[发明专利]生物基高阻隔特性的金属化薄膜及其生产方法

说明书

发明背景

相关申请的交叉参考

本申请是于2008年2月14日提交的共同待定的美国第12/031，500号专利申请的部分继续申请，美国第12/031，500号专利申请是于2006年8月14日提交的共同待定的美国第11/464，331号专利申请的部分继续申请，并且是于2007年8月31日提交的共同待定的美国第11/848，775号专利申请的部分继续申请，这些技术公开内容整体通过参考作为它们的整体在此被引入。

技术领域

本发明涉及一种用于包装食品产品的，具有可接受的阻隔特性的生物基柔性包装材料，并涉及制作这种材料的方法。

相关技术的说明

由源于化石燃料的石油基产品制作的多层薄膜结构通常用于需要优良的阻隔特性，密封性和制图能力特性的柔性包装。一层或多层的阻隔特性是重要的，以保护包装内部的产品不受光，氧气或水分的损害。这样的需要例如存在于对粮食的保护，如果存在不足的可防止例如光，氧气或水分的物质透过到包装中的阻隔特性其将可能面临风味损失，老化或变质的风险。密封性是重要的，以确保柔性包装形成气密条或密封条。没有密封条，由薄膜提供的任何阻隔特性不能在包装中的产品和外界之间有效的抑制氧气，水分或香味的透过。制图能力是需要的，因为它可使消费者快速确定产品是不是他或她正在寻找准备购买的产品，允许食品产品厂商标记被包装的食品的营养含量和被设置于产品上的例如条形码的价格信息。

一种现有技术中的用于包装薯片等产品的多层或复合薄膜如图1所示，图1是显示每个独立存在的层的多层薄膜100的剖面示意图。这些层中的每一层以一定方式作用以提供需要的阻隔特性，密封性和制图能力特性。例如，制图层114通常用于图形的显示，图形可被反向印刷并通过透明的外部基层112观察。除非另有说明，在本说明书中使用相同的标号说明相似或相同的部件。外部基层112通常是定向聚丙烯（“OPP”）或聚对苯二甲酸乙二醇酯（“PET”）。设置在内部基层118上面的金属层提供需要的阻隔特性。现有技术中已经发现并且已知的是，将例如OPP或PET的石油基聚烯烃进行金属化，将通过薄膜的水分和氧气的透过减少了约三个数量级。由于石油基OPP的较低成本，它通常用作外部基层112，内部基层118。设置于OPP内部基层118上面的密封层119使得在低于OPP熔化温度的温度形成密封条。较低熔点的密封层119是需要的，这是因为熔化金属化的OPP以形成密封条可能对阻隔特性具有不利的影响。典型的现有技术的密封层119包括乙烯-丙烯共聚物和乙烯-丙烯-丁烯-三元共聚物。需要通常是聚乙烯挤出物的粘附层115以将外部基层112与产品侧的内部基层118粘附。从而，在复合或多层薄膜中通常需要至少两层的石油基聚丙烯基层。

用于包装的其它材料通常是例如聚酯，聚烯烃挤出物，粘附剂层合层和其它这样的材料的石油基材料，或上述这些材料的分层组合。

图2示意性说明了材料的形成，其中包装材料OPP外部基层112，内部基层118单独制作，随后在挤出层合机200上形成最终材料100。具有图形114的OPP内部基层112首先通过已知的制图应用方法被施加，例如柔性版或照相凹版从卷轴212送入，同时将OPP外部基层118从卷轴218送入。同时，用于聚乙烯（“PE”）层合层115的树脂被送入供料斗215a并通过挤出机215b，在此它将被加热至约600°F并在模具215c被挤出为熔融聚乙烯层合层115。这一熔融聚乙烯层合层115以与石油基OPP外部基层112，内部基层118材料被送入的速度适合的速度被挤出，熔融聚乙烯层合层115在这两种材料之间被夹入中间。随后，分层材料100在冷却鼓220和夹紧辊230之间传送，确保随着它被冷却形成平滑的层。层合机的辊之间的压力通常沿着材料的宽度每线性英寸被设定在0.5至5磅之间。较大的冷却鼓220由不锈钢制作并被冷却至约50°F至60°F，使得当材料被快速冷却时，没有冷凝物形成。较小的夹紧辊230通常由橡胶或其它弹性材料形成。注意在分层材料100已经通过所述的冷却鼓和夹紧辊之后，分层材料100与冷却鼓220保持一段时间的接触，以使树脂获得充分的时间冷却。随后，所述的分层材料可被缠绕成卷（未明确显示）用于传送至它将被用于包装的位置。通常，经济的是形成像宽的薄片的材料，随后，随着材料被成卷用于运送时，所述的宽的薄片可使用薄的纵切刀片切开成需要的宽度。