[发明专利]涂覆的容器

说明书

本发明整体涉及聚烯烃容器领域。本发明的一个方面是涂覆有气体阻隔涂层的聚烯烃容器。具体地讲，本发明涉及涂覆有气体阻隔涂层的聚烯烃容器，所述气体阻隔涂层包括第一氢化非晶氮化硅层和第二氢化非晶碳层。所述氢化非晶氮化硅层可沉积在所述容器上，而所述氢化非晶碳层可沉积在所述氢化非晶氮化硅层上。本发明的另一方面是涂覆聚烯烃容器的方法，所述方法包括通过等离子体增强化学气相沉积法将氢化非晶氮化硅层沉积到聚烯烃容器上，以及通过等离子体增强化学气相沉积法将氢化非晶碳层沉积到所述氢化非晶氮化硅层上的步骤。本发明的一个主题是涂覆有气体阻隔涂层的聚烯烃容器用于储存食物或饮料的用途。

本发明整体涉及聚烯烃容器领域。本发明的一个方面是涂覆有气体阻隔涂层的聚烯烃容器。具体地讲，本发明涉及涂覆有气体阻隔涂层的聚烯烃容器，所述气体阻隔涂层包括第一氢化非晶氮化硅层和第二氢化非晶碳层。所述氢化非晶氮化硅层可沉积在所述容器上，所述氢化非晶碳层可沉积在所述氢化非晶氮化硅层上。本发明的另一方面是涂覆聚烯烃容器的方法，该方法包括通过等离子体增强化学气相沉积法将氢化非晶氮化硅层沉积到聚烯烃容器上，以及通过等离子体增强化学气相沉积法将氢化非晶碳层沉积到所述氢化非晶氮化硅层上的步骤。本发明的一个主题是涂覆有气体阻隔涂层的聚烯烃容器用于储存食物或饮料的用途。

聚烯烃聚合物(诸如聚乙烯和聚丙烯)因其轻盈、低成本和柔韧性而被广泛用于食物包装。然而，大多数聚烯烃材料的气体阻隔性低，这使氧气或二氧化碳分子能够轻易地渗透由聚烯烃形成的包装。因此，大多数塑料碳酸饮料瓶是由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)而非聚烯烃形成的，因为PET的气体阻隔性更佳。除了需要将气体保留在容器中以外，还可能需要排除气体，例如排除氧气可防止因容器中的内容物的氧化而有损质量。

一种提高聚烯烃的气体阻隔性的方法是将聚烯烃与其他提供阻隔性的材料层合。聚合物如乙烯-乙烯醇(EVOH)提供良好的氧气阻隔，但其受水分的不利影响，所以必须夹在其他材料层之间以防受潮。要形成容器诸如盒子、瓶子和胶囊，聚烯烃聚合物可与高氧气阻隔聚合物挤压在一起，然后吹塑形成瓶子或其他容器形状。然而，多层共挤(multi-layerco-extrusion)相对较贵，而且由塑料混合物形成的容器不易回收，所以对环境的影响大。消费者越来越关心包装的再循环使用能力和过度包装问题。但同时，他们无意在产品质量和便利性上做出妥协。因此，需要提供一种聚烯烃容器，它不仅具有良好的气体阻隔性，而且主要为单一聚烯烃材料，所以可以更容易回收。

已有人尝试例如通过等离子喷涂将很薄的阻隔材料层施加到塑料容器上。这样做的优点在于，由于对阻隔材料的消耗降到了最低程度，而且该容器可被视为单一材料，所以可以更容易回收，因此最终的带涂层的容器对环境的影响较小。US2002/0179603公开了能让塑料瓶的内面或外面被阻隔涂层覆盖的设备。其中使用氢化非晶碳作为涂层。通过等离子喷涂PET容器获得了可接受的结果。然而，聚烯烃容器存在更大的挑战，不仅是因为该聚合物的渗透性更高，还由于涂覆到聚烯烃表面时附着力差，涂层中易产生针孔和裂纹。

US2004/0076836提出了通过低压等离子体法沉积在聚合物基底上的气体阻隔涂层。其中用氢化非晶碳保护层覆盖具有氧化硅基料(silicon oxide base)的阻隔层。

EP0372696描述了将氮化物膜和随后的碳质膜沉积到基底上的方法。例如，可先涂覆第一氮化硅膜层，以保护下面的表面在碳质膜沉积期间不受氟的任何不良腐蚀作用，再将亲水耐磨的含氟碳质膜涂层施加到车窗上。

WO02/26401描述了在塑料容器中沉积内涂层的方法，例如将聚合碳和二氧化硅的混合物涂覆到热塑性材料诸如聚烯烃或聚酯上。

WO2006/044254描述了涂覆聚烯烃或聚乳酸容器的内表面以对气体传输提供有效阻隔的方法。该方法沉积聚有机硅氧烷和氧化硅(或非晶碳)层。