阻隔膜或片和包含该膜或片的层压包装材料以及由此制成的包装容器制造技术

本发明专利技术涉及包含纤维素纳米纤丝的阻隔膜或片以及包含这种膜的层压包装材料，该层压包装材料特别是用于液体食品包装。本发明专利技术还涉及包含层压包装材料或由层压包装材料制成的包装容器，特别是涉及用于液体食品包装的包装容器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】阻隔膜或片和包含该膜或片的层压包装材料以及由此制成的包装容器
本专利技术涉及具有包含纤维素纳米纤丝(cellulosenanofibril)的气体阻隔层的阻隔膜，并涉及包含这种膜的层压包装材料，特别是涉及用于液体食品包装的层压包装材料。本专利技术还涉及包含该层压包装材料或由该层压包装材料制成的包装容器，特别是涉及用于液体食品包装的包装容器。
技术介绍
用于液体食品的一次性使用一次性类型的包装容器通常由基于纸板或厚纸板的包装层压材料生产。一种这样的通常发生的包装容器以TetraBrik商标出售，主要用于液体食品(例如牛奶、果汁等)的无菌包装，出售用于长期环境存储。这种已知包装容器中的包装材料通常是包括纸或纸板主体芯层和外部不透液热塑性塑料层的层压材料。为了使包装容器气密，特别是氧气气密，例如用于无菌包装和包装牛奶或果汁的目的，这些包装容器中的层压材料通常包括至少一个附加层，最通常地包括铝箔。在层压材料的内侧上，即用于面向由层压材料生产的容器的填充的食品内容物的一侧，存在施加到铝箔上的最内层，该最内的内侧层可以由一层或几个部分层构成，包含可热封热塑性聚合物，例如粘合剂聚合物和/或聚烯烃。同样在芯层的外侧，存在最外可热封聚合物层。包装容器通常通过现代高速包装机生产，这种类型包装机从包装材料卷材或包装材料预制坯料形成包装、并将其填充和密封。因此，包装容器可以通过以下方式制造：通过将最内和最外可热封热塑性聚合物层焊接在一起将卷材的两个纵向边缘在重叠接合部中彼此结合在一起，将所述层压包装材料卷材重整成管。该管用预期的液体食品填充，然后通过管的在管中的内容物水平面下的彼此之间相距预定距离的重复的横向密封件将该管分成单独的包装。通过沿着横向密封件的切口将包装与管分离，并且通过沿着包装材料中制备的折痕线折叠成形而得到期望的几何构型，通常为平行六面体。这种连续成管、填充和密封包装方法构思的主要优点在于，可以在管形成之前连续灭菌卷材，从而提供无菌包装方法的可能性，该方法即这样的一种方法，其中液体待填充的内容物以及包装材料本身的细菌减少，并且填充的包装容器在干净的条件下生产，使得填充的包装物即使在环境温度下也可以长时间储存，而没有微生物在被填充的产品中生长的风险。如上所述，Tetra型包装方法的另一个重要优势是连续高速包装的可能性，这对成本效率具有相当大的影响。用于敏感液体食品(例如牛奶或果汁)的包装容器也可以由本专利技术的层压包装材料的片状坯料或预制坯料制成。从折叠成平坦的包装层压材料的管状坯料开始，首先通过将坯料制造成形成开口管状容器胶囊来生产包装，其中一个开口端通过折叠和热封整体端面板来封闭。如此封闭的容器胶囊通过其开口端填充所讨论的食品(例如，果汁)，该开口端然后通过进一步折叠和热封相应的整体端面板来封闭。由片状和管状坯料制成的包装容器的示例是传统的所谓的山形顶包装。也有这种类型的包装，其具有由塑料制成的模制顶部和/或螺旋帽。包装层压材料中的铝箔层提供了相当优于大多数聚合物气体阻隔材料的气体阻隔性能。传统的用于液体食品无菌包装的基于铝箔的包装层压材料仍然是目前市场上可用的在其性能水平上最具成本效益的包装材料。任何其他竞争材料必须对原材料具有成本效益，具有可比较的食品保存性能并且在转化成成品包装层压材料方面具有相对较低的复杂性。在开发用于液体食品纸盒包装的非铝箔材料的努力中，对于从昂贵的材料和材料组合开发具有高阻隔性能(即不仅阻隔氧气和气体，而且还具有水蒸汽、化学物质或芳香物质阻隔性能)的预制造膜或片一直有普遍的动机，然而从环境和采购的角度来看往往不可持续。开发基于非铝箔的阻隔包装材料的重要驱动力是尽可能使用可再生原材料，以便降低与所使用材料以及包装材料的制造过程相关的总排放CO2含量。非常有趣的这种可选的非箔以及可再生阻隔材料将是所谓的纤维素纳米纤丝CNF，通常也被称为微或纳米纤丝纤维素(MFC、NFC)。CNF通常通过具有第一预处理步骤和第二步骤的方法生产，所述第一预处理步骤通过化学品(例如酶)或者可选地通过氧化来处理纤维素纸浆，并且第二步骤涉及将纤维素纤维机械分解成纳米薄的纤丝。CNF作为阻隔材料的另一个重要的和相关的优点是它可以与存在于任何纸或纸盒包装中的常规纤维素材料一起再循环，因此不需要从纸料或层压包装材料的纸层中分离。CNF具有对湿度非常敏感的缺点，因为其吸收包装材料中的水分而失去其气体阻隔性能。特别是为了液体或半固体包装的目的，这是CNF材料的缺点。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是克服或减轻用于包装的阻隔膜和片中的上述问题，所述阻隔膜和片包括CNF作为气体阻隔材料。本专利技术的总体目的还在于提供用于氧气敏感产品的包装材料，例如用于液体、半固体或湿食品的层压包装材料，其具有良好的气体阻隔性能，适用于长期的无菌包装。过去曾尝试通过CNF材料本身的化学改性(例如交联或用不同官能团化学取代CNF分子)来提高CNF材料的防潮性。这种化学改性在CNF材料本身的制造中自然需要额外的改性方法步骤，并且因此通常会增加原材料的成本和可用性。因此，期望的是，在包装材料的制造阶段，在最终的阻隔包装材料产品中，通过可以随后添加或执行的特征来提供具有进一步防潮性的替代CNF材料，从而使用直接从除纤颤(defibrillation)获得的处于其自然的原始状态的原材料。提供阻隔膜或片是一个具体目的，其中气体阻隔材料包含未改性的CNF纤丝材料，该膜或片能够长时间抵抗水分，以便为包装在包含阻隔膜或片的包装容器中的产品(特别是食品)提供气体阻隔性能。本专利技术的另一个目的是提供包含这种阻隔膜或片的层压包装材料，其具有高含量的可再生材料。另一个目的是提供层压包装材料，所述层压包装材料能容易地回收，具有尽可能少的回收材料部分和所需的回收方法步骤。具体目的是提供相对于铝箔阻隔材料具有良好气体阻隔性能和良好水蒸汽阻隔性能的成本有效的无箔纸或纸板层压包装材料，其目的是制造用于长期食品储存的包装。本专利技术的另一个更具体的目的是提供一种具有良好气体阻隔性能、良好的水蒸汽阻隔性能和层间良好的内部粘合的低成本、无箔纸或纸板基且可热封包装层压材料，其目的是制造用于在环境条件下保持营养品质的液体食品的长期储存的无菌包装容器。根据本专利技术，这些目的因此可以通过如所附权利要求所限定的层压包装材料、包装容器和制造包装材料的方法来实现。就本专利技术而言，术语“长期储存”意指包装容器应能够在环境条件下保持包装食品的品质(即营养价值)、卫生安全性和味道至少3个月，优选更长，如6个月或更长，如12个月或更长。术语“包装完整性”通常是指包装耐久性，即对包装容器的泄漏或破损的抵抗力。对这种性质的主要贡献是在包装层压材料内，在层压包装材料的相邻层之间提供良好的内部粘合。另一个贡献来自于材料对材料层内的缺陷(如针孔)、破裂等的抵抗力，另一个贡献来自密封接头的强度，通过密封接头的强度在形成包装容器时将材料密封在一起。关于层压包装材料本身，整体性质因此主要集中在各个层压层与其相邻层的粘附以及单个材料层的质量上。根据本专利技术的第一方面，一般物体通过用于包装对氧气和其它气体敏感的产品的阻隔片或膜来实现，所述阻隔片或膜具有包含纤维素纳米纤丝(CNF)的气体阻隔层，所述气体阻隔层在至少一侧上气相沉积涂覆有另外的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于包装对氧气和其它气体敏感的产品的阻隔片或膜(10a；10b)，其具有包含纤维素纳米纤丝(CNF)的气体阻隔层，所述气体阻隔层在至少一侧上涂覆有气相沉积阻隔涂层，所述气相沉积阻隔涂层具有水蒸汽阻隔性能，由此所述膜在包装材料中在70％RH或更高的高湿度条件下也提供气体阻隔性能。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.29 EP EP15192203.61.用于包装对氧气和其它气体敏感的产品的阻隔片或膜(10a；10b)，其具有包含纤维素纳米纤丝(CNF)的气体阻隔层，所述气体阻隔层在至少一侧上涂覆有气相沉积阻隔涂层，所述气相沉积阻隔涂层具有水蒸汽阻隔性能，由此所述膜在包装材料中在70％RH或更高的高湿度条件下也提供气体阻隔性能。2.根据权利要求1所述的阻隔片或膜，其包括基底层，所述基底层涂覆有包含纤维素纳米纤丝(CNF)的所述气体阻隔层。3.根据权利要求1所述的阻隔片或膜，其包括仅由包含纤维素纳米纤丝(CNF)的气体阻隔材料构成的一个气体阻隔层，所述气体阻隔层在至少一侧上涂覆有气相沉积阻隔涂层。4.根据权利要求1-3中任一项所述的阻隔片或膜，其中，基于所述气体阻隔层的干重，所述气体阻隔层包含CNF和至多25重量％的增塑剂化合物，例如20重量％的增塑剂化合物。5.根据权利要求4所述的阻隔片或膜，其中所述增塑剂化合物选自由以下组成的组：多元醇、糖类、多糖如淀粉、纤维素衍生物如羧甲基纤维素CMC、聚乙二醇和聚乙烯醇。6.根据权利要求4所述的阻隔片或膜，其中所述增塑剂化合物选自由以下组成的组：羧甲基纤维素(CMC)；甘油；分子量为2000-4000的聚乙二醇(PEG)；和具有高水解度的聚乙烯醇，如水解度为87-79％的聚乙烯醇。7.根据权利要求1-2中任一项所述的阻隔片或膜，其中所述基底层是聚合物膜。8.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·内亚古，皮埃尔·法耶，
申请(专利权)人：利乐拉瓦尔集团及财务有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH