[发明专利]阻透膜

说明书

技术领域

本发明涉及用于包装的阻透膜，该阻透膜用以防止二氧化碳、氧气和氮气等气相出入尤其是固体和液体食品等被包装的产品。 

背景技术

在包装业中，食品和饮料的保鲜是一个巨大的挑战。大多数普通包装材料在阻止气体出入包装食品方面具有很大不足。过去三十年，提供阻透膜层的行业得到了发展。这些膜用于阻止水蒸汽、O₂、CO₂和N₂等气体出入食品或饮料。塑料用作包装材料已有六十多年，随着市场需求的增长和技术的进步，这种塑料还在继续发展。对许多塑料包装的一个重要要求是保持食品和饮料新鲜。食品和饮料变质最主要的原因是氧气透入而导致氧化。 

例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE)等商品塑料均对O₂和H₂O有一定阻透性。这种阻透性与阻透层的厚度成正比。对于高阻透性塑料的需求来自以下三个因素：首先，由于玻璃和锡/铝的重量、成本和易碎性，所以需要替代玻璃和锡/铝；其次，减少塑料材料的厚度以使其更加经济；第三，由于越来越多的食品被包装为越来越小的使用规格，所以需要具有长的保质期。在这些因素的驱使下，已经出现了一些显著提高普通消费品塑料包装的阻透性的材料。 

第一种成功的高性能阻透材料是聚偏二氯乙烯(PVDC)。它是聚氯乙烯(PVC)的衍生物，因此被认为具有类似的不利于环境的特性。 

现今，在市面上供应的其它普通阻透材料有乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、尼龙(例如MXD6)以及腈类。它们均被当作阻透层用于由商品塑料形成的结构层。 

赛璐玢是唯一一种已经商品化的可以用作阻透材料的天然聚合物，在 塑料工业起步之初，赛璐玢已经发展成熟。与现今的阻透树脂相比，它对氧的阻透特性不高，并且其成本较高。 

PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)饮料瓶壁的阻透结构一般是多层结构，所述多层结构由含有昂贵的阻透材料的一个或多个芯层和包围芯层的PET结构层构成。 

美国专利5498662、562102、65897960和6143384公开了聚甲基丙烯酸聚合物和多糖在阻透层中的用途。 

WO 00/49072公开了一种阻透涂层，该涂层基于诸如蒙脱土等粘土，通过喷涂而被覆到吹塑成型的PET瓶上。 

美国申请2004/0087696公开了用于PET容器的水性涂料，其中，将粘土材料与三聚氰胺、甲醛和硼酸粘合剂以及诸如多糖和纤维素材料等有机水溶性粘合剂相混合。 

阻透材料用在许多不同的塑料结构和操作中，这些结构和操作都能实现各自的功能性要求。阻透结构最常用于糖果和焙烤食品等食品的包装薄膜，以及过去五年来市场上出现的大量袋子的薄膜。其中一些薄膜可以具有12层，然而其厚度小于50μm。这些薄膜通常通过共挤出来制备。 

WO 90/14938公开了适合用在阻氧层合体中的高直链改性淀粉。 

美国专利6569539和6692801公开了纸和/或塑料层合体，该层合体具有由分散液涂布而形成的淀粉或改性淀粉的内部阻透涂层。 

WO 04/052646公开了使用淀粉层和可生物降解的聚酯层的多层阻透膜。 

美国申请2002/0187340公开了聚乙烯醇和淀粉的气体阻透涂层，其中，主要材料是淀粉，并且该材料由分散液涂布。 

在果汁瓶、某些碳酸饮料瓶和诸如水果和蔬菜蜜饯等各种热填充食品瓶中也采用阻透层。瓶子通常通过共注射拉伸吹塑成型而形成。这需要将材料注射成型为预型体，然后将其再次熔化并吹塑成瓶子形状。有的容器可以由共挤出吹塑成型，其中，在共挤出过程中，吹塑型坯使其紧贴模具壁，从而连续得到所期望的形状。 

某些容器还需要由注射成型所形成的高阻气性封口。 

使用阻透材料的其它重要领域还有诸如肉盘等硬包装，对于大多数用途而言，硬塑料包装可提供足够的阻透性，而且仅需要改善上部的薄膜的性能。 

被认为制约阻透技术用途一个问题是它们对塑料再生性的影响——对包装瓶市场而言尤其如此。现在，许多PET瓶具有层合结构，在这种结构中，新料位于外部，而再生PET和阻透层处于内部。如果阻透树脂与再生体系不相容，那么采用这种技术就存在很大阻力。