具有改善的热密封性和降低的风味剥离的阻隔层压材料制造技术

本公开提供用于饮料组分囊包或储盒的新可热密封的阻隔层压包装结构，包括用于容纳饮料基质、组分或组分浓缩物而制作的囊包的新结构和化学组成。用于可热密封的阻隔层压包装的这些结构和组成平衡良好的热密封性与对于风味剥离、氧气渗透性和/或不期望的水分进入或逸出的改善的性能，这影响囊包或储盒以及其内容物的稳定性和有效期。

Barrier laminates with improved thermal sealing and reduced flavor stripping

The present disclosure provides a newly thermally sealed barrier laminating packaging structure for a beverage component bag or storage box, including a new structure and chemical composition for a bag made of a beverage matrix, component or component concentrate. The structure and composition of the barrier laminated packaging for the thermal seal are well balanced and the performance of the improvement of the flavor stripping, oxygen permeability and / or undesired moisture entry or escape, which affects the stability and validity of the bag or storage box and its contents.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改善的热密封性和降低的风味剥离的阻隔层压材料相关申请的交叉引用本申请要求于2015年10月7日提交的美国临时专利申请第62/238,369号的优先权，该美国临时专利申请通过引用的方式并入本文。
本公开总体涉及容器填充系统和方法，并且更具体地涉及用于若干组件的制造、组装、运输和填充的系统和方法，该若干组件用于形成容器等。
技术介绍
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基的瓶子和容器已经在饮料工业中广泛用于包装碳酸饮料、果汁、水果饮料等。然而，许多PET基和其他聚合物基的瓶子可受到机械和/或热特性不足和不良的阻隔性能特性的影响，从而使得氧气进入和/或二氧化碳损失。特别是由于聚合物树脂造成的风味剥离(flavorscalping)也可限制聚合物基的包装的性能。对于容纳饮料基质、饮料组分或饮料组分浓缩物的可热密封的囊包或储盒，也出现类似的性能问题，该饮料基质、饮料组分或饮料组分浓缩物以与稀释剂一起形成混合物的形式用于分配。与包装的饮料类似，用于饮料基质的阻隔层压包装结构或组分囊包或储盒可在储存或运输期间经受极端温度，并且可在没有适当冷藏的情况下在分配器中使用。这些阻隔层压包装结构通常可包括各种功能层以增强包装性能。然而，容纳饮料基质、组分或组分浓缩物的囊包或袋子的特定化学组成可影响风味剥离、氧气渗透性和/或不期望的水分进入或逸出，这影响囊包或储盒和其内容物的稳定性和有效期。需要的是针对用于分配器中的容纳饮料基质、组分或组分浓缩物的一次性囊包或储盒的改善的包装设计，该改善的包装设计可降低储存期间产品的降解。与针对一次性囊包或储盒的常规设计相比，特别有用的改善的设计即使在高温下也将有助于降低降解，并且降低或最小化风味剥离以及氧气和水分透过。
技术实现思路
用于食品的柔性塑料包装的主要功能是在供应商和消费者之间的分销周期期间对食品进行保护。然而，与食品相邻的一层或多层塑料层(如果未经适当地设计以产生对风味吸附的充分阻隔的话)可吸收食品风味组分并且改变风味体验，从而对于消费者，降低了产品质量。此外，通常需要柔性塑料包装中的食品接触层是可热密封的，因此包装可被气密密封以保护食品免于暴露于氧气、水分损失和吸收环境污染物。然而，当选择热塑性材料来构成食品接触层时，热密封性和低风味吸收通常是对立的考虑因素。例如，可采用半结晶聚合物作为食品接触层，因为结晶域形成对风味组分的扩散和摄取的阻隔。然而，这样的结晶聚合物可由于跨层叠膜的界面的受限制的链流动性而难以热密封。对于半结晶、氢键结合的阻隔聚合物诸如聚乙烯醇和乙烯-乙烯醇共聚物来说尤其如此。根据一个方面，本公开描述采用聚合物共混方法或策略，已经发现该聚合物共混方法或策略将可热密封的聚烯烃基树脂或树脂共混物分布和分散在乙烯乙烯醇(EVA)共聚物中。通常，乙烯乙烯醇(EVA)共聚物的乙烯含量可为约1mol％至约90mol％；替代地约10mol％至约75mol％；替代地约20mol％至约60mol％；或替代地约24mol％至约48mol％。在另外的方面，热密封树脂可以以等于或低于其共连续性水平的体积分数(根据理论φ次级≤0.19，但次级相体积分数可高达50％或更高)作为次级组分与主要EVOH基体共混。此外，在一个方面，通常可通过在与主要EVOH基体共混之前向乙烯基次级相树脂添加反应性界面增容聚合物来保障相稳定性。尽管不受任何理论的束缚，但据信反应性增容聚合物可扩散到聚烯烃-EVOH界面并且与EVOH树脂的羟基官能团反应，从而使相结构稳定并且在生成新的界面区域时的处理和热密封期间提供增强的界面强度发展。因此，本公开提供用于饮料组分囊包、袋子或储盒的新可热密封的阻隔层压包装结构，包括用于容纳饮料基质、组分或组分浓缩物而制作的囊包的新结构和化学组成。用于阻隔层压包装的这些结构和组成可提供改善的热密封性，同时增强对于风味剥离、氧气渗透性和/或不期望的水分进入或逸出的性能。这些特性继而影响囊包或储盒以及其内容物的稳定性和有效期。通常，阻隔层压包装结构可包括各种功能层以增强和确保包装性能。例如，层压材料的最外层可具有比最内热密封层高的峰值熔融温度。表1中示出已知的阻隔层压结构的示例性和稍典型的实施方案。表1.以顺序层列出的示例性阻隔层压结构A在上表的示例性阻隔层压结构中，PA(聚酰胺)层通常向结构赋予有限的气体阻隔功能，但是提供强度(耐穿刺性)。EVOH(乙烯乙烯醇共聚物)层通常提供对氧气进入的阻隔，并且PE(聚乙烯基聚合物或共聚物)和PET-Ox(无机氧化物涂覆的PET)向结构提供水分阻隔，PET-Ox提供对水分进入或逸出的最大阻隔。授予Hachisuka等人并且被转让给三菱塑料公司(MitsubishiPlastics，Inc.)的名下的美国专利第7,678,448号，以及授予Kurlan等人并且被转让给杜邦公司(E.I.DupontdeNemoursandCompany)的名下的美国专利第6,902,802号描述了具有低热密封引发温度的各种热密封树脂和非剥离树脂。不管可能的层压结构的范围和预期的包装功能和性能，所有阻隔层压结构都具有密封剂层，在填充后，该密封剂层在第一封闭中可热密封到自身并且可在第二热密封操作中热密封到自身和/或分配配件以形成成品包装。大多数热密封层包括聚烯烃基聚合物和共聚物。聚烯烃基聚合物和共聚物的典型示例包括齐格勒-纳塔或茂金属催化的聚乙烯均聚物和α-烯烃共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物和乙烯-甲基丙烯酸共聚物以及其部分中和的变体。美国专利第7,678,448号中提供了用于阻隔层压结构的密封剂聚合物的示例。这些聚烯烃基密封剂层中的许多虽然在低热密封引发温度下可容易热密封并且具有高热密封强度，但是容易显著摄取被包装的产品中的风味组分。被包装的产品中的风味组分的这种不期望的摄取在本文中被称为“风味剥离”。各种风味组分扩散到密封剂聚合物基体中并且分隔在密封剂聚合物基体内的趋势使得包装产品的原始风味品质、芳香和味道特征大为降低。因此，在一方面，本公开通过使用特别配制的极性阻隔聚合物以提供对风味剥离的必要的抵抗来解决该问题，同时提供优异的热密封性。与常规密封剂层相反，根据本公开的密封剂层可为、可包含或可选自极性阻隔聚合物(诸如特别配制的EVOH)以提供这些功能。通常，EVOH共聚物由于其高结晶度和高峰值熔融温度而不以其热密封性能而众所周知。本公开描述在设计特别定制的EVOH共聚物和特定的“平衡”聚合物共混物的配制物以提供增强的性能方面的出乎意料的成功。也就是说，具体的平衡聚合物共混物确保了充分的热密封和改善的风味剥离性能。因此，根据一个方面，本公开提供用于饮料组分囊包或储盒的新可热密封的阻隔层压包装结构，包括用于容纳饮料基质、组分或组分浓缩物而制作的囊包的新结构和化学组成。无论其构造如何，本公开中阐述的各种平衡聚合物共混物、囊包和储盒以及方法可一般地和广泛地应用于阻隔层压结构。也就是说，所公开的聚合物共混物、囊包和储盒提供用于在不牺牲层压结构的热密封性的情况下减轻风味剥离的直接“插入式(drop-in)”技术。在一个方面，本公开提供用于饮料组分囊包的层压包装结构，该结构包括：a)最内热密封层，该最内热密封层包含以下中的至少一种：具有约1mol％至约90mol％本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种层压包装结构，所述结构包括：a)最内热密封层，所述最内热密封层包含以下中的至少一种：具有约1mol％至约90mol％的乙烯含量的EVOH(乙烯乙烯醇)共聚物；和/或EVOH共聚物和PE(聚乙烯)共混物，其中所述共混物中的总乙烯含量为约1mol％至约90mol％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.07 US 62/238,3691.一种层压包装结构，所述结构包括：a)最内热密封层，所述最内热密封层包含以下中的至少一种：具有约1mol％至约90mol％的乙烯含量的EVOH(乙烯乙烯醇)共聚物；和/或EVOH共聚物和PE(聚乙烯)共混物，其中所述共混物中的总乙烯含量为约1mol％至约90mol％。2.根据权利要求1所述的层压包装结构，其进一步包括：b)任选地，至少一层聚合物阻隔层，所述至少一层聚合物阻隔层与所述最内热密封层相容并且相邻；和c)最外聚合物层，当所述至少一层任选的阻隔层存在时，所述最外聚合物层与所述至少一层任选的阻隔层相容并且相邻，或当所述至少一层任选的阻隔层不存在时，所述最外聚合物层与所述最内热密封层相容并且相邻。3.根据权利要求1或2所述的层压包装结构，其中所述PE(聚乙烯)中的至少一种包含以下聚合物中的一种或多种：高密度聚乙烯(HDPE)；线性低密度聚乙烯(LLDPE)；极低密度聚乙烯共聚物(VLDPE)；超低密度(ULDPE)聚乙烯共聚物；高压自由基聚合的乙烯均聚物(LDPE)；乙烯与乙酸乙烯酯、丙烯酸酯(丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和/或丙烯酸丁酯)、酸共聚单体(丙烯酸和/或甲基丙烯酸)的高压自由基聚合的共聚物；和乙烯-酸共聚物的部分中和或中和的离聚物。4.根据权利要求1或2所述的层压包装结构，其中所述EVOH共聚物和PE(聚乙烯)共混物进一步包含增容剂，所述增容剂包括：根据权利要求3所述的聚烯烃树脂中的一种；根据权利要求3所述的一种聚烯烃树脂的酸酐接枝的变体；能够反应性接合EVOH羟基官能团的环氧改性(缩水甘油基)树脂；和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯改性树脂。5.根据权利要求2所述的层压包装结构，其中所述任选的聚合物阻隔层(一层或多层)和/或所述最外聚合物层中的至少一层包括PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物或共聚物)、PET-Ox(无机氧化物涂覆的PET聚合物或共聚物)、PE(聚乙烯基聚合物或共聚物)、BOPA(双轴取向聚酰胺)、EVOH(乙烯乙烯醇共聚物)、PA(聚酰胺)或连结层。6.根据权利要求2所述的层压包装结构，其中所述层压包装结构是共挤出膜，所述共挤出膜包括所述最内热密封层、任选地至少一层聚合物阻隔层和所述最外聚合物层。7.根据权利要求1或2所述的层压包装结构，其中所述最内热密封层包含具有约40mol％至约80mol％的乙烯含量的EVOH(乙烯乙烯醇)共聚物。8.根据权利要求1或2所述的层压包装结构，其中所述最内热密封层包含具有约45mol％至约75mol％的乙烯含量的EVOH(乙烯乙烯醇)共聚物。9.根据权利要求1或2所述的层压包装结构，其中所述最内热密封层包含EVOH共聚物和PE(聚乙烯)共混物，其中所述共混物中的总乙烯含量为约40mol％至约80mol％。10.根据权利要求1或2所述的层压包装结构，其中所述最内热密封层包含EVOH共聚物和PE(聚乙烯)共混物，其中所述共混物中的总乙烯含量为约45mol％至约75mol％。11.一种饮料组分囊包，所述饮料组分囊包包括根据权利要求1或2所述的层压包装结构。12.一种降低用于饮料组分囊包的阻隔层压包装结构中的风味剥离的方法，所述方法包括：a)提供具有最内热密封层的饮料组分囊包，所述最内热密封层包含以下中的至少一种：具有约1mol％至约90mol％的乙烯含量的EVOH(乙烯乙烯醇)共聚物；和/或EVOH共聚物和PE(聚乙烯)共混物，其中所述共混物中的总乙烯含量为约1mol％至约90mol％；和b)将饮料组分储存在所述饮料组分囊包中一段时间。13.根据权利要求12所述的降低风味剥离的方法，其中所述饮料组分囊包是共挤出层压包装结构，所述共挤出层压包装结构包括所述最内热密封层，并且进一步包括：至少一层任选的聚合物阻隔层，所述至少一层任选的聚合物阻隔层与所述最内热密封层相容并且相邻；和/或最外聚合物层，当所述至少一层任选的阻隔层存在时，所述最外聚合物层与所述至少一层任选的阻隔层相容并...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗纳德·D·墨菲特，
申请(专利权)人：可口可乐公司，
类型：发明
国别省市：美国,US