可熱密封的食品包裝膜，其制備方法，以及包含可熱密封食品包裝膜的食品包裝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了可熱密封的食品包裝膜，其制備方法，以及包含可熱密封的食品包裝膜的食品包裝。該可熱密封的食品包裝膜包含具有隨著相對(duì)濕度(RH)的增加而提高的濕氣滲透率的濕度依賴性可滲透膜。在該濕度依賴性可滲透膜的至少一個(gè)表面上是包含涂層材料的外涂層。該涂層材料選自其中分散有納米粘土的聚偏二氯乙烯(PVdC)聚合物或可拉伸的氨基甲酸酯聚合物、可拉伸的丙烯酸類聚合物、或可拉伸的氨基甲酸酯聚合物和可拉伸的丙烯酸類聚合物的組合。該涂層材料可以進(jìn)一步包含抗粘連劑。所述可熱密封的食品包裝膜是雙軸取向的。
【專利說(shuō)明】可熱密封的食品包裝膜，其制備方法，以及包含可熱密封食品包裝膜的食品包裝
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0001]本申請(qǐng)涉及并且要求于2011年3月11日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)61 / 451,893的所有可獲得的權(quán)益，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本發(fā)明。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明總體涉及聚合物膜，它們的制備方法，以及包含聚合物膜的包裝，并且更特別涉及可熱密封的食品包裝膜，其制備方法以及包含這種可熱密封的食品包裝膜的食品包裝。
【背景技術(shù)】
[0003]“濕氣敏感食品”是具有能夠在食品包裝中產(chǎn)生高濕度條件，導(dǎo)致濕氣濃縮、微生物生長(zhǎng)和產(chǎn)品腐爛的蒸騰速率的那些食品。示例性的“濕氣敏感食品”包含新鮮產(chǎn)品(freshproduce)和一些潮濕的烘培產(chǎn)品(例如面團(tuán)(dough))。因此,濕氣敏感食品的包裝應(yīng)當(dāng)允許在食品包裝中氧氣、二氧化碳和水蒸汽的恰當(dāng)混合。在這一點(diǎn)上，具有“高”濕氣滲透率(MVTR)(即在90%的RH和23°C下大于50g / m2 /天)的包裝材料允許該包裝材料透氣以便使包裝內(nèi)部的濕氣不會(huì) 變得凝聚。凝聚使食品包裝帶霧(fogs)，因此導(dǎo)致消費(fèi)者不能看到包裝的內(nèi)含物并且潛在導(dǎo)致微生物生長(zhǎng)和腐爛，由此降低了食品產(chǎn)品的品質(zhì)、安全性和保存期限。正如本發(fā)明中使用的，“濕氣滲透率”或“MVTR”通常是對(duì)水蒸汽通過(guò)包裝材料排出的量度?！氨４嫫谙蕖笔鞘称纷兊貌贿m合銷售、使用或消費(fèi)之前的時(shí)間長(zhǎng)度。由食品包裝中的高濕度條件導(dǎo)致的問(wèn)題在低溫下會(huì)惡化。因此，以高M(jìn)VTR包裝材料的包裝對(duì)于包裝濕氣敏感食品在冷凍溫度下儲(chǔ)存、運(yùn)輸和/或銷售是特別重要的。
[0004]以可熱密封包裝材料的包裝也是重要的，例如以便保證產(chǎn)品受封閉和保護(hù)不受外部因素?fù)p害。不幸的是，具有高M(jìn)VTR的包裝材料不能熱密封。例如，對(duì)于25 iim厚度的尼龍膜在23°C和65% RH下具有大約260g/m2 /天的MVTR值，在23°C和90% RH下該值會(huì)升高到超過(guò)400g / m2 /天，但是是不可熱密封的。此外，大多數(shù)可熱密封的聚合物是聚乙烯-或聚烯烴-基的，其特征在于低的濕氣滲透率(MVTR)，這使得它們不能用于包裝濕氣敏感食品。例如，聚偏二氯乙烯(PVdC)、鹵代聚烯烴已經(jīng)用作可熱密封的膜或者涂層，但是它的高濕氣阻隔(即低的MVTR)使它不適用于包裝濕氣敏感食品?？蔁崦芊獾哪せ蛲繉拥腗VTR值并未隨著濕度的變化而變化。
[0005]在克服這些問(wèn)題的嘗試中，高M(jìn)VTR基材，例如尼龍膜通常涂布有可熱密封涂層，例如丙烯酸類、聚氨酯或類似物質(zhì)，或者其與可熱密封的膜一起層合。但是，常規(guī)的可熱密封涂層和膜降低了基材的MVTR。此外，離線涂布和層合處理是昂貴的，因?yàn)椤半x線”涂布和層合處理首先將基材形成為卷(roll)并且之后需要對(duì)該基材進(jìn)行退繞以將其涂布或?qū)雍??？蔁崦芊饽せ蛲繉又粱牡恼澈贤瑯与y以控制，通常需要使用底涂料(primer)以保證粘合。[0006]因此期望提供具有高M(jìn)VTR的可熱密封的食品包裝膜。還期望提供制備這種可熱密封的食品包裝膜的方法。還進(jìn)一步期望提供制備可熱密封食品包裝膜的方法，該方法將比常規(guī)的制備方法更低成本并且消除了離線加工和對(duì)于底涂料的需要。還期望制備延長(zhǎng)食品產(chǎn)品儲(chǔ)存和保存期限的可熱密封的食品包裝膜。此外，本發(fā)明其他期望的特征和特性將由后續(xù)發(fā)明的詳細(xì)描述和所附權(quán)利要求、與附圖和本發(fā)明的這一背景協(xié)同而變得顯而易見(jiàn)。
發(fā)明概述
[0007]本發(fā)明提供了可熱密封的食品包裝膜。根據(jù)一個(gè)示例性的實(shí)施方案，可熱密封的食品包裝膜包含濕度依賴性可滲透膜。(在該濕度依賴性可滲透膜的至少一個(gè)表面上是包含涂層材料的外涂層outer coating)。該涂層材料選自其中分散有納米粘土的聚偏二氯乙烯(PVdC)聚合物或可拉伸的氨基甲酸酯聚合物、可拉伸的丙烯酸類聚合物、或可拉伸的氨基甲酸酯聚合物和可拉伸的丙烯酸類聚合物的組合。該涂層材料可以進(jìn)一步包含抗粘連劑(ant1-blocking agent)。
[0008]還根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性的實(shí)施方案，提供了用于制備可熱密封的食品包裝膜的方法。該方法包括提供濕度依賴性可滲透膜。該濕度依賴性可滲透膜的至少一個(gè)表面涂布以涂層材料以制備涂布的膜。該涂料選自其中分散有納米粘土的聚偏二氯乙烯(PVdC)或可拉伸的氨基甲酸酯聚合物、可拉伸的丙烯酸類聚合物、或可拉伸的氨基甲酸酯聚合物和可拉伸的丙烯酸類聚合物的組合。該涂布的膜是雙軸取向的。該涂層材料適合形成外涂層。
[0009]還根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性的實(shí)施方案，本發(fā)明提供了一種食品包裝。該食品包裝包含可熱密封的食品包裝膜，該包裝膜包含濕度依賴性可滲透膜。在濕度依賴性可滲透膜的至少一個(gè)表面上是包含涂層材料的外涂層。該涂層材料選自其中分散有納米粘土的聚偏二氯乙烯(PVdC)聚合物或可拉伸的氨基甲酸酯聚合物、可拉伸的丙烯酸類聚合物、或可拉伸的氨基甲酸酯聚合物和可拉伸的丙烯酸類聚合物的組合。該可熱密封的食品包裝膜可被熱密封以形成 食品包裝。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]本發(fā)明的實(shí)施方案在下文中將結(jié)合以下附圖進(jìn)行描述，其中同樣的數(shù)字表示同樣的部分，并且其中:
[0011]圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方案制備可熱密封的食品包裝膜的方法的流程圖；
[0012]圖2是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方案的可熱密封的食品包裝膜的剖面圖；
[0013]圖3和4是使用根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方案的可熱密封的食品包裝膜的示例性食品包裝的剖面圖。
發(fā)明詳述
[0014]以下對(duì)發(fā)明不同實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述，其本質(zhì)上僅僅是示例性的并且并不意在限制本發(fā)明的主題或本發(fā)明主題的應(yīng)用和用途。此外，并不意欲受到前述背景或以下詳細(xì)說(shuō)明中存在的任何理論的束縛。
[0015]各種實(shí)施方案涉及可熱密封的食品包裝膜、其制備方法和包含該可熱密封的食品包裝膜的食品包裝。所述可熱密封的食品包裝膜具有高的濕氣滲透率(下稱“MVTR”)，且該MVTR隨著包裝外部的相對(duì)濕度的增加而增加。本發(fā)明中使用的“MVTR”表示在24小時(shí)的時(shí)間內(nèi)通過(guò)膜擴(kuò)散的水蒸汽的量。其按照ASTM E96 / A / B / Bw方法在50%或90%的相對(duì)濕度(RH)和23°C或38°C下以g / m2 /天計(jì)測(cè)量。本發(fā)明中使用的“高”MVTR意味著在90%的RH和23°C下大于50g / m2 /天?？蔁崦芊獾氖称钒b膜預(yù)期在本發(fā)明中允許濕氣排出可熱密封的食品包裝，由此保持包裝的濕氣敏感食品的品質(zhì)、安全性和保存期限，并且保留新鮮風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，且減少供應(yīng)鏈浪費(fèi)。正如此處和之前指出的，“濕氣敏感”食品是具有會(huì)在食品包裝中導(dǎo)致高濕度條件而導(dǎo)致濕氣凝聚、微生物生長(zhǎng)和產(chǎn)品腐爛的蒸騰速率的那些食品產(chǎn)品。示例性的濕氣敏感食品包含新鮮的水果和蔬菜，以及濕的烘培產(chǎn)品，例如新鮮的面團(tuán)、面包、蛋糕或類似食品。本發(fā)明中使用的“濕烘培產(chǎn)品”具有高于大約12%的高濕含量、柔軟的質(zhì)地(supple texture)和在大約0.6到大約0.85之間的高水活性。在高濕度下，濕烘培產(chǎn)品失去“硬皮”或“脆性”，降低了消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的需求。
[0016]參見(jiàn)圖1和2，根據(jù)本發(fā)明預(yù)期的用于形成可熱密封的食品包裝膜55的方法通過(guò)提供另外不是可熱密封(步驟20)的濕度依賴性可滲透膜60開(kāi)始。本發(fā)明中使用的“濕度依賴性可滲透”膜是非多孔性的單片膜(monolithic film),其可滲出水蒸汽,但是其基本上是不可滲入液態(tài)水的，并且該單片膜具有隨著相對(duì)濕度(RH)的增加而增加的濕氣滲透率。濕度依賴性可滲透膜具有前面定義的高M(jìn)VTR。在低的相對(duì)濕度(即大約0%到大約70%的RH)下，該膜顯示出比在較高的相對(duì)濕度(即高于70%到大約95%的RH)下更低的MVTR,即，當(dāng)相對(duì)濕度增加且產(chǎn)生凝聚的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，該膜開(kāi)始透氣。因此，當(dāng)包裝內(nèi)部的凝聚由于較高的相對(duì)濕度而增加時(shí)。濕氣通過(guò)膜擴(kuò)散到包裝外部。
[0017]在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，濕度依賴性可滲透膜60可以包含尼龍。正如前面指出的，尼龍膜(雙軸取向的)是常規(guī)的包裝膜，對(duì)于25μπι的厚度，在23°C和65%的RH下其具有大約260g / m2 /天的MVTR，該值在23°C和90%的RH下升高到大于400g / m2 /天，但是它不是可熱密封的。本發(fā)明中有用的尼龍的非限定性實(shí)例包含選自具有大約10000到大約100000道爾頓的分子量的脂肪族聚酰胺和脂肪族/芳香族聚酰胺的均聚物或共聚物。通常用于制備聚酰胺的一般過(guò)程是現(xiàn)有技術(shù)公知的。這些包含二元酸與二元胺的反應(yīng)產(chǎn)物。有用的用于制備聚酰胺的二元酸包含以下通式表示的二元羧酸:
H00C-Z-C00H
其中Z表示包含至少2個(gè)碳原子的二價(jià)脂肪族基團(tuán)，例如己二酸、癸二酸、十八烷二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、十二烷二酸和戊二酸。二元羧酸例如可以是脂肪族酸，或者是芳香族酸，例如間苯二酸和對(duì)苯二酸。用于制備聚酰胺的合適的二元胺例如包含具有下式的那些:
H2N(CH2)nNH2
其中η是1-16的整數(shù)值，且包含以下這些化合物，例如三亞甲基二胺、四亞甲基二胺、五亞甲基二胺、六亞甲基二胺、八亞甲基二胺、十亞甲基二胺、十二亞甲基二胺、十六亞甲基二胺，芳香族二胺，例如對(duì)苯二胺、4，4' -二氨基二苯基醚、4，4' -二氨基二苯基砜、4，4' - 二氨基二苯基甲烷，烷基化的二胺，例如2，2- 二甲基五亞甲基二胺，2，2，4-三甲基六亞甲基二胺和2，4，4-三甲基五亞甲基二胺，以及脂環(huán)族二胺，例如二氨基二環(huán)己基甲烷和其他化合物。其他有用的二胺包含七亞甲基二安、九亞甲基二胺，等等。
[0018]有用的聚酰胺均聚物包含聚(4-氨基丁酸)(尼龍4)，聚(6-氨基己酸)(尼龍6，還稱作聚(己內(nèi)酰胺))，聚(7-氨基庚酸)(尼龍7)，聚(8-氨基辛酸)(尼龍8)，聚(9-氨基壬酸)(尼龍9)，聚(10-氨基癸酸)(尼龍10)，聚(11-氨基十一烷酸)(尼龍11)，聚(12-氨基十二烷酸)(尼龍12)，尼龍4，6，聚(六亞甲基己二酰胺)(尼龍6，6)，聚(六亞甲基癸二酰胺)(尼龍6，10)，聚(七亞甲基庚二酰胺)(尼龍7，7)，聚(八亞甲基辛二酰胺)(尼龍8，8)，聚(六亞甲基壬二酰胺)(尼龍6，9)，聚(九亞甲基壬二酰胺)(尼龍9，9)，聚(十亞甲基壬二酰胺)(尼龍10，9)，聚(四亞甲基二胺-共-草酸)(尼龍4，2)，正十二烷二酸和六亞甲基二胺的聚酰胺(尼龍6，12)，十二亞甲基二胺和正十二烷二酸的聚酰胺(尼龍12，12)，等等。有用的脂肪族聚酰胺共聚物包含己內(nèi)酰胺/六亞甲基己二酰胺共聚物(尼龍6，6 / 6)，六亞甲基己二酰胺/己內(nèi)酰胺共聚物(尼龍6 / 6，6)，三亞甲基己二酰胺/六亞甲基壬二酰胺共聚物(尼龍三甲基6，2 / 6，2)，六亞甲基己二酰胺-六亞甲基壬二酰胺己內(nèi)酰胺共聚物(尼龍6，6 / 6，9 / 6)，等等。還包含這里沒(méi)有特別敘述的其他尼龍。在一些使用聚酰胺的實(shí)施例中，聚酰胺可以選自尼龍6、尼龍6，6、尼龍6 / 6，6和它們的混合物。
[0019]脂肪族聚酰胺可以由商業(yè)來(lái)源獲得或者根據(jù)已知的制備技術(shù)制備。例如，聚(己內(nèi)酸胺)可以從 Honeywell International Inc., Morristown, NewJersey 獲得，其商品名為CAPRON?。脂肪族和芳香族聚酰胺的非限定性實(shí)例包含聚(四亞甲基二胺-共-間苯二甲酸)(尼龍4，I)，聚六亞甲基間苯二甲酰安(尼龍6，I)，六亞甲基己二酰胺/六亞甲基-間苯二甲酰胺(尼龍6，6 / 61)，六亞甲基己二酰胺/六亞甲基-對(duì)苯二甲酰胺(尼龍6,6 / 6T)，聚(2，2，2-三甲基六亞甲基對(duì)苯二甲酰胺)，聚(間二甲苯己二酰胺)(MXD6)，聚(對(duì)亞二甲苯基己二酰胺)，聚(六亞甲基對(duì)苯二甲酰胺)，聚(十二亞甲基對(duì)苯二甲酰胺)，聚酰胺6T / 61，聚酰胺6 / MXDT / I，聚酰胺MXDI，等等。還可以使用兩種或更多種脂肪族/芳香族聚酰胺的共混物。脂肪族/芳香族聚酰胺可以通過(guò)已知的制備技術(shù)制備或者可以從商業(yè)來(lái)源獲得。
[0020]根據(jù)另一個(gè)示例性的實(shí)施方案，濕度依賴性可滲透膜可以是聚乳酸(PLA)膜。PLA是由可再生的資源衍生的熱塑性脂肪族聚酯，例如玉米淀粉(在美國(guó))、木薯產(chǎn)品(根、碎屑或者淀粉，大部分在亞洲)或甘鹿(在世界的其他地方)。PLA膜例如可從Nature WorksLLC(Minnetonka, Minnesota)商購(gòu)獲得。在另一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，再生纖維素膜(reconstituted cellulose film)可被用作濕度依賴性可滲透膜。
[0021]仍然參見(jiàn)圖1和2，方法10通過(guò)用涂層材料65涂布濕度依賴性可滲透膜60的至少一個(gè)表面而得以繼續(xù)，該涂層材料65相反(otherwise)允許非可熱密封的濕度依賴性可滲透膜被熱密封(步驟30)。涂層材料將形成濕度依賴性可滲透膜上的外涂層。本發(fā)明中使用的“外涂層”表示涂層材料形成沒(méi)有覆蓋層的外層。在一個(gè)實(shí)施方案中，涂層材料包含熱密封聚合物和抗粘連劑。熱密封聚合物可以作為水中的乳液而商購(gòu)獲得，其具有大約15到大約50?〖 ％的固含量。在一個(gè)實(shí)施方案中，熱密封聚合物包含可拉伸的氨基甲酸酯聚合物、可拉伸的丙烯酸類聚合物，或者是可拉伸的氨基甲酸酯聚合物和可拉伸的丙烯酸類聚合物的組合。合適的可拉伸的氨基甲酸酯(聚合物)和可拉伸的丙烯酸類聚合物是在大約190°C到大約220°C的升高的溫度下能夠拉伸的那些(作為涂層材料的一部分)，根據(jù)下文描述拉伸因子。用于根據(jù)本發(fā)明描述的示例性實(shí)施方案中的可拉伸的氨基甲酸酯和丙烯酸類聚合物在拉伸后保留了它們的熱密封特性。本發(fā)明中使用的術(shù)語(yǔ)“熱密封特性”表示聚合物可以在大約175°C到大約205°C的溫度和大約0.28MPa到大約0.41MPa (40_60psi)的壓力下熱密封。最初的選擇標(biāo)準(zhǔn)是可拉伸的氨基甲酸酯(聚合物)和丙烯酸類聚合物具有如通常由聚合物供應(yīng)商測(cè)定的在環(huán)境溫度下(23°C )大于大約100%的極限伸長(zhǎng)，優(yōu)選在環(huán)境溫度下(23°C)具有大于大約400%的伸長(zhǎng)?？衫斓陌被姿狨ゾ酆衔锏姆窍薅ㄐ詫?shí)例包含Chemtura? Witcobond? ff-507 > Witcobond? W-290H 和 Witcobond? w-170 (由 ChemturaCorporation, Middlebury, Connecticut 獲得)或 Hauthaway HD4664 和 HauthawayHD2024 (由 Hauthaway Corporation, Lynn, Massachusetts 獲得)?？衫斓谋┧犷惥酆衔锏姆窍薅ㄐ詫?shí)例包含丙烯酸-氨基甲酸酯體系，例如，Chemtura? Witcobond?A-100 (由 Chemtura Corporation 獲得)或ADM Tronic Aqualene? 1400HW (由 ADM TronicsUnlimited, Inc., Northvale, NewJersey 獲得)。 [0022]在另一個(gè)實(shí)施方案中，基于根據(jù)下文描述的目的，熱密封聚合物包含聚偏二氯乙烯(PVdC)聚合物且涂層材料進(jìn)一一步包含納米粘土。該P(yáng)VdC聚合物具有高的水阻隔性(即低的MVTR)和高的氧氣阻隔性。PVdC聚合物還具有優(yōu)良的熱密封特性并且因此可以用作熱密封材料。該P(yáng)Vdc聚合物例如可以“阻隔PVdC”或“粘合級(jí)PVdC”由Rohm andHaas Company, Rohm and Haas Chemicals LLC(自身全部附屬于 DOW Chemical), SpringHouse, Pennsylvania商購(gòu)獲得，商品名為“”或“”。雖然兩種類型都是合適的，但是這些商購(gòu)獲得的PVdC聚合物具有一些不同的性質(zhì)，包括它們的熱密封速率。阻隔PVdC不能非?？焖俚臒崦芊獠⑶乙虼嗽诟哂诖蠹s204°C的溫度下應(yīng)用熱和壓力多于兩秒鐘。粘合級(jí)PVdC可以在較低溫度(大約191°C (375° F)或更低)和壓力(大約0.28MPa到大約
0.41MPa(40-60psi))下，在較短的時(shí)間(大約0.5到大約2秒)內(nèi)熱密封。選擇使用哪一個(gè)將通常取決于包裝者對(duì)熱密封的需要?？缮藤?gòu)獲得的粘合級(jí)PVdC乳液的實(shí)例包含來(lái)自Philadelphia, Pennsylvania 的 Rohm and Haas Company 的 Serfene? 乳液，特別是無(wú)底涂層的(primerless) Serfene?2022 和 2026。
[0023]正如前面指出的，PVdC聚合物是可熱密封的，并具有高的水和氧氣阻隔性。PVdC聚合物的高水阻隔性(即低的MVTR)在所有的相對(duì)濕度范圍內(nèi)都是恒定的，因此并不期望其用于包裝濕氣敏感食品。向PVdC聚合物中添加納米粘土實(shí)質(zhì)上消除了 PVdC聚合物常規(guī)的水阻隔特性。由于PVdC的水阻隔特性基本上通過(guò)添加納米粘土消除了，濕度依賴性可滲透膜60的MVTR控制著水蒸汽透過(guò)包裝材料的滲透率。納米粘土是層狀硅酸鹽并且本質(zhì)上是親水性的。適合用于本發(fā)明的納米粘土是未處理的或未改性的，其中“未處理的納米粘土”或“未改性的納米粘土”具有相同的含義并且在本發(fā)明中定義為沒(méi)有與以下物質(zhì)反應(yīng)、交換離子或形成配合物的納米粘土:任何表面活性劑、有機(jī)銨鹽或任何其他在形成具有改變性質(zhì)的配合物的納米粘土層之間遷移的插層化合物。這特別意味著納米粘土不與任何影響粘土的天然親水性的化合物或材料配合。這種粘土特別排除掉有機(jī)粘土，該有機(jī)粘土是已經(jīng)用有機(jī)陽(yáng)離子(典型的由季烷基銨離子)進(jìn)行有機(jī)改性或處理以將有機(jī)插層陽(yáng)離子與有機(jī)陽(yáng)離子交換以為粘土提供親有機(jī)性、疏水表面的納米粘土。用于本發(fā)明的示例性納米粘土包含未改性的天然或未改性的合成頁(yè)硅酸鹽，例如，舉例來(lái)說(shuō)有蒙脫土、鉻嶺石、鋰蒙脫石、葉蠟石、皂石、鋅蒙脫石、麥羥硅鈉石(Magadilite)、水羥硅鈉石(kenyaite)、蛭石、貝得石(Beidillite)、皂石、綠脫石、氟云母或它們的組合。未改性的云母和滑石粘土也是合適的。在一個(gè)實(shí)施例中，納米粘土可以具有大約Inm到大約IOOnm范圍內(nèi)的平均片厚度和各自在大約50nm到大約500nm范圍內(nèi)的平均長(zhǎng)度和平均寬度。粘土優(yōu)選具有大約50到大約1000，更優(yōu)選為大約100到大約300，最優(yōu)選為大約300的長(zhǎng)寬比。
[0024]為了形成涂層材料，PVdC聚合物例如可以與納米粘土熔融混合或共混以形成聚合物納米復(fù)合材料。納米復(fù)合材料可以選擇性的通過(guò)首先提供至少一種單體和至少一種納米粘土的混合物，之后通過(guò)在混合物中引發(fā)原位聚合反應(yīng)以導(dǎo)致至少一種單體聚合而形成。納米復(fù)合材料和它們的形成方法是現(xiàn)有技術(shù)中公知的。本發(fā)明中使用的“納米復(fù)合材料”是包含具有均勻的分散于其中的納米級(jí)添加劑(即納米粘土顆粒/片)的聚合物基質(zhì)(例如PVdC)的聚合物結(jié)構(gòu)。聚合物-納米粘土共混物或納米復(fù)合材料之后可以使用常規(guī)的技術(shù)涂布在濕度依賴性可滲透膜60上,例如凹版印刷(gravure)、反向凹版印刷等。涂層材料的納米粘土含量為PVdC聚合物的重量的大約0.2%到大約5%。在這一實(shí)施例中，PVdC聚合物的含量可以為涂層材料的大約95%重量到大約99.8%重量。
[0025]正如前面指出的，涂層材料可以包含抗粘連劑，術(shù)語(yǔ)“抗粘連劑”用于本發(fā)明以描述當(dāng)并不是相反期望這種粘附時(shí)，降低膜或片材相互粘結(jié)或粘附或粘結(jié)或粘附至其他表面的傾向的物質(zhì)。示例性的抗粘連劑包含常規(guī)的抗粘連劑，例如非片狀形態(tài)的無(wú)機(jī)顆粒(陶瓷玻璃球，飛灰、硅藻土、合成氧化硅、粘土或類似物質(zhì))、有機(jī)顆粒(微粒，例如有機(jī)硅樹(shù)脂或其他聚合物珠粒)、脫模劑，例如含氟化合物和有機(jī)硅，滑爽劑例如脂肪酸(例如硬脂酸)和天然與合成蠟(例如巴西棕櫚蠟)。抗粘連劑以乳液固含量(即根據(jù)前面所指出的大約15到大約50wt%的固體)的大約0.25%重量到大約5.0%重量的量添加到熱密封聚合物的乳液中。例如，作為溶解于醇中的液體獲得的巴西棕櫚蠟可以以乳液固含量的大約0.5%到大約5.0%重量的量添加。將液體蠟添加到熱密封的聚合物乳液中以制備涂層材料。納米粘土可以在添加液體蠟之前、同時(shí)或之后添加到PVdC乳液中。
[0026]涂層材料可以進(jìn)一步包含防霧組分。該防霧組分防止當(dāng)用于包裝濕氣敏感產(chǎn)品時(shí)可熱密封食品包裝膜上的凝聚。防霧組分的非限定性實(shí)例包含具有大約8到20個(gè)碳原子的飽和或不飽和脂肪酸的甘油單酯，具有大約8到大約20個(gè)碳原子的飽和或不飽和脂肪酸的甘油二酯，和具有磷酸根、硫酸根或季銨官能端基的離子型表面活性劑。其他適合作為防霧組分的是包含陰離子型、陽(yáng)離子型、非離子型和兩性表面活性劑的表面活性劑。合適的離子型表面活性劑具有磷酸根、硫`酸根或季銨官能端基。其他防霧組分包含脂肪族羧酸的失水山梨糖醇酯，脂肪族羧酸的甘油酯，其他多羥基醇與脂肪族羧酸的酯，聚氧乙烯化合物，例如脂肪族羧酸的聚氧乙烯失水山梨糖醇酯和高級(jí)脂肪醇的聚氧乙烯醚。優(yōu)選的防霧組分是單油酸甘油酯，甘油單硬脂酸甘油酯，失水山梨糖醇酯和它們的共混物。防霧組分可以在涂布膜之前以乳液固含量的大約0.5重量％到大約2.0重量％的量添加到熱密封聚合物乳液中。?
[0027]濕度依賴性可滲透膜60可以采用任何本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式用涂層材料進(jìn)行涂布以形成涂布的膜。常規(guī)的涂布方法例如包括凹版印刷、反向凹版印刷、噴涂，等等。再次參見(jiàn)圖1，正如下文中描述的，涂布的膜可以任選在熱固定步驟(heat setting)(步驟40)中干燥或者當(dāng)進(jìn)行拉伸時(shí)仍然包含來(lái)自乳液的水。熱固定步驟可以在大約65°C到大約120°C之間的溫度下進(jìn)行大約2秒到大約30秒以基本干燥涂布的膜。
[0028]之后對(duì)基本干燥的或濕的涂布的膜進(jìn)行雙軸取向，即在兩個(gè)垂直的方向以“雙軸片材拉伸方法”(步驟50)拉伸。涂布的膜在大約190°C到大約220°C的升高溫度下拉伸，增強(qiáng)涂層材料對(duì)膜的粘附，由此避免了對(duì)中間粘合底涂料層的需要。涂布的膜在它的各加工(縱向)方向和橫向方向上以大約x2.6到大約x3.0的拉伸比取向。本發(fā)明中使用的術(shù)語(yǔ)拉伸比是在拉伸方向上尺寸的增加指標(biāo)。涂布的膜可以同時(shí)雙軸取向，其中在雙軸取向濕度依賴性可滲透膜和涂層材料之前，將涂層材料在線涂布在膜上。例如，在線涂布方法中，結(jié)合的濕度依賴性可滲透膜和涂層材料一起在加工方向和橫向方向上同時(shí)雙軸取向，或者相繼雙軸取向，在該相繼雙軸取向中涂布的膜首先在加工方向上拉伸并且之后在橫向方向上拉伸。典型的，在拉伸之前在膜上通過(guò)反向凹版印刷(等)涂布可以獲得大約1.68克/m2(llb /令)到大約16.8克/ m2(IOlb /令)的涂層重量。拉伸通過(guò)拉伸因子降低了最終的涂層重量，對(duì)于雙軸取向的涂布的膜，該拉伸因子可以是大約7.5到大約10，優(yōu)選為大約9到大約10。這表示初始16.8克/ m2 (IOlb /令)的涂層重量將通過(guò)9或10的因子而減少。因此，所需涂層材料的量由此顯著降低，如果雙軸片材拉伸過(guò)程在涂布該膜之前進(jìn)行，而不是已經(jīng)涂布了膜之后進(jìn)行，這將以另外方式使用。由于涂層材料非常昂貴，涂層重量的顯著減少降低了原料成本。雙軸取向的涂布的膜可以形成為卷并且作為卷儲(chǔ)存?？拐尺B劑基本上防止了卷中層的粘合。
[0029]現(xiàn)在參考圖3，可熱密封的食品包裝膜可以用作食品包裝的全部或一部分?？蔁崦芊獾氖称钒b膜按照21CFR175.105和21CFR175.300是可與食品接觸的。可熱密封的食品包裝膜自身熱密封(涂布側(cè)對(duì)涂布側(cè))以及熱密封至特定的可熱密封的聚合物，例如無(wú)定形聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(APET)和乙二醇化的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(GPET)以形成食品包裝。圖3圖解說(shuō)明了由含有包含食品產(chǎn)品80的袋75的可熱密封的食品包裝膜55形成的示例性的食品包裝70。該食品包裝包含在其自身上折疊的可熱密封的食品包裝膜，由此具有側(cè)邊(side)和端部85和90，將其熱密封以形成一個(gè)或多個(gè)熱密封部(heat seals)95?？蛇x擇性地，雖然沒(méi)有顯示，袋75可以由在一個(gè)或多個(gè)側(cè)邊上熱密封至另外的可熱密封膜的的可熱密封食品包裝膜55形成?？梢岳斫獾氖潜景l(fā)明使用的術(shù)語(yǔ)“另外的可熱密封的膜”可以包含與本 發(fā)明預(yù)期的具有相同或不同組成的可熱密封的食品包裝膜或完全不同的可熱密封的膜。
[0030]圖4圖示說(shuō)明了包含示例性的食品105的另一個(gè)示例性的食品包裝100，其包含可熱密封的食品包裝膜55和具有開(kāi)口部分115的容器110，該可熱密封的食品包裝膜55包圍著容器并且進(jìn)行熱密封以使可熱密封的食品包裝膜圍繞容器的開(kāi)口部分定位，例如，通過(guò)施加熱，來(lái)一起加熱側(cè)邊和/或端部以形成密封容器開(kāi)口部分的熱密封部95。容器例如可以是盤(pán)或類似物。正如現(xiàn)有技術(shù)中本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，其他類型的食品包裝可以由本發(fā)明預(yù)期的可熱密封的食品包裝膜形成。
[0031]從前述中顯而易見(jiàn)的是根據(jù)示例性實(shí)施方案的可熱密封的食品包裝膜允許從食品包裝排出水蒸汽，由此基本上防止了食品包裝內(nèi)的凝聚，延長(zhǎng)了食品的儲(chǔ)存和保存期限，保持了安全性和品質(zhì)，例如新鮮的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，并且減少了供應(yīng)鏈的浪費(fèi)。根據(jù)示例性的實(shí)施方案制備的可熱密封的食品包裝膜在高濕度和冷凍條件下是特別有用的。用于制備根據(jù)示例性的實(shí)施方案的可熱密封的食品包裝膜的方法比常規(guī)的離線制備方法成本更低并且消除了對(duì)底涂料的需要。
[0032]雖然在前面的詳細(xì)說(shuō)明中存在至少一個(gè)示例性的實(shí)施方案，但是應(yīng)當(dāng)顯而易見(jiàn)的是還存在大量的變形方式。還應(yīng)當(dāng)顯而易見(jiàn)的是示例性的實(shí)施方案僅僅是實(shí)例，并不意在以任何方式限制本發(fā)明的范圍、應(yīng)用性或本發(fā)明主題的構(gòu)建。相反，前面的詳細(xì)說(shuō)明將為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明示例性的實(shí)施方案的常規(guī)路徑圖，應(yīng)當(dāng)理解的是在示例性的實(shí)施方案中描述的功能和要素排列可以產(chǎn)生不同的變化，但是卻并不背離根據(jù)附屬的權(quán)利要求和它們 的合法等價(jià)方案設(shè)定的本發(fā)明的范圍。
【權(quán)利要求】
1.可熱密封的食品包裝膜(55)，其包含: 濕度依賴性可滲透膜(60);和 外涂層，其包含在所述濕度依賴性可滲透膜(60)的至少一個(gè)表面上的涂層材料(65)，該涂層材料(65)選自其中分散有納米粘土的聚偏二氯乙烯(PVdC)聚合物、可拉伸的氨基甲酸酯聚合物、可拉伸的丙烯酸類聚合物、或可拉伸的氨基甲酸酯聚合物和可拉伸的丙烯酸類聚合物的組合。
2.權(quán)利要求1的可熱密封的食品包裝膜(55)，其中所述濕度依賴性可滲透膜(60)包含尼龍膜、聚乳酸膜或再生纖維素膜。
3.權(quán)利要求1的可熱密封的食品包裝膜(55)，其中所述涂層材料(65)的納米粘土含量是按PVdc聚合物計(jì)大約0.2wt%到大約5wt%的量。
4.權(quán)利要求1的可熱密封的食品包裝膜(55)，其中使用乳液將所述涂層材料(65)施加于所述濕度依賴性可滲透膜(60)，該乳液具有大約15wt%到大約50wt%的固含量。
5.權(quán)利要求4的可熱密封的食品包裝膜(55)，其中所述涂層材料(65)進(jìn)一步包含按所述乳液固含量計(jì)大約0.25wt%到大約5.0wt%的量的抗粘連劑。
6.權(quán)利要求5的可熱密封的食品包裝膜(55)，其中涂層材料(65)進(jìn)一步包含以所述乳液固含量計(jì)大約0.5wt%到大約2.0wt%的量防霧劑。
7.制備可熱密封的食品包裝膜(55)的方法，其包括: 提供濕度依賴性可滲透膜(60)； 用涂層材料(65)涂布所述濕度依賴性可滲透膜(60)的至少一個(gè)表面以提供已涂布的膜，該涂層材料(65)選自其中分散有納米粘土的聚偏二氯乙烯(PVdC)聚合物、可拉伸的氨基甲酸酯聚合物、可拉伸的丙烯酸類聚合物、或可拉伸的氨基甲酸酯聚合物和可拉伸的丙烯酸類聚合物的組合；以及 雙軸取向該涂布膜；并且 其中所述涂層材料(65)適合形成外涂層。
8.權(quán)利要求7的方法，其中用所述涂層材料(65)涂布所述濕度依賴性可滲透膜(60)的至少一個(gè)表面的步驟包括將納米粘土分散在PVdC聚合物中，其中所述納米粘土以按PVdC聚合物計(jì)大約0.2wt%到大約5wt%的量分散。
9.權(quán)利要求7的方法，其中該涂布步驟包括使用乳液涂布所述濕度依賴性可滲透膜(60)的至少一個(gè)表面，該乳液具有大約15wt%到大約50wt%的固含量。
10.食品包裝(70，100)，其包含: 可熱密封的食品包裝膜(55)，該膜包含: 濕度依賴性可滲透膜(60);和 外涂層，其包含在所述濕度依賴性可滲透膜(60)的至少一個(gè)表面上的涂層材料(65)，該涂層材料(65)選自其中分散有納米粘土的聚偏二氯乙烯(PVdC)聚合物、可拉伸的氨基甲酸酯聚合物、可拉伸的丙烯酸類聚合物、或可拉伸的氨基甲酸酯聚合物和可拉伸的丙烯酸類聚合物的組合；并且 其中將所述可熱密封的食品包裝膜(55)熱密封以形成所述食品包裝(70，100)。
【文檔編號(hào)】B65D65/38GK103717651SQ201280012975
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月11日
【發(fā)明者】丁元彬, S·J·波特, K·古塞 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司