Асептическая пленка со сверхвысокими барьерными свойствами и упаковка из нее

Асептическая пленка со сверхвысокими барьерными свойствами и упаковка из нее

Реферат

По данной заявке испрашивается приоритет по предварительной патентной заявке США №61/271,906, поданной 28 июля 2009 г., настоящим включенной посредством ссылки во всей полноте.

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к пленке для упаковки, такой как асептическая упаковка, а также к упаковке и способу производства упаковки.

Предшествующий уровень техники

Доказано, что системы непрерывной упаковки вертикального типа (VFFS - vertical form/fill/seal) очень удобны для упаковки широкого ряда пищевых и непищевых поддающихся перекачиванию насосом и/или текучих продуктов. Примером такой системы является упаковочная система для текучих продуктов питания ON PACK™, поставляемая Cryovac/Sealed Air Corporation. Способ VFFS известен специалистам в данной области техники и описан, например, в патентах США №4,506,494 (Shimoyama et al.), №4,589,247 (Tsuruta et al., №4,656,818 (Shimoyama et al.), №4,768,411 (Su), №4,808,010 (Vogan) и №5,467,581 (Everette), каждый из которых включен здесь посредством ссылки во всей полноте. Обычно в таком способе плоско сложенную пленку пропускают над формирующим устройством до получения трубки, выполняют продольный (вертикальный) сварной или перекрывающийся шов, и выполняют донный концевой шов путем поперечного сшивания трубки нагретой запаивающей пластиной. Жидкий, текучий и/или прокачиваемый насосом продукт, такой как жидкость, полужидкий продукт или паста, с наличием или без наличия частиц, вводят в центральную трубку вертикального заполнения к формирующейся рукавной пленке. Отжимные валики, расположенные в стороне и над донным концевым швом, сжимают заполненный рукав и прижимают друг к другу стенки уплощенной трубки. Когда трубка с длиной, необходимой для достижения нужной высоты мешка, проходит через отжимные валики, выполняется сварной шов поперек уплощенной трубки с помощью термозапаивающих пластин, сжимающих и сваривающих пленку из трубки между ними. После отвода запаивающих пластин пленка продвигается в направлении вниз для контакта с охлажденными зажимными и разделительными пластинами, которые сжимают пленку между собой и оснащены режущим ножом для разделения запаянной пленки примерно посередине шва так, чтобы примерно половина шва была на верхней части трубки, а другая половина - на нижней. После завершения операции запаивания и разделения отжимные валики разделяются для обеспечения поступления новой дозы продукта в плоско сложенную трубку, после чего вышеупомянутый процесс повторяется, и так непрерывно до получения пакетов непрерывной упаковки вертикального типа, которые имеют термосварной шов на нижнем конце и верхнем конце.

Способ может быть двухэтапным способом, в котором создание поперечного сварного шва осуществляют на одном этапе способа, а затем, после первого этапа, отдельная пара охлаждающих/зажимающих устройств контактирует с уже сформированным поперечным сварным швом для охлаждения и выпрямления шва. В некоторых VFFS способах готовят верхний поперечный шов первого пакета, и нижний поперечный шов следующего пакета, и пакеты отрезают, и таким образом, разделяют между двумя частями поперечных швов, без необходимости отдельного этапа сжатия, охлаждения и обрезания швов. Коммерческим примером аппарата, применяющего этот более простой способ, является VFFS упаковочная машина ONPACK™ 2002, поставляемая Cryovac/Sealed Air Corporation.

Асептическая упаковка продуктов питания является хорошо известным способом упаковки пищевых продуктов, для которого требуется стерилизация продуктов и упаковочного материала, вмещающего продукты питания. Известен способ получения стерилизованной упаковки, в котором стерильный продукт питания помещают в стерилизованный контейнер, такой как пакет. Таким образом, продукт питания защищается для длительного хранения или применения. Известны различные способы стерилизации контейнера и заполнения контейнера пастеризованным продуктом. Перекись водорода является обычной средой для стерилизации упаковочного материала.

В приложениях асептической упаковки, таких как пакеты, полученные при непрерывной упаковке вертикального типа, где применяют стерилизующую обработку перекисью водорода, некоторые пленки могут чрезмерно растягиваться после изготовления пакета и заполнения стерилизованным продуктом питания при повышенных температурах. Таким образом, такие пленки менее желательны или непригодны для подобного применения там, где необходима стабильность размеров упаковочного материала.

Один современный коммерческий упаковочный материал для асептических приложений обеспечивает такую стабильность размеров, но при производстве необходимо, чтобы различные компоненты материала были ламинированы вместе. Это является относительно дорогостоящим способом производства упаковочных материалов. В коммерческом ламинате пленку из биаксиально ориентированного нейлона 6 ламинируют обычным адгезивным средством для ламинирования, таким как полиэстер, до дискретной многослойной несущей пленки. Одна коммерческая пленка имеет состав:

ПЭНП	АЛ	РА6	АЛ	ПЭВП	ПЭ	EVOH	ПЭНП	ПЭВП
LDPE	Adh		Adh	HDPE	PE		LDPE	HDPE
2,2	0,10	0,70	0,08	0,20	0,10	0,15	0,10	0,20

Значения, указанные под каждой смолой, являются толщиной слоя в мил, при этом:

ПЭНП (LDPE - low density polyethylene) - полиэтилен низкой плотности, АЛ (Adh - lamination adhesive) - адгезивное средство для ламинирования, РА6 - нейлон 6, ПЭВП (HDPE - high density polyethilene) - полиэтилен высокой плотности, ПЭ (PE - polyethylene) - полиэтилен, EVOH (ethylene/vinyl alcohol copolymer) - сополимер этилена/винилового спирта.

Важным фактором для некоторых асептических упаковочных сред является то, чтобы упаковочный материал обладал хорошей стабильностью размеров при нагрузке (например, при нагрузке содержащегося в нем продукта питания, когда из упаковочного материала готовят упаковку) и оставался пластичным и устойчивым к повреждению в условиях упаковки, хранения и транспортировки. Необходимо, чтобы упаковочная пленка обладала относительно высоким динамическим модулем упругости (E′) (ASTM D5279-01), но также имела относительно высокие значения модуля потерь (E″) при температуре от -150°C до 150°C.

В одновременно ожидающей решения заявке на патент США, серийный номер 11/100739, зарегистрированной 7 апреля 2005 г., принадлежащей тому же правообладателю, что и настоящая заявка, и озаглавленной «Стерилизуемая и соэкструдированная пленка для асептической упаковки», в настоящее время опубликованной как US 2006/0228502 A1; и в одновременно ожидающей решения заявке на патент США, серийный номер 11/517728, поданной 8 сентября 2006 г., принадлежащей тому же правообладателю, что и настоящая заявка, и озаглавленной «Безусадочная стерилизуемая соэкструдированная пленка для асептической упаковки», в настоящее время опубликованной как US 2007/0110853 A1, где обе публикации настоящим включены посредством ссылки во всей полноте, раскрыты соэкструдированные многослойные пленки, пригодные для упаковки продуктов в асептических условиях.

В то время как эти материалы обеспечивают хорошие качества при асептической упаковке, необходимо обеспечить пленку для асептической упаковки с еще лучшей кислородонепроницаемостью.

Также необходимо обеспечить соэкструдированную пленку для пакетов, изготовленных в системе VFFS, обеспечивающую повышенный срок годности для вмещаемого продукта за счет обеспечения хорошей кислородонепроницаемости пленки и пакета, изготовленного из пленки.

Краткое изложение сущности

В первом аспекте настоящего изобретения соэкструдированная многослойная пленка содержит внутренний слой, содержащий полиамид; первый промежуточный слой, непосредственно прилежащий к внутреннему слою, содержащий сополимер этилен-винилового спирта; второй промежуточный слой, непосредственно прилежащий к внутреннему слою, содержащий сополимер этилен-винилового спирта; первый внешний слой, содержащий олефиновый сополимер или аморфный сополимер циклического олефина; второй внешний слой, содержащий олефиновый сополимер или аморфный сополимер циклического олефина; первый соединительный слой, связывающий первый промежуточный слой с первым внешним слоем; и второй соединительный слой, связывающий второй промежуточный слой со вторым внешним слоем; в котором сополимер этилен-винилового спирта первого промежуточного слоя имеет содержание этилена, в мол.%, по меньшей мере на 5 больше содержания этилена, в мол.%, в сополимере этилен-винилового спирта второго промежуточного слоя.

Факультативно, в соответствии с различными вариантами осуществления первого аспекта настоящего изобретения:

- второй слой, содержащий полиамид, располагается между первым промежуточным слоем и первым соединительным слоем;

- второй слой, содержащий полиамид, располагается между вторым промежуточным слоем и вторым соединительным слоем;

- второй слой, содержащий полиамид, располагается между первым промежуточным слоем и первым соединительным слоем, а третий слой, содержащий полиамид, располагается между вторым промежуточным слоем и вторым соединительным слоем;

- полиамид внутреннего слоя содержит нейлон 6;

- внутренний слой содержит смесь аморфного полиамида, имеющего температуру стеклования по меньшей мере 80°C, и полукристаллического полиамида;

- аморфный сополимер циклического олефина по меньшей мере из одного из первого и второго внешних слоев является сополимером этилена с норборненом;

- по меньшей мере один из первого и второго внешних слоев содержит смесь аморфного сополимера циклического олефина и полукристаллического олефинового полимера;

- по меньшей мере один из первого и второго внешних слоев содержит смесь аморфного сополимера циклического олефина и полукристаллического олефинового полимера, выбранного из группы, состоящей из полимера этилена, сополимера этилена, и полипропилена;

- олефиновый полимер по меньшей мере из одного из первого и второго внешних слоев выбран из группы, состоящей из:

a) смеси полиэтилена низкой плотности и линейного полиэтилена низкой плотности;

b) смеси полиэтилена низкой плотности и этиленовой/альфа-олефиновой смолы из взаимопроникающих полимерных сеток (ethylene/alpha-olefin interpenetrating network resin);

c) сополимера пропилена/этилена;

d) полиэтилена высокой плотности;

e) гомополимера пропилена и

f) сополимера этилена/норборнена.

- каждый из первого и второго соединительных слоев содержит ангидридный привитой полимер или сополимер этилена/акриловой кислоты;

- пленка обладает кислородопроницаемостью (ASTM D3985) за 15 суток менее 18, такой как менее 15, такой как менее 12, такой как менее 8 см³ кислорода/м² в сутки при 100% относительной влажности внутри и снаружи, при 73°F при давлении 1 атмосфера;

- пленка характеризуется удлинением при растяжении (ASTM D 882) менее 15%, таким как менее 8%, в каждом из продольного и поперечного направлений;

- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев содержит сополимер этилен-винилового спирта при отсутствии термопластичной смолы, содержащей углерод-углеродную двойную связь;

- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев содержит сополимер этилен-винилового спирта при отсутствии катализатора из переходного металла или соли переходного металла;

- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев состоит по существу из сополимера этилен-винилового спирта при отсутствии термопластичной смолы, содержащей углерод-углеродную двойную связь;

- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев состоит по существу из сополимера этилен-винилового спирта при отсутствии катализатора из переходного металла или соли переходного металла;

- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев содержит сополимер этилен-винилового спирта в смеси со средством защиты против активного кислорода;

- пленка является гибкой;

- пленка получена путем экструзии с последующим раздувом;

- и первый, и второй промежуточный слои являются внутренними слоями, каждый из которых имеет слой пленки на каждой своей стороне;

- EVOH первого промежуточного слоя имеет содержание этилена от 27 мол.% до 48 мол.%;

- EVOH второго промежуточного слоя имеет содержание этилена от 22 мол.% до 38 мол.%;

- пленка не является бутылкой.

Во втором аспекте настоящего изобретения асептическая упаковка содержит стерилизованный продукт питания и стерилизованный пакет, в котором располагается стерилизованный продукт питания; стерилизованный пакет содержит соэкструдированную многослойную пленку, содержащую внутренний слой, содержащий полиамид; первый промежуточный слой, непосредственно прилежащий к внутреннему слою, содержащий сополимер этилен-винилового спирта; второй промежуточный слой, непосредственно прилежащий к внутреннему слою, содержащий сополимер этилен-винилового спирта; первый внешний слой, содержащий олефиновый сополимер или аморфный сополимер циклического олефина; второй внешний слой, содержащий олефиновый сополимер или аморфный сополимер циклического олефина; первый соединительный слой, присоединяющий первый промежуточный слой к первому внешнему слою; и второй соединительный слой, присоединяющий второй промежуточный слой ко второму внешнему слою; в которой сополимер этилен-винилового спирта из первого промежуточного слоя имеет содержание этилена, в мол.%, по меньшей мере на 5 больше содержания этилена, в мол.%, в сополимере этилен-винилового спирта второго промежуточного слоя.

Факультативно, в соответствии с различными вариантами осуществления второго аспекта настоящего изобретения:

- второй слой, содержащий полиамид, расположен между первым промежуточным слоем и первым соединительным слоем;

- второй слой, содержащий полиамид, расположен между вторым промежуточным слоем и вторым соединительным слоем;

- второй слой, содержащий полиамид, расположен между первым промежуточным слоем и первым соединительным слоем, а третий слой, содержащий полиамид, расположен между вторым промежуточным слоем и вторым соединительным слоем;

- полиамид внутреннего слоя содержит нейлон 6;

- внутренний слой содержит смесь аморфного полиамида с температурой стеклования по меньшей мере 80°C, и полукристаллического полиамида;

- аморфный сополимер циклического олефина по меньшей мере из одного из первого и второго внешнего слоев является сополимером этилена и норборнена;

- по меньшей мере один из первого и второго внешний слоев содержит смесь аморфного сополимера циклического олефина и полукристаллического олефинового полимера;

- по меньшей мере один из первого и второго внешних слоев содержит смесь аморфного сополимера циклического олефина и полукристаллического олефинового полимера, выбранного из группы, состоящей из полимера этилена, сополимера этилена и полипропилена;

- олефиновый полимер, по меньшей мере в одном из первого и второго внешних слоев, выбран из группы, состоящей из:

a) смеси полиэтилена низкой плотности и линейного полиэтилена низкой плотности;

b) смеси полиэтилена низкой плотности и этиленовой/альфа-олефиновой смолы из взаимопроникающих полимерных сеток (ethylene/alpha-olefin interpenetrating network resin);

c) сополимера пропилена/этилена;

d) полиэтилена высокой плотности;

e) гомополимера пропилена и

f) сополимера этилена/норборнена.

- каждый из первого и второго соединительных слоев содержит ангидридный привитой полимер или сополимер этилена/акриловой кислоты;

- пленка обладает кислородопроницаемостью (ASTM D3985) за 15 суток менее 18, такой как менее 15, такой как менее 12, такой как менее 8 см кислорода/м в сутки при 100% относительной влажности внутри и снаружи, при 73°F при давлении 1 атмосфера;

- пленка характеризуется удлинением при растяжении (ASTM D 882) менее 15%, таким как менее 8%, в каждом из продольного и поперечного направлений;

- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев содержит сополимер этилен-винилового спирта при отсутствии полимера, акцептирующего кислород;

- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев содержит сополимер этилен-винилового спирта при отсутствии катализатора из переходного металла или соли переходного металла;

- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев состоит по существу из сополимера этилен-винилового спирта при отсутствии полимера, акцептирующего кислород;

- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев состоит по существу из сополимера этилен-винилового спирта при отсутствии катализатора из переходного металла или соли переходного металла;

- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев содержит сополимер этилен-винилового спирта в смеси со средством защиты против активного кислорода;

- пленка является гибкой;

- пленка получена путем экструзии с последующим раздувом;

- оба промежуточных слоя являются внутренними слоями, каждый из которых имеет слой пленки на каждой своей стороне;

- EVOH первого промежуточного слоя имеет содержание этилена от 27 мол.% до 48 мол.%;

- EVOH второго промежуточного слоя имеет содержание этилена от 22 мол.% до 38 мол.%;

- пленка не является бутылкой;

- упаковка не является бутылкой.

В третьем аспекте настоящего изобретения способ изготовления асептической упаковки включает стерилизацию продукта питания; стерилизацию соэкструдированной многослойной пленки, где пленка содержит внутренний слой, содержащий полиамид; первый промежуточный слой, непосредственно прилежащий к внутреннему слою, содержащий сополимер этилен-винилового спирта; второй промежуточный слой, непосредственно прилежащий к внутреннему слою, содержащий сополимер этилен-винилового спирта; первый внешний слой, содержащий олефиновый сополимер или аморфный сополимер циклического олефина; второй внешний слой, содержащий олефиновый сополимер или аморфный сополимер циклического олефина; первый соединительный слой, присоединяющий первый промежуточный слой к первому внешнему слою; и второй соединительный слой, присоединяющий второй промежуточный слой ко второму внешнему слою; в которой сополимер этилен-винилового спирта из первого промежуточного слоя имеет содержание этилена, в мол.%, по меньшей мере на 5 больше содержания этилена, в мол.%, в сополимере этилен-винилового спирта второго промежуточного слоя; и в котором пленка характеризуется удлинением при растяжении (ASTM D 882) менее 15% в каждом из продольного и поперечного направлений и свободной усадкой (ASTM D 2732) при 200°F менее 8% в каждом из продольного и поперечного направлений; формирование пакета из стерилизованной пленки; заполнение пакета стерилизованным продуктом питания и герметизацию пакета.

Факультативно, в соответствии с различными вариантами осуществления третьего аспекта настоящего изобретения:

второй слой, содержащий полиамид, расположен между первым промежуточным слоем и первым соединительным слоем;

второй слой, содержащий полиамид, расположен между вторым промежуточным слоем и вторым соединительным слоем;

второй слой, содержащий полиамид, расположен между первым промежуточным слоем и первым соединительным слоем, а третий слой, содержащий полиамид, расположен между вторым промежуточным слоем и вторым соединительным слоем;

- полиамид из внутреннего слоя содержит нейлон 6;

- внутренний слой содержит смесь аморфного полиамида с температурой стеклования по меньшей мере 80°С, и полукристаллического полиамида;

- аморфный сополимер циклического олефина по меньшей мере из одного из первого и второго внешнего слоев является сополимером этилена и норборнена;

- по меньшей мере один из первого и второго внешнего слоев содержит смесь аморфного сополимера циклического олефина и полукристаллического олефинового полимера;

- по меньшей мере один из первого и второго внешнего слоев содержит смесь аморфного сополимера циклического олефина и полукристаллического олефинового полимера, выбранного из группы, состоящей из полимера этилена, сополимера этилена и полипропилена;

- олефиновый полимер, по меньшей мере из одного из первого и второго внешних слоев, выбран из группы, состоящей из:

a) смеси полиэтилена низкой плотности и линейного полиэтилена низкой плотности;

b) смеси полиэтилена низкой плотности и этиленовой/альфа-олефиновой смолы из взаимопроникающих полимерных сеток (ethylene/alpha-olefin interpenetrating network resin);

c) сополимера пропилена/этилена;

d) полиэтилена высокой плотности;

e) гомополимера пропилена; и

f) сополимера этилена/норборнена.

- каждый из первого и второго соединительных слоев содержит ангидридный привитой полимер или сополимер этилена/акриловой кислоты;

- пленка обладает кислородопроницаемостью (ASTM D3985) за 15 суток менее 18, такой как менее 15, такой как менее 12, такой как менее 8 см³ кислорода/м² в сутки при 100% относительной влажности внутри и снаружи, при 73°F при давлении 1 атмосфера;

- пленка характеризуется удлинением при растяжении (ASTM D 882) менее 15%, таким как менее 8%, в каждом из продольного и поперечного направлений;

- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев содержит сополимер этилен-винилового спирта при отсутствии полимера, акцептирующего кислород;

- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев содержит сополимер этилен-винилового спирта при отсутствии катализатора из переходного металла или соли переходного металла;

- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев состоит по существу из сополимера этилен-винилового спирта при отсутствии полимера, акцептирующего кислород;

- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев состоит по существу из сополимера этилен-винилового спирта при отсутствии катализатора из переходного металла или соли переходного металла;

- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев содержит сополимер этилен-винилового спирта в смеси со средством защиты против активного кислорода;

- пленка является гибкой;

- пленка получена путем экструзии с последующим раздувом;

- оба промежуточных слоя являются внутренними слоями, каждый из которых имеет слой пленки на каждой своей стороне;

- EVOH первого промежуточного слоя имеет содержание этилена от 27 мол.% до 48 мол.%;

- EVOH второго промежуточного слоя имеет содержание этилена от 22 мол.% до 38 мол.%;

- пленка не является бутылкой;

- упаковка, изготовленная с помощью указанного способа, не является бутылкой.

Определения

«Кислородонепроницаемая» («КНП», АОВ - active oxygen barrier) обозначает композицию, являющуюся смесью термопластичной смолы, содержащую (a) углерод-углеродные двойные связи по существу в своей основной цепи, (b) соль переходного металла и (c) кислородонепроницаемый полимер. В некоторых вариантах осуществления изобретения кислородонепроницаемая композиция может также содержать компатибилизатор (d). Кислородонепроницаемый полимер может составлять примерно от 70 до 99 масс.% от массы композиции, а термопластичная смола, содержащая углерод-углеродные двойные связи, обычно составляет примерно от 1 до 30 масс.% от полимерной части композиции. Если присутствует компатибилизатор, то он обычно составляет примерно от 0,1 до 29 масс.% от доли всех полимеров в композиции. Подходящие кислородонепроницаемые композиции в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения подробно описаны в патентных публикациях США №2006/0281882 и №2005/0153087, содержание которых настоящим включено посредством ссылки во всей полноте.

«Асептический» обозначает способ, при котором стерилизованный контейнер или упаковочный материал, например предварительно изготовленный пакет или пакет, созданный с помощью непрерывной упаковки вертикального типа, заполняют стерилизованным продуктом питания, в гигиенической среде. Таким образом, обеспечивается стабильность продукта при хранении в нормальных условиях без замораживания. Термин «асептический» также применяется здесь для обозначения полученной заполненной и герметизированной упаковки. Упаковку или упаковочный материал и продукт питания обычно стерилизуют по отдельности перед заполнением.

«Сополимер из этилена/альфа-олефина» (ЭАО, ethylene/alpha-olefin copolymer) обозначает здесь сополимеры этилена с одним или несколькими сомономерами, выбранными из C₃-C₁₀ альфа-олефинов, таких как пропен, бутен-1, гексен-1, октен-1, и т.д., в которых молекулы сополимеров содержат длинные полимерные цепи с относительно небольшими разветвлениями боковых цепей, возникающих из альфа-олефинов после реакции с этиленом. Эта молекулярная структура должна отличаться от обычных полиэтиленов низкой или средней плотности, формируемых под высоким давлением, которые являются высокоразветвленными относительно ЭАО, и в которых полиэтилены, сформированные под высоким давлением, содержат как длинные цепи, так и короткие разветвленные ветви. ЭАО включают такие гетерогенные материалы, как линейный полиэтилен средней плотности (ЛПЭСП), линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП) и полиэтилены очень низкой и сверхнизкой плотности (ПЭОНП и ПЭСНП), такие как смолы DOWLEX™ и ATTANE™, поставляемые Dow, и смолы ESCORENE™, поставляемые Exxon; а также линейные гомогенные сополимеры этилена/альфа-олефина (ГЭАО), такие как смолы TAFMER™, поставляемые Mitsui Petrochemical Corporation, смолы EXACT™ и EXCEED™, поставляемые Exxon, разветвленные смолы с длинной цепью (ГЭАО) AFFINITY™ и смолы ELITE™, поставляемые Dow Chemical Company, смолы ENGAGE™, поставляемые DuPont Dow Elastomers, и смолы SURPASS™, поставляемые Nova Chemicals.

«Циклический олефин» обозначает соединение, содержащее полимеризуемую углерод-углеродную двойную связь, либо содержащуюся внутри алициклического кольца, например, в виде норборнена, либо связанную с алициклическим кольцом, например, в виде винил-циклогексана. Полимеризация циклического олефина обеспечивает полимер, содержащий алициклические кольца как часть основной цепи полимера или как дополнение к ней.

«Сополимер циклического олефина» и тому подобное (например, «сополимер циклоолефина») означает сополимер, образованный при полимеризации циклического олефина с сомономером. Примером сополимера циклического олефина является сополимер этилена/норборнена, такой как тот, что поставляется Ticona под торговой маркой TOPAS™, Zeon под торговой маркой ZEONOR™ и Mitsui под торговой маркой APEL™.

«Гомополимер или сополимер этилена» означает гомополимер этилена, такой как полиэтилен низкой плотности (ПЭНП); сополимер этилена/альфа-олефина, такой как тот, что определен в настоящей заявке; сополимер этилена/винилацетата; сополимер этилена/алкилакрилата; сополимер этилена/(мет)акриловой кислоты или иономерную смолу.

«Полиэтилен высокой плотности» является гомополимером или сополимером этилена с плотностью 0,940 г/см³ или выше.

«Внутренний» обозначает слой, связанный на обеих основных поверхностях с другим слоем.

«Многокомпонентные смолы из этиленовых/альфа-олефиновых взаимопроникающих полимерных сеток» (ethylene/alpha-olefin interpenetrating network resin) или «IPN смолы» относится к многокомпонентным молекулярным смесям полимерных цепей. Из-за молекулярного смешивания IPN смолы нельзя разделить без разрушения химических связей. Полимерные цепи, объединенные с IPN смолами, переплетены на молекулярном уровне и, таким образом, считаются истинными твердыми растворами. Взаимопроникающие сетки, в отличие от смесей, становятся новыми композициями, проявляющими свойства, отличающиеся от исходных компонентов. Взаимопроникающие сетки обеспечивают со-непрерывность фаз, приводящую к удивительному усилению физических свойств. Благодаря смешиванию по меньшей мере двух типов молекул эти композиции могут проявлять двухвершинные или многовершинные кривые при анализе с помощью TREF (элюционного фракционирования при повышении температуры) или CRYSTAF (фракционной кристаллизации). Взаимопроникающие сетки включают полувзаимопроникающие сетки и, таким образом, описывают перекрестно-сшитые и неперекрестно-сшитые многокомпонентные молекулярные смеси, содержащие фракцию с низкой плотностью и фракцию с высокой плотностью.

«Олефиновый» обозначает полимер или сополимер, полученный по меньшей мере частично из олефинового мономера.

«Кислородопроницаемость» (OTR) означает скорость проникновения кислорода, как определено в настоящей заявке.

«Полиамид» относится к полимерам, имеющим амидные связи вдоль молекулярной цепи, и предпочтительно к синтетическим полиамидам, таким как нейлон.

«Полимер» и тому подобное означает гомополимер, но также его сополимеры, включая биполимеры, терполимеры и т.д.

«Полипропилен» является гомополимером или сополимером пропилена, содержащим более 50 мол.% пропилена, приготовленного с применением обычных гетерогенных инициаторов типа Циглера-Натта или катализа с единым центром полимеризации. Сополимеры пропилена обычно готовят с этиленовыми или бутеновыми сомономерами.

Все процентные содержания композиций в данной заявке представлены на основе массовых процентов, если не указано иное; за исключением процентного содержания композиций для содержания этилена в EVOH, приведенного на основе мол.%.

Подробное изложение сущности изобретения

Асептический процесс

Способ асептической упаковки обычно включает стерилизацию жидких продуктов питания и напитков внутри упаковки, и отдельную стерилизацию упаковочного материала, для получения устойчивой при хранении упаковки. Ультравысокую температуру применяют для быстрого нагревания продукта питания, с последующим охлаждением продукта, перед помещением продукта в пакет или другой контейнер, сформированный из упаковочного материала. Время обработки продукта обычно составляет от 3 до 15 секунд, диапазон температуры обычно составляет от 195°F до 285°F.

Стерилизация пленки

Примером коммерчески доступной системы для непрерывной упаковки является система асептической упаковки с 3-сторонним сварным швом Flavour Mark™, имеющая секцию стерилизации пленки, включающую резервуар для перекиси водорода, сушильную камеру, секцию формирования, наполнения и укупорки, и блок, подающий и обеспечивающий циркуляцию перекиси водорода и контролирующий температуру, давление воздуха и т.д. Пленка непрерывно стерилизуется перекисью водорода при температуре от 60°C до 80°C в резервуаре с химикатами. После того, как пленка покидает этот резервуар, подается горячий воздух с температурой от 60°C до 80°C для сушки пленки для удаления перекиси водорода из пленки. Температуру и уровень потока перекиси водорода контролируют с помощью пара для подъема температуры и подают воду для охлаждения. Трубопровод между стерилизатором продукта питания и блоком упаковки можно исходно стерилизовать с применением пара или горячей воды. После выхода из резервуара с перекисью водорода пленку зачищают пластинами и воздушным ножом, чтобы облегчить сушку.

Варианты осуществления пленки в соответствии с настоящим изобретением

Примерная структура пленки в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения является следующей:

Полиолефин или аморфный сополимер ЦО	1-й соединит. слой	1-й EVOH	нейлон	2-й EVOH	2-й соед. слой	Полиолефин или аморфный сополимер ЦО
A	B	C	D	E	F	G

Внутренний слой D структуры вышеуказанной пленки содержит или по существу состоит из любого подходящего полиамида, такого как полукристаллический полиамид, такой как нейлон 6.

В некоторых вариантах осуществления изобретения внутренний слой D может содержать или по существу состоять из смеси аморфного полиамида или полукристаллического полиамида, в котором аморфный полиамид может составлять любую подходящую долю от общей смеси полиамидов, например, менее 50 масс.%, такую как менее 40 масс.%, и менее 30 масс.% от смеси полиамидов. Аморфный полиамид может содержать от 5 до 45 масс.%, например, от 20 до 40 масс.%, например, от 25 до 35 масс.% от смеси полиамидов. Подходящие коммерчески доступные аморфные полиамиды включают FE4494™ и FE4495™. Это PA6I/66/69 полиамиды, поставляемые EMS. Также пригоден FE7103™, PA6I/MXDI полиамид, поставляемый EMS. Другими полиамидами, пригодными для применения, являются РА66/6Т; PA66/6I; PA66I/66T; РА6/6Т и PA6/6I. Также пригоден РА6/3/Т, поставляемый Degussa под маркой TROGAMID™, и PA6I/6T, поставляемый DuPont под маркой SELAR™ РА 3426. В одном варианте осуществления изобретения аморфный полиамид имеет температуру стеклования по меньшей мере 80°C. Полукристаллический полиамид может быть любым подходящим полиамидом, включая нейлон 6. Полукристаллический полиамид может составлять любое подходящее количество от общей смеси полиамидов, например, более 50 масс.%, такое как более 60 масс.%, и более 70 масс.% от смеси полиамидов. Полукристаллический полиамид может содержать от 55 до 95 масс.%, например от 60 до 80 масс.%, например от 65 до 75 масс.% от смеси полиамидов. Полукристаллический полиамид в одном варианте осуществления изобретения имеет температуру стеклования по меньшей мере 55°C.

Промежуточные слои C и E каждый содержит или состоит по существу из EVOH. Составы EVOH слоев C и E отличаются по меньшей мере в том, что сополимер этилен-винилового спирта в первом промежуточном слое (слой C) имеет содержание этилена, в мол.%, больше по меньшей мере на 5, чем содержание этилена, в мол.%, в сополимере этилен-винилового спирта второго промежуточного слоя (слоя E). Например, если EVOH слоя E имеет содержание этилена 27 мол.%, то EVOH слоя C имеет содержание этилена по меньшей мере 32 мол.%. В некоторых вариантах осуществления изобретения, EVOH слоя C имеет содержание этилена по меньшей мере 27 мол.%, такое как от 27 мол.% до 44 мол.%, от 30 до 44 мол.%, от 27 до 38 мол.%, от 27 до 35 мол.%, от 35 до 44 мол.%, от 38 до 44 мол.%, от 35 до 38 мол.%, или значения, промежуточные для любых из вышеуказанных величин.

В некоторых вариантах осуществления изобретения EVOH слоя Е имеет содержание этилена по меньшей мере 22 мол.%, такое как от 22 мол.% до 44 мол.%, от 25 до 44 мол.%, от 27 до 38 мол.%, от 27 до 35 мол.%, от 35 до 44 мол.%, от 38 до 44 мол.%, от 35 до 38 мол.%, или значения, промежуточные для любых из вышеуказанных величин, или менее 30 мол.%, или менее 29 мол.%, или от 22 до 30 мол.%, или от 22 до 29 мол.%, или от 22 до 28 мол.%, или 22 до 27 мол.%.

В одном варианте осуществления изобретения по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев содержит или по существу состоит из сополимера этилен-винилового спирта при отсутствии полимера, акцептирующего кислород.

В другом варианте осуществления изобретения по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев содержит или по существу состоит из сополимера этилен-винилового спирта, смешанного с веществом с кислородонепроницаемыми свойствами.

Слои B и F могут содержать любое подходящее полимерное адгезивное средство, связывающее два слоя вместе. Материалы, которые можно применять в вариантах осуществления настоящего изобретения, включают, например, сополимер этилена/винилацетата; ангидридный привитой сополимер этилена/винилацетата; ангидридный привитой сополимер этилена/альфа-олефина; ангидридный привитой полипропилен; ангидридный привитой полиэтилен низкой плотности; сополимер этилена/метилакрилата; ангидридный привитой полиэтилен высокой плотности; иономерную смолу; сополимер этилена/акриловой кислоты; сополимер этилена/метакриловой кислоты и ангидридный привитой сополимер этилена/метилакрилата. Подходящим ангидридом может быть малеиновый ангидрид. Соединительные слои B и F могут быть одинаковыми или могут различаться. Выбор соединительных слоев зависит по меньшей мере отчасти от выбора полимера для внешних слоев A и G, соответственно. В одном варианте осуществления изобретения соединительный слой В непосредственно присоединяет первый внешний слой A к первому промежуточному слою C, а слой F непосредственно присоединяет второй внешний слой G ко второму промежуточному слою E. В других вариантах осуществления изобретения:

- слой (Н), содержащий полиамид, располагается между слоем B и первым промежуточным слоем C, так что соединительный слой В опосредованно присоединяет первый промежуточный слой C к первому внешнему слою A. Таким образом: