[发明专利]阻气涂料

说明书

技术领域

本发明涉及阻气涂料，特别是能够阻塞氧气通道的阻气涂料，所述阻气涂料可以被用于涂布多种材料，特别是用于需要被消除或限制暴露于氧气中的食物和饮料特别是液体的包装，并赋予其阻气性能。

背景技术

合成塑料材料长久以来被用于食物和其它材料的包装。然而，近年来，已经另外认识到，许多食物和其它敏感材料得益于被保护免受空气中的氧气影响。已经开发了多种多层层压物结构以提供适于包装目的的阻挡性能和其它性能特征。这些层压物可以是塑料、金属或纤维素基材的任意组合，且可以包含一个以上的涂料层或粘合剂层。已经发现包括其上沉积的具有金属或无机化合物如二氧化硅的聚合物膜的层压物具有良好的全面阻挡性能，并且其得到广泛使用。然而，在高温下，例如当对包装的材料进行蒸馏以便对其进行消毒和/或烹调时，它们可能完全失去其阻挡氧气进入的能力。而且，这些类型的层压物的无机层相当脆，并且当弯曲层压物时可能会破裂或断裂，从而导致丧失了阻气性能。

新近，例如，如US6 599 622或EP 0 590 263中所述，已经使用了包含分散的粘土、尤其是纳米粒子，以及亲水聚合物如聚乙烯醇(PVOH)或乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)的阻气涂料。如果如该现有技术中所述的那样，将这些阻气涂料用作表面涂料，那么就没有问题。然而，本发明人发现，为了许多目的，期望的是，所述涂料应具有覆盖物以及基材，而如果将阻气涂料以这样的方式夹在层压物的两个膜之间，那么在膜如聚乙烯(PE)膜和涂料之间的结合强度就成了问题。

利用这种技术，本发明已经实现了优异的结合强度；在许多情况下，结合强度大于3.0N/15mm。然而，本发明人还发现，如果将这种层压物暴露于水性流体，例如当将所述层压物浸入水中时，观察到在所述涂料-PE界面处的结合强度极快地下降，在浸渍小于3小时时就达到小于0.5N/15mm的值。

因此，需要提供这样的涂料：其不但改进了最终层压物结构的氧气阻挡性能，而且使所述层压物在浸渍于水中时保持良好的结合强度水平。需要在浸渍后保持结合强度以提供层压物完整性，这由在填充有水性流体或与水性流体接触的其它情形期间的溢出物(spills)产生。

进行了几种尝试以实现阻气性能和良好的湿结合强度两者，例如JP2007290312A2、JP2006321198A2、JP2006321194A2、JP2006321192A2、JP2006187966A2、JP2006116733A2、WO05037898A1、US20070134507A1以及JP2004217766A2。

用于箱中袋(bag-in-the-box)的膜描述于JP2002347837A2中。

发明内容

现在，本发明人发现，利用PVOH和/或EVOH型涂料，但是含有特定类型的胶态二氧化硅，可以实现具有良好的湿结合强度的阻气涂料。

因而，在一个实施方案中，本发明提供一种用于制备阻气涂料的组合物，所述组合物包含聚乙烯醇(PVOH)和/或乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)和/或其甲硅烷基化衍生物的水溶液或分散体以及胶态二氧化硅(优选其悬浮液)，其中所述二氧化硅的比表面积大于300m²/g。

在任选的实施方案中，所述胶态二氧化硅的粒度小于20nm，优选小于10nm。

本文中的粒度利用得自分散技术公司(Dispersion Technology Inc.)的DT1200仪器，通过声学粒子筛选来进行测量。然而，也可以使用其它测量技术，条件是它们得到相同的结果。

本文中的比表面积通过众所周知的利用氢氧化钠滴定的Sears技术[G.W.Sears Jr.，分析化学(Anal.Chem.)，28，1981(1956)]来进行测量。然而，也可以使用其它测量技术，条件是它们得到相同的结果。

在又一方面，本发明提供一种用于制备阻气膜的方法，所述方法包括将PVOH和/或EVOH和/或其甲硅烷基化衍生物的溶液或分散体与胶态二氧化硅(优选其悬浮液)混合，然后进行如下步骤：

1.利用所得混合物涂布第一挠性聚合物膜；

2.将粘合剂涂料涂布至第一膜的经涂布侧中的一侧或两侧，或者将其涂布至第二挠性聚合物膜；

3.将所述第一膜和第二膜粘附在一起；以及

4.如果需要，可以将随后的塑料膜层压至所述第一或第二膜以生成多层结构。