多层阻挡膜、包含这种膜的包装层合体、由这种包装层合体制成的包装容器以及制备这种膜的方法技术

本发明专利技术涉及双轴取向的多层阻挡聚合物膜，所述膜具有气体阻挡性能并且由聚合物层组成，所述聚合物层包括聚烯烃芯层和在所述芯层第一侧上的乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）阻挡表面层。本发明专利技术还涉及这样一种气相沉积涂覆的膜，特别是金属化的这种膜。本发明专利技术还涉及包含所述膜或气相沉积涂覆聚合物膜的包装层合体，并涉及由这种包装层合体制造的包装容器。本发明专利技术还涉及制备所述阻挡膜的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多层阻挡膜、包含这种膜的包装层合体、由这种包装层合体制成的包装容器以及制备这种膜的方法
本专利技术涉及双轴取向的多层聚合物阻挡膜，所述阻挡膜具有气体阻挡性能并且仅由聚合物层组成，所述聚合物层包括聚烯烃芯层和在芯层第一侧面上的乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)阻挡表面层。本专利技术还涉及用阻挡材料特别是用气相沉积涂层进一步涂覆的衬底膜。本专利技术进一步涉及层合的包装材料，其包括双轴取向的聚合物阻挡膜或进一步阻挡涂覆的这样的膜，并且涉及由这种层合包装材料制成的包装容器。本专利技术进一步涉及用于制备所述双轴取向的多层聚合物阻挡膜和这种进一步阻挡涂覆的膜的方法。
技术介绍
用于流质食物的一次性使用包装容器通常由基于纸板或纸板箱的包装层合体制造。一种这种常见的包装容器以商标Tetra Brik市场上被销售，并且主要用于长期常温存储下被售卖的诸如牛奶、果汁等流质食物的无菌包装。这种已知的包装容器的包装材料通常为包括纸或纸板主体层和外部热塑性塑料液密层的层合体。为了使该包装容器不透气(例如出于无菌包装和包装牛奶或果汁的目的)，特别是不透氧气，这些包装容器中的层合体通常包括至少一个附加的这种气体阻挡层，其最常见的是铝箔。在层合体的内侧，即用于面对由该层合体制成的容器中填充的食物内容物的一侦牝具有施加到铝箔上的最内层，所述最内层可由一个或多个包括可热封的粘合聚合物和/或聚烯烃的部件层组成。在所述纸或纸板主体层的外侧，也具有最外的可热封的聚合物层。所述可热封的聚合物层优选基于低密度聚乙烯。这种包装容器通常通过从包装材料卷材或包装材料预制坯料连续地形成、填充并密封包装件的类型的现代化的、高速的包装机(例如Tetra Brik Aseptic?型包装机)生产。因此可以通过所谓的形成-填充-密封技术形成包装容器，所述形成-填充-密封技术基本包括通过将最内层和最外层的可热封热塑性聚合物层熔接而使卷材的两个纵向边缘在搭接处彼此粘合而将层合的包装材料的卷材重新形成管状物。用预定的流质食物产品填充所述管状物，并随后在该管状物中内容物的液面以下以各自间隔预定的距离对该管状物进行重复的横向密封来将该管状物分隔成单个的包装件。通过沿着横向密封部切割将包装件从管状物分离，并通过沿着包装材料中预制的折线折叠成型来赋予包装件期望的几何外形，通常为平行六面体。这种连续管状物形成、填充和密封的包装方法的构思的主要优点在于卷材可以在连续地无菌化之后立即形成管状物，据此提供无菌包装方法的可能性，即在该方法中待填充的流质内容物以及包装材料自身的细菌被减少并且被填充的包装容器是在干净的环境中被制造的，从而使得被填充的包装件即使在常温下也可以长期储存，而没有在填充的产品中滋生微生物的风险。Tetra BriIcD型包装方法的另一个重要优点在于,如前所述,可以进行连续高速的包装，这很大程度上有效降低了成本。所述包装层合体中的铝箔层提供大大优于大部分聚合阻挡材料的阻挡性能。传统的基于铝箔的用于流质食物无菌包装的包装层合体在其性能水平方面是目前市场上可获得的最节省成本的包装材料。想要与之竞争的任何其它材料必须具有更好的原材料成本效益，具有与其相当的食物保存性能和在转变成成品包装层合体方面具有可比较的简便性。迄今为止，与具有可靠水平的阻挡性能(例如氧气阻挡性、水蒸气阻挡性等)和针对长期储存(如大于3个月)的食物保存性能的铝箔层合体相比，在市场上几乎还没有任何由成本效益好的无箔包装层合体制成的上述类型的用于长期常温储存的基于无菌纸或纸板的包装。在开发成本效益更好的包装材料和将制造包装材料所需的原材料的量最少化的努力中，存在针对开发可以替代或补充铝箔的具有多重阻挡功能的预加工的膜的普遍动机。之前已知的这样的实例为组合了多个层的膜，每个层对最终的膜的补充阻挡性能作出贡献，例如在同一衬底膜上涂覆了气相沉积的阻挡层和其他基于聚合物的阻挡层的膜。然而，被以不同的涂覆方法涂覆了至少两次的这种膜有变得更加昂贵的趋势，并且对衬底膜的质量(如耐热性和耐加工性(handling durability))有非常高的要求。另一方面，为了优化包装层合体、包装层合体的制备以及由其制造的包装容器的制备，除了降低原材料的成本之外，还存在这样的动机:简化包装层合体的结构以减少所需转换步骤的数量并提供具有充分的阻挡性能和食物保存性能的包装层合体。目前有很多市售的所谓阻挡膜。大部分这种膜的共性在于它们通常过于昂贵，因为它们需要珍贵的阻挡材料的比较厚的层(可选的或附加的若干个层)，和/或它们在需要并入到纸板箱包装层合体中的阻挡性能和机械性能方面不够优良，由这种纸板箱包装层合体制备折叠形成的、无菌的、填充的和密封的包装件(形成-填充-密封)。例如，用于高阻挡性能目的阻挡聚合物(如乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)或聚酰胺)的单层阻挡层是极其昂贵的。一类这种阻挡膜是所谓的高表面能膜(HSE)，这种膜用于随后用陶瓷、有机或金属气相沉积涂层(如SiOx涂层或金属化涂层)进一步阻挡涂覆。这种膜(大多是基于聚丙烯或类似的聚烯烃的膜)的高表面能通过例如聚酰胺或乙烯-乙烯醇共聚物的薄层来提供。在于1991年首次提交的EP-B-541273中描述了一种阻挡膜，其中在沿着第一方向取向的聚丙烯衬底膜上涂覆包含聚乙烯醇和粘合促进性共聚物或改性聚合物的水性涂覆分散体。在基于PVOH的涂层的涂覆和干燥操作之后，将膜沿着第二方向取向，从而制备双轴取向的膜，所述膜具有适于随后进一步在基于PVOH的表面上金属化的表面。然而，这种膜的成本非常高，因为它们包括两种不同的涂覆步骤，首先是附带后续干燥的湿法沉淀涂覆，以及之后进一步气相沉积涂覆操作，在这两个涂覆操作之间还有取向操作。将这种膜加入到用于一次性包装容器的层合体中几乎没有或者没有经济上的优点。在US-A-5153074(于1991年首次提交)中，描述了具有EVOH的高能表面的用于金属化的膜。聚丙烯基层和EVOH表面层一起共挤出，在这两层之间有马来酸酐改性聚丙烯均聚物的粘结层。根据仅有的实施例，据此获得的膜随后首先被以原长度的3倍沿着纵向取向，然后以原长度的8倍沿着横向取向。在该实施例中使用的EVOH具有摩尔百分比48的乙烯。最终的膜的总厚度为80-100量规单位(gauge unit)，而EVOH层的厚度只有3量规单位。根据对实施例的金属化膜的检测，在0%RH和23°C下，透氧率为2.6至5.4cm3/m2/天/大气压。显然,这种膜中的非常薄的EVOH层仅起金属容纳层(metal-receiving layer)的作用而实际上并不起氧阻挡层的作用。特别是，由于所采用的EVOH具有高含量的乙烯单体单元，因此固有的气体阻挡性很低。在本专利技术 申请人:进行的测试中，诸如US-A-5153074中描述的未涂覆的高表面能衬底膜在23°C、50%RH下提供70至110cm3/m2/天/大气压的透氧率。在US-A-2009/0053513 (对应于在 2005 年首次提交的 W02006/117034)中，描述了(与US-A-5153074)类似的具有高表面能聚酰胺层的基于BOPP的膜，该膜随后用Si0x、A10x或金属化的涂层涂覆，在其阻挡涂覆状态下相较于之前的结构提供了显著提高的氧阻挡性能。这种提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双轴取向的多层聚合物阻挡膜，所述阻挡膜具有气体阻挡性能并且包括聚烯烃芯层和在所述芯层至少一侧上的至少一个乙烯?乙烯醇共聚物（EVOH）阻挡表面层，EVOH阻挡层的厚度小于1.5μm并且具有小于等于36摩尔%的乙烯含量；并且所述膜在24h、23℃、50%RH下具有低于10cm3/m2/1天/1大气压的透氧率（OTR）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.20 SE 1150855-31.一种双轴取向的多层聚合物阻挡膜，所述阻挡膜具有气体阻挡性能并且包括聚烯烃芯层和在所述芯层至少一侧上的至少一个乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)阻挡表面层，EVOH阻挡层的厚度小于1.5 μ m并且具有小于等于36摩尔％的乙烯含量；并且所述膜在24h、23°C、50%RH下具有低于10cm3/m2/l天/I大气压的透氧率(0TR)。2.如权利要求1所述的双轴取向的聚合物阻挡膜，其中其在24h、23°C、50%RH下具有低于5cm3/m2/l天/I大气压的透氧率(OTR)。3.如权利要求1所述的双轴取向的聚合物阻挡膜，其中其在24h、23°C、50%RH下具有低于lcm3/m2/l天/I大气压的透氧率(0TR)。4.如权利要求1所述的双轴取向的聚合物阻挡膜，其中其在24h、23°C、90%RH下具有低于25cm3/m2/l天/I大气压的高湿度透氧率(0TR)。5.如权利要求1所述的双轴取向的聚合物阻挡膜，其中所述膜沿轴向(纵向，MD)以高于4的拉伸比并且沿横向(TD)以高于4的拉伸比被取向。6.如权利要求1至5中任一项所述的双轴取向的聚合物阻挡膜，其中所述芯层包含双轴取向的聚烯烃，所述聚烯烃选自聚丙烯均聚物、丙烯-乙烯共聚物、包括丙烯-乙烯-丁烯三元共聚物的丙烯与其他α烯烃共聚物以及密度大于0.930的聚乙烯均聚物和共聚物以及所述聚烯烃中两种或多种的共混物。7.如前述权利要 求中任一项所述的双轴取向的聚合物阻挡膜，其中EVOH层的厚度为0.4 至 1.0 μ m,更优选 0.5 至 0.7 μ m。8.如前述权利要求中任一项所述的双轴取向的聚合物阻挡膜，其中EVOH外部阻挡层的乙烯含量小于等于32摩尔％，优选小于等于27摩尔％。9.如前述权利要求中任一项所述的双轴取向的聚合物阻挡膜，其中所述膜在所述芯层与所述EVOH阻挡表面层之间还包括改性聚烯烃的双轴取向的结合层。10.如前述权利要求中任一项所述的双轴取向的聚合物阻挡膜，所述膜被沿着纵向MD取向5至8的比并沿着横向TD取向5至8的比。11.如权利要求9所述的双轴取向的聚合物阻挡膜，其中所述结合层选自马来酸酐接枝聚丙烯或聚乙烯、改性的乙烯醋酸乙烯酯聚合物或其共混物。12.如前述权利要求中任一项所述的双轴取向的聚合物阻挡膜，其中所述膜在所述芯层的每侧上具有至少一个EVOH阻挡表面层。13.如权利要求1至11中任一项所述的双轴取向的聚合物阻挡膜，其中所述膜仅在所述芯层的一侧上具有一个EVOH阻挡表面层。14.一种经涂覆的双轴取向膜，其包含在EVOH阻挡表面层上具有沉积涂层的如前述权利要求中任一项所述的双轴取向的聚合物阻挡膜，所述经涂覆的双轴取向膜的厚度为5-30 μ m,例如 7-20 μ m,例如 8-15 μ m,并且透氧率(OTR)在 24h、23°C、50%RH 下低于 0.1cm3/m2/l天/I大气压，例如低于0.09cm3/m2/l天/I大气压，例如低于0.05cm3/m2/l天/I大气压。15.如权利要求14所述的经涂覆的双轴取向膜，其中所述沉积涂层选自物理气相沉积(PVD)涂层、化学气相沉积(CVD)涂层，例如等离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：切萨雷·洛伦泽蒂，莉萨·雷伊，
申请(专利权)人：利乐拉瓦尔集团及财务有限公司，
类型：
国别省市：