无卤素阻隔结构和相关方法技术

一种用于减少密封容器内部空气含量的无卤素多层结构。所述多层结构包括一层与阻隔层紧密接触的胶粘层，相对于阻隔层，胶粘层更靠近容器内部。阻隔层包括高度非晶态聚乙烯醇聚合物。胶粘层与阻隔层的高度非晶态乙烯醇聚合物之间紧密接触让多层结构能够减少容器内部的空气含量。所述多层结构包括不透水内层和外层，用以防止液态水和水蒸气对阻隔层的作用造成负面影响。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无卤素阻隔结构和相关方法交叉参考相关的参考资料本申请要求2014年12月30日提交的第62/097,961号美国临时专利申请的权益，其全部内容通过引用结合到本申请中。专利
本专利技术涉及无卤素阻隔结构和降低密封容器内气体含量的相关方法。专利技术背景有许多液体和泥浆形式的材料现在使用容器包装。其中的许多材料会因为暴露于一种或多种空气成分(例如，氮气、氧气、氢气)而降解。部分材料对氧气特别敏感(例如人类食物，例如酒、番茄酱等)，这些材料暴露于氧气会逐渐氧化。一旦氧化开始，这些饮料和食品可能就不那么适合人类食用口味，影响产品的保质期。在本文中，此类对一种或多种空气成分敏感的材料或产品将称为“空气敏感”、“氧气敏感”、“可降解”、“材料”或“产品”。为了减少材料暴露于空气的可能性，尤其是暴露于氧气，某些空气敏感材料通常包括在密封的气密容器中，以防止过度暴露于空气，否则可能导致材料不符合预期用途。但是，当材料装入容器并密封后，容器内可能仍有一定量的空气。密封容器内的空气可能来自于将材料密封入容器时滞留在容器中的气体，来自于从容器壁渗入的气体或者来自于从容器密封渗入的气体。容器中的空气量称为“顶空气体”(HSG)，且可能包括顶空氧气(HSO)。为了解决这些问题，并降低材料降解的可能性，使用了多重技术来限制或降低容器中的HSG量。这些技术包括各种工艺，包括充分密封容器，防止气体通过密封进入容器；使用阻气性较高的容器，防止气体通过容器壁进入容器；在密封过程中，将容器抽真空；或者在密封过程中将容器放入惰性环境，以降低容器中的HSG含量。在使用阻气性较高的容器情况下，容器材质一般采用含卤素材料。此类应用材料使用的一个示例就是聚偏二氯乙烯(PVDC)。尽管从许多方面来讲，使用此材料就已满足要求，但是含卤素的膜(例如氯和溴)是很难制作的，且回收成本高。事实上，随着环保意识的逐渐增强，许多规定禁止对卤素进行处置；这进一步带来了不便和/或增加了处理使用过的含卤素的阻隔产品的成本。因此，之前的技术人员研究了利用其它化学剂或材料取代卤素的方法，例如乙烯-乙烯醇(EVOH)。在使用真空或惰性大气的情况下，成本的增加一般与包装工艺有关，因此会增加产品的整体成本。再者，某些易碎的材料因为在抽真空时容易损坏，所以抽真空可能不适合。但是，即便使用这些材料和包装工艺，气密容器内密封的材料(即便是真空或在惰性大气中包装的材料)也可能因为空气敏感材料的特性而暴露于空气，这仍可能造成材料降解，当然原因不止这一个。更特别的是，减少容器内HSG含量的努力可能无法完全防止空气敏感材料暴露于气体，包括氧气。密封在容器内的材料存在气体可能造成此现象。也就是说，空气敏感材料本身可能包括气体，气体可能溶解、分散或包含在容器内。例如，密封在容器内的气体可能含有搅拌或烹饪过程中分散到番茄酱中的空气。溶解或分散气体(DG)可能含有溶解或分散氧气(DO)。在基本清除密封容器内部所有HSG的包装步骤后，和使用高不透气材料制成容器后，DG可以排出，或者只是和材料分离，然后聚集形成气泡或者独立于、不同于材料的其他形式。当DG在密封容器内聚集在一起时，DG可能增加HSG的量。因此，传统包装材料和方法可能完全无法解决材料内和蓄积在密封容器内的DG的问题。更特别的是，抽真空或者在惰性大气中包装材料，或者使用高不透气容器，由于密封容器内的材料内存在的DG蓄积，所以不会减少HSG的量。因此，需要有一个改善的阻隔结构，防止空气敏感材料在暴露于一种或多种空气成分时出现降解的情况，同时降低容器内的空气含量。专利技术摘要本阻隔结构及相关的组合和方法解决了以往包装方式和密封策略的相关难题和缺点。本专利技术涉及到用于减少结构一侧气体含量的阻隔结构，例如密封容器内部的HSG和DG。在一个方面中，本专利技术提供一种含多层阻隔结构的容器，用以减少容器内部区域的气体含量。所述多层阻隔结构包括一个阻隔层，所述阻隔层包括高度非晶态乙烯醇聚合物。所述阻隔层界定的是面向容器内部区域的内面和反向的外面。所述多层阻隔结构包括直接布置于阻隔层内面的胶粘层。在另一方面中，本专利技术提供一个界定第一侧和反向第二侧的多层阻隔结构。所述多层阻隔结构用以减少多层阻隔结构第一面的气体含量。所述多层阻隔结构包括第一不透水层。所述多层阻隔结构还包括一层布置于最靠近多层阻隔结构第二面的第一层的侧面的胶粘层。所述多层阻隔结构还包括一层布置于最靠近多层阻隔结构第二面的胶粘层的侧面、直接邻接所述胶粘层的高度非晶态乙烯醇聚合物层。所述多层阻隔结构还包括一层布置于最靠近多层阻隔结构第二面的高度非晶态乙烯醇聚合物层的侧面的第二不透水层。在一个方面中，本专利技术提供一种包括容器和容器内部所密封的材料的组合。所述容器包括一个用以界定面向容器内部的第一面和反向的第二面的多层结构。所述多层结构用于减少容器内部一种或多种空气成分的含量。所述多层结构包括不透水内层、胶粘层、高度非晶态乙烯醇聚合物层和不透水外层。所述胶粘层在最靠近多层结构第二面的内层的一侧上。高度非晶态乙烯醇聚合物层在最靠近多层结构第二面的胶粘层的一侧上，所述高度非晶态乙烯醇聚合物层直接邻接胶粘层。不透水外层在最靠近多层结构第二面的高度非晶态乙烯醇聚合物层的一侧上。在另一个方面中，本专利技术提供一种界定第一侧和反向第二侧的多层结构的制作方法，其中，所述多层结构用于减少结构第一侧的气体量。所述方法包括提供具有第一面和反向第二面的不透水第一层，其中，第一面界定的是结构的第一面。所述方法还包括将胶粘第二层布置于最靠近多层结构第二侧的不透水第一层的一侧上。所述方法还包括将高度非晶态乙烯醇聚合物第三层布置于与不透水第一层相反的胶粘第二层的一侧上，以便于胶粘第二层和高度非晶态乙烯醇聚合物第三层直接邻接。在另一个方面中，本专利技术提供一种减少容器内气体含量的方法，其中，所述容器包括一个将容器内部和容器外部分离开来的壁。所述方法包括提供一个包括高度非晶态乙烯醇聚合物层和胶粘层的多层结构。所述胶粘层直接邻接高度非晶态乙烯醇聚合物层。所述方法还包括布局多层结构，使所述结构界定至少一部分将外部和内部分离开来的壁，其中，胶粘层布置于最靠近容器内部的高度非晶态乙烯醇聚合物层的一侧上。在使用此方法时，所述高度非晶态乙烯醇聚合物层受制于低于65％的相对湿度条件。须认识到的是，本文所提及之专利技术在不背离所要求的专利技术的前提下可有其他不同的实施例且其多个细节可在各方面进行修改。因此，本专利技术之图纸和描述仅供说明之用，不具有限定性。附图说明下文更为详细地描述了本专利技术的示范性实施例，通过结合随附附图进行参考，将有助于更完全地理解本专利技术的上述内容以及其他特征、方面和优点。附图1所示为本专利技术的多层阻隔结构的透视示意图。附图2所示为本专利技术的容器的横截面示意图。附图3所示为本专利技术的另一个容器的横截面示意图。附图4所示为本专利技术的组合的透视示意图。附图5所示图表展示了高度非晶态乙烯醇聚合物膜结构与另一个聚合物膜结构在不同湿度水平下的阻隔性能对比。附图6所示图表展示了高度非晶态乙烯醇聚合物与聚乙烯醇的水溶性对比。实施例的详细说明本专利技术所述阻隔结构用以减少阻隔结构一侧的HSG和DG含量。在一个实施例中，当本专利技术所述的阻隔结构作为装有空气敏感材料的容器的一部分时，所述阻隔结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种界定第一侧和反向第二侧的多层阻隔结构，其中，所述多层阻隔结构包括：一层第一不透水层；一层布置于最靠近所述多层阻隔结构的第二侧的所述第一不透水层的一侧上的胶粘层；一层布置于最靠近多层阻隔结构第二面的胶粘层的侧面、直接邻接所述胶粘层的高度非晶态乙烯醇聚合物层；和一层布置于最靠近所述多层结构第二侧的高度非晶态乙烯醇聚合物层的一侧上的第二不透水层，其中，所述多层阻隔结构用以减少多层阻隔结构第一侧的气体含量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.30 US 62/097,9611.一种界定第一侧和反向第二侧的多层阻隔结构，其中，所述多层阻隔结构包括：一层第一不透水层；一层布置于最靠近所述多层阻隔结构的第二侧的所述第一不透水层的一侧上的胶粘层；一层布置于最靠近多层阻隔结构第二面的胶粘层的侧面、直接邻接所述胶粘层的高度非晶态乙烯醇聚合物层；和一层布置于最靠近所述多层结构第二侧的高度非晶态乙烯醇聚合物层的一侧上的第二不透水层，其中，所述多层阻隔结构用以减少多层阻隔结构第一侧的气体含量。2.根据权利要求1所述的多层阻隔结构，其中，所述高度非晶态乙烯醇聚合物层直接对接第二不透水层，其中，所述第一不透水层直接对接胶粘层。3.根据权利要求1到2所述的多层阻隔结构，其中，所述高度非晶态乙烯醇聚合物层包括(A)具有公式(1)的1,2二醇结构的聚乙烯醇(PVA)树脂的树脂成分：和每1摩尔多元醇含5～9摩尔烯化氧的多元醇的烯化氧加合物。4.根据权利要求3所述的多层阻隔结构，其中，所述PVA树脂的皂化度达80mol.％到97.9mol.％不等。5.根据权利要求1所述的多层阻隔结构，其中，所述高度非晶态乙烯醇的平均结晶度小于35％。6.根据权利要求1到5中任何一个权利要求所述的多层阻隔结构，其中，所述高度非晶态乙烯醇聚合物层的涂布量从0.1g/m2到85g/m2不等。7.根据权利要求6所述的多层阻隔结构，其中，所述高度非晶态乙烯醇聚合物层的涂布量约为1.2g/m2。8.根据权利要求1到7中任何一个权利要求所述的多层阻隔结构，其中，所述胶粘层包括选自溶剂型胶粘剂、水性胶粘剂、热熔胶粘剂、烯烃嵌段共聚物胶粘剂及其组合的其中一个的胶粘剂。9.根据权利要求8所述的多层阻隔结构，其中，所述胶粘剂包括水性压敏胶粘剂。10.根据权利要求9所述的多层阻隔结构，其中，所述水性压敏胶粘剂的黏度范围为800到3000厘泊。11.根据权利要求1到10中任何一个权利要求所述的多层阻隔结构，其中，所述胶粘层的涂布量从4g/m2到30g/m2不等。12.根据权利要求11所述的多层阻隔结构，其中，所述胶粘层的涂布量约18g/m2。13.一种容器，包括：一种多层阻隔结构，用以减少容器内部区域的气体含量，所述多层阻隔结构包括：一层含高度非晶态乙烯醇聚合物的阻隔层，所述阻隔层界定的是面向容器内部区域的内面和反向的外面；和一层直接布置于阻隔层内面的胶粘层。14.根据权利要求13所述的容器，其中，所述多层阻隔结构还包括：一层不透水内层，它布置于最靠近容器内部区域的胶粘层的一侧；和一层不透水外层，它布置于距离容器内部区域最远的阻隔层的一侧。15.根据权利要求14的容器，其中，所述内层直接布置于胶粘层上。16.根据权利要求14的容器，其中，所述外层直接布置于阻隔层的外面上。17.根据权利要求13到16中任何一个权利要求所述的容器，其中，多层阻隔结构自行密封，界定容器的内部区域。18.根据权利要求13到16中任何一个权利要求所述的容器，所述容器还包括托盘，其中，多层阻隔结构自行密封到所述托盘，界定容器的内部区域。19.根据权利要求13到18中任何一个权利要求所述的容器，其中，所述高度非晶态乙烯醇聚合物层包括(A)具有公式(1)的1,2二醇结构的聚乙烯醇(PVA)树脂的树脂成分：和每1摩尔多元醇含5～9摩尔烯化氧的多元醇的烯化氧加合物。20.根据权利要求19所述的容器，其中，所述PVA树脂的皂化度达80mol.％到97.9mol.％不等。21.根据权利要求13到20中任何一个权利要求所述的容器，其中，所述阻隔层的涂布量从0.1g/m2到85g/m2不等。22.根据权利要求21所述的容器，其中，所述阻隔层的涂布量从1g/m2到2g/m2不等。23.根据权利要求13到22中任何一个权利要求所述的容器，其中，所述胶粘层包括选自溶剂型胶粘剂、水性胶粘剂、热熔胶粘剂、烯烃嵌段共聚物胶粘剂及其组合的其中一个的胶粘剂。24.根据权利要求23所述的容器，其中，所述胶粘剂包括水性压敏胶粘剂。25.根据权利要求13到24中任何一个权利要求所述的容器，其中，所述胶粘层的涂布量从4g/m2到30g/m2不等。26.根据权利要求25所述的容器，其中，所述胶粘层的涂布量从15g/m2到20g/m2不等。27.根据权利要求13到26中任何一个权利要求所述的容器，其中，所述内层包括mLLDPE、ULDPE和LLDPE，其中所述内层的平均厚度为20微米(μm)到约100μm。28.根据权利要求13到26中任何一个权利要求所述的容器，其中，所述外层包括PET，其中所述外层的平均厚度为20μm到约100μm。29.根据权利要求13到28中任何一个权利要求所述的容器，其中，所述胶粘层是第一胶粘层，所述多层阻隔结构还包括布置在阻隔层与外层之间的阻隔层的外面的第二胶粘层。30.一种组合，包括：一个容器和密封在容器内部内的材料，所述容器包括界定面向容器内部的第一侧和反向第二侧的多层结构，所述多层结构包括：一层不透水内层；一层胶粘层，它布置于距离多层结构第一侧最远的内层的一侧上；一层高度非晶态乙烯醇聚合物层，它布置于距离多层结构第一面最远的胶粘层的一侧上，所述高度非晶态乙烯醇聚合物层直接邻接胶粘层；一层不透水外层，它布置于距离多层结构第一侧最远的高度非晶态乙烯醇聚合物层的一侧上，其中，所述多层结构用于减少容器内部一种或多种空气成分的含量。31.根据权利要求30所述的组合，其中，所述材料在暴露于一种或多种空气成分时易出现降解。32.根据权利要求30或31中任何一个权利要求所述的组合，其中，所述内层界定多层结构的第一侧。33.根据权利要求30到32中任何一个权利要求所述的组合，其中，所述外层界定多层结构的第二侧。34.根据权利要求30到33中任何...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·O·亨德森，
申请(专利权)人：艾利丹尼森公司，
类型：发明
国别省市：美国,US