[发明专利]一种用于包装的阻气阻水层合薄膜及其在食品包装中的应用

说明书

一种用于包装的阻气阻水层合薄膜，包括：基于乙烯或丙烯单体的聚烯烃或烯烃共聚物树脂基片；形成于树脂基片上的阻隔打底涂层；形成于阻隔打底涂层上的铝金属沉积层；所述阻隔打底涂层通过涂覆和干燥涂布液而形成，所述涂布液包括：选自Si(OR¹)₄的化合物或其水解产物的材料；选自R²Si(OR³)₃的化合物或其水解产物的材料；(其中R¹和R³各自为甲基、乙基中的一种，R²是含有环氧基且含碳数不小于3的有机官能团)，以及含有羧基的水溶性聚合物A和含有羟基的水溶性聚合物B。

技术领域

本发明涉及包装薄膜技术领域，尤其涉及一种用于包装的阻气阻水层合薄膜及其在食品包装中的应用。

背景技术

为了防止食品、药品等产品发生变质、腐败或其他性能变化，通常需要使用具备一定的氧气阻隔性能和水汽阻隔性能的包装材料，以延长包装中食品、药品等产品的货架期。以往的包装材料通过多种涂层或多层复合方法以提高包装材料的气体、水汽阻隔性能，特别是氧气阻隔性能。

聚乙烯、聚丙烯、乙烯或丙烯与其他烯烃单体的共聚物等聚烯烃材料是目前最为广泛被使用的包装材料。使用聚烯烃材料作为包装材料的基材，可以回收利用，不仅减少环境污染，而且降低全行业碳排放。为使聚烯烃材料成为适宜的包装材料，需要对由聚烯烃制成的包装材料进行改性，以使包装材料具备满足包装要求的氧气阻隔性能和水汽阻隔性能。理想的包装材料，不仅需要满足阻隔要求，而且需要满足所使用单一种类的聚烯烃材料的体积分数不低于90％，以使回收后重新熔融混炼后获得的树脂材料具备与原始材料相近的性能，从而可以重新加工复用。

现有技术中，一种可行的方法是使用具备高阻隔性能的片状材料与包装材料复合以提供所需的阻隔性能，如通过与金属箔复合以制备阻隔层合材料，其中，常用的金属箔为铝箔。此外，也可复合一层或多层乙烯-乙烯醇共聚物等。这种方案的例子如专利文献US2004/0053054A1。但是这种方案需要额外复合与原包装材料厚度相当且热力学上不相容的加层，且一旦复合完成各层材料难以通过后续加工再次分离，因而所获得的层合体难以回收再利用，不满足作为单一材料回收的要求，只能作为废弃产品进行填埋，造成资源的浪费与环境的破坏。

另一类可行的方案是在包装材料基底上通过物理或者化学手段附加一层厚度低且具备高阻隔性能的加层材料。例如，通过化学气相沉积、物理气相沉积等方法在高分子树脂基片上添加一层无机氧化物镀层，例如氧化铝镀层、氧化硅镀层等。这种方案的例子如专利文献US4559167A、US2015/0331153A1。然而，基于单一氧化物镀层的阻隔材料耐受变形的性能较差，容易出现由于包装的变形、跌落、冲击等阻隔性显著降低的情况；同时，无机氧化物镀层对水汽的阻隔性较差。

中国发明专利(CN100488765C)公开了一种阻气层合薄膜，它可用作包装材料，用于食品以及诸如药品和电子物品等非食品的领域，该阻气层合薄膜包括树脂基片；阻气蒸汽沉积层，形成于树脂基片上并且主要含有无机化合物(如氧化铝)；阻气覆盖层，形成于阻气蒸汽沉积层上，其中阻气覆盖层是通过涂布和干燥涂布液而形成的，所述涂布液选自通式Si(OR¹)₄…(1)代表的硅化合物及其水解物的材料，选自通式(R²Si(OR³)₃)_n…(2)代表的硅化合物及其水解物的材料，其中R¹和R³各自是CH₃、C₂H₅或C₂H₄OCH₃；R₂选自乙烯基、环氧基、甲基丙烯酰氧基、脲基和异氰酸酯基；并且n为1或3；和具有羟基的水溶性聚合物，该阻气层合薄膜具有优异的阻气性，能够防止大气中的氧气或水蒸气进入包装内，由此能够抑制包装的内容物的变质或变性。