在该情况下，阻挡层指的是一层首先构成阻氧层的层。优选的阻 挡层由金属箔层构成，优选是铝箔层。尤其是用于存储液体的一次性 包装容器常由一种由纸主体层构成的包装材料生产，该主体层覆盖有 热塑材料和铝箔。包装材料常以幅面料的形式被输送，包装材料被卷 绕在存储滚筒上，并在从存储滚筒上退绕下来后，在自动包装机中通 过折叠被转变成包装容器。这类常见包装被贴上商品名为TETRA BRIK 的标记、优选用于包装牛奶、果汁等一类的液体灌装物质。这种包装 容器是以这样的方式在自动包装灌装机上生产的，即，沿着以叠缝连 接的幅面料的边缘将从存储滚筒上退绕下来的幅面料转变成管子，然 后给已成型的管子灌装要灌装的物质，并通过重复横向封闭将之细分 成多个独立的包装容器，其相互间隔开并与管子成直角。当将已输送 的灌装物质这样装入管子的封离部分中时，这些部分就通过形成在所 述横向封闭区域中的切口与管子分开。然后，通过沿着包装材料中的 折线折叠，使细分的管子部分成型为指定形状例如平行六面体形状的 包装容器。
这类包装常具有形式为孔、开口或缝隙的开口槽，它们形成在包 装材料中并覆盖有可撕掉的、常称作“拉片”的条片。或者，该包装 装置具有一个外部开启装置，例如采用具有用于重密封的螺旋盖的塑 料浇注槽的形式，该开启装置仅被容许穿透与打开包装和使用产品相 关的包装层压品。在这一方面，包装层压品具有一个开口，该开口由 主体层中凿穿的一个孔构成，其上层压有铝箔和热塑层。这样，当灌 装物质由无菌制品比如无菌牛奶或酸性制品比如橙汁构成时，包装容 器就常由这样一种包装层压品制得，即，包括一层铝箔层，其使气体 比如氧气根本进入不了包装中，因为氧气会使内容物氧化、变质。为 了实现所要求的不渗透性，非常重要的一点是，在包装成型的过程中 或制造包装材料时，铝箔层不破裂或不受损坏，对于撕条开口(拉片) 或穿透开启装置的功能而言，铝箔层牢牢地粘附在开孔周围的区域是 重要的，因为要不然的话，开启操作就很容易失败。这样，当盖条已 粘贴在开口上时，该盖条就可随着开启操作而撕下来，尽管如此，也 不会撕开塑料内衬和铝箔。当使用穿透开启装置时，该开启装置不能 在铝箔和热塑层中形成一个整齐的切口，从而产生毛边。
本发明的一个目的是采用简单有效的方式来处理和制备一种上述 类型的包装材料幅面料，这样通过采用上部塑料薄膜或布置在边缘区 四周的塑料薄膜就可有效地密封包装材料幅面料的边缘。众所周知， 采用桥接热塑条片或折叠在边缘四周的热塑条片来密封露在包装容器 内部外的液体吸收材料的边缘。同样还了解到，为达到相同的目的， 使包装材料幅面料具有被称为固定塑料边缘条的条片，即，从纸板幅 面料的边缘伸出且可在边缘四周折叠并密封到其对边上的塑料条片。 这样的“固定边缘条”是通过相互并排地布置纸板幅面料而得到的， 这样它们就可在其间形成缝隙或间隙，然后，用一种塑料薄膜或在某 情况下用一种塑料薄膜和铝箔来共同覆盖幅面料和缝隙，之后，可通 过形成在缝隙区域中的切口将覆盖的幅面料分开，从而形成一个突出 的固定条。至今存在的一个缺陷是，不可能在缝隙的区域中实现例如 铝箔层与塑料层之间的粘附，或者在任何情况下实现的粘附性都很 差，因为铝箔与塑料层不可能在切口区域内被压到一起，尤其是不能 刚好达到缝隙的边界边缘，这是由于材料的厚度有所不同，最终使得 压力辊难于在缝隙区域中压缩材料。
这里所提类型的包装材料可通过已知技术来生产，即在几项分开 的层压操作中将不同层，也就是铝箔层、内塑料层等施加到由纸张或 纸板构成的主体层上，在主体层不设孔、开口或缝隙，也就是覆盖层 延伸到主体层边缘区上的区域时，这样的层压过程操作很好。已经发 现，当铝箔被成层地施加到由纸张或纸板构成的主体层上时，其中主 体层设有孔、开口或缝隙，层压操作就变得困难了，这是因为这样一 个事实，即，就层压来说，在粘接层压层常由一种薄的挤出热塑薄膜 构成时，不得不采用一种加压辊或软的压力辊来将铝箔压到主体层基 底上，以便实现铝箔层与主体层之间足够的粘附性。由于铝箔层通常 很薄(大约5-10μm)，所以通过加压辊将铝箔层压到主体层内的开口 或缝隙周围的边缘上，并部分地压入所述孔或开口内。由于穿孔具有 相对尖锐的边缘，所以存在铝箔断裂的危险，并且在任何情况下，都 存在铝箔在开口或缝隙的边缘周围起皱折的危险，因此会变弱或在孔 或开口的边缘区内与主体层的精确粘附性变差。此外，塑料层与铝箔 层之间的粘附性在所述孔或缝隙的区域内也差，因为由于材料在所述 孔或缝隙内的厚度减小，所以加压辊在所述区域内的压力就有限。
上述情况产生了严重的问题，第一，会导致铝箔层断裂，因此造 成包装的气密性不足，第二，导致开启功能不完全，因为铝箔层与主 体层之间在开口周围边缘区内的粘附性差，第三，导致铝箔层与塑料 层之间沿着铝箔层和塑料层伸出主体层外且由此在一起挤压时不被该 主体层支承的部分的粘附性差。
铝箔层与层压热塑塑料薄膜之间的粘附性和铝箔层与塑料衬层之 间的粘附性尤其关键，其中层压热塑塑料薄膜将铝箔层粘接到主体层 上，而塑料衬层被布置在铝箔层外(即与要存储在成品包装中的液体 食品直接接触的塑料衬层)。在所述孔或缝隙的区域中，这种粘附性 常常较差，因为材料在孔或缝隙中的厚度减小，而厚度的减小导致挤 压辊隙的压力在这些部位减小。换句话说，厚度的减小意味着，包括 加压辊和冷却辊的挤压辊隙不能充分地将铝箔层与不同的聚合物层压 到一起来在由孔或缝隙限定的整个区域内大体实现所需要的粘附性。 这一点是以邻近孔或缝隙边缘的夹气显示的，反过来又意味着在铝箔 中产生断裂结构的问题，从而减弱气密性，由此产生防腐方面的问题。 夹气还导致难于撕下或穿透孔/缝隙中由铝箔和聚合物薄膜构成的隔 膜，限制了开启包装的能力和/或在穿透时不能形成整齐的切口，从而 形成毛边。
这样一个事实加剧了要解决孔/缝隙区域内挤压辊隙中压力弱问 题的难度，即，与此同时，在挤压辊隙中需要顾及有关铝箔与不同聚 合物层之间在孔/缝隙区外的区域中的粘附性的优化方面。要层压到铝 箔上的聚合物层是以熔化或半熔化的形式直接挤出到挤压辊隙中的， 并必须在聚合物材料的温度降得过多达到固化之前被辊隙一起压制。 这意味着，辊隙中的线荷载仅仅在相对短的第一挤压辊隙长度中对层 压有效。超过了该有效挤压辊隙长度的挤压辊隙长度仅仅意味着，使 线荷载分布在较大的区域上，这从某种程度上来讲是不利的，因为挤 压辊隙中的压力降低了。为此，传统的加压辊是采用硬度相对高的表 面面层(surface facing)来制造的，通常大于肖氏A硬度值80-90， 假定挤压辊隙长度是短的。不过，这种相对硬的表面面层也导致孔/缝 隙区域内的粘附性变差，正如在前面讨论的那样。
有关将聚合物薄膜层压到由纸张或纸板构成的、具有通孔、开口 或缝隙的主体层上的另一问题是，聚合物材料会聚集在这些孔、开口 或缝隙中。
JP57118898描述了一种压辊，其大体上能在制造纸张、胶合板等 时使用。所述压辊包括一个钢芯和一层聚氨酯橡胶外层。为了防止外 层被撕掉，将一层无孔聚氨酯树脂层布置在该钢芯与外层之间，该树 脂层具有肖氏D硬度值为75的硬度，并通过苯酚类的粘接层粘接到钢芯 上。该压辊并不是特定地用于层压包装材料的，具有在包装材料的主 体层具有通孔、开口或缝隙时产生的问题，因此自然不适于解决这样 的问题。

本发明旨在解决上述的复杂问题。尤其是，本发明旨在提供一种 加压辊，该加压辊在主体层的孔区域中提高了铝箔层与邻接它的一层 或多层聚合物层之间的粘附性，该聚合物层例如由一种或多种热塑材 料构成的塑料衬层和/或由层压热塑塑料构成的薄膜，该一层或多层是 被直接挤出到包括本发明加压辊的挤压辊隙中的。在这一方面，目的 在于，应能产生一个具有有利的短挤压辊隙长度和高线荷载的挤压辊 隙，同时在孔的区域中实现良好的粘附性。即便是在与高作业线速、 高线荷载以及短挤压辊隙长度相关联的情况下，本发明的加压辊也应 被布置成有时间贯穿到孔区域中并与这些位置上的薄膜和多层层压在 一起。
这些目的是通过采用本发明的加压辊实现的。
本发明还涉及一种采用本发明的加压辊生产包装材料的方法及一 种采用该方法生产的包装材料。
根据本发明，提供了一种用于生产包装材料的层压机的加压辊， 该包装材料为幅面料的形式，包括一层含有纸张或纸板的主体层，该 主体层具有通孔、开口或缝隙，该主体层在其一面上具有一层阻挡层、 一塑料衬层以及一层薄膜，该塑料衬层被布置在该阻挡层的外侧并包 括一种或多种热塑材料，该薄膜包括层压热塑塑料并布置在该主体层 与阻挡层之间，所述加压辊包括一个金属芯，该金属芯具有一个圆柱 护套表面，该护套表面与一层内面层面对，该内面层包括一种弹性材 料，具有第一硬度和第一厚度，其特征在于，一层外面层被布置在所 述内面层的外侧上，该外面层包括一种弹性材料，具有第二硬度和第 二厚度，所述第一硬度大于所述第二硬度，而所述第一厚度大于所述 第二厚度。
加压辊包括一个金属芯，具有一个圆柱护套表面，该护套表面与 一内面层面对，该内面层包括一种弹性材料，具有第一硬度和第一厚 度。根据本发明，在该内面层的外侧布置有一层外面层，该外面层包 括一种弹性材料，具有第二硬度和第二厚度，所述第一硬度大于所述 第二硬度，而所述第一厚度大于所述第二厚度。内面层和外面层的结 构都是均一的或者大体上均一。由于外面层的硬度低，当主体层、铝 箔和聚合物层通过挤压辊隙时，就在主体层的孔区域中实现了所需的 贯穿，同时，由于较软的外面层厚度小，挤压辊隙长度延展程度就不 会相当大，从而意味着在保持线荷载的同时可在挤压辊隙中保持所需 的压力。
根据本发明的一个方面，以肖氏A硬度值计算，所述第一硬度比所 述第二硬度大至少15％，优选至少20％，更优选至少25％。在这一方面， 外面层通常具有肖氏A硬度值为50-80的硬度，优选为60-75，而内面层 具有肖氏A硬度值为60-99的硬度，优选为70-95，更优选为80-95。
根据本发明的另一个方面，所述第二厚度即外面层的厚度构成面 层总厚度的5-25％，优选是7-20％，更优选是8-15％。所述第二厚度适宜 为1-10mm，优选是1-5mm，更优选是1-3mm。通过有关将面层制得怎样 薄的实际限定条件来确定下限。原则上最好使外面层尽可能薄。不过， 该层应至少与包装层压品一样厚，该包装层压品要在采用了本发明加 压辊的挤压辊隙中运行。内面层适宜具有至少10mm的厚度，通常至多 为50mm，常为约15-30mm。
根据本发明的又一个方面，所述内面层和所述外面层是由具有不 同材料特性的不同类的弹性体材料制成的。不过，也可想到，使这些 层由同类的弹性体材料制成，但其应这样生产或处理，即，内面层和 外面层中的材料分别具有不同的材料特性，尤其是不同的硬度。然而， 并不限制本发明的可行材料的示例为聚合物材料，比如不同的橡胶或 聚氨脂材料。
根据本发明，还提供了一种生产包装材料的方法，该包装材料为 幅面料的形式，包括一层含有纸张或纸板的主体层，该主体层具有通 孔、开口或缝隙，该主体层在其一面上具有一层阻挡层、一塑料衬层 以及一层压热塑塑料的薄膜，该塑料衬层被布置在该阻挡层的外侧并 包括一种或多种热塑材料，该薄膜被布置在该主体层与阻挡层之间， 所述阻挡层与所述主体层在挤压辊隙中同时粘附到所述塑料衬层和/ 或所述层压热塑塑料的薄膜上，所述塑料衬层和/或所述层压热塑塑料 以熔化或半熔化的形式和连续薄膜的形式挤压在该挤压辊隙中，其特 征在于，所述挤压辊隙包括一个本发明的加压辊。
根据本发明，还提供了一种形式为层压品的包装材料，它包括一 层含有纸张或纸板的主体层，该主体层具有通孔、开口或缝隙，该主 体层在其一面上具有一层阻挡层、一塑料衬层以及一层压热塑塑料的 薄膜，该塑料衬层被布置在该阻挡层的外侧并包括一种或多种热塑材 料，该薄膜被布置在该主体层与阻挡层之间，其特征在于，该包装材 料是采用本发明的方法生产的。
附图说明
下面将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中：
图1示出了本发明优选的加压辊的透视图，不同的面层被部分地露 出；
图2示出了一条用于层压包装材料的生产线的视图，该生产线包括 两个挤压辊隙，至少其中一个采用了本发明的加压辊；
图3a示出了一层包装材料的主体层，该主体层具有一个凿穿的 孔，且在其一面上涂覆有一层塑料涂层；
图3b示出了加压辊的两面层是怎样与图3a的主体层作用的，主体 层通过一层层压热塑塑料与金属箔层层压在一起；
图3c示出了进行了图3b的层压操作之后包装层压品的外观；
图4示出了一个包装材料中的孔，该孔在其圆周旁具有一个窄环， 该窄环表示夹气。

图1示出了本发明优选的加压辊，该辊一般用10表示。该辊的外径 一般为约200-450mm，不过，关于这一点应该理解的是，本发明不局限 于这样的直径。虽然辊子的芯部11包括一种实心金属芯子，通常由钢 制成，但自然也可想到不将该芯部设计成实心结构。内面层12被布置 在芯部11的圆柱护套表面上，它由一种弹性材料构成，具有第一硬度 和第一厚度，如上所述。外面层13被布置在该内面层12的外侧，它也 由一种弹性材料构成，具有第二硬度和第二厚度，其中所述第一硬度 要比所述第二硬度大，而所述第一厚度要比所述第二厚度大，如上所 述。由于这种设计，相对薄且软的外层就可被压缩，而不用产生延展 程度相当大的挤压辊隙，同时它能向下贯穿到要涂覆的包装材料主体 层的孔区域中。
图2所示的用于生产这里所提类型的包装层压品的生产线包括一 个存储滚筒20，该存储滚筒包含一个纤维材料幅面料21，即纸张或纸 板，在其一面具有一种热塑材料例如聚乙烯的薄涂层。22表示包含一 个薄铝箔卷23(5-20μm)的存储滚筒，24表示用于形成熔化层压热塑 塑料(优选是聚乙烯)薄膜25的挤出机。根据本发明，加压辊10在一 个挤压辊隙26中与一个冷却的反作用辊27相互作用，该反作用辊在层 压机中具有一个钢面，层压机由这些元件以及挤出机24构成。现在仍 为半成品的包装层压品自该第一层压机10、27、24向前前进到第二层 压机，该第二层压机包括一个挤压辊隙32，具有加压辊28、冷却的反 作用辊29以及挤出机30，挤出机可被布置成共挤出一种由两种不同热 塑材料构成的双面薄膜31。在第二层压机28、29、30中，来自第一层 压机10、27、24的半成品包装层压品在具有铝箔的层压品那面上与该 双面薄膜31层压在一起。举例来说，双面薄膜可包括最贴近于铝箔层 压的乙烯丙烯酸酯(EAA)和外侧的低密度聚乙烯(LDPE)。
在图2所示的层压生产线的操作中，加压辊10一般具有达到 800m/min的圆周速度，优选是300-700m/min，更优选是400- 700m/min。挤压辊隙26中的线荷载一般为20-60N/mm，优选是20-50 N/mm，并且挤压辊隙长度至少为20mm，优选是20-35mm，更优选是 20-30mm。这些线荷载和挤压辊隙长度大小的数量级可由本发明的加压 辊10制定。图3a-c更详细地描述了根据本发明在挤压辊隙26中发生的 操作。
图3a示出了本发明包装层压品的放大横剖面，在图3a中，40表示 层压品的纤维基主体层，而41表示薄的热塑外涂层。这两层构成从图2 的存储滚筒20上输送下来的幅面料21。主体层40具有一个凿穿的通孔 42，该孔将在由层压品制成的成品包装件中形成开口部分。主体层40 加上孔42的侧壁一般具有大约0.2-0.5mm的高度(厚度)。孔42可具有 任何选定的形状，通常具有至少约10mm和至多约30mm的最大尺寸(直 径或长度)。
图3b示出了由层压热塑塑料43和铝箔薄膜44构成的薄膜是怎样分 别相应于图2中的挤出薄膜25和铝箔幅面料23，层压到层压品主体上的 主体层40上的。不过，在孔42中，层压热塑塑料43和铝箔44将反过来 与外涂层41层压在一起，因为在这一点上没有主体层。这样一来，层 压热塑塑料43就粘合到外涂层41上，此时可能存在的任何夹气45对孔 的功能不产生关键性的影响。相比之下，至为关键的是要保证铝箔44 以有效覆盖的方式粘合到层压热塑塑料43上，这是构成本发明主要问 题之所在。层压热塑塑料43与铝箔44之间的夹气48由此正好形成在孔 42的边缘中的区域内，不过，由于本发明加压辊的原因，夹气被最小 化。这样，如图所示，加压辊相对薄且软的外层13将在存在主体层的 区域中发生变形，而在不存在主体层的孔42中，将刚好向下贯穿到孔 的底部，从而一起压制层压热塑塑料43和铝箔44。同时，加压辊相对 厚且硬的内层12保证可在孔42外的区域中所需的短挤压辊隙长度上保 持所要求的压力。
图3b示出了已通过图2的第二层压机28、29、30之后的包装层压 品。在这一方面，一个由乙烯丙烯酸酯(EAA)的层46构成的热塑共挤 出层已经最贴近铝箔地层压到包装层压品上，而由低密度聚乙烯 (LDPE)构成的层47也已层压到该EAA层的包装层压品外侧上。在这种 情况下，同样关键的夹气49会出现在铝箔44与热塑层46之间。不过， 也可在将本发明的加压辊用在第二层压机中时减少这些夹气。
示例
在一组试验中，在以300m/min的速度运转的试验样机上测试这样 的层压品，即，其具有一层外部被涂覆的260mN的270g/m2的Frvi Duplex CLC/C的主体层和一层由25g/m2的LDPE构成的层压热塑塑料。 主体层中的孔具有19mm的直径。试验是在三种不同的线荷载下进行 的。对分别仅具有一层面层的两个传统加压辊进行了测试，其中该面 层由肖氏A硬度值为80的橡胶层构成，同样对一个本发明的加压辊进行 了测试，如图1所示，该加压辊具有一个直径为310mm的钢芯、肖氏A 硬度值为90的18mm的内涂层以及肖氏A硬度值为70的2mm的外面层。在 这些试验中未使用铝箔层，以便能在透明的孔中用肉眼观察结果。尽 管没有铝箔层，加压辊相对于冷却的反作用辊也在孔边缘的附近形成 清晰的接触位差。图4示出了是怎样以宽度为x的环的形式来显示该接 触位差的，该环绕孔的边缘运行。通过肉眼观察，该环的外观明亮， 而位于其内与之接触良好地层压在一起的热塑材料的外观暗淡。表1示 出了环在比较试验和本发明试验中的宽度x。预计可看见的宽度x的减 小要比在层压品中存在铝箔时大一些，因为夹气的问题是相对于铝箔 薄膜存在时相关的大部分而言的。
                           表1   线荷载   (N/mm2)   400比较   (mm)   350比较   (mm)  350根据本发明  (mm)   22   2.1   1.9  1.5   37   1.9   1.5  1.3   50   1.7   1.2  0.9
本发明并不局限于上述优选实施例。因而，应该理解，例如本发 明的加压辊同样可用作图2第二层压机中的加压辊28，第一层压机中的 加压辊可为根据本发明的类型或传统类型。还应该理解，本发明的加 压辊也可用在包装层压品的不同层层压在一起的顺序不同的层压生产 线中。简言之，可在层压主体层中具有孔或开口的包装层压品时使用， 而不管层压生产线的类型、也不管层压品中不同层层压在一起的顺 序。