[发明专利]包含可再生资源材料的多层膜结构

说明书

本发明涉及共挤出的多层膜结构，其包含可用于包装应用，具体地讲食品包装应用中的可再生资源材料。

背景技术

共挤出的多层膜结构是复杂的组件，其可能需要多个功能层的小心组合以获得期望的终端产品。

在过去，已开发出诸如压延、挤压涂布、吹膜和(挤出)层压的方法来制造多层膜结构并且仍然在使用中。

在压延和层压方法中，将可组成最终结构的各个层以期望的序列堆叠在彼此顶部，然后经受热和压力。施加的热可熔融或至少足够软化各个层，然而施加的压力可将熔融或软化的层推压在一起。当释放压力和热时，各个层可形成一个可用于多种应用中的连续的共挤出的多层膜结构。

在挤压涂布和挤出层压中，各种层的组合通过使单个膜或多层膜以预定速度在狭缝模挤出机下通过来实现。熔融聚合物的纱离开狭缝模，并沉积到在被冷却以固化聚合物的辊隙中通过的膜上。

上述方法可成功地用于制造多层膜，其中关于各个层的性能诸如氧气阻隔、蒸气透过率、机械稳定性可统一并组合在一个结构中。

例如，多层膜中机械抗性与低温密封行为的组合可通过在约160℃的温度下将机械抗性、双轴向取向的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)片材层压或压延到低温密封聚烯烃密封剂的片材上或通过在高于160℃的温度下将熔融聚烯烃密封剂层挤压涂布到双轴向取向的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上而获得。

然而，PET大多数衍生自石化成分，因此与衍生自可再生资源并且为可生物降解的可供选择的聚合物相比是较不可取的。

聚乳酸(PLA)是可部分或完全衍生自来源于玉米、小麦和其它植物来源的可再生材料的聚(羟基链烷酸)(PHA)，其具有附加的有益效果或者是能够生物降解的。

此外，当PLA是双轴向取向的时，其提供与石化来源的聚合物例如PET相比时，至少等同的阻隔功能，和增加的机械稳定性。

当加热至典型的层压温度诸如超过160℃的温度(其为将例如聚烯烃密封层层压、挤出层压或挤压涂布到膜上的典型且必要的温度)时，取向的聚乳酸可在至少一个方向上收缩多于10％。

由于该固有的热收缩行为，所以难以使用上述压延、热层压或挤压涂布方法将单轴向取向或双轴向取向的聚乳酸层与其它功能层组合而不遇到严重的问题。

一方面，取向的聚乳酸膜的大量热收缩可产生折痕、褶皱和隆起，以及聚乳酸膜的不均匀厚度，然而另一方面，由于热收缩的结晶度损失可导致阻隔性能的显著下降。

此外，聚乳酸层和聚烯烃密封层之间的粘附性可由于收缩而显著受损。

取向的聚乳酸膜的热收缩问题可通过使用基于溶剂的粘合剂将聚乳酸膜层压到其它功能层上来避免，但是这代表附加的工序并且此外引起了对于由溶剂和粘合剂反应产物从层压体迁移到包装物品中产生的关于污染的关注。

取向的聚乳酸膜的热收缩问题不能容易地避免，因为大部分与取向的聚酯膜诸如双轴向取向的PET联合使用的聚烯烃密封剂所必须的层压、压延或挤出温度远高于它们的熔融温度，所述熔融温度一般为大约100℃。

因此，需要多层膜结构，其包括至少一个取向的聚乳酸聚合物层与其它功能层的组合，并且可在工业加工中容易地并经济地制造，并且其至少部分地解决上述热收缩问题。

发明内容

上述问题可通过本发明解决，本发明提供共挤出的多层结构，其包括如下层，基本上由如下层组成，或由如下层组成：至少一个PHA(聚(羟基链烷酸)聚合物组合物层、至少一个接合层和至少一个密封层，其中所述PHA层或多层结构可以是取向的(单轴向取向或双轴向取向)，并且所述结构可以为膜或片材。

本发明还提供了可通过三重气泡方法(triple bubble process)获得的共挤出的多层膜结构，其包括如下层，基本上由如下层组成，或由如下层组成：至少一个单轴向取向或双轴向取向的PHA组合物层、至少一个接合层和至少一个密封层。

本发明还提供了可用于制造上文所公开的共挤出的多层膜结构的三重气泡方法，其中所述方法可包括以下步骤，基本上由以下步骤组成，或由以下步骤组成：将PHA组合物、接合层组合物和密封层组合物共挤出以制备多层结构；在第一气泡中将多层膜冷却以制备管状多层结构；在第二气泡中在加热下对所述管状多层结构取向以制备取向的管状多层结构；以及在第三气泡中在加热下使取向的管状多层结构松弛。

本发明还提供了制品，其包括包装制品，包括多层结构。

附图说明

图1示出了本发明的三重气泡方法的示意性概述图。

具体实施方式