專利名稱：包裝材料及容器的制作方法
技術領域：
本發明涉及包裝材料及容器。
具有易剝離性的易開啟包裝材料因剝離機構的不同而劃分為界面剝離型、層間剝離型和凝集剝離型。在這些材料中，凝集剝離型材料的剝離層樹脂在開啟時因產生內部凝集破壞而顯示出其易剝離性。作為凝集剝離型材料，公知的有石蠟、混有粘結材料的EVA系材料、聚烯烴/聚苯乙烯系、或聚乙烯/聚丙烯系等不相溶的聚合物混合物，它們具有剝離強度的封接溫度的穩定性、夾雜物的封接性和耐內容物等優良特征。這里所述的“優良的夾雜物的封接性”是表示在有比較大的尺寸粒子夾雜物混入熱封接材料時仍具有良好的熱封接性能。
但是，屬于凝集破壞型的已有的易開啟材料在開啟時存在易于在封接剝離面上殘存纖維狀剝離層樹脂的所謂“拉絲”的問題。另外，因為難以控制剝離強度，當在以涂覆有聚乙烯的紙作為被封接體時，因剝離強度過強使被粘接體的紙破壞，而容易產生所謂“紙剝落現象”的問題。
另外，當采用擠出層壓法等方法將已有的易開啟材料層壓在紙、薄膜或金屬箔等基材上時，所得到的易開啟包裝材料容易發生卷邊，將蓋材熱封接于容器上時會產生許多的諸如供給、操作麻煩等問題。
本發明的課題是在于對密封容器的熱封接部分進行剝離開啟的容器的技術領域，提供一種具有卷邊少、開啟時不拉絲、易開啟性的包裝材料及容器。
本發明涉及的易開啟包裝材料的特征在于，其中至少由基材和在該基材的一側面設置有熱封接層而構成，所述的熱封接層是從靠近基材側順次設置由乙烯-不飽和羧酸共聚物制成的樹脂層(B)和含有55至75重量份的低密度聚乙烯及含有45至25重量份的聚丁烯的樹脂層(A)，而形成層壓結構，所述樹脂層(A)和樹脂層(B)通過共擠出法相互層壓。
另外，本發明涉及的易開啟容器的特征在于，作為對最內層涂覆有熔點為105-115℃的聚乙烯的紙杯容器的蓋材的包裝材料進行熱封接，在開啟時所述樹脂層(A)發生凝集破壞。
所述樹脂層(A)的厚度在5-15微米的范圍內，并且，所述樹脂層(B)的厚度最好比所述樹脂層(A)的厚度大些。
另外，所述低密度聚乙烯是熔點為110℃以下的用高壓法制成的低密度聚乙烯，并且，所述聚丁烯是在熔點120℃以上的均聚物，另外，所述的乙烯-不飽和羧酸共聚物的熔點優選是比所述低密度聚乙烯的熔點更低。
另外，最好用共擠出層壓法將所述的熱封接層層壓在所述基材上。
圖1是表示本發明包裝材料的層狀結構的一個實例的模式斷面圖。圖2是表示本發明包裝材料的層狀結構的另一實例的模式斷面圖。圖3是說明將本發明的包裝材料從被粘接體上剝離時的狀態的示意圖，(a)是熱封接后的狀態，(b)是將熱封接部分剝離的狀態。圖4是表示以本發明的包裝材料作為蓋材使用的容器的實施例，(a)是容器的透視圖，(b)是沿X-X線的斷面圖，(c)是封接部分的部分斷面圖，(d)是剝離蓋材時的剝離部分的部分斷面圖。
如圖1和圖2所示，本發明的包裝材料1至少由基材層3和熱封接層2構成，所述熱封接層2是由相互不同的樹脂經層壓形成的至少2層(2A、2B)所構成。如圖1例示，是用擠出涂覆法將熱封接層在紙等基材上直接制膜，如圖2例示，是先制膜形成熱封接層2，然后采用干式層壓法等方法借助粘結劑4將該熱封接層2貼合在塑料薄膜等基材上。
作為基材，可以單獨使用紙、金屬箔或塑料薄膜，或者可以使用這些材料中的2種以上的層壓制品。塑料薄膜可以是如硅或鋁的氧化物或者鋁那樣的金屬薄膜所形成的蒸鍍薄膜。
如圖1所示，本發明的包裝材料中的熱封接層2是由樹脂層2A和樹脂層2B使用沒有粘結劑的共擠出法層壓而構成的，其中樹脂層2A由55-75重量份的低密度聚乙烯和45-25重量份的聚丁烯混合而成，樹脂層2B由聚乙烯-不飽和羧酸共聚物形成。在上述熱封接層2與基材3疊置中將上述乙烯-不飽和羧酸共聚物形成的樹脂層2B側配置在基材側并進行層壓。換言之，封接層2是相對于基材進行層壓。
上述低密度聚乙烯和聚丁烯的混合物層2A可以在開封時產生凝集破壞而形成剝離層。聚丁烯與低密度聚乙烯實質上是不相溶的，它們的混合物形成所謂的“海島構造”，從而降低剝離層的凝集力，故能呈現凝集破壞型的易剝離性。如果聚丁烯的比例小于25％的重量份，則剝離強度過高，當以涂覆有聚乙烯的紙作為被粘接體時，會產生紙剝落現象。聚丁烯的比例超過45％的重量百分比時，剝離強度不足，因而容易產生拉絲現象。
作為乙烯-不飽和羧酸共聚物，可以使用EMAA(乙烯-異丁烯酸共聚物)或EAA(乙烯-丙烯酸共聚物)。乙烯-不飽和羧酸共聚物的樹脂層2B鄰接于剝離層而設置，因此在開封時剝離層的凝集破壞而可以集中在2A層和2B層的交界線附近，使剝離強度穩定，并可以抑制拉絲的發生。另外，由于設置了乙烯-不飽和羧酸共聚物層，在將熱封接層與基材進行層壓時，具有抑制卷邊的效果。
將2A層和2B層進行層壓，能容易地按照預定的層比形成熱封接層。作為將由2A層和2B層形成的熱封接層2和基材3進行層壓的方法，可以采用干式層壓法、夾芯層層壓法或共擠出層壓法。
若熱封接層2A的厚度小于5微米，則容易使封接強度變得不穩定，也會使夾雜物封接性變得不足。另外，若熱封接層2A的厚度超過15微米，則在開啟時易于產生拉絲。另一方面，當形成熱封接層的2B層的厚度比2A層薄時，則熱封接層和基材層壓時的卷邊會變大，而且使采用共擠出法對2A層和2B層的層壓加工也變得困難。
在熱封接層的上述2A層上含有的低密度聚乙烯的熔點若超過110℃，則低溫下的熱封接強度會減弱，也容易產生拉絲。另外，當在2A層中使用乙烯和α烯烴的共聚物的直鏈狀低密度聚乙烯，即所謂LLDPE時，則會提高封接強度而容易產生紙剝落現象。作為熱封接層的上述2A層使用的低密度聚乙烯最好是在密度為0.915-0.920、MFR為0.5-50(優選為20～50)范圍內的用高壓法形成的低密度聚乙烯。
聚丁烯的熔點若小于120℃，則封接強度較高，在剝離時容易產生紙剝落。在以丁烯-1為主體利用該丁烯-1和其他的烯烴共聚合而產生的共聚物時，封接強度較高，紙容易剝落。最好采用密度為0.905-0.917、MFR為0.2-20范圍內的聚丁烯。
作為熱封接層的2B層的乙烯-不飽和羧酸共聚物，宜于采用EMAA、EAA。乙烯-不飽和羧酸共聚物的熔點比上述2A層所采用的低密度聚乙烯高時，在開啟時容易產生拉絲。EMAA宜于使用密度為0.930-0.940、MFR為2-20范圍內的。作為EAA，可以采用密度為0.924-0.941、MFR為2-20范圍內的較適宜。
下面，說明使用本發明的包裝材料的容器進行開啟的情況。如圖3(a)所示，使本發明的包裝材料1的熱封接層與被粘接體10的熱封接層相面對，由一加熱板30進行熱封接，形成熱封接部分13。當對該熱封接部分13進行剝離(開啟)時，如圖3(b)所示，熱封接層2的由混合樹脂形成的2A層產生凝集破壞14，顯示出易開啟性，從而形成沒有拉絲的剝離面。
當與熱封接層2相層壓的基材3是紙、鋁箔或聚乙烯塑料薄膜時，由2A層和2B層構成熱封接層2可以采用共擠出層壓法直接在基材上層壓，使加工過程簡單。
如圖4(a)所示，本發明的包裝材料適于用作與涂覆有聚乙烯的紙杯容器22中熱封接的蓋材21。對紙容器的容器本體22的唇狀卷邊加壓，形成平滑的凸緣23，蓋體21熱封接于該凸緣部分而形成密封。在開啟時，將蓋體的熱封接部分剝離。當使用本發明的包裝材料作為蓋材時，開啟時的剝離狀態如圖(d)所示。上述的紙容器可以廣泛用于容納方便面類、酸乳酪、小吃類以及納豆(蒸后發醇的大豆食品)等食品。由于將本發明的包裝材料用作紙容器的蓋材，故可以提供剝離面優良的易開啟性，同時可以避免以往在紙容器中剝離面上產生拉絲的問題。
接下來，具體地說明本發明的包裝材料及容器，但本發明并不限于此。
實施例1以65重量份的低密度聚乙烯(熔點為105℃)和35重量份的聚丁烯(熔點為125℃)的混合物作為剝離層的第1層(厚度為10微米)，以乙烯-異丁烯酸共聚物(以下記載為EMAA(熔點為98℃)作為第2層(厚度為20微米)，在EMAA層側進行臭氧處理，并在經電暈處理的紙(100g/m2)上在300℃的擠出溫度下進行共擠出層壓，可以獲得下述結構的包裝材料。
紙(100g/m2)/EMAA(20微米)/剝離層(10微米)實施例2以65重量份的低密度聚乙烯(熔點為105℃)和35重量份的聚丁烯(熔點為125℃)的混合物作為剝離層的第1層(厚度為10微米)，以EMAA(熔點為98℃)作為第2層(厚度為20微米)，在300℃的擠出溫度下，在鋁箔(厚度為50微米)上進行共擠出層壓，可以獲得下述結構的包裝材料。
鋁箔(50微米)/EMAA(20微米)/剝離層(10微米)
實施例3使用乙烯-丙烯酸共聚物(以下稱為EAA)(熔點為96℃)代替EMAA，按實施例1同樣的方式進行。即，以65重量份的低密度聚乙烯(熔點為105℃)和35重量份的聚丁烯(熔點為125℃)的混合物作為剝離層的第1層(厚度為10微米)，以EAA(熔點為96℃)作為第2層(厚度為20微米)，在EAA層側進行臭氧處理，并在經電暈處理的紙(100g/m2)上在300℃的擠出溫度下進行共擠出層壓，可以獲得下述結構的包裝材料。
紙(100g/m2)/EAA(20微米)/剝離層(10微米)實施例4以65重量份的低密度聚乙烯(熔點為105℃)和35重量份的聚丁烯(熔點為125℃)的混合物作為剝離層的第1層，以EMAA(熔點為98℃)作為第2層，通過多層吹脹成型法制成密封膜，在該薄膜的EMAA層側進行電暈處理后，在厚度為16微米的PET薄膜的一側面使用2液固化型聚氨酯系粘結劑進行干式層壓，可以獲得下述結構的包裝材料。
PET(16微米)/粘結劑層/EMAA(20微米)/剝離層(10微米)實施例5以65重量份的低密度聚乙烯(熔點為105℃)和35重量份的聚丁烯(熔點為125℃)的混合物作為剝離層的第1層(厚度為20微米)，以EMAA(熔點為98℃)作為第2層(厚度為10微米)，在EMAA層側進行臭氧處理，并在經電暈處理的紙(100g/m2)上在300℃的擠出溫度下進行共擠出層壓，可以獲得下述結構的包裝材料。
紙(100g/m2)/EMAA(10微米)/剝離層(20微米)實施例6以65重量份的低密度聚乙烯(熔點為111℃)和35重量份的聚丁烯(熔點為125℃)的混合物作為剝離層的第1層(厚度為10微米)，以EMAA(熔點為98℃)作為第2層(厚度為20微米)，在EMAA層側進行臭氧處理，并在經電暈處理的紙(100g/m2)上在300℃的擠出溫度下進行共擠出層壓，可以獲得下述結構的包裝材料。
紙(100g／m2)/EMAA(20微米)/剝離層(10微米)實施例7以65重量份的低密度聚乙烯(熔點為105℃)和35重量份的聚丁烯(熔點為125℃)的混合物作為剝離層的第1層(厚度為10微米)，以EMAA(熔點為98℃)作為第2層(厚度為20微米)，在EMAA層側進行臭氧處理，并在經電暈處理的紙(100g/m2)上在300℃的擠出溫度下進行共擠出層壓，可以獲得下述結構的包裝材料。
紙(100g/m2)/EMAA(20微米)/剝離層(10微米)實施例8以65重量份的低密度聚乙烯(熔點為105℃)和35重量份的聚丁烯(熔點為125℃)的混合物作為剝離層的第1層(厚度為10微米)，以EMAA(熔點為105℃)作為第2層(厚度為20微米)，在EMAA層側進行臭氧處理，并在經電暈處理的紙(100g/m2)上在300℃的擠出溫度下進行共擠出層壓，可以獲得下述結構的包裝材料。
紙(100g／m2)/EMAA(20微米)/剝離層(10微米)比較例1以80重量份的低密度聚乙烯(熔點為105℃)和20重量份的聚丁烯(熔點為125℃)的混合物作為剝離層的第1層(厚度為10微米)，以EMAA(熔點為98℃)作為第2層(厚度為20微米)，在EMAA層側進行臭氧處理，并在經電暈處理的紙(100g/m2)上在300℃的擠出溫度下進行共擠出層壓，可以獲得下述結構的包裝材料。
紙(100g/m2)/EMAA(20微米)/剝離層(10微米)比較例2以50重量份的低密度聚乙烯(熔點為105℃)和50重量份的聚丁烯(熔點為125℃)的混合物作為剝離層的第1層(厚度為10微米)，以EMAA(熔點為98℃)作為第2層(厚度為20微米)，在EMAA層側進行臭氧處理，并在經電暈處理的紙(100g/m2)上在300℃的擠出溫度下進行共擠出層壓，可以獲得下述結構的包裝材料。
紙(100g/m2)/EMAA(20微米)/剝離層(10微米)比較例3以65重量份的低密度聚乙烯(熔點為105℃)和35重量份的聚丁烯(熔點為125℃)的混合物作為剝離層的第1層(厚度為10微米)，以低密度聚乙烯(LDPE)(熔點為105℃、密度=0.92、MFR=7)作為第2層(厚度為20微米)，在LDPE層側進行臭氧處理，并在經電暈處理的紙(100g/m2)上在300℃的擠出溫度下進行共擠出層壓，可以獲得下述結構的包裝材料。
紙(100g/m2)/LDPE(20微米)/剝離層(10微米)比較例4以65重量份的直鏈狀低密度聚乙烯(以下稱為LLDPE)(熔點為110℃)和35重量份的聚丁烯(熔點為125℃)的混合物作為剝離層的第1層(厚度為10微米)，以EMAA(熔點為98℃)作為第2層(厚度為20微米)，在EMAA層側進行臭氧處理，并在經電暈處理的紙(100g/m2)上在300℃的擠出溫度下進行共擠出層壓，可以獲得下述結構的包裝材料。
紙(100g/m2)/EMAA(20微米)/剝離層(10微米)&#60試驗&#62將通過擠出而涂有20微米厚、溶點為106℃的低密度聚乙烯的制杯原紙(280g/m2)加工成具有凸緣部分的杯子形狀，其凸緣部分與實施例1中作為蓋材所使用的包裝材料在150℃、0.6秒的條件下熱封接之后，對其開啟，用顯微鏡觀察剝離面的斷面。從蓋材側和杯子側的兩個方向觀察蓋材的剝離層，可以確認剝離層在開啟時產生了凝集破壞。
另外，將各個實施例及比較例中制成的包裝材料與通過擠出而涂有熔點是106℃的低密度聚乙烯(厚度為20微米)的制杯原紙(280g/m2)在140℃、98Kpa、1秒的條件下進行熱封接，比較它們的剝離強度和剝離面的拉絲狀況。用肉眼觀察卷邊狀況來作出評價。
實施例及比較例中的易開封性及卷邊的發生情況如下所示。表1
實施例1-4中的包裝材料呈現有適度的剝離強度，剝離面上沒有產生拉絲，卷邊也較小。實施例5的包裝材料的剝離層比EMAA層的厚度薄一些，故卷邊略微明顯，拉絲也略微較多。實施例6的包裝材料，由于低密度聚乙烯的熔點較高，使剝離強度略微減弱，拉絲也略有增多。實施例7的包裝材料，由于聚丁烯的熔點較低，剝離強度略微增強。實施例8的包裝材料，由于EMAA的熔點較高并與低密度聚乙烯的熔點相同，所以拉絲略有增多，剝離強度也減弱，使卷邊略微明顯。
比較例1中的包裝材料，由于聚丁烯的配合比例較低，使剝離強度增強，產生了紙剝落現象。比較例2中的包裝材料，由于聚丁烯的配合比例較高，使剝離強度減弱，拉絲也略微較多。比較例3的包裝材料，由于第2層使用低密度聚乙烯代替乙烯-不飽和羧酸共聚物而使拉絲變多，卷邊也變大。比較例4的包裝材料，由于使用LLDPE代替低密度聚乙烯，使剝離強度增強，產生紙剝落現象。
實施例9在具有紙/聚乙烯/鋁箔的層狀結構的基材的鋁箔一側，通過聚氨酯類固著劑以60重量份的低密度聚乙烯(熔點為106℃)和40重量份的聚丁烯(熔點為125℃)的混合物作為剝離層的第1層(厚度為10微米)，以EMAA(熔點為100℃)作為第2層(厚度為30微米)，在EMAA層側進行臭氧處理，在260℃的擠出溫度下進行共擠出層壓，可以獲得下述結構的包裝材料。
紙(76g/m2)/聚乙烯(20微米)/鋁箔(7微米)/EMAA(30微米)/剝離層(10微米)這種包裝材料用作由內表面涂覆有熔點為110℃聚乙烯的紙(280g/m2)制成的用于方便面紙杯的蓋材，在開啟時不會產生紙剝落和拉絲的現象，可以獲得具有優良的密封性和耐熱性的易開啟性的容器。
實施例10在具有紙/聚乙烯/鋁箔/PET的層狀結構的基材的PET一側，通過聚氨酯類固著劑以70重量份的低密度聚乙烯(熔點為105℃)和30重量份的聚丁烯(熔點為125℃)的混合物作為剝離層的第1層(厚度為10微米)，以EMAA(熔點為98℃)作為第2層(厚度為40微米)，在EMAA層側進行臭氧處理，在250℃的擠出溫度下進行共擠出層壓，可以獲得下述結構的包裝材料。
紙(79g/m2)/聚乙烯(20微米)/鋁箔(7微米)/PET(12微米)/EMAA(40微米)/剝離層(10微米)這種包裝材料用作由具有紙(210g/m2)/聚乙烯(20微米)/鋁箔(7微米)/EMAA(10微米)/聚乙烯(20微米)的層狀結構的原紙制成的用于小吃點心紙杯的蓋材，在開啟時不會產生紙剝落和拉絲的現象，可以獲得具有優良的密封性和耐熱性的易開啟性的容器。
實施例11在具有PET(12微米)/鋁箔(10微米)的層狀結構的基材的鋁箔一側，以65重量份的低密度聚乙烯(熔點為105℃)和35重量份的聚丁烯(熔點為125℃)的混合物作為剝離層的第1層(厚度為10微米)，以EMAA(熔點為100℃)作為第2層(厚度為35微米)，在290℃的擠出溫度下進行共擠出層壓，可以獲得下述結構的包裝材料。
PET(12微米)/鋁箔(10微米)/EMAA(35微米)/剝離層(10微米)這種包裝材料用作由內表面涂覆有熔點為107℃聚乙烯的紙(240g/m2)制成的用于酸乳酪的紙杯的蓋材，在開啟時不會產生紙剝落和拉絲的現象，可以獲得具有優良的密封性和耐熱性的易開啟性的容器。
本發明的包裝材料具有包含剝離層的熱封接層。使用這種包裝材料進行熱封接方式而形成的密封的熱封接部分在開啟該熱封部分時，在剝離層產生凝集破壞，顯示其易開啟性。而且，在開封部分不會產生拉絲現象。
因此，當這種包裝材料被用作由內表面是聚乙烯的材料形成的紙杯的蓋材時，則獲得了具有易開啟性的密封的紙杯。所獲得的容器對消費者來說，其使用性良好。
權利要求
1．一種易開啟的包裝材料，其特征在于，其至少由基材和在該基材的一側面設置的熱封接層構成，所述的熱封接層從靠近基材側順次設置由聚乙烯-不飽和羧酸共聚物制成的樹脂層(B)和含有55至75的重量份的低密度乙烯及含有45至25的重量份的聚丁烯的樹脂層(A)形成的層壓結構，所述樹脂層(A)和樹脂層(B)通過共擠出法相互層壓。
2．如權利要求1所記載的包裝材料，其特征在于，所述樹脂層(A)的厚度在5-15微米的范圍內，并且，所述樹脂層(B)的厚度最好比所述樹脂層(A)的厚度大些。
3．如權利要求1或2所述的包裝材料，其特征在于，所述的低密度聚乙烯是熔點在110℃以下的用高壓法制成的低密度聚乙烯，并且，所述聚丁烯是熔點在120℃以上的均聚物，另外，所述的乙烯-不飽和羧酸共聚物的熔點最好比所述低密度聚乙烯的熔點低些。
4．如權利要求1-3中任意一項所記載的包裝材料，其特征在于，用共擠出層壓法將所述的熱封接層層壓在所述基材上。
5．一種易開啟的容器，其特征在于，權利要求1至權利要求4所述的包裝材料作為最內層涂覆有熔點為105-115℃的聚乙烯的紙杯容器的蓋材而進行熱封接，在開啟時所述樹脂層(A)發生凝集破壞。
全文摘要
本發明是關于密封容器的熱封接部分進行剝離開啟的容器的技術領域提供一種具有卷邊少、開啟時不拉絲、易開啟性的包裝材料及容器。這種易開啟包裝材料,其特征在于,其至少由基材和在該基材的一側面設置的熱封接層構成;所述的熱封接層從靠近基材側順次設置由乙烯－不飽和羧酸共聚物制成的樹脂層(B)和含有55至75的重量份的低密度聚乙烯及含有45至25的重量份的聚丁烯的樹脂層(A)形成的層壓結構,所述樹脂層(A)和樹脂層(B)通過共擠出法相互層壓。以這種包裝材料作為最內層涂覆有熔點為105—115℃的聚乙烯的紙杯容器的蓋材而進行熱封接,在開啟時所述樹脂層(A)發生凝集破壞。
文檔編號C08L23/08GK1288848SQ0013068
公開日2001年3月28日 申請日期2000年9月20日 優先權日1999年9月20日
發明者高橋秀明, 杉山康晴 申請人:大日本印刷株式會社