层的一侧,即面向包装容器内部的表面,设置由
双轴向聚丙烯,BOPP.12产品构成的薄膜。
在本发明提供的包装材料10中,借助薄的中间层,即挤压制成的
塑料层13,例如聚乙烯,将层12叠置到芯层上。在BOPP产品的薄膜12
两侧适宜地覆盖有薄层14、15,所述薄层14、15由增加粘性或可热密
封的聚合物构成。
在芯层的一侧,其在完成的包装容器中面向包装容器的内侧,可
以设置增加稳定性的附加层16,此外这一附加层16可以具有良好的气
体隔离性能。此增加稳定性的附加层16可由金属,例如铝箔构成。最
好,这种铝箔16通过中间层叠置到芯层11上。所述中间层由挤压的薄
塑料层,例如聚乙烯层17构成。为了防止被包装产品直接接触金属(根
据包装食品的要求应当予以防止),在包装容器内侧的铝箔16上覆盖塑
料层18,例如聚乙烯,此塑料层最好具有热密封性能。
在图2a和2b以及3a和3b中,将图1中所示类型的包装材料分别被
储存在水和相当高的湿度,例如80~100%RH,温度为5℃的条件下作
试验。
在图2和3中表示被测试的包装材料,层12由厚度大约为18微米的
BOPP薄膜构成,其两侧覆盖有厚度为0.6~0.7微米的薄层14、15,所
述薄层14、15由增加粘性的和可热密封的聚合物构成。借助中间层将
薄膜12叠置在芯层11上,所述中间层是挤压的厚度大约为12微米的低
密度聚乙烯(LDPE),采用相同方式借助中间层将铝箔叠置在芯层的另
一侧,所述中间层是厚度大约为25微米的低密度聚乙烯。在铝箔的另
一侧,即面对包装容器内部的一侧,采用厚度大约为35微米的低密度
聚乙烯18覆盖铝箔16。芯层11由具有包装性能的纸构成,例如采用已
知类型的所谓液体纸板,具有硬度80mN。
将测试的包装材料10与具有和包装材料10的结构相同的、但是没
有薄膜12的常规类型的包装材料相比较。在常规的包装材料中,芯层
覆盖有挤压的厚度为12微米的低密度聚乙烯层,所述聚乙烯层位于芯
层之朝向包装容器外部的侧面上。
对由包装材料制作的、TETRA BRIK类型的容积为250ml平行六
面体包装容器储存12天进行测试。对15个包装件分别在1、2、5和12天
进行测量。
按照SCANP29:84,采用商标为LORENTZON & WELTRE,代号16的
测试设备测量弯曲强度。在图解中给出的弯曲强度的值GM以测量的弯
曲强度的几何平均值来表示,其中一部分沿着设备的方向(MD)测量,
一部分沿着横向方向(CD)测量,即,GM=√(MD×CD)。
从图2a和3a中可以看出,按照本发明的测试材料10的弯曲强度,
分别在水和空气湿度相当高的条件下,在储存12天时间内都保持良好,
而相应的常规的包装容器的弯曲强度在储存一天以后大约下降20%,
在水中储存12天以后大约下降30%,在高湿度条件下储存12天以后大
约下降10%。
通过图2b和3b还可以看出,在相同的储存试验期内,测量的在包
装材料内的水分含量,在常规的包装材料中增加,而在本发明的材料
中降低。
在芯层中的纸材料的硬度比低密度聚乙烯的硬度明显地高,为此,
低密度聚乙烯层不会显著增加包装材料的整体硬度。
随着水分含量的增加,芯层中的包装材料的硬度降低。因此,包
装材料的总硬度也随之降低。
当芯层相反地设有叠置的外层塑料材料时,一方面在沿着设备的
方向(MD)和横向方向(CD)使硬度增加,在另一方面,与常规的聚
乙烯外层相比,使得水分的渗透性能降低,即使在相当高的湿度条件
下,也使整个包装材料的硬度和稳定性都增加。
在包装材料10的测试中,发现在芯层的刚性外层12和面向内部之
侧面上的金属箔16之间形成工字梁的效果。由周围的两层12、16的硬
度可补偿吸收了水分或湿气的芯层的蠕变。可能这种工字梁的效果随
着芯层的厚度的增加而增加,因为纤维吸收水分后膨胀,而且在硬度
较高的两层之间距离增加。因此,这种效果促使包装材料在水和高湿
度的空气中保持其原有的硬度。
通过其它试验还可以看出在水中储存几天之后,测试材料10的包
装容器仍然保持其夹持硬度,与此同时常规的包装材料丧失了夹持硬
度,并发生蠕变。
由图1所示的包装层材制成的包装容器保持的良好的夹持稳定性归
因于多个因素的组合,其中,与现有技术中使用的上述类型的包装容
器的外层相比较,本发明的包装容器的外层首先具有比较好的液体隔
离性能,第二具有较大的厚度,第三具有较高的材料硬度。
最好,外塑料层从聚丙烯、高密度聚乙烯和聚酯组成的一组材料
中选择,塑料层的厚度至少为10微米,并且在设备和横向方向的E模量
至少为1000MPa。
按照本发明的一个优选实施例,上述外塑料层的厚度至少为15微
米,和/或在设备和横向方向的E模量至少为2000MPa。
按照本发明的另一个优选实施例,上述外塑料层分别在设备方向
和横向方向的E模量至少为3000MPa。
还意外地发现,在刚性的外层与芯层另一侧的刚性层的协同作用
下,使包装容器具有良好的夹持稳定性,所述另一侧的刚性层是铝箔。
由此,使具有中间的芯层的材料产生工字梁的效果。
如上所述可以看出,本发明涉及的包装容器,例如塑料或金属的
包装容器适合于在水或冰中冷藏物品,其可以在湿度相当高的情况下
进行储藏,即环境条件80~100%RH,即使在长期储藏后也不丧失其良
好的外形稳定性和夹持硬度。