CN103167954A - 多层片及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多层片，所述多层片包括只作为氧气阻隔层的聚乙烯醇（PVOH）层。所述多层片包括外层和内层，其中聚乙烯醇（PVOH）层被夹在中间。本发明还提供了一种对环境友好的制备多层片的方法，包括制备聚乙烯醇的水乳状液并施加到外层片之上，并将其于约100-120°C下干燥。由于聚乙烯的百分比大于90%，所述多层片可以被非常有效地回收。

Description

多层片及其方法
技术领域
本发明涉及一种多层片，具体地，涉及一种用于保存食品级产品的多层层压片及其制备方法。
背景技术
多层片被用来制造管以及袋，以用于对湿气和氧气敏感的糊剂、霜剂、凝胶和粉末产品。一般地，多层层压片包括热塑性外层、阻隔层和热塑性内层。
传统地，金属箔（如铝箔）被用作阻隔层。但是，金属箔阻隔层的尺寸较小（小于20微米），针孔数量较多，使气体阻隔性差。并且，金属箔容易屈挠龟裂，进一步使阻隔性能恶化。目前，聚对苯二甲酸乙二醇酯（聚酯）、聚酰胺（PA），乙烯乙烯醇（EVOH）聚合物被用作阻隔层。但是，聚对苯二甲酸乙二醇酯（聚酯）、聚酰胺（PA）阻隔层只适于中等的阻隔（大于10cc/m2）应用。进一步地，虽然EVOH是良好的阻隔层，但其需要最小厚度（10微米或以上）来达到有效的气体阻隔性。
进一步地，目前可用的多层片的普遍较大的劣势在于再处理和回收，这是因为这些多层片是由不同的聚合物和含有金属箔的聚合物制成的。
发明内容
因此，需要一种环保和可回收的多层片，以及制备所述多层片的方法。
在一个实施方式中，本发明提供了一种多层片，所述多层片包括热塑性聚合物外层、氧气阻隔层和热塑性聚合物内层，其中只有聚乙烯醇（PVOH）层被用作氧气阻隔层，使得所述多层片的热塑性聚合物的回收率基本上大于90%。
在另一个实施方式中，本发明提供了一种制备多层片的方法，包括以下步骤：在热塑性外层之上涂覆只作为氧气阻隔层的聚乙烯醇；在聚乙烯醇层之上挤出层压层；共挤出热塑性聚合物的密封层。
本发明的多层片是环保的，并且其水蒸气传输率（WVTR）小于1（<1.0/m2/24hrs./38°C/100%rh），氧气传输率（OTR）小于1（<1.0/m2/24 hrs./23°C/0%rh）。
附图说明
现在将参照附图描述本发明的各种实施方式，这些附图是以示例的方式给出，并不被视为任何形式的限制。这些附图是为了使本发明更容易理解，其中：
图1示出了一种多层片，其具有单一的薄膜层，每一层都是根据本发明的层。
图2和图3示出了一种根据本发明的多层片，其具有含有一层以上薄膜层的内层和外层。
具体实施方式
本发明大体上提供了一种多层片，所述多层片包括只作为氧气阻隔层的聚乙烯醇（PVOH）层。该多层片包括外层和内层，其中该聚乙烯醇（PVOH）层被夹在中间。
本发明还提供了一种制备多层片的方法，包括制备聚乙烯醇的水乳状液并施加到外层片之上，并将其于约100-120°C下干燥。在热塑性外层之上涂覆聚乙烯醇之后，在聚乙烯醇层之上挤出层压层，随后共挤压出密封层。在于层压层之上共挤出之前，密封层可以涂覆有聚乙烯层。
根据本发明，用水基配方来制备聚乙烯醇（PVOH）的水乳状液。聚乙烯醇（PVOH）的水基配方在本领域是众所周知的，并可由本领域的技术人员理解。
根据本发明，热塑性外层是已知的热塑性层，例如低密度聚乙烯（LDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的共混物（HDPE + LLDPE）、线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯的共混物（LLDPE + LDPE）。
根据本发明，内层包括挤压/涂覆/层压层（下文称为“层压层”）和密封层。
根据本发明，层压层选自较高熔体流动指数（MFI）的聚合物家族，例如低密度聚乙烯、聚乙烯的丙烯酸共聚物和马来酸酐接枝聚合物。应用层压层的必要性在本领域是众所周知的，并可由本领域的技术人员理解。
根据本发明，所述密封层是聚乙烯层，选自低密度聚乙烯（LDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的共混物（HDPE + LLDPE）、线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯的共混物（LLDPE + LDPE）。
根据本发明，层压片并不需要硬化时间，可以在层压过程之后立即进行二次操作。
根据本发明，本发明的多层片的厚度包括，每个薄膜的单层可以最小到25微米，聚乙烯醇（PVOH）涂层（c）的干重可以是0.5至2.0克/m2。
本发明的多层片的水蒸气传输率（WVTR）小于1（<1.0/m2/24hrs./38°C/100%rh），氧气传输率（OTR）小于1（<1.0/m2/24 hrs./23°C/0%rh）。
根据本发明，可以按要求形成多层片的各种组合。
图1示出了每层都是单独的薄膜的多层片的一个例子。该多层片包括薄膜层(a)，其涂覆有水基聚乙烯醇（PVOH）底漆，挤出涂覆和层压(d)有密封薄膜(b)。薄膜层 (a)、(b) 和 (d)都来自热塑性聚乙烯家族。由此制备的多层结构具有(a-c-d-b)的层构造。
图2示出了根据本发明的多层片的另一个例子。外薄膜和密封薄膜由三层组合制成，即(a-e-a)和(b-f-b)。在聚乙烯醇（PVOH）涂层的两侧引入三层薄膜进一步增强了多层片的水分和气体阻隔性。由此制备的多层结构具有a-e-a-c-b-f-b的层构造。可以使用具有多层共挤出技术、层比为 1 :1 :1至1 :8:1的外薄膜和密封薄膜来构建图2所示的多层片结构。
图3示出了多层片的另一个例子，其中外薄膜和密封薄膜包括三层组合，即(a-e-a)和(b-f-b)。在层(c)设有第一聚乙烯醇涂层，在密封薄膜上的层(g)设有第二聚乙烯醇（PVOH）涂层。两层聚乙烯醇（PVOH）涂层(c)和(g)进一步增强了复合片的水分和气体阻隔性。由此制备的多层结构具有(a-e-a-c-d-g-b-f-b)的层构造。
可以通过单层的外薄膜(a)和密封薄膜(b) 的排列组合或多层薄膜(a-e-a)和(b-f-b)、两层聚乙烯醇（PVOH）涂层(c)和(g)、单独或串联涂覆的挤出涂覆层(d)来构建图3所示的多层片。
根据本发明，可以制造厚度为50-500微米的多层片，其中外层和密封层的厚度可以为40-225微米，挤出涂覆层的厚度可以是0.5-50微米。
由此制造的本发明的多层片表现出优异的水分和气体阻隔性。这有助于更长时间保持被包装产品的新鲜。并且，由于聚乙烯的百分比大于90%，所述多层片可以被非常有效地回收。进一步地，本发明完全取消了EVOH和其他氧气阻隔层在制备多层片中的使用。并且，氧气阻隔层是聚乙烯醇，它是食品级化学物质，多层片能安全储存食品素材。挤出涂覆的多层阻隔片的另一个特性是整个制备方法都不需要溶剂。因此，该方法可以被称为环境友好的。
可以通过以下示例性描述性的例子更好地理解本发明。
使用单层或多层共挤吹膜机在0.6-2.2m的薄膜宽度下，制备带有40-200微米LDPE/LLPE/MDPE/HDPE共混物的多种聚乙烯（PE）薄膜。然后在这些薄膜上涂覆0.5-2.0 g/m2干重的作为阻隔涂覆材料的聚乙烯醇。然后将如此涂覆的薄膜烘干，并用于挤出层压的进一步处理。用另一层聚乙烯薄膜来对如此单层涂覆的PE薄膜层进行挤出层压，以制备根据本发明的多层薄膜。所有多层都包括90%以上的聚乙烯，可以使用回收技术回收。以下在图3的辅助下解释一个典型的设置：
在描述中所指的名词内层和外层是出于理解的目的，不限制本发明。在一层上乳剂层的挤出过程、共挤过程和应用过程在本领域是众所周知的，并可由本领域技术人员理解，所以无需详细描述。虽然针对某些优选的实施方式来描述了本发明，对本领域技术人员显而易见的是，可以在不脱离本发明的范围之下做出多种变化和修改，本发明的范围由以下权利要求所定义。

Claims (17)

1.一种多层片，包括热塑性聚合物外层、氧气阻隔层和热塑性聚合物内层，其中氧气阻隔层只包括聚乙烯醇（PVOH）层，使得所述多层片的热塑性聚合物的回收率基本上大于90%。
2.根据权利要求1所述的多层片，其中多层片不含有乙烯乙烯醇。
3.根据权利要求1所述的多层片，其中PVOH的干重是0.5-2.0 g/m2。
4.根据权利要求1所述的多层片，其中所述外层可以是单层或多层聚乙烯，所述聚乙烯选自低密度聚乙烯（LDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的共混物（HDPE + LLDPE）、线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯的共混物（LLDPE + LDPE）。
5.根据权利要求1所述的多层片，其中内层包括挤出层或涂覆层或层压层，还包括密封层。
6.根据权利要求5所述的多层片，其中所述挤出层或涂覆层或层压层可以是选自熔体流动指数（MFI）较高的聚合物的单层或多层聚合物，所述熔体流动指数较高的聚合物包括低密度聚乙烯、聚乙烯的丙烯酸共聚物和马来酸酐接枝聚合物。
7.根据权利要求5所述的多层片，其中所述密封层可以是单层或多层聚乙烯，所述聚乙烯选自低密度聚乙烯（LDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的共混物（HDPE + LLDPE）、线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯的共混物（LLDPE + LDPE）。
8.根据权利要求1至7中所述的多层片，其中多层片的厚度可以最小到50微米。
9.根据权利要求1至6中所述的多层片，其中外层和密封层的优选厚度可以为40-225微米，挤出涂覆层的优选厚度可以为0.5-50微米。
10.一种多层片，具有至少三层，所述三层包括由热塑性聚乙烯家族制成的内层和外层以及只作为氧气阻隔层的、夹在内层和外层中间的聚乙烯醇（PVOH）层。
11.一种制备多层片的方法，包括以下步骤：
在热塑性外层之上涂覆只作为氧气阻隔层的聚乙烯醇；
在聚乙烯醇层之上挤出层压层；以及
在层压层之上共挤出热塑性聚合物的密封层。
12.根据权利要求10所述的方法，其中在于层压层之上共挤出之前，聚乙烯醇可以被涂覆于热塑性的密封层之上。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中在热塑性外层之上涂覆聚乙烯醇的步骤包括以下步骤：通过乙烯醇单体的聚合来制备水乳状液；在热塑性外层或热塑性密封层之上施加聚乙烯醇层，并将该层在约100-120°C下干燥。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的方法，其中聚乙烯醇的干重是0.5-2.0 g/m2。
15.根据权利要求11-13中任一项所述的方法，其中所述外层可以是单层或多层聚乙烯，所述聚乙烯选自低密度聚乙烯（LDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的共混物（HDPE + LLDPE）、线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯的共混物（LLDPE + LDPE）。
16.根据权利要求11所述的方法，其中所述层压层可以是选自熔体流动指数（MFI）较高的聚合物的单层或多层聚合物，所述熔体流动指数较高的聚合物包括低密度聚乙烯、聚乙烯的丙烯酸共聚物和马来酸酐接枝聚合物。
17.根据权利要求11所述的方法，其中所述密封层可以是单层或多层聚乙烯，所述聚乙烯选自低密度聚乙烯（LDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的共混物（HDPE + LLDPE）、线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯的共混物（LLDPE + LDPE）。
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