包装容器,包装层压制品和生产包装容器的方法 |
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| 申请号 | CN02806408.9 | 申请日 | 2002-03-11 | 公开(公告)号 | CN1236965C | 公开(公告)日 | 2006-01-18 |
| 申请人 | 利乐拉瓦尔集团及财务有限公司; | 发明人 | H·奥尔松; J·奥兰德尔; | ||||
| 摘要 | 一种用于 压 力 流体 食品的 包装 容器(20，21)，该包装容器由包装 层压 制品(10，10a)制成，该包装层压制品包括至少一个纸的或者卡纸的芯层，该芯层显示出沿其第一方向的主 纤维 取向。根据本 发明 ，所述的芯层沿第二方向被预张紧，该第二方向大致与所述的第一方向成直 角 ，以便在该容器存放期间降低或者除去在该完工的填充的包装容器中的膨胀。本发明还在于一种用于包装容器的包装层压制品(10，10a)，以及生产该包装容器的方法。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于压力流体食品的包装容器(20，21)，该包装容器由 一包装层压制品(10，10a)构成，该包装层压制品包括至少一个纸或 者卡纸的芯层(11a，11b)，该芯层具有沿第一方向的主纤维取向，其 特征在于，所述的芯层沿第二方向预张紧，该第二方向与所述的第一 方向成直角。 |
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| 说明书全文 | 技术领域本发明涉及一种用于压力流体食品例如啤酒，碳酸饮料，加气水或 者汽酒的包装容器，该包装容器由包装层压制品形成，该包装层压制 品包括至少一个纸的或者卡纸的芯层，该芯层显示出一沿其第一方向 的主要的纤维取向。本发明还涉及用于该包装容器的包装层压制品以 及一种生产该包装层压制品的方法。 背景技术今天市场上可买到的包装容器包括由玻璃，塑料或者金属制成的容 器，这些容器由于填充有压力流体食品例如啤酒，碳酸饮料，加气水 或者汽酒所以这些容器处于连续的内部过大压力下。 已经尝试从一包括纸的和卡纸的芯层以及气体阻挡层和液体阻挡 层的包装层压制品生产这样的容器。然而在这种情况下出现了一个问 题，即来自于在该纸或者卡纸(芯层)中的纤维的伸展或者张紧。这 样的原因是在纸或者卡纸机中生产纸或者卡纸时，纤维网络沿该纸或 者卡纸机的机器方向伸展，而相应的沿横向方向的伸展没有发生。此 外，因为在沿机器方向运行的丝网处引导纤维素浆料的浆料喷射时形 成了该纸幅，所以纤维大致沿纸或者卡纸幅的机器方向取向。 当一种用于压力流体食品的管状包装容器由一含有这样的纸或者 卡纸的芯层的包装层压制品生产出，该纸或者卡纸被合适地使用使得 纸或者卡纸的机器方向与该包装容器的圆周的切线重合，即纸或者卡 纸设置成这些纤维主要沿围绕该容器的圆形周边的方向取向。这样的 原因是纸或者卡纸显示出在这个方向的最大的强度，同时因为内部过 大的压力发生了在该材料中的沿这个方向的最大张紧。然而由于沿该 容器的轴线方向的内部过大的压力自然也发生了应变，这表示了该纸 或者卡纸材料将沿容器的轴线方向膨胀(“蠕变”)，使得立在货架 上一些时间后容器长度增加。这特别是因为上面的纤维最初没有显示 出合适的在纸或者卡纸的横向方向上的伸长，即沿容器的轴向方向的 伸长。如果相反，包装层压制品旋转90°，则这个问题自然代替为沿该 容器的切向方向发生，在这种情况中，容器将膨胀并且同时具有断裂 的危险。 WO 99/59882披露了一种由多层例如4层纸或者卡纸构成的包装层 压制品。此外已经降低了断裂的危险，因为对于不同的层来说，已经 围绕该容器的圆周在不同的位置中设置纵向连接。然而因为使用的卡 纸的厚度较大，或者换句话说数量较多以及围绕该容器的圆周在不同 位置中实施纵向连接工艺复杂导致了极高的成本，所以在商业上这样 形成包装层压制品和容器是不可行的。 发明内容本发明为了该目的必须解决上述的有问题的结构，更具体地说提 出一种用于压力流体食品的包装容器，该包装容器的生产简单从而经 济，不需要大量的纸和卡纸，然而该包装容器在其储存压力流体食品 时在结构上是稳定的。本发明为此目的还必须提出一种用于本发明的 一种包装容器的包装层压制品，以及提出一种生产本发明的包装容器 的方法。 通过如下所限定的该包装容器，包装层压制品，以及生产方法获 得了这些和其它目标： 一种用于压力流体食品的包装容器，该包装容器由一包装层压制品 构成，该包装层压制品包括至少一个纸或者卡纸的芯层，该芯层具有 沿第一方向的主纤维取向，其特征在于，所述的芯层沿第二方向预张 紧，该第二方向大致与所述的第一方向成直角。 上述包装容器可以具有如下附加特征：该包装容器包括一管状容器 主体，该容器主体具有横截面为圆形的圆锥状逐渐变细的结构，所述 的第二方向大致与该容器主体的母线重合， 该预张紧的芯层具有沿第二方向的纵向尺寸，该纵向尺寸比相应的 预张紧状态的芯层的纵向尺寸大约大1-6％最好1-5％， 所述的包装层压制品包括两个或者更多的纸或者卡纸的芯层，最好 至少其中两个芯层甚至更好为所有的纸或者卡纸的芯层沿第二方向被 预张紧，该第二方向大致与每个相应的芯层的所述的第一方向成直 角， 所述的包装容器还包括一气体阻挡层。 一种用于上述任一项权利要求所述的包装容器的包装层压制品， 该包装层压制品包括至少一个纸或者卡纸的芯层，该芯层具有一个沿 其第一方向的主纤维取向，其特征在于，所述的芯层沿第二方向被张 紧，该第二方向与所述的第一方向大致成直角。 该预张紧的芯层具有沿第二方向的纵向尺寸，该纵向尺寸比相应的 预张紧状态的芯层的纵向尺寸大约大1-6％最好1-5％。 该包装层压制品包括两个或者更多的纸或者卡纸的芯层，最好至少 其中两个芯层甚至更好为所有的纸或者卡纸的芯层沿第二方向被预张 紧，该第二方向大致与每个相应的芯层的所述的第一方向成直角。 所述的包装层压制品还包括一气体阻挡层。 一种生产用于压力流体食品的包装容器、所制作的一包装层压制品 的方法，所述的包装层压制品包括至少一个纸或者卡纸的芯层，该芯 层具有沿第一方向的主纤维取向，所述的包装层压制品的一片材形的 坯料被整形为一容器主体，该容器主体然后填充所述的压力流体食品 并被封闭，其特征在于，在生产所述的包装层压制品之前或者期间或 者在将所述的片材形的坯料整形为容器主体之前，或者在容器主体填 充食品之时或者之前的时间中某一点处，所述的芯层沿第二方向预张 紧，该第二方向大致与所述的第一方向成直角。 所述的芯层的一可移动纸幅或者所述的包装层压制品的一可移动 纸幅被沿第二方向预张紧，所述的纸幅具有沿其移动方向或者机器方 向的主纤维方向，该第二方向包括该纸幅的横向方向，使得最好该纸 幅的两个纵向边缘在该纸幅受到沿横向方向的张紧载荷的同时被固 定，以便该纸幅在所述的横向方向中的纵向尺寸相对于所述的张紧载 荷之前的相应的纵向尺寸，增加1-6％最好1-5％。 在容器主体填充食品时或者之前，所述的容器主体在内部受到一压 力介质的压力载荷，使得该容器主体的纵向尺寸相对于所述的压力载 荷之前的相应的纵向尺寸来说，增加了1-6％最好1-5％，所述的纵 向尺寸沿所述的第二方向取向，该第二方向最好与容器主体的母线重 合。 所述的压力介质包括一气体压力介质，该压力介质最好受到1-12 巴的压力，甚至更好在3-8巴的压力。 所述的压力介质包括所述的压力流体食品，该压力介质最好以1- 12巴的压力，甚至以更好的3-8巴的压力，在进行所述预张紧所需的 时间期间内进行填充，然后在容器主体被封闭成一包装容器之前，降 低该压力。 在失效极限的应变的至少20％，至多95％，较好至多90％，甚至 较好至多85％的下进行对所述的芯层或者所述的包装层压制品预张 紧。 在一高温和/或者高含水量下在该芯层或者一些芯层中进行预张 本发明的概念是预先去掉该包装层压制品、更具体地说是纸或者 卡纸芯层的主要比例的膨胀或者蠕变，膨胀或者蠕变发生在层压制品 受到连续的过大压力作用时。因此，在完工的包装容器中该包装层压 制品可以受到较大的连续负载而不管芯层中相对很小的材料量，因为 发生了芯层的蠕变曲线移动。特别地，在该纸或者卡纸带横向方向中， 即与纸或者卡纸的主要纤维取向大致成直角的方向，一般是与机器方 向成直角的方向中，该包装层压制品将进行预膨胀或者预张紧。这样 实施是因为用于包装容器的包装层压制品的至少芯层被沿与主纤维的 取向方向(后面称为第一方向)成直角的方向(后面称为第二方向) 中，在封闭该包装容器之前时间的某一点处张紧。 根据本发明的预张紧可以在芯层与包装层压制品中的其它层层压 在一起之前在该芯层上实施。可替换地，可以在包装层压制品整形为 一容器主体之前在该包装层压制品上进行预张紧，或者还可以连同该 包装容器填充压力流体食品而在该包装容器上实施该预张紧。 在预张紧之后，芯层具有沿第二方向的纵向尺寸(Lexp)，这个纵向 方向(Lexp)为约1-6％，最好在未膨胀或者未张紧状态中比相应的芯层 中的纵向尺寸(L0)大1-5％。换句话说这表明在实施预张紧时，芯层两 点间的尺寸，增加了1-6％最好是1-5％，其中这两点中的一点相对于另 一点沿第二方向取向。 用于预张紧的一绝对的上限自然包括芯层或者层压制品的沿其第 二方向的失效极限的应变。表示该预张紧的优选水平的另一个方法因 此是关于芯层或者层压制品的失效极限，即用该失效极限的应变的至 少20％但至多95％，较好至多90％甚至更好是至多85％来进行预张紧。 对于这里使用类型的纸或者卡纸层来说，失效极限的应变为沿机器方 向的2.5％和沿横向方向5-6％。 附图说明 下面将参照附图更具体描述本发明，附图包括： 图1示出了穿过本发明的包装层压制品的第一实施例截取的横截 面； 图2示出了穿过本发明的包装层压制品的第二实施例截取的横截 面； 图3示出了从侧面看本发明的包装容器的第一实施例； 图4示出了从侧面看本发明的包装容器的第二实施例； 图5示出了已经受到沿卡纸的芯层的横向方向的载荷的未预张紧 的卡纸芯层中的对时间的参照膨胀曲线； 图6示出了已经受到沿卡纸的芯层的横向方向的载荷的1％预张紧 的卡纸芯层的关于时间的膨胀曲线； 图7示出了已经受到沿卡纸的芯层的横向方向的载荷的2％预张紧 的卡纸芯层的关于时间的膨胀曲线； 图8示出了已经受到沿卡纸的芯层的横向方向的载荷的3％预张紧 的卡纸芯层的关于时间的膨胀曲线；和 图9示出了已经受到沿卡纸的芯层的横向方向的载荷的4％预张紧 的卡纸芯层的关于时间的膨胀曲线。 具体实施方式图1示出了根据本发明的包装层压制品10的第一实施例。该实施 例显示了纸或者卡纸带两个芯层11a和11b在该层压制品中纸层的总 克数一般是200-400g/m2，较好为200-350g/m2，甚至较好为200- 300g/m2，它们大致相等地在两个芯层11a和11b上合适地分布。通过 一层粘合剂层12，该芯层11a和11b还适合地在遍及所有的相互面对 的表面上连续连接在一起，该粘合剂层12例如包括淀粉或者聚乙烯。 在将用来构成由层压制品制造的包装容器的外面的层压制品的一个侧 面上，设置有一热塑料材料最好是聚丙烯的薄层13。在这些芯层11a， 11b的对置侧面上，设有一些层，这些层一方面含有一例如热塑料粘合 剂最好是聚乙烯或者聚丙烯的粘合剂层14，和另一方面含有一阻挡层 15以及一设置在该阻挡层外面并且最好包括聚丙烯的热塑料涂布层 16，由上述的那些层连续覆盖该芯层的所有的表面。术语阻挡层15在 这里表示一主要由一抵抗氧气气体的阻挡层构成的层。一个优选的阻 挡层包括一金属箔层，最好是一铝箔层。 图2示出了根据本发明的包装层压制品10a的第二实施例，该实 施例在各方面都对应于图1所示的实施例，但是该实施例代替聚丙烯 的最外面的层地具有分别为聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯的双外层 17，18a和17b，18b，相应的聚对苯二甲酸乙二醇酯18a，b构成了在 该包装层压制品中的两个最外层。在该层压制品的内部，该聚乙烯层 17b最好包括低密度聚乙烯(LDPE)。 除了图1和图2示出的实施例以外，当然该包装层压制品可以以很 多其它方法被叠置，例如通过其它类型的气体阻挡层和流体阻挡层来 叠置。该层压制品还可以成形为使得该层压制品仅仅具有一个纸或者 卡纸的芯层，或者可以具有3个或者更多的层，从经济的观点来看， 后者是不太可取的。当存在多于一个芯层时，至少是其中的两层，甚 至最好是所有的纸或者卡纸芯层被根据本发明合适地预张紧。 图3示出了根据本发明的包装容器20的第一实施例。这个实施例 具有一容器主体22，该主体22包括一具有圆型横截面的、设有一最好 用层压制品中的热塑料层的热封接制成的耐用的纵向连接27的圆形圆 柱管状主体。通过耐用的连接25将一盖子23和一底部24与该容器主 体22连接在一起。图中示出的底部和盖子只是应看作为原则性示范， 该盖子和/或者底部的实际形成和设计可以可以用许多不同的方法来 实施，包括开口结构的多种变型。此外，在该包装容器/包装层压制品 中用于芯层的机器方向MD(机器方向)已经在图中用箭头示出了。这 个机器方向对应于主纤维取向，在本文中还被称为第一方向。对应地， 该芯层的横向方向CD(横向方向)用一箭头表示，这个横向方向大致 与容器主体的母线重合，在本文中被称为第二方向。该包装容器20的 外部尺寸一般对应例如一啤酒容器，即一金属啤酒罐的常规尺寸，该 啤酒容器一般容纳33和50cl。 图4示出了根据本发明的包装容器21的第二实施例，该实施例在 所有方面都对应包装容器20，除了包装容器主体26具有一其截面为圆 形的逐渐变细的锥形结构。 在根据本发明生产该包装容器或者包装层压制品中，根据第一实施 例实施例了芯层/多个芯层的预张紧，因为所述的芯层(纸或者卡纸) 的可移动纸幅被沿第二方向预张紧，其中该纸幅具有沿其移动方向或 者机器方向的一个主纤维取向，该第二方向构成了该纸幅的横向方 向。更具体地说，例如这个纸幅被这样实施，即该纸幅的两个纵向边 缘由一些夹持元件固定，在该纸幅上沿其横向方向借助一与这些夹持 元件相连的牵拉装置实施该张紧载荷。可能地，沿该机器方向实施少 量的预张紧。还可以构思为不用或者与一张紧载荷结合，来执行在该 纸幅的一个侧面上的压载荷，同时通过这些夹持元件将该纸幅的纵向 边缘固定。通过施加在该纸幅的一个侧面上的气体压力可以实施这样 的压载荷。 根据本发明的第二实施例，通过该完工的包装层压制品的加载或者 在该完工的包装层压制品的两个或者更多层上进行预张紧，这些层包 括该包装层压制品的至少一个芯层。可以在一层压制品的一可移动纸 幅上实施预张紧，使得与上述完全类似，或者在某一时刻在包装层压 制品较大的或者较小的部分上不连续地类似。 根据本发明的第三实施例，这样进行预张紧，即在容器主体填充食 品的时候或者之前，整形的容器主体内部通过一压力介质受到压力负 载。在这种情况下，最好但不是必须的，所述的压力介质包括压力流 体食品。可替换地，该压力介质可以包括另一种流体或者气体，例如 空气。在进行预张紧的必须期间内，该压力最好实施在1-12巴，甚 至较好为3-8巴。当增压剂包括流体食品时，容器主体中的压力然后 在封闭该容器主体之前降低。在另一情况中，完全释放该压力，然后 该容器填充流体食品并且封闭。 根据本发明的一种变型，不管哪一个实施例，可以在升高的温度， 高于室温下，和/或者升高的含水量下在纸或者卡纸中加载，以便增加 载荷的作用。 实例 图5示出一预张紧的牛皮纸的关于时间的膨胀参照曲线，其中该牛 皮纸包括分别为145g/m2的两层，该牛皮纸以在横向方向在相对湿度 80％下受到27.1kNm/kg的载荷。在大约10分钟之后，该纸沿横向方 向被伸长平均大约4.5％(不同的曲线表示了在同样条件下多个不同试 验的结果。) 图6-9示出了在同样类型的牛皮纸上进行相应试验的曲线，其中 该牛皮纸在试验之前分别被预张紧1，2，3和4％，从该曲线可以读出 相对于预张紧度在该载荷下材料的伸长减少。在4％预张紧时，在大约 10分钟的相对湿度为80％下的27.1kNm/kg载荷之后，该纸沿横向方向 伸长平均约3.2％。 本发明并不局限于上述的实施例，而是可以在不超出所附的权利要 求书的范围下进行改变。 |
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