阻隔膜制造技术

使用在用于液体食品的层压包装材料中的阻隔膜，其包括聚合物膜基底(11)，以及在真空工艺中通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)涂覆在所述聚合物膜基底的第一侧上的具有通式SiO

Diaphragm

A barrier film used in a laminated packaging material for liquid food includes a polymer film substrate (11) and a general SiO with a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) coating on the first side of the polymer film substrate in a vacuum process

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】阻隔膜
本专利技术涉及包含无定形类金刚石碳(DLC)涂层的气相沉积阻隔涂层的耐用阻隔膜。本专利技术还涉及包含这种阻隔膜的层压包装材料，特别是涉及用于液体食品包装的层压包装材料。此外，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。本专利技术还涉及制造阻隔膜和包装材料的方法。
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。一种这样的通常出现的包装容器以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，出售用于长期环境储存。这种已知包装容器中的包装材料通常是包括纸或纸板或其他纤维基底料主体或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，例如结合剂聚合物和/或聚烯烃。同样在主体层的外侧，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幅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幅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幅材重整成管。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。这种连续管形成、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幅材，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，其中待填充的液体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封装体来生产包装，其中一个开口端通过折叠和热封整体端面板来封闭。如此封闭的容器封装体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。任何与箔基材料竞争的其他材料就原材料而言必须具有成本效益，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，还有对于开发具有高阻隔功能和多阻隔功能的预制膜或片的普遍动机，即开发不仅具有氧气和气体阻隔性能，而且还有水蒸气、化学或气味物质阻隔性能的预制膜或片，其可以仅代替传统的层压包装材料的铝箔阻隔材料，并且使其适用于用于层压和制造的常规铝箔工艺。这种替代性阻隔材料的一种特定类型是通过气相沉积涂覆到聚合物膜基底上制成的阻隔膜。由于气相沉积的阻隔涂层非常薄且需要非常薄，因此各种气相沉积工艺和用于此类工艺的涂层配方，但需要此类有成本效益的膜，其具有关于尤其是对诸如氧气等气体的阻隔性能并且特别是关于机械耐久性方面的改善的性能，以用于液体食品包装的包装层压板。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供改进的用于层压到包装材料中的阻隔膜和片材。本专利技术的总体目的还在于提供具有满足液体纸盒层压包装材料中的需求的优良的阻隔特性和机械特性的阻隔膜或片材。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，其不含铝箔但具有良好的气体和其他阻隔性能，适用于以合理的成本进行长期的无菌包装。具体目的是提供相对于铝箔阻隔材料具有良好气体和水蒸气阻隔性能以及机械耐久性的有成本效益的无箔纸或纸板基层压包装材料，其目的是制造用于长期无菌食品储存的包装。本专利技术的另一个目的是提供一种具有良好气体和水蒸气阻隔性能和层间良好的内部粘合性的低成本、非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。因此，根据本专利技术，这些目的可以通过如所附权利要求所限定的阻隔膜、层压包装材料、包装容器和制造包装材料的方法来实现。专利技术摘要根据本专利技术的第一方面，总的目的是通过一种阻隔膜来实现，该阻隔膜使用在用于液体食品的层压包装材料中的阻隔膜，其包括聚合物膜基底，以及在真空工艺中通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)涂覆在所述聚合物膜基底的第一侧上的具有通式SiOxCy的第一氧化硅涂层，其中x为1.5至2.2，y为0.15至0.8，和直接邻近并接触所述第一涂层的第二无定形类金刚石碳(DLC)涂层，所述阻隔膜在包装材料和由其制成的包装中提供气体和水蒸气阻隔性能以及机械耐久性。所述第一氧化硅涂层可具有组合物通式SiOxCy，其中x为1.7至2.1，y为0.39至0.47。通过在真空下的PECVD涂覆工艺获得的这种阻挡膜，可以实现性能的平衡，这非常适用于层压包装材料和由其制成的液体食品包装容器。特别地，这样的PECVD涂层具有良好的质量并且可以以协同的方式彼此互补，使得较薄的总涂层可以提供相同或更好的气体阻隔性能，而且具有改善的机械耐久性，如通过裂纹起始应变所定义，所述机械耐久性被计量为使得氧透过率显著增加以致膜的阻隔功能劣化并消失的应变。此外，通过仅由两个薄涂层组成的阻隔膜，该两个薄涂层一起形成对氧气和水蒸气都起良好作用的薄的总阻隔层，涂覆工艺可能由于可以实现更高的涂覆速度而更具成本效益，并且除了液体纸箱包装中必要的纸板和聚合物层以外，层压包装材料中的其他材料量也将较少。在本专利技术的第二方面中，提供了包含本专利技术的阻隔膜的层压包装材料。层压包装材料可以进一步包括第一最外不透液的可热封聚烯烃层和第二最内不透液的可热封聚烯烃层。在本专利技术的第三方面中，提供了一种包装容器，其包含本专利技术的层压包装材料，该包装容器准备用于包装液体、半固体或湿食品。根据一个实施方案，包装容器由本专利技术的层压包装材料制造，并且根据另一实施方案，其整体由所述层压包装材料制成。在本专利技术的第四方面，一种制造本专利技术的阻隔膜的方法，其包括第一步骤，在辊对辊本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.使用在用于液体食品的层压包装材料中的阻隔膜，其包括聚合物膜基底，以及在真空工艺中通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)涂覆在所述聚合物膜基底的第一侧上的具有通式SiO

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170428 EP 17168833.61.使用在用于液体食品的层压包装材料中的阻隔膜，其包括聚合物膜基底，以及在真空工艺中通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)涂覆在所述聚合物膜基底的第一侧上的具有通式SiOxCy的第一氧化硅涂层，其中x为1.5至2.2，y为0.15至0.8，和直接邻近并接触所述第一涂层的第二无定形类金刚石碳(DLC)涂层，所述阻隔膜在包装材料和由其制成的包装中提供气体和水蒸气阻隔性能以及机械耐久性。


2.根据权利要求1所述的阻隔膜，其中x为1.7至2.1，且y为0.39至0.47。


3.根据权利要求1-2中任一项所述的阻隔膜，其中所述聚合物膜基底选自由基于聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，单轴或双轴取向PET(OPET，BOPET)，非或单或双轴取向聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)，取向或非取向聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚酰胺，例如非取向或取向聚酰胺(PA，OPA，BOPA)，乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)，聚烯烃，例如聚丙烯，单或双轴取向聚丙烯(PP，OPP，BOPP)，聚乙烯，例如取向或非取向高密度聚乙烯(HDPE)，线性低密度聚乙烯(LLDPE)和环烯烃共聚物(COC)，以及所述聚合物中的任何聚合物的共混物中的任何一种的膜，或具有包含所述聚合物中的任何聚合物或其共混物的表面层的多层膜组成的组。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的阻隔膜，其中所述聚合物膜基底是选自由基于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、单轴或双轴取向PET(OPET，BOPET)、取向或非取向聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、非或单或双轴取向聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、非取向聚酰胺或取向聚酰胺(PA，OPA，BOPA)或所述聚合物中的两种或更多种的共混物中的任何一种的膜，以及具有包含这样的聚合物或其共混物的表面层的多层膜组成的组中的膜。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的阻隔膜，其中所述第一涂层和所述第二涂层的总厚度为7至10nm。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的阻隔膜，其中首先将无定形DLC预涂层直接邻近所述聚合物膜基底的表面并与所述聚合物膜基底的表面直接接触地施加，并且进一步用所述第一涂层在其空闲侧上进行涂覆。


7.根据权利要求1-6中...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰罗姆·拉里尤，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