СТРУКТУРА ТЕПЛОСТОЙКОЙ БАРЬЕРНОЙ ПЛЕНКИ Российский патент 2024 года по МПК B32B27/32 B65D75/58 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[1] Настоящее изобретение относится к структурам теплостойкой многослойной барьерной пленки. Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к гибким многослойным пленкам для упаковочных применений.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[2] Типичным упаковочным применением, подразумевающим воздействие теплового напряжения на многослойную барьерную структуру, является автоклавная упаковка. При автоклавной упаковке упакованный продукт подвергают продолжительному процессу обработки нагреванием и давлением. Подобным образом, упаковка или упакованный продукт могут быть подвержены процессу пастеризации при примерно 80°C. В еще одном варианте применения многослойные барьерные структуры могут быть использованы в качестве термоусадочной оберточной пленки при температурах 80°C или ниже.

[3] Примеры многослойных термоусадочных пленок для использования в качестве оберточной пленки описаны в патентных документах США US2006222793 и US6627274.

[4] Пищевые продукты все чаще упаковывают в гибкие автоклавные упаковки в качестве альтернативы металлическим консервным банкам и стеклянным бутылкам. Упаковочный материал для гибких автоклавных упаковок обычно содержит глубинный барьерный слой, внешний полимерный слой, приклеенный к одной стороне барьерного слоя и образующий внешнюю поверхность упаковки, и термосвариваемый внутренний полимерный слой пленки, приклеенный к другой стороне газонепроницаемого барьерного слоя и образующий внутреннюю поверхность упаковки. Считается, что такая комбинация слоев может выдерживать процесс автоклавирования без плавления или существенного разрушения (т. е. протекания, расслоения). В целом, автоклавирование состоит из нагрева упаковочного контейнера до температуры в диапазоне от 100 до 135°C при избыточном давлении в диапазоне от 0,5 до 1,1 бар в течение периода времени в диапазоне от 15 до 100 минут.

[5] Примеры слоистых материалов для автоклавной упаковки описаны в US 4310578 A; US 4311742 A; US 4308084 A; US 4309466 A; US 4402172 A; US 4903841 A; US 5273797 A; US 5731090 A; EP 1466725 A1; JPH 09267868 A; JP 2002096864 A; JP 2015066721 A; JP 2018053180 A; JP 144648 A; JPS 62279944 A; JPS 6328642 и JPH 10244641 A.

[6] Традиционные гибкие автоклавные пакеты изготавливают со слоями различных из материалов для достижения барьерных свойств в отношении кислорода, воды, бактерий и запахов. Одним типичным вариантом разработки многослойных барьерных пленок для устойчивой автоклавной упаковки является использование алюминиевого барьерного слоя, имеющего толщину по меньшей мере 5 мкм, предпочтительно толщину более 12 мкм. Однако алюминий является дорогим, имеет высокую плотность, при меньшей толщине подвержен образованию точечных отверстий после изгиба, и его недостатком является непрозрачность. Также известно, что алюминий вызывает проблемы при разогревании упакованного пищевого продукта в микроволновой печи. Кроме того того, наличие металлического слоя в целом является нежелательным с точки зрения возможностей повторной переработки и обнаружения металла в процессе упаковки.

[7] Типичный пример структуры многослойной барьерной пленки для стандартных автоклавных пакетов содержит внешний слой из полиэтилентерефталата, барьерный слой и внутренний изоляционный слой, при этом внешний слой содержит печатный слой, барьерный слой содержит одно или более из металлической фольги, металлизированной пленки или прозрачной барьерной полимерной пленки, а внутренний слой представляет собой термосвариваемый полиолефиновый слой. Упаковочный материал может также содержать дополнительный полимерный пленочный слой, такой как полиамидный слой или т. п.

[8] Помимо проблемы вторичной переработки, обусловленной наличием интегрированной алюминиевой фольги, разнообразие полимерных слоев, составляющих структуру многослойной барьерной пленки, приводит к дополнительной проблеме, заключающейся в том, чтобы обеспечить возможность вторичной переработки указанных структур многослойных барьерных пленок.

[9] Не оспаривая преимущества современных систем, существует потребность в структуре перерабатываемой теплостойкой многослойной барьерной пленки для упаковки, при этом во время термической обработки барьерный слой по существу не подвергается образованию трещин, что ограничивает потерю кислорода и пароизоляционных свойств пленки.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[10] Варианты осуществления настоящего изобретения преимущественно обеспечивают структуру теплостойкой барьерной пленки для упаковки. В некоторых вариантах осуществления структуру теплостойкой барьерной пленки подвергают термической обработке, например, во время пастеризации или обработки в автоклаве. В некоторых вариантах осуществления структура теплостойкой барьерной пленки содержит неорганический барьерный слой, по существу не подвергающийся образованию трещин во время и после термической обработки, что ограничивает степень пропускания пленкой кислорода и водяных паров.

[11] В одном или более вариантах осуществления структуры барьерной пленки содержат один или более слоев неорганического покрытия, находящихся в контакте с по меньшей мере одним буферным слоем в многослойном слоистом материале. В некоторых вариантах осуществления наличие буферного слоя обеспечивает образование волн в слое неорганического покрытия, предотвращая образование трещин, когда слой подложки подвергается усадке в результате теплового напряжения. Обычная степень потери кислорода и проникновения водяных паров в типичных структурах барьерной пленки может быть снижена благодаря наличию буферного слоя, а скорости проникновения для гибких многослойных пленок, описанных в данном документе, могут оставаться приемлемыми даже после тепловой обработки.

[12] Дополнительные варианты осуществления настоящего изобретения преимущественно обеспечивают более устойчивую прозрачную многослойную барьерную пленку, демонстрирующую превосходную степень пропускания кислорода (низкое пропускание, высокие барьерные свойства), при этом указанная степень пропускания кислорода остается по существу неизменной после термической обработки, при этом предложенная структура теплостойкой барьерной пленки относительно легче во вторичной переработке, чем типичные упаковочные структуры с высокими барьерными свойствами.

[13] Некоторые варианты осуществления барьерной упаковочной пленки содержат полиолефиновую подложку, при этом полиолефиновая подложка имеет свободную усадку в диапазоне от 0,5% до 10% по меньшей мере в одном из направлений, включая машинное направление и поперечное направление, при 95°C согласно ASTM D2732, слой неорганического покрытия, имеющий толщину в диапазоне от 0,005 мкм до 0,1 мкм, полимерный буферный слой, расположенный между полиолефиновой подложкой и слоем неорганического покрытия и находящийся в непосредственном контакте с каждым из них, при этом полимерный буферный слой имеет толщину в диапазоне от 0,5 мкм до 12 мкм, и полиолефиновый изоляционный слой. Отношение толщины полимерного буферного слоя к толщине слоя неорганического покрытия находится в диапазоне от 20 до 500, и полимерный буферный слой имеет модуль Юнга в диапазоне от 0,1 МПа до 100 МПа при расчете на основании измерений, проведенных при 95 °C, в соответствии с ASTM E2546-15 с Приложением X.4.

[14] Некоторые варианты осуществления барьерной упаковочной пленки дополнительно содержат адгезивный слой. Кроме того, полиолефиновая подложка представляет собой первый внешний слой, полиолефиновый изоляционный слой представляет собой второй внешний слой, а адгезивный слой расположен между полиолефиновым изоляционным слоем и слоем неорганического покрытия. Указанные варианты осуществления могут дополнительно содержать слой с печатными знаками, расположенный между полиолефиновым изоляционным слоем и слоем неорганического покрытия.

[15] Некоторые варианты осуществления барьерной упаковочной пленки дополнительно содержат слой с печатными знаками и адгезивный слой. Кроме того, слой с печатными знаками представляет собой первый внешний слой, полиолефиновый изоляционный слой представляет собой второй внешний слой, а адгезивный слой расположен между полиолефиновым изоляционным слоем и слоем неорганического покрытия.

[16] В некоторых вариантах осуществления барьерной упаковочной пленки полиолефиновая подложка представляет собой ориентированную полипропиленовую пленку, а полиолефиновый изоляционный слой представляет собой полипропиленовый изоляционный слой. Ориентированная полипропиленовая пленка может содержать гомополимерный полипропилен.

[17] В некоторых вариантах осуществления барьерной упаковочной пленки полиолефиновая подложка представляет собой ориентированную полиэтиленовую пленку, а полиолефиновый изоляционный слой представляет собой полиэтиленовый изоляционный слой.

[18] Некоторые варианты осуществления барьерной упаковочной пленки дополнительно содержат ориентированный полиолефиновый внешний слой и адгезивный слой. Кроме того, полиолефиновый изоляционный слой представляет собой подстилающий слой полиолефиновой подложки, а адгезивный слой расположен между ориентированным полиолефиновым внешним слоем и слоем неорганического покрытия. Барьерная упаковочная пленка может также содержать слой с печатными знаками, расположенный между ориентированным полиолефиновым внешним слоем и слоем неорганического покрытия.

[19] В некоторых вариантах осуществления барьерная упаковочная пленка имеет общий состав, содержащий более или ровно 80% полиолефина, более или ровно 90% полиолефина или более или ровно 95% полиолефина по массе.

[20] В некоторых вариантах осуществления барьерной упаковочной пленки полиолефиновая подложка имеет толщину в диапазоне от 10 мкм до 100 мкм.

[21] В некоторых вариантах осуществления барьерной упаковочной пленки полимерный буферный слой имеет толщину в диапазоне от 1 мкм до 5 мкм.

[22] В некоторых вариантах осуществления барьерной упаковочной пленки слой неорганического покрытия содержит металлический слой или слой оксидного покрытия, и толщина слоя неорганического покрытия находится в диапазоне от 0,005 мкм до 0,06 мкм.

[23] В некоторых вариантах осуществления барьерной упаковочной пленки отношение толщины полимерного буферного слоя к толщине слоя неорганического покрытия находится в диапазоне от 30 до 120.

[24] В некоторых вариантах осуществления барьерной упаковочной пленки полимерная подложка характеризуется свободной усадкой в диапазоне от 1% до 6% при 95°C в соответствии с ASTM D2732.

[25] В некоторых вариантах осуществления барьерной упаковочной пленки полимерный буферный слой содержит сополимер винилового спирта, полимер на основе полипропилена, полимер на основе полиуретана или полимолочную кислоту.

[26] Барьерная упаковочная пленка может дополнительно содержать второй полимерный буферный слой, находящийся в непосредственном контакте со слоем неорганического покрытия.

[27] Некоторые варианты осуществления барьерной упаковочной пленки содержат: полиолефиновую подложку, слой неорганического покрытия, полимерный буферный слой, расположенный между полиолефиновой подложкой и слоем неорганического покрытия, при этом полимерный буферный слой находится в непосредственном контакте со слоем неорганического покрытия, и полиолефиновый изоляционный слой. Кроме того, слой неорганического покрытия содержит волнистую структуру, характеризующуюся средней амплитудой в диапазоне от 0,25 мкм до 1,0 мкм и длиной волны в диапазоне от 2 мкм до 5 мкм, а полимерный буферный слой имеет толщину, которая от 1,1 до 20 раз больше средней амплитуды указанной волнистой структуры.

[28] Барьерная упаковочная пленка, содержащая волнистую структуру, может дополнительно содержать адгезивный слой. Кроме того, полиолефиновая подложка представляет собой первый внешний слой, полиолефиновый изоляционный слой представляет собой второй внешний слой, а адгезивный слой расположен между полиолефиновым изоляционным слоем и слоем неорганического покрытия. Пленка может дополнительно содержать слой с печатными знаками, расположенный между полиолефиновым изоляционным слоем и слоем неорганического покрытия.

[29] Барьерная упаковочная пленка, содержащая волнистую структуру, может дополнительно содержать слой с печатными знаками и адгезивный слой. Кроме того, слой с печатными знаками представляет собой первый внешний слой, полиолефиновый изоляционный слой представляет собой второй внешний слой, а адгезивный слой расположен между полиолефиновым изоляционным слоем и слоем неорганического покрытия.

[30] В некоторых барьерных упаковочных пленках, содержащих волнистую структуру, полиолефиновая подложка представляет собой ориентированную полипропиленовую пленку, а полиолефиновый изоляционный слой представляет собой полипропиленовый изоляционный слой. Ориентированная полипропиленовая пленка может содержать гомополимерный полипропилен.

[31] В некоторых вариантах осуществления барьерных упаковочных пленок, которые содержат волнистую структуру, полиолефиновая подложка представляет собой ориентированную полиэтиленовую пленку, а полиолефиновый изоляционный слой представляет собой полиэтиленовый изоляционный слой.

[32] Некоторые варианты осуществления барьерных упаковочных пленок, которые содержат волнистую структуру, дополнительно содержат ориентированный полиолефиновый внешний слой и адгезивный слой. Кроме того, полиолефиновый изоляционный слой представляет собой подстилающий слой полиолефиновой подложки, а адгезивный слой расположен между полиолефиновым внешним слоем и слоем неорганического покрытия. Барьерная упаковочная пленка дополнительно может также содержать слой с печатными знаками, расположенный между полиолефиновым внешним слоем и слоем неорганического покрытия.

[33] Некоторые варианты осуществления барьерных упаковочных пленок, которые содержат волнистую структуру, имеют общий состав, содержащий более или ровно 80% полиолефина, более или ровно 90% полиолефина или более или ровно 95% полиолефина по массе.

[34] В некоторых вариантах осуществления барьерных упаковочных пленок, которые содержат волнистую структуру, полиолефиновая подложка имеет толщину в диапазоне от 10 мкм до 100 мкм.

[35] В некоторых вариантах осуществления барьерных упаковочных пленок, которые содержат волнистую структуру, полимерный буферный слой имеет толщину в диапазоне от 1 мкм до 5 мкм.

[36] В некоторых вариантах осуществления барьерных упаковочных пленок, которые содержат волнистую структуру, слой неорганического покрытия содержит металлический слой или слой оксидного покрытия, и толщина слоя неорганического покрытия находится в диапазоне от 0,005 мкм до 0,06 мкм.

[37] В некоторых вариантах осуществления барьерных упаковочных пленок, которые содержат волнистую структуру, отношение толщины полимерного буферного слоя к толщине слоя неорганического покрытия находится в диапазоне от 30 до 120.

[38] В некоторых вариантах осуществления барьерных упаковочных пленок, которые содержат волнистую структуру, волнистая структура неорганического слоя характеризуется отношением длины волны к средней амплитуде, при этом указанное отношение находится в диапазоне от 2 до 20.

[39] В некоторых вариантах осуществления барьерных упаковочных пленок, которые содержат волнистую структуру, полимерный буферный слой содержит сополимер винилового спирта, полимер на основе полипропилена, полимер на основе полиуретана или полимолочную кислоту.

[40] Некоторые варианты осуществления барьерных упаковочных пленок, которые содержат волнистую структуру, дополнительно содержат второй полимерный буферный слой, находящийся в непосредственном контакте со слоем неорганического покрытия.

[41] Также в данном документе описаны герметично запаянные пакеты, содержащие барьерную упаковочную пленку согласно любому варианту осуществления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[42] Изобретение может быть более полно понято при рассмотрении следующего подробного описания различных вариантов осуществления изобретения в связи с сопроводительными графическими материалами, на которых:

[43] на фиг. 1A, 1B, 2, 3, 4, 5A, 5B, 6, 7 и 8 показаны виды в поперечном сечении различных вариантов осуществления барьерной упаковочной пленки;

[44] на фиг. 9 и 10 показаны виды в перспективе вариантов осуществления герметично запаянных пакетов, содержащих барьерную упаковочную пленку;

[45] на фиг. 11 представлен вид сверху увеличенного изображения волнистой структуры, сформированной в одном или более вариантах осуществления барьерной упаковочной пленки; и

[46] на фиг. 12A, 12B и 12C показаны увеличенные микрофотографии вида сверху пленок, образовавших волны (12A и 12C), и сравнительной пленки, не которая не образует волны (12B). Микрофотографии, проиллюстрированные на фигурах 12A, 12B и 12C, имеют неодинаковое увеличение.

[47] На графических материалах показаны некоторые, но не все варианты осуществления. Элементы, изображенные на графических материалах, являются иллюстративными и не обязательно соответствуют масштабу, и одинаковые (или подобные) ссылочные номера обозначают одинаковые (или подобные) признаки на всех графических материалах.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[48] Структура барьерной упаковочной пленки согласно настоящему изобретению содержит по меньшей мере один термоусадочный слой полиолефиновой подложки, по меньшей мере один слой неорганического покрытия и по меньшей мере один полимерный буферный слой, причем полимерный буферный слой находится в непосредственном контакте со слоем неорганического покрытия и расположен между слоем полиолефиновой подложки и слоем неорганического покрытия. Во время воздействия температур, достаточно высоких для того, чтобы вызвать усадку упаковочной пленки, конфигурация буферного слоя обеспечивает гибкую границу между подвергающимся усадке слоем подложки и жестким, не подвергающимся усадке слоем неорганического покрытия, что обеспечивает возможность образования непрерывной волнистой структуры внутри слоя неорганического покрытия на поверхности по меньшей мере одного полимерного буферного слоя. В некоторых вариантах осуществления образование непрерывной волнистой структуры существенно уменьшает количество трещин внутри слоя неорганического покрытия. В некоторых вариантах осуществления образование непрерывной волнистой структуры и, более конкретно, подвергающегося усадке слоя подложки уменьшает потерю кислородо- и паронепроницаемости.

[49] В некоторых вариантах осуществления эффект образования волнистой структуры неорганического слоя на буферном слое достигают путем тонкого равновесия между 1) толщиной полимерного буферного слоя, 2) модулем упругости полимерного буферного материала при температуре тепловой обработки и 3) толщиной неорганического слоя. При температуре, при которой слой подложки начинает подвергаться усадке (т. е. при температуре термической обработки), буферный слой должен иметь такой модуль, чтобы он мог изменять свою форму. Изменение формы является результатом сокращения площади поверхности на стороне буферного слоя, ближайшей к подвергающемуся усадке слою подложки, и отсутствия сокращения площади поверхности на стороне буферного слоя, смежной со слоем неорганического покрытия. Благодаря своему низкому модулю, поверхность буферного слоя, смежная со слоем подложки, может перемещаться и приспосабливаться к действию силы усадки. Буферный слой, смежный с неорганическим слоем, имеет волнистую структуру, позволяющую вместить неизменную площадь поверхности слоя неорганического покрытия. Волнистая структура неорганического покрытия может образовываться в виде одного или более узоров, включая, но не ограничиваясь ими, правильные (т. е. полосы), шевронные и случайные (т. е. лабиринты). Образование волнистой структуры позволяет слою неорганического покрытия изгибаться, сохраняя свою исходную площадь поверхности и оставаясь неповрежденным, без трещин (или без такого большого количества трещин), и уменьшая или устраняя ухудшение барьерных свойств слоя неорганического покрытия, которое может происходить вследствие усадки слоя подложки.

[50] Не ограничивая настоящее изобретение, модель, используемую для описания теоретического образования волн в различных системах, можно найти в публикации Huang, ZY, Hong, W, Suo Z 2005, ‘Nonlinear Analysis of Wrinkles in a Film Bonded to a Compliant Substrate’, Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 53, 2101-2118.

[51] Варианты осуществления настоящего изобретения преимущественно описывают образование волнистой структуры и сохранение барьерных свойств при разработке упаковочных структур на основе полиолефинов. Считается, что упаковочная промышленность переходит к более устойчивым вариантам, включая оптимизацию материалов, используемых в узких нишах. Например, одним из вариантов является разработка упаковочных структур с высоким содержанием полиолефина для классификации пленок как пригодных для вторичной переработки. Исключение неолефиновых полимеров из упаковочных структур часто приводит к недостаткам в общих характеристиках упаковочной структуры. В случае упаковки, предназначенной для применения с термообработкой, такой как автоклавирование или пастеризация, полиолефиновые полимеры являются более чувствительными к температурам применения. В частности, при высоких температурах полиолефиновые материалы могут подвергаться усадке больше, чем другие полимерные материалы, и могут стать непригодными в качестве структурного компонента для слоя неорганического покрытия. Введение концепции буферного слоя, описанной в данном документе, в упаковочную пленку может уменьшить негативные эффекты использования набора полимерных материалов, более пригодных для вторичной переработки. В результате барьерные упаковочные пленки, описанные в данном документе, легче подвергать вторичной переработке благодаря высокому содержанию полиолефина, но при этом они сохраняют высокие характеристики, такие как кислородо- и паронепроницаемость.

[52] Используемый в данном документе термин «полимерный буферный слой» представляет собой слой внутри барьерной упаковочной пленки, непосредственно примыкающий к слою неорганического покрытия и находящийся в контакте с ним, имеющий функцию обеспечения возможности изгибания слоя неорганического покрытия из относительно плоской геометрии поперечного сечения в волнистую структуру. Полимерный буферный слой составлен таким образом, что материал или смесь материалов становится пластичной в температурном диапазоне, при котором барьерная упаковочная пленка подвергается незначительной усадке вследствие термического воздействия (например, 95 °C), как дополнительно описано в данном документе. Формула полимерного буферного слоя может быть направлена на достижение такого модуля упругости в соответствующем диапазоне температур, который обеспечивает гибкость материала.

[53] В контексте данного документа слои или пленки, которые «находятся в непосредственном контакте» или являются «непосредственно смежными» друг с другом, не имеют между собой промежуточного материала.

[54] Используемый в данном документе термин «слой неорганического покрытия» относится к слою, который содержит металлический слой или слой оксидного покрытия. Слой неорганического покрытия действует как барьерный слой. Слой неорганического покрытия может быть нанесен в вакууме (т. е. нанесен в виде покрытия под вакуумом, нанесен в виде покрытия из паровой фазы, нанесено методом вакуумной металлизации) непосредственно на поверхность буферного слоя. В качестве альтернативы, слой неорганического покрытия может быть нанесен влажными методами химического осаждения, такими как нанесение покрытия из раствора.

[55] Как описано в данном документе, слой полиолефиновой подложки может быть ориентированным. Ориентация может быть результатом моноаксиально ориентированного (в машинном направлении или поперечном направлении) или биаксиально ориентированного (в машинном направлении и поперечном направлении) растяжения барьерной упаковочной пленки, увеличения размера в машинном направлении и/или в поперечном направлении и последующего уменьшения толщины материала. Биаксиальная ориентация пленки может быть выполнена одновременно или последовательно. В некоторых вариантах осуществления пленку растягивают в одном или обоих направлениях при температуре, которая немного ниже температуры плавления полимеров в пленке. Таким образом, растяжение приводит к «ориентации» полимерных цепей, изменяя физические свойства пленки. В то же время растяжение утончает пленку. Полученные ориентированные пленки являются более тонкими и могут иметь значительные изменения механических свойств, таких как прочность, теплостойкость, жесткость, прочность на разрыв и барьерные свойства. Ориентацию обычно осуществляют технологией двойного или тройного раздува, технологией растягивания на раме или технологией MDO (ориентации в машинном направлении) с использованием нагретых роликов. Обычный процесс получения пленки экструзией с раздувом действительно обеспечивает некоторое растяжение пленки, но не настолько, чтобы считать ее ориентированной, как описано в данном документе. Ориентированная пленка после ориентации также может быть подвержена термической усадке (т. е. отжигу), что обеспечивает относительную стабильность размеров пленки в условиях повышенной температуры, которые могут возникнуть при преобразовании автоклавного пленочного слоистого материала (т. е. при печати или наслоении) или при использовании слоистого материала (т. е. при термосварке или автоклавной стерилизации). В контексте данного документа термины «неориентированная» и «не подверженная ориентированию» относятся к однослойной или многослойной пленке, листу или полотну, которые по существу не являются ориентированными после экструзии.

[56] Используемый в данном документе термин «полиолефин» обычно включает полипропиленовые и полиэтиленовые полимеры.

[57] Используемый в данной заявке термин «сополимер» относится к полимерному продукту, полученному в результате реакции полимеризации или сополимеризации по меньшей мере двух мономерных соединений. Термин «сополимер» также включает продукты реакции полимеризации трех, четырех или более мономерных соединений, называемые терполимерами, кватерполимерами и т. д.

[58] Используемый в данной заявке термин «полипропилен» или «PP» относится, если не указано иное, к гомополимерам или сополимерам пропилена. Такие сополимеры пропилена включают сополимеры пропилена с по меньшей мере одним альфа-олефином и сополимеры пропилена с другими звеньями или группами. Термины «полипропилен» или «PP» используются независимо от присутствия или отсутствия боковых замещающих групп или других модификаторов. Полипропилен включает, но не ограничиваясь ими, гомополимер полипропилена, ударопрочный сополимер полипропилена, статистический сополимер полипропилена, сополимеры пропилена и этилена, сополимеры этилена и пропилена, привитые малеиновым ангидридом полипропилены и их смеси. Различные полипропиленовые полимеры могут быть вторично переработаны в качестве восстановленного полипропилена или восстановленного полиолефина.

[59] Используемый в данной заявке термин «полиэтилен» или «ПЭ» относится, если не указано иное, к гомополимерам или сополимерам этилена. Такие сополимеры этилена включают сополимеры этилена с по меньшей мере одним альфа-олефином и сополимеры этилена с другими звеньями или группами, такими как винилацетат, кислотные группы, акрилатные группы или иные. Термины «полиэтилен» или «PE» используются независимо от присутствия или отсутствия боковых замещающих групп. Полиэтилен включает, но не ограничиваясь ими, полиэтилен средней плотности, полиэтилен высокой плотности, полиэтилен низкой плотности, линейный полиэтилен низкой плотности, полиэтилен ультранизкой плотности, сополимер этилена и альфа-олефина, этиленвинилацетат, сополимеры этилена и кислоты, сополимеры этилена и акрилата, нейтрализованные сополимеры этилена, такие как иономер, полиэтилен с привитым малеиновым ангидридом и их смеси. Различные полиэтиленовые полимеры могут быть вторично переработаны в качестве восстановленного полиэтилена или восстановленного полиолефина.

[60] Используемый в данной заявке термин «сложный эфир» или «ПЭТ» относится к гомополимеру или сополимеру, имеющим сложноэфирную связь между мономерными звеньями. Сложноэфирная связь может быть представлена общей формулой [O-R-OC(O)-R′-C(O)]_n, где R и R′ являются одинаковыми или разными алкильными (или арильными) группами, и может быть, как правило, образована в результате полимеризации мономеров дикарбоновой кислоты и диола.

[61] Используемый в данном документе термин «полиамид» относится к высокомолекулярному полимеру, имеющему амидные связи (--CONH--)n, которые встречаются вдоль молекулярной цепи, и включает «нейлоновые» смолы, которые являются хорошо известными полимерами, имеющими множество применений, включая применимость в качестве упаковочных пленок. Примеры нейлоновых полимерных смол для использования для упаковки и обработки пищевых продуктов включают нейлон 66, нейлон 610, нейлон 66/610, нейлон 6/66, нейлон 11, нейлон 6, нейлон 66T, нейлон 612, нейлон 12, нейлон 6/12, нейлон 6/69, нейлон 46, нейлон 6-3-T, нейлон MXD-6, нейлон MXDI, нейлон 12T и нейлон 6I/6T. Примеры полиамидов включают нейлоновые гомополимеры и сополимеры, такие как нейлон 4,6 (поли(тетраметиленадипамид)), нейлон 6 (поликапролактам), нейлон 6,6 (поли(гексаметиленадипамид)), нейлон 6,9 (поли(гексаметиленнонандиамид)), нейлон 6,10 (поли(гексаметиленсебацамид)), нейлон 6,12 (поли(гексаметилендодекандиамид)), нейлон 6/12 (поли(капролактам-со-додекандиамид)), нейлон 6,6/6 (поли(гексаметиленадипамид-со-капролактам)), нейлон 66/610 (например, изготовленный путем конденсации смесей солей нейлона 66 и солей нейлона 610), нейлоновые смолы 6/69 (например, изготовленные путем конденсации эпсилон-капролактама, гексаметилендиамина и азелаиновой кислоты), нейлон 11 (полиундеканолактам), нейлон 12 (полилауриллактам) и их сополимеры или смеси. Полиамид используется в пленках для упаковки пищевых продуктов и других применениях благодаря его уникальным физическим и химическим свойствам. Полиамид выбирают в качестве материала для повышения термостойкости, износостойкости, прочности на прокол и/или барьерных свойств пленок. Свойства полиамидсодержащих пленок можно модифицировать путем выбора широкого ряда переменных, включая выбор сополимеров и способы преобразования (например, соэкструзии, ориентации, наслоения и нанесения покрытия).

[62] Используемый в данном документе термин «полиуретан» обычно относится к полимерам, содержащим органические звенья, соединенные уретановыми связями (-NH-(C=O)-O-).

[63] Используемый в данном документе термин «полимолочная кислота» представляет собой полимер, полученный из молочной кислоты и имеющий остов [-C(CH₃)HC(=O)O-]_n.

[64] Используемый в данной заявке термин «сополимер винилового спирта» относится к пленкообразующим сополимерам винилового спирта (CH₂CHOH). Примеры включают, но не ограничиваясь ими, сополимер этилена и винилового спирта (EVOH), сополимер бутендиола и винилового спирта (BVOH) и поливиниловый спирт (PVOH).

[65] Используемый в данной заявке термин «сополимер этилена и винилового спирта», «сополимер EVOH» или «EVOH» относится к сополимерам, состоящим из повторяющихся звеньев этилена и винилового спирта. Сополимеры этилена и винилового спирта могут быть представлены общей формулой: [(CH₂-CH₂)_n-(CH₂-CH(OH))]_n. Сополимеры этилена и винилового спирта могут включать омыленные или гидролизованные сополимеры этилена и винилацетата. EVOH относится к сополимеру винилового спирта, содержащему сополимер этилена и полученному, например, посредством гидролиза сополимеров винилацетата или посредством химических реакций с виниловым спиртом. Сополимеры этилена и винилового спирта могут содержать от 28 мольных (или менее) до 48 мольных процентов (или более) этилена.

[66] Используемый в данном документе термин «слой» относится к структурному блоку пленки, который представляет собой структуру одного типа материала или гомогенную смесь материалов. Слой может представлять собой один полимер, смесь материалов в одном типе полимера или смесь различных полимеров, может содержать металлические материалы и может содержать добавки. Слои могут быть непрерывными с пленкой или могут быть прерывистыми или структурированными. Слой имеет незначительную толщину (направление z) по сравнению с длиной и шириной (направление x-y) и, следовательно, определяется как имеющий две основные поверхности, площадь которых определяется длиной и шириной слоя. Внешний слой представляет собой слой, который соединен с другим слоем только одной из основных поверхностей. Другими словами, открыта одна основная поверхность внешнего слоя. Внутренний слой представляет собой слой, который соединен с другим слоем обеими основными поверхностями. Другими словами, внутренний слой находится между двумя другими слоями. Слой может иметь подстилающие слои.

[67] Подобным образом, термин «пленка», используемый в данном документе, относится к полотну, выполненному из слоев и/или пленок, все из которых непосредственно примыкают и соединены друг с другом. Пленка может быть описана как имеющая толщину, которая является незначительной по сравнению с длиной и шириной пленки. Пленка имеет две основные поверхности, площадь которых определяется длиной и шириной пленки.

[68] В контексте данного документа, термин «внешний» используется для описания пленки или слоя, который расположен на одной из основных поверхностей пленки, в которой он содержится. В контексте данного документа, термин «внутренний» используется для описания пленки или слоя, который не расположен на поверхности пленки, в которой он содержится. Внутренняя пленка или слой является смежным с другой пленкой или слоем с обеих сторон.

[69] Используемый в данном документе термин «волнистая структура» относится к геометрии поперечного сечения слоя неорганического покрытия и поверхности смежного полимерного буферного слоя (слоев). Как и в случае любой волны, волнистая структура имеет длину волны, измеряемую в направлении x-y, и амплитуду, измеряемую в направлении z.

[70] Длина волны волнистой структуры может быть определена с использованием методик микроскопии с верхним углом обзора, включая, но не ограничиваясь ими, оптическую микроскопию, лазерную сканирующую микроскопию, электронную микроскопию или атомно-силовую микроскопию. Разрешение микроскопа должно быть достаточным для идентификации характерных элементов на волнах, таких как пики волн и впадины волн. Пример типичной микроскопии с верхним углом обзора показан на фигуре 11. Как показано на изображении, волны имеют различные узоры и организованы в волновые домены или секции, где волны являются регулярными и упорядоченными. Волновые домены сходятся в углах или по краям и образуют нерегулярные складки или пересечения. Измерения волн могут быть выполнены в волновых доменах, примеры которых обозначены нанесенными овалами. На пересечениях могут иметь место отклонения в измерениях волн, примеры которых обозначены нанесенными кругами, поскольку сталкивающиеся волны создают помехи для правильного узора. Области, содержащие пересечения волн, не используются для измерения волн.

[71] Длина волны представляет собой расстояние от пика до пика или от впадины до впадины в неискаженной области волн (т. е. в волновом домене). Среднюю длину волны рассчитывают путем получения среднего значения по меньшей мере 5 отдельных измерений длины волны.

[72] Возможны другие методики определения длины волны. Например, длина волны может быть измерена с использованием вида в поперечном сечении волнистой структуры. Другим вариантом является ее измерение в оптической установке с использованием волн в качестве решетки. Полученный спектр света, проходящего через пленку, можно использовать для определения длины волны.

[73] Амплитуда волнистой структуры (т. е. расстояние от впадины до пика волны) может быть оценена на пленке с использованием микроскопа, чувствительного к информации в направлении z. Например, микроскоп может представлять собой лазерный сканирующий микроскоп или атомно-силовой микроскоп. В некоторых вариантах осуществления разрешение в направлении z может быть по меньшей мере таким же малым, как и диапазон в несколько десятков нанометров.

[74] В некоторых вариантах осуществления пленки амплитуда может быть определена на поперечном сечении среза (т. е. на микротомном срезе, залитом в эпоксидную и отполированном, или другими способами) под микроскопом с соответствующим разрешением и контрастом. Поскольку усадка в слоистом материале, содержащем множество слоев, обычно меньше, чем усадка в пленке, содержащей только полиолефиновую подложку, полимерный буферный слой и слой неорганического покрытия, то в указанной пленке амплитуда может быть ниже.

[75] В контексте данного документа «среднюю амплитуду» определяют путем измерения амплитуды по меньшей мере пяти отдельных волн с использованием одного или более положений на образце пленки в неискаженных областях (т. е. в волновых доменах) и вычисления среднего значения этих пяти измерений.

[76] Используемый в данном документе термин «барьер», или «барьерная пленка», или «барьерный слой», или «барьерный материал» относится к обеспечению уменьшения пропускания газов, таких как кислород (т. е. содержанию кислородонепроницаемого материала). Барьерный материал может обеспечивать пониженное пропускание влаги (т. е. содержит влагоизоляционный материал). Барьерное свойство может быть обеспечено одним или более барьерными материалами или смесью нескольких барьерных материалов. Барьерный слой может обеспечивать конкретный барьер, необходимый для сохранения продукта в упаковке в течение длительного срока хранения, который может составлять несколько месяцев или даже более одного года.

[77] Барьер может уменьшать приток кислорода через барьерную упаковочную пленку в течение срока годности упакованного продукта (т. е. пока упаковка герметично запечатана). Скорость пропускания кислорода (OTR) барьерной упаковочной пленки является показателем обеспечиваемого барьера и может быть измерена в соответствии с ASTM F1927 с использованием условий: 1 атмосфера, 23°C и 50% ОВ.

[78] В контексте данного документа «барьерная упаковочная пленка», или «герметически запечатанная упаковка», или «автоклавная стабильная упаковка» представляет собой пленку или упаковку, изготовленную из пленки, которая сохраняет высокий уровень кислородо- или влагонепроницаемости с незначительным разложением после воздействия температуры термической обработки, при температуре термической обработки или выше температуры термической обработки. Упаковки могут быть заполнены продуктом, запечатаны и оставаться герметично запечатанными, сохраняя превосходные барьерные свойства.

[79] В контексте данного документа «модуль Юнга» или «модуль упругости», или «модуль» представляет собой меру способности материалов изменять размер при растягивающем или сжимающем усилии в единицах силы на единицу площади. Материал с более высоким модулем Юнга может быть относительно жестким, тогда как материал с более низким модулем Юнга является относительно мягким и гибким (т. е. эластичным). Модуль Юнга может быть рассчитан на основе набора данных о зависимости смещения от силы, полученного при проведении испытания на наноиндентирование.

[80] Термин «свободная усадка», используемый в данном документе, представляет собой неограниченную линейную усадку, которой подвергается пленка или слой под воздействием повышенной температуры. Усадка является необратимой и относительно быстрой (т. е. заметной в течение секунд или минут). Свободная усадка выражается в процентах от исходного размера (т. е. 100 x (размер до усадки - размер после усадки) / (размер до усадки)). Свободная усадка может быть измерена в соответствии с ASTM D2732. В качестве альтернативы, свободную усадку можно измерить с помощью метода испытания, описанного в ASTM D2732, с модификацией, заключающейся в использовании горячего воздуха в качестве источника нагрева вместо бани с горячей текучей средой. При использовании метода с горячим воздухом неограниченный образец помещают в печь, настроенную на заданную температуру, на время, составляющее по меньшей мере 1 минуту, которого достаточно для термического уравновешивания внутреннего пространства печи и образца.

[81] Используемый в данном документе термин «ASTM E2546-15, приложение X.4» относится к процедуре испытания измерительного индентирования в соответствии с установленным стандартом с применением устройства, содержащего силиконовый наконечник, установленный на силиконовом кантилевере, с определенным радиусом наконечника, составляющим 30 нм.

[82] Барьерные упаковочные пленки, описанные в данном документе, могут быть применимы в качестве автоклавных или пастеризационных упаковочных пленок. В контексте данного документа «автоклавная упаковочная пленка» или «автоклавная упаковка» представляет собой пленку или упаковку, изготовленную из пленки, которая может быть заполнена продуктом, запечатана и оставаться герметично запечатанной после типичного процесса автоклавной стерилизации. Типичная автоклавная стерилизация представляет собой периодический процесс, в котором используются температуры в диапазоне от примерно 100°C до примерно 150 °C, избыточное давление до примерно 70 фунтов/кв. дюйм (483 кПа), и может иметь продолжительность от нескольких минут до нескольких часов. Обычные автоклавные процессы, используемые для продуктов, упакованных в гибкие пленки, включают погружение в пар или воду. Пищевые продукты или другие продукты, упакованные в автоклавную упаковочную пленку и подверженные стерилизации в автоклаве, могут храниться в условиях окружающей среды в течение длительных периодов времени (т. е. являются стабильными при хранении), сохраняя стерильность. Поскольку автоклавный процесс разрушает пленки или упаковки, изготовленные из пленок, были разработаны узкоспециализированные гибкие упаковочные пленки для выдерживания автоклавного процесса.

[83] Неожиданно было обнаружено, что может быть разработана пленочная структура, включающая образование волнистой структуры в слое неорганического покрытия при нагревании пленочной структуры. При нагревании такая пленочная структура сохраняла рабочие характеристики, необходимые для использования указанных пленок в упаковочных применениях и других подобных применениях. Например, слои, необходимые для образования волн, также были способны обеспечивать необходимое связывание со смежными слоями, иметь надлежащую гибкость и прозрачность, а также обеспечивать долговечность при других внешних условиях, помимо термического воздействия (т. е. изгиб, прокол, влажность и т. д.).

[84] В контексте данного документа термин «адгезивный слой» относится к слою, основной функцией которого является соединение двух смежных слоев друг с другом. Адгезивные слои могут быть расположены между двумя слоями многослойной пленки для удержания двух слоев на месте относительно друг друга и предотвращения нежелательного расслоения. Если не указано иное, адгезивный слой может иметь любой подходящий состав, который обеспечивает требуемый уровень адгезии с одной или более поверхностями, контактирующими с материалом адгезивного слоя.

[85] Используемый в данном документе термин «изоляционный слой» относится к слою пленки, листа и т. д., участвующему в запаивании пленки, листа и т. д., самого с собой и/или другим слоем той же или другой пленки, листа и т. д. Используемые в данном документе термины «термическая сварка», «термически сваренный», «термосварка», «пригодный для термосваривания» и т. п. относятся как к слою пленки, который выполнен с возможностью термического сваривания самого с собой или другим слоем термопластичной пленки, так и к образованию сварного шва между двумя полимерными поверхностями с помощью традиционных средств непрямого нагревания. Следует понимать, что обычный непрямой нагрев генерирует достаточное количество тепла на по меньшей мере одной контактной поверхности пленки для его подвода к контактной поверхности сплошной пленки, так что образование между ними поверхности скрепления достигается без потери целостности пленки.

[86] В контексте данного документа термин «слой с печатными знаками» относится к слою или группе подслоев, которые были напечатаны на пленке. Слой или подслои могут включать материалы, содержащие пигмент (т. е. цветные чернила), защитные слои (т. е. покровный лак) и восприимчивые к чернилам праймеры. Покровный лак может защищать напечатанный пигментный слой и может улучшать внешний вид поверхности пленки. Каждый из слоя (слоев) печатных знаков может быть независимо непрерывным с другими слоями пленки или независимо прерывистым (т. е. с рисунком). В частности, слой с печатными знаками может содержать один или более непрерывных подслоев белого пигментированного печатного материала и один или более подслоев с рисунком, содержащих другие цвета, что создает видимые графические изображения для упаковочной пленки. Печать слоя печатных знаков может быть выполнена любым известным способом печати, включая, но не ограничиваясь ими, флексографическую глубокую печать, ротационную глубокую печать, нанесение покрытия гравированным цилиндром и способы цифровой печати. Подслои внутри слоя печатных знаков могут быть нанесены одним и тем же процессом или с использованием разных типов процессов.

[87] Как упоминалось, слой печатных знаков может содержать один или более подслоев, которые содержат белый пигментированный печатный материал. Как правило, белый пигмент печатной краски содержит частицы диоксида титана (TiO₂). Частицы TiO₂ могут вызывать нарушения в образовании волнистой структуры, если они расположены вблизи неорганического оксидного покрытия. Варианты осуществления барьерной упаковочной пленки могут включать один или более слоев между слоем неорганического оксидного покрытия и слоем с печатными знаками, который содержит частицы TiO₂. Могут присутствовать другие подслои слоя печатных знаков (например, подслои небелого цвета, подслои праймера) между подслоем, содержащим частицы TiO₂, и слоем неорганического оксидного покрытия. Между слоем, содержащим TiO₂, и слоем неорганического оксидного покрытия может присутствовать адгезивный слой, такой как варианты осуществления, проиллюстрированные на фиг. 1B и 5B. В любом из вариантов осуществления один или более слоев между слоем, содержащим частицы TiO₂, и неорганическим оксидным покрытием должны иметь общую толщину, большую или равную средней амплитуде волнообразования.

[88] Далее будут рассмотрены конкретные детали варианта осуществления структуры барьерной упаковочной пленки. На фиг. 1A показан вид в поперечном сечении барьерной упаковочной пленки 10. Барьерная упаковочная пленка 10 содержит полиолефиновую подложку 12, слой 13 неорганического покрытия и полимерный буферный слой 14, расположенный между полиолефиновой подложкой 12 и слоем 13 неорганического покрытия. Полимерный буферный слой 14 находится в непосредственном контакте со слоем 13 неорганического покрытия. Полимерный буферный слой 14 может находиться в непосредственном контакте с полиолефиновой подложкой 12, как показано на фиг. 1A, или между полимерным буферным слоем 14 и полиолефиновой подложкой 12 может присутствовать один или более дополнительных слоев. В некоторых вариантах осуществления барьерная упаковочная пленка 10 также содержит полиолефиновый изоляционный слой 11, слой 16 с печатными знаками и адгезивный слой 15. Полиолефиновая подложка 12 образует внешний слой барьерной упаковочной пленки 10, а полиолефиновый изоляционный слой 11 образует противоположный внешний слой барьерной упаковочной пленки 10.

[89] Варианты осуществления барьерной упаковочной пленки, которые содержат слой с печатными знаками, непосредственно смежный со слоем неорганического покрытия, могут содержать подслои внутри слоя с печатными знаками. Подслой праймера может быть непосредственно смежным со слоем неорганического покрытия, за которым следуют один или более подслоев, содержащих пигмент. Подслой, содержащий праймер, может представлять собой непрерывный слой. Подслой, содержащий праймер, может действовать как второй буферный слой, как будет описано ниже.

[90] В дополнительном альтернативном варианте осуществления на фиг. 1B показан вид в поперечном сечении подобной барьерной упаковочной пленки 10. В данном случае было изменено местоположение слоя 16 печатных знаков и адгезивного слоя 15. В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 1B, показано, что либо может быть напечатана комбинация полиолефиновая подложка 12/полимерный буферный слой 14/слой 13 неорганического покрытия, либо перед стадией наслоения может быть напечатан полиолефиновый изоляционный слой 11. В еще одном варианте осуществления (не показан) обе части могут быть напечатаны до наслоения.

[91] На фиг. 2 показан вид в поперечном сечении конкретного варианта осуществления барьерной упаковочной пленки 20. На фиг. 2 барьерная упаковочная пленка 20 содержит полиолефиновую подложку 22, слой 23 неорганического покрытия и полимерный буферный слой 24, расположенный между полиолефиновой подложкой 22 и слоем 23 неорганического покрытия. Полимерный буферный слой 24 находится в непосредственном контакте со слоем 23 неорганического покрытия. Полимерный буферный слой 24 может находиться в непосредственном контакте с полиолефиновой подложкой 22, как показано на фиг. 2, или между полимерным буферным слоем 24 и полиолефиновой подложкой 22 может присутствовать один или более дополнительных слоев. В некоторых вариантах осуществления барьерная упаковочная пленка 20 также содержит полиолефиновый изоляционный слой 21, слой 26 с печатными знаками и адгезивный слой 25. Слой 26 с печатными знаками образует внешний слой барьерной упаковочной пленки 20, а полиолефиновый изоляционный слой 21 образует противоположный внешний слой барьерной упаковочной пленки 20. В таком случае слой 26 с печатными знаками может содержать теплостойкий подслой покровного лака для защиты пигментированных слоев от затвердевания и воздействия источников тепла. Преимущество такого варианта осуществления заключается в том, что может быть выполнено гладкое (без печати) ламинирование пленки в большом масштабе, а затем на меньших частях пленки могут быть напечатаны конкретные графические изображения для каждого применения упаковки. Это обеспечивает возможность исключения значительного количества обрезков материала во время процесса производства упаковочной пленки.

[92] На фиг. 3 показан вид в поперечном сечении другого варианта осуществления барьерной упаковочной пленки 30. В этом варианте осуществления барьерная упаковочная пленка 30 содержит полиолефиновую подложку 32, слой 33 неорганического покрытия и полимерный буферный слой 34, расположенный между полиолефиновой подложкой 32 и слоем 33 неорганического покрытия. Полимерный буферный слой 34 находится в непосредственном контакте со слоем 33 неорганического покрытия. Полимерный буферный слой 34 может находиться в непосредственном контакте с полиолефиновой подложкой 32, как показано на фиг. 3, или между полимерным буферным слоем 34 и полиолефиновой подложкой 32 может присутствовать один или более дополнительных слоев. В некоторых вариантах осуществления барьерная упаковочная пленка 30 также содержит полиолефиновый изоляционный слой 31, ориентированный внешний слой 37, слой 36 с печатными знаками и адгезивный слой 35. В некоторых вариантах осуществления полиолефиновый изоляционный слой 31 является частью (т. е. представляет собой подслой) полиолефиновой подложки 32. Ориентированный внешний слой 37 получен из полиолефина и образует внешний слой барьерной упаковочной пленки 30. Полиолефиновый изоляционный слой 31 образует противоположный внешний слой барьерной упаковочной пленки 30.

[93] Пример барьерной упаковочной пленки 30, представленной на фиг. 3, включает BOPP (37) / печатные знаки (36) / адгезив (35) / SiOx (33) / PU буфер (34) / многослойный MDOPP (32), при этом пленка (32) из MDOPP содержит внешний слой (31), который содержит полипропиленовые материалы, подходящие для термической сварки.

[94] На фиг. 4 показан вид в поперечном сечении другого варианта осуществления барьерной упаковочной пленки 40. На фиг. 4 барьерная упаковочная пленка 40 содержит полиолефиновую подложку 42, слой 43 неорганического покрытия и полимерный буферный слой 44, расположенный между полиолефиновой подложкой 42 и слоем 43 неорганического покрытия. Полимерный буферный слой 44 находится в непосредственном контакте со слоем 43 неорганического покрытия. В некоторых вариантах осуществления полимерный буферный слой 44 может находиться в непосредственном контакте с полиолефиновой подложкой 42, как показано на фиг. 4, или между полимерным буферным слоем 44 и полиолефиновой подложкой 42 может присутствовать один или более дополнительных слоев. В некоторых вариантах осуществления барьерная упаковочная пленка 40 также содержит полиолефиновый изоляционный слой 41, слой 46 с печатными знаками, адгезивный слой 45 и второй полимерный буферный слой 48. Полиолефиновая подложка 42 образует внешний слой барьерной упаковочной пленки 40, а полиолефиновый изоляционный слой 41 образует противоположный внешний слой барьерной упаковочной пленки 40. В некоторых вариантах осуществления второй полимерный буферный слой 48 находится в непосредственном контакте со слоем 43 неорганического покрытия, противоположным первому полимерному буферному слою 44. В некоторых вариантах осуществления второй полимерный буферный слой 48 имеет такие же свойства, что и первый полимерный буферный слой 44 в отношении состава, толщины и физических свойств. В некоторых вариантах осуществления второй полимерный буферный слой 48 имеет свойства, отличные от свойств первого полимерного буферного слоя 44. Дополнительный буферный слой важен в структурах, в которых как полиолефиновая подложка, так и полиолефиновый изоляционный слой демонстрируют свойства усадки при повышенных температурах.

[95] В некоторых вариантах осуществления полиолефиновая подложка имеет значение свободного усадки более нуля в по меньшей мере одном из направлений, включая машинное направление или поперечное направление, при 95 °C. Свободная усадка полиолефиновой подложки при 95°C или при другой повышенной температуре обработки, которой подвергается барьерная упаковочная пленка, вызывает уменьшение площади поверхности полиолефиновой подложки. Считается, что любой слой, смежный с подвергающейся усадке полиолефиновой подложкой или рядом с ней, испытывает силу усадки в направлении x-y вследствие уменьшения площади поверхности.

[96] Свободная усадка полиолефиновой подложки при 95°C может находиться в диапазоне от 0,5% до 10%, в диапазоне от 0,5% до 8%, в диапазоне от 1% до 10% или в диапазоне от 1% до 6%. Свободная усадка полиолефиновой подложки может быть измерена только на полиолефиновой подложке (включая любые подслои, которые могут присутствовать). В качестве альтернативы, свободную усадку полиолефиновой подложки можно измерять на комбинации полиолефиновой подложки и полимерного буферного слоя с любыми промежуточными слоями вместе. Свободная усадка полиолефиновой подложки может быть измерена, когда полиолефиновая подложка соединена со слоем неорганического покрытия, включая полимерный буферный слой и любые другие промежуточные слои.

[97] Полиолефиновая подложка содержит любой полимер, включая, но не ограничиваясь ими, полиэтилен, полипропилен или смеси указанных полимеров. Полиолефиновая подложка может содержать любое количество подслоев. Подслои полиолефиновой подложки могут содержать полимеры одного и того же класса полимеров (т. е. все слои представляют собой различные типы полипропиленовых полимеров), или подслои могут быть из разных классов полимеров. Полиолефиновая подложка может быть ориентированной или неориентированной. Полиолефиновая подложка может быть относительно прозрачной, полупрозрачной или непрозрачной. Полиолефиновая подложка может иметь печатные знаки, нанесенные на любую из ее основных поверхностей.

[98] Полиолефиновая подложка может представлять собой пленку, и пленка может быть получена любым известным способом, например, экструзией с раздувом или поливом. Полиолефиновая подложка может представлять собой моноаксиально ориентированную полипропиленовую пленку (MDOPP), биаксиально ориентированную полипропиленовую пленку (BOPP), моноаксиально ориентированную полиэтиленовую пленку (MDOPE) или биаксиально ориентированную полиэтиленовую пленку (BOPE). Полиолефиновая подложка может быть получена с использованием специальных полимеров и может быть ориентирована с использованием специальных условий, которые оптимизируют термостойкость пленки.

[99] Полиолефиновая подложка может иметь толщину (до усадки) в диапазоне от 6 мкм до 100 мкм. В некоторых вариантах осуществления полиолефиновая подложка может иметь толщину в диапазоне от 10 мкм до 50 мкм или в диапазоне от 10 мкм до 30 мкм.

[100] Слой неорганического покрытия барьерной упаковочной пленки может представлять собой металл или неорганический оксид, который был нанесен посредством вакуумного осаждения, такого как химическое осаждение из паровой фазы или физическое осаждение из паровой фазы. В качестве альтернативы, слой неорганического покрытия может быть нанесен с использованием влажного метода химического осаждения. Слой неорганического покрытия нанесен на поверхность полимерного буферного слоя. Слой неорганического покрытия является смежным с полимерным буферным слоем и находится в непосредственном контакте с ним.

[101] Слой неорганического покрытия вносит значительный вклад в кислородонепроницаемость (уменьшение OTR) барьерной упаковочной пленки. Слой неорганического покрытия может представлять собой прозрачное оксидное покрытие, такое как AlOx (т. е. оксид алюминия) или SiOx (т. е. оксид кремния). Оксидное покрытие может быть получено посредством процесса вакуумного осаждения.

[102] Слой неорганического покрытия может содержать металлический слой, такой как алюминий или смесь алюминия и другого металла. Металлический слой может быть получен посредством процесса вакуумного осаждения.

[103] Как показано на фиг. 1A, 1B, 2, 3 и 4, слой 13, 23, 33, 43 неорганического покрытия имеет толщину 13A, 23A, 33A, 43A, измеренную в направлении z. Слой 13, 23, 33, 43 неорганического покрытия имеет толщину 13A, 23A, 33A, 43A в диапазоне от 0,005 мкм до 0,1 мкм, в диапазоне от 0,005 мкм до 0,06 мкм, в диапазоне от 0,01 мкм до 0,1 мкм или в диапазоне от 0,01 мкм до 0,06 мкм. Слой неорганического покрытия, имеющий толщину, превышающую указанные диапазоны, может быть причиной того, что указанный слой не может сгибаться в волнистую структуру для адаптации к изменению площади поверхности без растрескивания или иного повреждения.

[104] В некоторых вариантах осуществления полимерный буферный слой барьерной упаковочной пленки расположен между полиолефиновой подложкой и слоем неорганического покрытия. В некоторых вариантах осуществления полимерный буферный слой находится в непосредственном контакте со слоем неорганического покрытия. Полимерный буферный слой может находиться в непосредственном контакте с полиолефиновой подложкой. Полимерный буферный слой может представлять собой подслой внутри пленки, которая также содержит полиолефиновую подложку. В некоторых вариантах осуществления барьерной упаковочной пленки между полимерным буферным слоем и полиолефиновой подложкой могут присутствовать промежуточные слои.

[105] Без ограничения, варианты осуществления полимерного буферного слоя могут включать полимеры, такие как сополимер винилового спирта, полимер на основе полиуретана, полимер на основе полипропилена, полимер на основе полимолочной кислоты, смеси указанных полимеров или смеси указанных материалов с другими материалами. Как и в предыдущем случае, без ограничения, полимерный буферный слой может быть получен путем нанесения покрытия, экструзии, совместной экструзии или наслоения. Буферный слой может обладать внутренним барьерным свойством (кислородо- или влагонепроницаемостью), которое может способствовать общему барьерному свойству барьерной упаковочной пленки.

[106] Как показано на фиг. 1A, 1B, 2, 3 и 4, полимерный буферный слой 14, 24, 34, 44 имеет толщину 14A, 24A, 34A, 44A, измеренную в направлении z. Полимерный буферный слой 14, 24, 34, 44 имеет толщину 14A, 24A, 34A, 44A в диапазоне от 0,5 мкм до 12 мкм, в диапазоне от 1 мкм до 5 мкм или в диапазоне от 1 мкм до 2,5 мкм.

[107] Отношение толщины полимерного буферного слоя барьерной упаковочной пленки к толщине слоя неорганического покрытия барьерной упаковочной пленки находится в диапазоне от 20 до 500 или в диапазоне от 30 до 120. Соотношение толщин в указанном диапазоне является одним из комбинации факторов, которые обеспечивают образование волнистой структуры в слое неорганического покрытия при усадке полиолефиновой подложки.

[108] Полимерный буферный слой имеет модуль Юнга в диапазоне от 0,1 МПа до 100 МПа при повышенной температуре, такой как 95 °C. Такое свойство полимерного буферного слоя в сочетании с расположением и толщиной полимерного буферного слоя, среди прочих деталей структуры пленки, преимущественно обеспечивает возможность образования волнистой структуры в слое неорганического покрытия по мере усадки полиолефиновой подложки, предотвращая растрескивание и потерю барьерных свойств.

[109] Полиолефиновый изоляционный слой может содержать полиолефиновые материалы. Изоляционный слой может иметь состав полимеров, предназначенный для снижения температуры начала термической сварки для дополнения теплостойкости противоположного внешнего слоя. Несмотря на то, что изоляционный слой может иметь довольно низкую температуру размягчения, изоляционный слой может иметь достаточную целостность, чтобы выдерживать высокие температуры в процессе автоклавной стерилизации, а также другие нагрузки, которые упаковка может выдерживать во время продажи и использования.

[110] В некоторых вариантах осуществления изоляционный слой барьерной упаковочной пленки имеет состав, который будет обеспечивать возможность образования термосварного шва с получением герметичной упаковки. В контексте данного документа термин «термическая сварка» или «термосваренные» относится к двум или более поверхностям, которые были соединены друг с другом посредством приложения как тепла, так и давления в течение короткого периода времени или посредством процесса сварки с помощью ультразвуковой энергии. Термическая сварка и ультразвуковая сварка являются хорошо известными и широко используемыми способами получения упаковок и известны специалистам в данной области техники.

[111] Изоляционный слой обязательно находится на поверхности барьерной упаковочной пленки для облегчения функции уплотнения. Во время использования барьерной упаковочной пленки в упаковке изоляционный слой может быть термически сварен с самим собой или другим компонентом упаковки. Во время термосварки изоляционный слой размягчается, обеспечивая возможность образования термосварочной связи при температуре запечатывания, которая ниже, чем температурная стойкость противоположного внешнего слоя барьерной упаковочной пленки. Изоляционный слой размягчается при температуре запечатывания, которая ниже, чем температурная стойкость противоположного внешнего слоя. Считается, что изоляционный слой размягчается и образует сварной шов в условиях запечатывания (время, температура и давление), которые не вызывают чрезмерной усадки или образования трещин на внешней поверхности барьерной упаковочной пленки.

[112] Предусмотрено, что барьерная упаковочная пленка содержит большое количество полиолефина, в частности полипропилена или полиэтилена, так что барьерная упаковочная пленка может быть приемлемой для вторичной переработки. Полиолефины имеют относительно низкую теплостойкость по сравнению с материалами, традиционно используемыми для упаковочных пленок (т. е. сложным полиэфиром, алюминиевой фольгой, полиамидом). Вследствие более низкой теплостойкости, упаковка будет изготовлена с использованием процесса термической сварки при более низких температурах во избежание усадки или прожигания. Сложность, возникающая при получении барьерных упаковочных пленок, описанных в настоящем документе, заключается во включении изоляционного слоя, который имеет низкую температуру начала термической сварки (HSIT) и высокую прочность и жесткость соединения, чтобы выдерживать автоклавную обработку или пастеризацию, а также обычные условия продажи и обращения (т. е. прочность при падении и прочность на разрыв). В некоторых вариантах осуществления изоляционный слой также содержит материалы, которые одобрены для контакта с пищевыми продуктами в условиях автоклава, как того требуют государственные органы по безопасности пищевых продуктов.

[113] Изоляционный слой может содержать материал, который имеет низкую температуру начала термической сварки (HSIT). В некоторых вариантах осуществления автоклавной упаковочной изоляционный слой содержит сополимер полипропилена, имеющий температуру плавления ровно или менее 135 °C.

[114] Барьерная упаковочная пленка может иметь общую толщину от примерно 63,5 мкм до примерно 254 мкм или от примерно 76,2 мкм до примерно 152,4 мкм.

[115] Несмотря на то, что структура барьерной упаковочной пленки и любых упаковок, изготовленных из нее, содержат несколько различных элементов (изоляционный слой, полиолефиновую подложку, слой неорганического покрытия, буферный слой и т. д.), общий состав пленки или упаковки должен иметь высокое содержание материала одного типа (полиолефина или, в частности, полипропилена или полиэтилена) для облегчения вторичной переработки. Используемый в данном документе термин «общий состав» используется для описания всей структуры пленки или упаковки. Любые материалы, слои или компоненты, которые каким-либо образом соединены друг с другом, являются частью общего состава этого изделия. Барьерные упаковочные пленки могут иметь высокое содержание полимеров на основе полиолефина. Упаковочные пленки могут иметь высокое содержание полимеров на основе полипропилена. Упаковочные пленки могут иметь высокое содержание полимеров на основе полиэтилена. Упаковочные пленки, описанные в данном документе, и любые упаковки, изготовленные из них, могут быть пригодными для вторичной переработки в процессе переработки полипропилена, если изделие содержит большие количества полимеров на основе полипропилена. Упаковочные пленки, описанные в данном документе, и любые упаковки, изготовленные из них, могут быть пригодными для вторичной переработки в процессе переработки полиэтилена, если изделие содержит большие количества полимеров на основе полиэтилена. Процесс вторичной переработки смешанных полиолефинов также может допускать относительно высокое содержание полиолефинов, присутствующих в упаковочных пленках, описанных в данном документе, и любых упаковках, изготовленных из них.

[116] Барьерные упаковочные пленки, описанные в данном документе, могут иметь общий состав, который содержит по меньшей мере 80%, по меньшей мере 85% или по меньшей мере 90% полимеров на основе полиолефина по массе, что способствует пригодности пленки и/или упаковки, в которой она используется, для вторичной переработки. Содержание материалов, которые не являются полимерами на основе полиолефина, сведено к минимуму. Например, слой неорганического покрытия барьерной упаковочной пленки представляет собой материал, который не является материалом на основе полиолефина и, таким образом, его слой является как можно более тонким для надлежащего функционирования в качестве барьера. Пленка также может содержать другие материалы, не являющиеся полиолефином, такие как материалы, расположенные в адгезивном слое и слое с печатными знаками.

[117] В конкретных вариантах осуществления барьерных упаковочных пленок пленка имеет общий состав, который содержит по меньшей мере 80%, по меньшей мере 85% или по меньшей мере 90% полимеров на основе полипропилена по массе. В конкретных вариантах осуществления барьерных упаковочных пленок пленка имеет общий состав, который содержит по меньшей мере 80%, по меньшей мере 85% или по меньшей мере 90% полимеров на основе полиэтилена по массе.

[118] С помощью комбинации элементов структуры пленки, описанной в данном документе, может быть получена более термостойкая барьерная упаковочная пленка. Такие пленки могут подходить для вторичной переработки в процессе переработки материалов на основе полиолефинов благодаря высокому содержанию полиолефинов. Пленки могут иметь низкое содержание (т. е. ≤ 5% по массе) таких материалов как сложный полиэфир, полиамид, хлорсодержащие полимеры и алюминиевая фольга, или могут по существу не содержать таких материалов. Пленки могут содержать полимеры, основой которых являются не полиолефины, такие как полимеры, применяемые в адгезивных слоях или слоях краски, но количество полимеров, основой которых являются не полиолефины, сведено к минимуму и обычно составляет менее 10% от общего состава или менее 5% от общего состава по массе. Пленки могут содержать неполимерные материалы, такие как барьерные материалы, но количество неполимерных материалов сведено к минимуму и обычно составляет менее 10% от общего состава или менее 5% от общего состава по массе.

[119] Как описано ранее в данном документе, повышение температуры окружающей среды может приводить к незначительному уменьшению размера полиолефиновой подложки в одном или более направлениях. По мере повышения температуры полимерный материал размягчается, снимая напряжение, которое могло возникнуть в слое при производстве. Снятие напряжения может привести к перемещению и перегруппировке полимерных цепей и в конечном итоге к изменению (увеличению или уменьшению) размеров слоя. Распространенным результатом повышения температуры на полиолефиновой подложке является небольшое уменьшение (т. е. усадка) подложки в по меньшей мере одном направлении, параллельном плоскости x-y слоя.

[120] При усадке полиолефиновой подложки другим слоям внутри барьерной упаковочной пленки передается сжимающее усилие, при этом наибольшее усилие передается смежным слоям. Другие слои также могут иметь тенденцию к усадке при повышенной температуре, и, вероятно, свободная усадка каждого слоя несколько различна. Наибольшая разница в свободной усадке, вероятно, обнаруживается при сравнении любого полимерного слоя со слоем неорганического покрытия барьерной упаковочной пленки. Большинство неорганических покрытий не подвержены усадке при температурах, при которых полиолефиновая подложка будет подвергаться усадке (например, при 95°C или какой-либо другой температуре). Кроме того, неорганические покрытия также имеют очень высокий модуль (высокую жесткость) при указанных повышенных температурах.

[121] При использовании определенной структуры одного или более вариантов осуществления барьерных упаковочных пленок, описанных в данном документе, при воздействии повышенной температуры полиолефиновая подложка и, возможно, другие слои структуры начнут подвергаться усадке. В некоторых вариантах осуществления близко расположенный полимерный буферный слой, имеющий низкий модуль при повышенной температуре, подвергается сжимающему усилию в направлении x-y и легко выдерживает напряжение. Поверхность полимерного буферного слоя может становиться немного более плотной, или полимерный буферный слой может становиться немного толще (в направлении z) по мере уменьшения площади поверхности (в направлении x-y) полиолефиновой подложки и сжатия материала полимерного буферного слоя. Однако слой неорганического покрытия является негибким (т. е. имеет высокий модуль упругости и высокую жесткость). В результате сжимающих сил в направлении x-y, исходящих от подверженной усадке полиолефиновой подложки, и низкого модуля подстилающего (т. е. непосредственно смежного) полимерного буферного слоя, слой неорганического покрытия может иметь тенденцию к изгибу с образованием узора из волн, при этом амплитуда волн формируется в направлении z. Образование волнистой структуры сохраняет площадь поверхности слоя неорганического покрытия, предотвращая типичные трещины, которые обычно образуются под воздействием сил усадки в отсутствие соответствующего полимерного буферного слоя.

[122] Вид в поперечном сечении, показанный на фиг. 5A, иллюстрирует барьерную упаковочную пленку 50, которая идентична той, которая показана на фиг. 1A, за исключением того, что в данном случае слой неорганического покрытия образует волны. Другими словами, барьерная упаковочная пленка 10, изображенная на фиг. 1A, была подвержена воздействию повышенных температур, что вызвало усадку полиолефиновой подложки. Барьерная упаковочная пленка 50 содержит полиолефиновую подложку 52, слой 53 неорганического покрытия и полимерный буферный слой 54, расположенный между полиолефиновой подложкой 52 и слоем 53 неорганического покрытия. В некоторых вариантах осуществления полимерный буферный слой 54 находится в непосредственном контакте со слоем 53 неорганического покрытия. Полимерный буферный слой 54 может находиться в непосредственном контакте с полиолефиновой подложкой 52, как показано на фиг. 5A, или между полимерным буферным слоем 54 и полиолефиновой подложкой 52 может присутствовать один или более дополнительных слоев. В некоторых вариантах осуществления барьерная упаковочная пленка 50 также содержит полиолефиновый изоляционный слой 51, слой 56 с печатными знаками и адгезивный слой 55. В некоторых вариантах осуществления полиолефиновая подложка 52 образует внешний слой барьерной упаковочной пленки 50, а полиолефиновый изоляционный слой 51 образует противоположный внешний слой барьерной упаковочной пленки 50.

[123] Вид в поперечном сечении, показанный на фиг. 5B, иллюстрирует барьерную упаковочную пленку 50, которая идентична той, которая показана на фиг. 1B, за исключением того, что в данном случае слой неорганического покрытия образует волны. Другими словами, барьерная упаковочная пленка 10, изображенная на фиг. 1B, была подвержена воздействию повышенных температур, что вызвало усадку полиолефиновой подложки. По сравнению с фиг. 5A, было изменено местоположение слоя 56 печатных знаков и адгезивного слоя 55.

[124] Вид в поперечном сечении, показанный на фиг. 6, иллюстрирует барьерную упаковочную пленку 60, которая идентична той, которая показана на фиг. 2, за исключением того, что в данном случае слой неорганического покрытия образует волны. Другими словами, барьерная упаковочная пленка 20, изображенная на фиг. 2, была подвержена воздействию повышенных температур, что вызвало усадку полиолефиновой подложки. На фиг. 6 барьерная упаковочная пленка 60 содержит полиолефиновую подложку 62, слой 63 неорганического покрытия и полимерный буферный слой 64, расположенный между полиолефиновой подложкой 62 и слоем 63 неорганического покрытия. В некоторых вариантах осуществления полимерный буферный слой 64 находится в непосредственном контакте со слоем 63 неорганического покрытия. Полимерный буферный слой 64 может находиться в непосредственном контакте с полиолефиновой подложкой 62, как показано на фиг. 6, или между полимерным буферным слоем 64 и полиолефиновой подложкой 62 может присутствовать один или более дополнительных слоев. В некоторых вариантах осуществления барьерная упаковочная пленка 60 также содержит полиолефиновый изоляционный слой 61, слой 66 с печатными знаками и адгезивный слой 65. В некоторых вариантах осуществления слой 66 с печатными знаками образует внешний слой барьерной упаковочной пленки 60, а полиолефиновый изоляционный слой 61 образует противоположный внешний слой барьерной упаковочной пленки 60.

[125] Вид в поперечном сечении, показанный на фиг. 7, иллюстрирует барьерную упаковочную пленку 70, которая идентична той, которая показана на фиг. 3, за исключением того, что в данном случае слой неорганического покрытия образует волны. Другими словами, барьерная упаковочная пленка 30, изображенная на фиг. 3, была подвержена воздействию повышенных температур, что вызвало усадку полиолефиновой подложки. В этом варианте осуществления барьерная упаковочная пленка 70 содержит полиолефиновую подложку 72, слой 73 неорганического покрытия и полимерный буферный слой 74, расположенный между полиолефиновой подложкой 72 и слоем 73 неорганического покрытия. В некоторых вариантах осуществления полимерный буферный слой 34 находится в непосредственном контакте со слоем 73 неорганического покрытия. Полимерный буферный слой 74 может находиться в непосредственном контакте с полиолефиновой подложкой 72, как показано на фиг. 7, или между полимерным буферным слоем 74 и полиолефиновой подложкой 72 может присутствовать один или более дополнительных слоев. В некоторых вариантах осуществления барьерная упаковочная пленка 70 также содержит полиолефиновый изоляционный слой 71, ориентированный внешний слой 77, слой 76 с печатными знаками и адгезивный слой 75. В некоторых вариантах осуществления полиолефиновый изоляционный слой 71 является частью (т. е. представляет собой подслой) полиолефиновой подложки 72. В некоторых вариантах осуществления ориентированный внешний слой 77 получен из полиолефина и образует внешний слой барьерной упаковочной пленки 70. В некоторых вариантах осуществления полиолефиновый изоляционный слой 71 образует противоположный внешний слой барьерной упаковочной пленки 70.

[126] Вид в поперечном сечении, показанный на фиг. 8, иллюстрирует барьерную упаковочную пленку 80, которая идентична той, которая показана на фиг. 4, за исключением того, что в данном случае слой неорганического покрытия образует волны. Другими словами, барьерная упаковочная пленка 40, изображенная на фиг. 4, была подвержена воздействию повышенных температур, что вызвало усадку полиолефиновой подложки. На фиг. 8 барьерная упаковочная пленка 80 содержит полиолефиновую подложку 82, слой 83 неорганического покрытия и полимерный буферный слой 84, расположенный между полиолефиновой подложкой 82 и слоем 83 неорганического покрытия. В некоторых вариантах осуществления полимерный буферный слой 84 находится в непосредственном контакте со слоем 83 неорганического покрытия. Полимерный буферный слой 84 может находиться в непосредственном контакте с полиолефиновой подложкой 82, как показано на фиг. 8, или между полимерным буферным слоем 84 и полиолефиновой подложкой 82 может присутствовать один или более дополнительных слоев. В некоторых вариантах осуществления барьерная упаковочная пленка 80 также содержит полиолефиновый изоляционный слой 81, слой 86 с печатными знаками, адгезивный слой 85 и второй полимерный буферный слой 88. В некоторых вариантах осуществления полиолефиновая подложка 82 образует внешний слой барьерной упаковочной пленки 80, а полиолефиновый изоляционный слой 81 образует противоположный внешний слой барьерной упаковочной пленки 80. В некоторых вариантах осуществления второй полимерный буферный слой 88 находится в непосредственном контакте со слоем 83 неорганического покрытия, противоположным первому полимерному буферному слою 84. В некоторых вариантах осуществления второй полимерный буферный слой 88 имеет такие же свойства, что и первый полимерный буферный слой 84 в отношении состава, толщины и физических свойств.

[127] Волнистые структуры, показанные на фиг. 5A, 5B, 6, 7 и 8, характеризуются длиной волны 53C, 63C, 73C, 83C и амплитудой 53B, 63B, 73B, 83B.

[128] В некоторых вариантах осуществления барьерной упаковочной пленки, в которых была сформирована волнистая структура, средняя амплитуда волнистой структуры может находиться в диапазоне от 0,25 мкм до 1,0 мкм или в диапазоне от 0,4 мкм до 1,0 мкм. Длина волны волнистой структуры может находиться в диапазоне от 2 мкм до 5 мкм. Волнистая структура также может характеризоваться отношением длины волны к средней амплитуде, при этом указанное отношение находится в диапазоне от 2 до 20 или в диапазоне от 4 до 10.

[129] В тех вариантах осуществления барьерных упаковочных пленок, которые содержат волнистую структуру, сформированную в слое неорганического покрытия, толщина полимерного буферного слоя может быть в диапазоне от 1,1 до 20 раз больше средней амплитуды волнистой структуры. В некоторых вариантах осуществления толщина полимерного буферного слоя может быть в диапазоне от 1,5 до 5 раз больше средней амплитуды волнистой структуры.

[130] Если барьерная упаковочная пленка содержит волнистую структуру, образованную в слое неорганического покрытия, то толщина полимерного буферного слоя изменяется по длине волны. В этом случае толщину полимерного буферного слоя измеряют в центральной точке (т. е. волны, между гребнем и впадиной волны).

[131] В некоторых вариантах осуществления перед воздействием повышенных температур барьерная упаковочная пленка может иметь среднее значение скорости проникновения кислорода (OTR), которое меньше или равно 2 см³/м²/день, меньше или равно 1 см³/м²/день, меньше или равно 0,5 см³/м²/день или меньше или равно 0,1 см³/м²/день (при измерении в соответствии с ASTM F1927 с применением условий: 1 атмосфера, 23°C и 50% ОВ). В некоторых вариантах осуществления после воздействия типичного процесса автоклавной стерилизации барьерная упаковочная пленка имеет среднее значение OTR, которое меньше или равно 2 см³/м²/день, меньше или равно 1 см³/м²/день, меньше или равно 0,5 см³/м²/день или меньше или равно 0,1 см³/м²/день. Среднее значение OTR может быть близко, на уровне или ниже минимального уровня обнаружения измерительного устройства. Типичный процесс автоклавной стерилизации завершается вырезанием части упаковочной пленки размером A4 по DIN и стерилизацией паром в течение 60 минут при 128°C и избыточном давлении 2,5 бар с последующим охлаждением водяным душем.

[132] Волнистая структура может образовываться, когда барьерная упаковочная пленка подвергается воздействию температур выше 95 °C. Волнистая структура может образовываться в процессе любого типа. Например, во время или после превращения барьерной упаковочной пленки пленка может быть нагрета с помощью ролика или в печи. Ролик должен быть нагрет до температуры, которая может повышать температуру пленки, вызывая образование волн. Затем эту пленку можно использовать для упаковки или для другого применения. В качестве альтернативы, барьерная упаковочная пленка может подвергаться воздействию повышенных температур во время или после формования материала в упаковку, ее заполнения продуктом и герметичного запечатывания. Повышенная температура может быть частью автоклавного процесса или другого типа пастеризации.

[133] Барьерная упаковочная пленка может быть сформирована в упаковки с другими компонентами упаковки или без них. Например, барьерная упаковочная пленка 210 может быть сформирована в гибкий пакет 200 с устойчивым дном, как показано на фиг. 10. В другом варианте осуществления герметично запечатанной упаковки 100 барьерная упаковочная пленка 95 может представлять собой материал крышки, приваренный к термоформованному лотку или чашке, как показано на фиг. 9.

[134] Барьерные упаковочные пленки, описанные в настоящем документе, сохраняют превосходные барьерные свойства и внешний вид даже после того, как пленка была сформована в упаковку, заполнена, герметично запечатана и подвергнута автоклавной стерилизации.

[135] Далее настоящее изобретение описано со ссылкой на следующие примеры.

ПРИМЕРЫ И ДАННЫЕ

[136] Получали несколько пленочных структур, обобщенно описанных ниже в таблице 1.

Таблица 1: Пленочные структуры примеров и сравнительного примера

Идентификация Структура Содержание полипропилена, % по массе Пример 1 18 мкм BOPP/1,7 мкм PU/0,04 мкм SiOx/3,5 мкм адг. / 60 мкм PP 93.7% Пример 2 18 мкм BOPP/1,7 мкм PU/0,03 мкм алюминий/3,5 мкм адг. / 60 мкм PP 93.7% Пример 3 19 мкм BOPP с HS/0,008 мкм SiOx/3,5 мкм адг. / 60 мкм PP 95.7% Сравнительный пример 4 19 мкм BOPP с HS/0,05 мкм SiOx/3,5 мкм адг. / 60 мкм PP 95.7% Пример 5 18 мкм BOPP/1,7 мкм PU/0,04 мкм SiOx/0,7 мкм PU/3,5 мкм адг. / 60 мкм PP 92.9% Пример 6 25 мкм OPP/1,7 мкм PU/0,03 мкм SiOx/3,5 мкм адг. / 60 мкм PP 94.2%

[137] Пленочную структуру из примера 1 получали путем нанесения дисперсии полиуретана на водной основе (PU) на поверхность биаксиально ориентированной полипропиленовой пленки толщиной 18 мкм с получением покрытия толщиной 1,7 мкм после высушивания дисперсии. Покрытие из оксида кремния (SiOx) наносили путем осаждения из паровой фазы на поверхность PU покрытия. Затем с помощью адгезива наслаивали полипропиленовый изоляционный слой толщиной 60 мкм на покрытие из оксида кремния.

[138] Пленочную структуру из примера 2 получали путем нанесения дисперсии полиуретана на водной основе (PU) на поверхность биаксиально ориентированной полипропиленовой пленки толщиной 18 мкм с получением покрытия толщиной 1,7 мкм после высушивания дисперсии. Алюминиевое покрытие наносили путем осаждения из паровой фазы на поверхность PU покрытия. Затем с помощью адгезива наслаивали полипропиленовый изоляционный слой толщиной 60 мкм на алюминиевое покрытие.

[139] Пленочную структуру из примера 3 и сравнительного примера 4 получали путем первоначального нанесения слоя покрытия из оксида кремния на термосвариваемую поверхность термосвариваемого биаксиально ориентированного полипропилена (BOPP с HS) толщиной 19 мкм. Термосвариваемый слой пленки BOPP имел толщину приблизительно 0,7 мкм и выполнен из материала, который подходит для буферного слоя. Затем с помощью адгезива наслаивали полипропиленовый изоляционный слой толщиной 60 мкм на слой покрытия из оксида кремния.

[140] Пленочную структуру из примера 5 получали путем нанесения дисперсии полиуретана на водной основе (PU) на поверхность биаксиально ориентированной полипропиленовой пленки толщиной 18 мкм с получением покрытия толщиной 1,7 мкм после высушивания дисперсии. Покрытие из оксида кремния (SiOx) наносили путем осаждения из паровой фазы на поверхность PU покрытия. Затем на поверхность покрытия из оксида кремния наносили дополнительный слой дисперсии PU на водной основе. Затем с помощью адгезива наслаивали полипропиленовый изоляционный слой толщиной 60 мкм на обнаженное PU буферное покрытие.

[141] Пленочную структуру из примера 6 получали путем нанесения дисперсии полиуретана на водной основе (PU) на поверхность термостабилизированной биаксиально ориентированной полипропиленовой пленки толщиной 25 мкм с получением покрытия толщиной 1,7 мкм после высушивания дисперсии. Покрытие из оксида кремния (SiOx) наносили путем осаждения из паровой фазы на поверхность PU покрытия. Затем с помощью адгезива наслаивали полипропиленовый изоляционный слой толщиной 60 мкм на покрытие из оксида кремния.

[142] Для каждой структуры из примеров и сравнительного примера, перечисленных в таблице 1, в таблице 2 указан слой полиолефиновой подложки данной структуры (или ее эквивалент для сравнительного примера) и свободная усадка этого слоя при 95°C. Кроме того, в таблице 2 указан полимерный буферный слой данной структуры (или ее эквивалент для сравнительного примера) и модуль Юнга материала буферного слоя при 95°C.

Таблица 2: Свободная усадка слоя полиолефиновой подложки и

модуль Юнга полимерного буферного слоя при повышенной температуре

Идентификация Слой полиолефиновой подложки Свободная усадка (%) Полимерный буферный слой Модуль Юнга (МПа) Пример 1 BOPP 18 мкм 2.9 PU 1,7 мкм 25 Пример 2 BOPP 18 мкм 2.9 PU 1,7 мкм 25 Пример 3 BOPP 19 мкм с HS 1 BOPP 19 мкм с HS 90 Сравн. пример 4 BOPP 19 мкм с HS 1 BOPP 19 мкм с HS 90 Пример 5 BOPP 18 мкм 2.9 PU 1,7 мкм и PU 0,7 мкм 25 Пример 6 BOPP 25 мкм 0.8 PU 1,7 мкм 25

[143] Данные модуля Юнга, показанные в таблице 3, получали технологией атомно-силовой микроскопии (AFM) с использованием режима PinPoint™ на приборе Park Systems NX10 AFM. Для определения механического модуля Юнга полимерного буферного слоя образцы полиолефиновой подложки/полимерного буферного слоя закрепляли на нагревательной платформе. Платформу нагревали до соответствующей температуры испытания. Для силовой спектроскопии использовали силиконовый наконечник, установленный на силиконовом кантилевере с определенным радиусом наконечника, составляющим 30 нм (SD-R30-FM, доступный в продаже у компании NanoAndMore GmbH). Модуль Юнга рассчитывали по полученной кривой зависимости смещения от силы.

[144] Для каждой структуры из примеров и сравнительного примера, перечисленных в таблице 1, в таблице 3 показано отношение толщины слоев для полимерного буферного слоя и слоя неорганического покрытия.

Таблица 3: Отношение толщины полимерного буферного слоя к толщине слоя неорганического покрытия

Идентификация Толщина полимерного буферного слоя (мкм) Толщина слоя неорганического покрытия (мкм) Отношение Пример 1 1.7 0.04 42.5 Пример 2 1.7 0.03 56.7 Пример 3 0.7 0.008 87.5 Сравн. пример 4 0.7 0.05 14 Пример 5 1.7 0.04 42.5 Пример 6 1.7 0.03 56.7

[145] Таблица 4 содержит обобщение об образовании волн в структурах из примеров и сравнительного примера. Структуры нагревали до температуры выше 95°C и затем проверяли на наличие волн.

Таблица 4: Образование волн в примерах и сравнительном примере

Идентификация Условия нагрева Наличие волн Средняя амплитуда
(нм) Длина волны
(мкм) Отношение: Толщина буферного слоя/
средняя амплитуда Отношение:
Длина волны/средняя амплитуда Пример 1 Автоклав, 127°C, 50 минут Да 720 4.5 1.7/0.72=2.36 4.5/0.72=6.25 Пример 2 Воздействие 130°C, 15 минут Да Н/Д Н/Д Н/Д Н/Д Пример 3 Автоклав, 127°C, 50 минут Да Н/Д 0.8 Н/Д Н/Д Сравн. пример 4 Автоклав, 127°C, 50 минут Да 550 4 0.7/0.55=1.27 4/0.55=7.3 Пример 6 Автоклав, 127°C, 50 минут Да Н/Д 5.8 Н/Д Н/Д

[146] Микрофотографии вида сверху нескольких пленочных структур показаны на фигурах 12A, 12B и 12C соответственно. Пленка, показанная на фиг. 12A, имеет структуру 18 мкм BOPP/1,7 мкм PU/0,04 мкм SiOx. Пленка, показанная на фиг. 12B, имеет структуру 18 мкм BOPP/1,7 мкм PU/0,05 мкм SiOx. Пленка, показанная на фиг. 12C, имеет структуру 60 мкм PP/3,5 мкм адг. / 18 мкм BOPP/1,7 мкм PU/0,04 мкм SiOx. Полиуретановая дисперсия, используемая в структуре, показанной на фиг. 12B, имеет очень высокий модуль Юнга (более 900 МПа) при 95°C и, следовательно, не соответствует необходимым условиям для образования волн. Следует отметить, что три микрофотографии, представленные на фиг. 12A, 12B и 12C, были сделаны не при одинаковом увеличении и не показывают относительные характеристики волн. Вместо этого на микрофотографиях показано образование четких волн в различных узорах (фигуры 12A и 12C) и пример отсутствия образования волн, включая четкие трещины в слое неорганического покрытия (фиг. 12B).

[147] Результат образования волн в отношении барьерных характеристик пленочных структур очевиден из данных, приведенных в таблицах 5a и 5b. Пленки, которые выполнены с возможностью образования волн при нагревании и усадке пленки, имеют значительно меньшую потерю кислородонепроницаемости (меньшее увеличение OTR).

Таблица 5a: Данные о среднем пропускании кислорода для структур из примеров

и сравнительного примера

Идентификация OTR* - до нагревания OTR* - после нагревания Соотношение: после/до Пример 1 0.1 0.5 5 Пример 2 0.1 0.18 1.8 Пример 3 33.7 63.7 1.9 Сравн. пример 4 3.54 149.3 42 Пример 5 0.07 0.16 2.3 Пример 6 0.1 0.6 6

*Единицы OTR представляют собой см³/(м² 24ч бар) при измерении по ASTM 3985-2005 при 23°C и 50% ОВ.

Таблица 5b: Данные о пропускании влаги для структур из примеров

и сравнительного примера

Идентификация MVTR** - до нагревания MVTR** - после нагревания Соотношение: после/до Пример 1 0.5 1.4 2.8 Пример 2 0.9 2 2.2 Пример 3 3.2 3.1 1 Сравн. пример 4 0.71 2.5 3.5 Пример 5 0.73 0.93 1.3 Пример 6 0.19 1 5.2

**Единицы WVTR представляют собой г/(м² 24ч бар) при измерении по ASTM F 1249-90 при 38°C и 90% ОВ.

ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[148] Вариант осуществления 1: Барьерная упаковочная пленка, содержащая: полиолефиновую подложку, при этом полиолефиновая подложка характеризуется свободной усадкой в диапазоне от 0,5% до 10% по меньшей мере в одном из направлений, включая машинное направление и поперечное направление, при 95°C согласно ASTM D2732, слой неорганического покрытия, имеющий толщину в диапазоне от 0,005 мкм до 0,1 мкм, полимерный буферный слой, расположенный между полиолефиновой подложкой и слоем неорганического покрытия и находящийся в непосредственном контакте с ними, при этом полимерный буферный слой имеет толщину в диапазоне от 0,5 мкм до 12 мкм, и полиолефиновый изоляционный слой, при этом существует определенное отношение толщины полимерного буферного слоя к толщине слоя неорганического покрытия, составляющее от 20 до 500; и при этом полимерный буферный слой имеет модуль Юнга в диапазоне 0,1 МПа до 100 МПа, рассчитанный на основании измерений, проведенных при 95 °C, в соответствии с ASTM E2546-15 с приложением X.4.

[149] Вариант осуществления 2: Барьерная упаковочная пленка по варианту осуществления 1, дополнительно содержащая адгезивный слой, при этом: полиолефиновая подложка представляет собой первый внешний слой, полиолефиновый изоляционный слой представляет собой второй внешний слой, а адгезивный слой расположен между полиолефиновым изоляционным слоем и слоем неорганического покрытия.

[150] Вариант осуществления 3: Барьерная упаковочная пленка по варианту осуществления 2, дополнительно содержащая слой с печатными знаками, расположенный между полиолефиновым изоляционным слоем и слоем неорганического покрытия.

[151] Вариант осуществления 4: Барьерная упаковочная пленка по варианту осуществления 1, дополнительно содержащая слой с печатными знаками и адгезивный слой, при этом: слой с печатными знаками представляет собой первый внешний слой, полиолефиновый изоляционный слой представляет собой второй внешний слой, а адгезивный слой расположен между полиолефиновым изоляционным слоем и слоем неорганического покрытия.

[152] Вариант осуществления 5: Барьерная упаковочная пленка по любому из предыдущих вариантов осуществления, отличающаяся тем, что полиолефиновая подложка представляет собой ориентированную полипропиленовую пленку, а полиолефиновый изоляционный слой представляет собой полипропиленовый изоляционный слой.

[153] Вариант осуществления 6: Барьерная упаковочная пленка по варианту осуществления 5, отличающаяся тем, что ориентированная полипропиленовая пленка содержит гомополимерный полипропилен.

[154] Вариант осуществления 7: Барьерная упаковочная пленка по любому из вариантов осуществления 1-4, отличающаяся тем, что полиолефиновая подложка представляет собой ориентированную полиэтиленовую пленку, а полиолефиновый изоляционный слой представляет собой полиэтиленовый изоляционный слой.

[155] Вариант осуществления 8: Барьерная упаковочная пленка по варианту осуществления 1, дополнительно содержащая ориентированный полиолефиновый внешний слой и адгезивный слой, при этом: полиолефиновый изоляционный слой представляет собой подслой полиолефиновой подложки, а адгезивный слой расположен между ориентированным полиолефиновым внешним слоем и слоем неорганического покрытия.

[156] Вариант осуществления 9: Барьерная упаковочная пленка по варианту осуществления 8, дополнительно содержащая слой с печатными знаками, расположенный между ориентированным полиолефиновым внешним слоем и слоем неорганического покрытия.

[157] Вариант осуществления 10: Барьерная упаковочная пленка по одному из предыдущих вариантов осуществления, отличающаяся тем, что барьерная упаковочная пленка имеет общий состав, содержащий более или ровно 80% полиолефина по массе.

[158] Вариант осуществления 11: Барьерная упаковочная пленка по любому из предыдущих вариантов осуществления, отличающаяся тем, что полиолефиновая подложка имеет толщину в диапазоне от 10 мкм до 100 мкм.

[159] Вариант осуществления 12: Барьерная упаковочная пленка по любому из предыдущих вариантов осуществления, отличающаяся тем, что полимерный буферный слой имеет толщину в диапазоне от 1 мкм до 5 мкм.

[160] Вариант осуществления 13: Барьерная упаковочная пленка по любому из предыдущих вариантов осуществления, отличающаяся тем, что слой неорганического покрытия содержит металлический слой или слой оксидного покрытия, и толщина слоя неорганического покрытия находится в диапазоне от 0,005 мкм до 0,06 мкм.

[161] Вариант осуществления 14: Барьерная упаковочная пленка по любому из предыдущих вариантов осуществления, отличающаяся тем, что отношение толщины полимерного буферного слоя к толщине слоя неорганического покрытия находится в диапазоне от 30 до 120.

[162] Вариант осуществления 15: Барьерная упаковочная пленка по любому из предыдущих вариантов осуществления, отличающаяся тем, что полимерная подложка характеризуется свободной усадкой в диапазоне от 1% до 6% при 95°C в соответствии с ASTM D2732.

[163] Вариант осуществления 16: Барьерная упаковочная пленка по любому из предыдущих вариантов осуществления, отличающаяся тем, что полимерный буферный слой содержит сополимер винилового спирта, полимер на основе полипропилена, полимер на основе полиуретана или полимолочную кислоту.

[164] Вариант осуществления 17: Барьерная упаковочная пленка по любому из предыдущих вариантов осуществления, дополнительно содержащая второй полимерный буферный слой, находящийся в непосредственном контакте со слоем неорганического покрытия.

[165] Вариант осуществления 18: Барьерная упаковочная пленка, содержащая: полиолефиновую подложку, слой неорганического покрытия, полимерный буферный слой, расположенный между полиолефиновой подложкой и слоем неорганического покрытия, при этом полимерный буферный слой находится в непосредственном контакте со слоем неорганического покрытия, и полиолефиновый изоляционный слой, при этом слой неорганического покрытия содержит волнистую структуру, характеризующуюся средней амплитудой в диапазоне от 0,25 мкм до 1,0 мкм и длиной волны в диапазоне от 2 мкм до 5 мкм, а полимерный буферный слой имеет толщину, которая от 1,1 до 20 раз больше средней амплитуды указанной волнистой структуры.

[166] Вариант осуществления 19: Барьерная упаковочная пленка по варианту осуществления 18, дополнительно содержащая адгезивный слой, при этом: полиолефиновая подложка представляет собой первый внешний слой, полиолефиновый изоляционный слой представляет собой второй внешний слой, а адгезивный слой расположен между полиолефиновым изоляционным слоем и слоем неорганического покрытия.

[167] Вариант осуществления 20: Барьерная упаковочная пленка по варианту осуществления 19, дополнительно содержащая слой с печатными знаками, расположенный между полиолефиновым изоляционным слоем и слоем неорганического покрытия.

[168] Вариант осуществления 21: Барьерная упаковочная пленка по варианту осуществления 18, дополнительно содержащая слой с печатными знаками и адгезивный слой, при этом: слой с печатными знаками представляет собой первый внешний слой, полиолефиновый изоляционный слой представляет собой второй внешний слой, а адгезивный слой расположен между полиолефиновым изоляционным слоем и слоем неорганического покрытия.

[169] Вариант осуществления 22: Барьерная упаковочная пленка по любому из вариантов осуществления 18-21, отличающаяся тем, что полиолефиновая подложка представляет собой ориентированную полипропиленовую пленку, а полиолефиновый изоляционный слой представляет собой полипропиленовый изоляционный слой.

[170] Вариант осуществления 23: Барьерная упаковочная пленка по варианту осуществления 22, отличающаяся тем, что ориентированная полипропиленовая пленка содержит гомополимерный полипропилен.

[171] Вариант осуществления 24: Барьерная упаковочная пленка по любому из вариантов осуществления 18-21, отличающаяся тем, что полиолефиновая подложка представляет собой ориентированную полиэтиленовую пленку, а полиолефиновый изоляционный слой представляет собой полиэтиленовый изоляционный слой.

[172] Вариант осуществления 25: Барьерная упаковочная пленка по варианту осуществления 18, дополнительно содержащая ориентированный полиолефиновый внешний слой и адгезивный слой, при этом: полиолефиновый изоляционный слой представляет собой подслой полиолефиновой подложки, а адгезивный слой расположен между полиолефиновым внешним слоем и слоем неорганического покрытия.

[173] Вариант осуществления 26: Барьерная упаковочная пленка по варианту осуществления 25, дополнительно содержащая слой с печатными знаками, расположенный между полиолефиновым внешним слоем и слоем неорганического покрытия.

[174] Вариант осуществления 27: Барьерная упаковочная пленка по одному из вариантов осуществления 18-26, отличающаяся тем, что барьерная упаковочная пленка имеет общий состав, содержащий более или ровно 80% полиолефина по массе.

[175] Вариант осуществления 28: Барьерная упаковочная пленка по любому из вариантов осуществления 18-27, отличающаяся тем, что полиолефиновая подложка имеет толщину в диапазоне от 10 мкм до 100 мкм.

[176] Вариант осуществления 29: Барьерная упаковочная пленка по любому из вариантов осуществления 18-28, отличающаяся тем, что полимерный буферный слой имеет толщину в диапазоне от 1 до 5 мкм.

[177] Вариант осуществления 30: Барьерная упаковочная пленка по любому из вариантов осуществления 18-29, отличающаяся тем, что слой неорганического покрытия содержит металлический слой или слой оксидного покрытия, и толщина слоя неорганического покрытия находится в диапазоне от 0,005 мкм до 0,06 мкм.

[178] Вариант осуществления 31: Барьерная упаковочная пленка по любому из вариантов осуществления 18-30, отличающаяся тем, что отношение толщины полимерного буферного слоя к толщине слоя неорганического покрытия находится в диапазоне от 30 до 120.

[179] Вариант осуществления 32: Барьерная упаковочная пленка по любому из вариантов осуществления 18-31, отличающаяся тем, что волнистая структура неорганического слоя характеризуется отношением длины волны к средней амплитуде, при этом указанное отношение находится в диапазоне от 2 до 20.

[180] Вариант осуществления 33: Барьерная упаковочная пленка по любому из вариантов осуществления 18-32, отличающаяся тем, что полимерный буферный слой содержит сополимер винилового спирта, полимер на основе полипропилена, полимер на основе полиуретана или полимолочную кислоту.

[181] Вариант осуществления 34: Барьерная упаковочная пленка по любому из вариантов осуществления 18-33, дополнительно содержащая второй полимерный буферный слой, находящийся в непосредственном контакте со слоем неорганического покрытия.

[182] Вариант осуществления 35: Герметически запечатанная упаковка, содержащая барьерную упаковочную пленку по любому из вариантов осуществления 1-34.

[183] Вариант осуществления 36: Барьерная упаковочная пленка по из предыдущих вариантов осуществления барьерной упаковочной пленки, которая содержит слой с печатными знаками и слой неорганического покрытия, содержащий волнистую структуру, при этом слой с печатными знаками содержит подслой, содержащий частицы TiO₂, и при этом имеется по меньшей мере один слой, расположенный между подслоем, содержащим частицы TiO₂, и слоем неорганического покрытия, и по меньшей мере один слой, расположенный между подслоем, содержащим частицы TiO₂, и слоем неорганического покрытия, имеет общую толщину, которая больше или равна средней амплитуде волнообразования.

Изобретение относится к структурам теплостойкой многослойной барьерной пленки. Упаковочная пленка содержит слой полиолефиновой подложки, имеющий толщину в диапазоне от 10 до 100 мкм, слой неорганического покрытия и полимерный буферный слой, расположенный между полиолефиновой подложкой и слоем неорганического покрытия. Полимерный буферный слой находится в непосредственном контакте со слоем неорганического покрытия, причем слой неорганического покрытия содержит волнистую структуру, характеризующуюся средней амплитудой в диапазоне от 0,25 до 1,0 мкм и длиной волны в диапазоне от 2 до 5 мкм. Также описаны упаковки (например, герметично запечатанные упаковки), полученные из барьерной упаковочной пленки. Технический результат заключается в исключении образования трещин барьерного слоя во время термической обработки, что ограничивает потерю кислорода и пароизоляционных свойств пленки. 3 н. и 32 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Барьерная упаковочная пленка, содержащая:

полиолефиновую подложку, при этом полиолефиновая подложка имеет свободную усадку в диапазоне от 0,5 до 10% в по меньшей мере одном из направлений, включая машинное направление и поперечное направление, при 95°C согласно ASTM D2732,

слой неорганического покрытия, имеющий толщину в диапазоне от 0,005 до 0,1 мкм,

полимерный буферный слой, расположенный между полиолефиновой подложкой и слоем неорганического покрытия и находящийся в непосредственном контакте с ними, при этом полимерный буферный слой имеет толщину в диапазоне от 0,5 до 12 мкм, и

полиолефиновый изоляционный слой,

при этом существует определенное отношение толщины полимерного буферного слоя к толщине неорганического слоя покрытия, и указанное отношение находится в диапазоне от 20 до 500; и

при этом полимерный буферный слой имеет модуль Юнга в диапазоне от 0,1 до 100 МПа, рассчитанный на основании измерений, проведенных при 95°C, в соответствии с ASTM E2546-15 с приложением X.4.

2. Барьерная упаковочная пленка по п. 1, дополнительно содержащая адгезивный слой, при этом:

полиолефиновая подложка представляет собой первый внешний слой,

полиолефиновый изоляционный слой представляет собой второй внешний слой, и

адгезивный слой расположен между полиолефиновым изоляционным слоем и слоем неорганического покрытия.

3. Барьерная упаковочная пленка по п. 2, дополнительно содержащая слой с печатными знаками, расположенный между полиолефиновым изоляционным слоем и слоем неорганического покрытия.

4. Барьерная упаковочная пленка по п. 1, дополнительно содержащая слой с печатными знаками и адгезивный слой, при этом:

слой печатных знаков представляет собой первый внешний слой,

полиолефиновый изоляционный слой представляет собой второй внешний слой, и

адгезивный слой расположен между полиолефиновым изоляционным слоем и слоем неорганического покрытия.

5. Барьерная упаковочная пленка по п. 1, отличающаяся тем, что полиолефиновая подложка представляет собой ориентированную полипропиленовую пленку, а полиолефиновый изоляционный слой представляет собой полипропиленовый изоляционный слой.

6. Барьерная упаковочная пленка по п. 5, отличающаяся тем, что ориентированная полипропиленовая пленка содержит гомополимерный полипропилен.

7. Барьерная упаковочная пленка по п. 1, отличающаяся тем, что полиолефиновая подложка представляет собой ориентированную полиэтиленовую пленку, а полиолефиновый изоляционный слой представляет собой полиэтиленовый изоляционный слой.

8. Барьерная упаковочная пленка по п. 1, дополнительно содержащая ориентированный полиолефиновый внешний слой и адгезивный слой, при этом:

полиолефиновый изоляционный слой представляет собой подслой полиолефиновой подложки, и

адгезивный слой расположен между ориентированным полиолефиновым внешним слоем и слоем неорганического покрытия.

9. Барьерная упаковочная пленка по п. 8, дополнительно содержащая слой с печатными знаками, расположенный между ориентированным полиолефиновым внешним слоем и слоем неорганического покрытия.

10. Барьерная упаковочная пленка по п. 1, отличающаяся тем, что барьерная упаковочная пленка имеет общий состав, содержащий более или ровно 80% полиолефина по массе.

11. Барьерная упаковочная пленка по п. 1, отличающаяся тем, что полиолефиновая подложка имеет толщину в диапазоне от 10 до 100 мкм.

12. Барьерная упаковочная пленка по п. 1, отличающаяся тем, что полимерный буферный слой имеет толщину в диапазоне от 1 до 5 мкм.

13. Барьерная упаковочная пленка по п. 1, отличающаяся тем, что слой неорганического покрытия содержит металлический слой или слой оксидного покрытия, и толщина слоя неорганического покрытия находится в диапазоне от 0,005 до 0,06 мкм.

14. Барьерная упаковочная пленка по п. 1, отличающаяся тем, что отношение толщины полимерного буферного слоя к толщине слоя неорганического покрытия находится в диапазоне от 30 до 120.

15. Барьерная упаковочная пленка по п. 1, отличающаяся тем, что полимерная подложка характеризуется свободной усадкой в диапазоне от 1 до 6% при 95°C в соответствии с ASTM D2732.

16. Барьерная упаковочная пленка по п. 1, отличающаяся тем, что полимерный буферный слой содержит сополимер винилового спирта, полимер на основе полипропилена, полимер на основе полиуретана или полимолочную кислоту.

17. Барьерная упаковочная пленка по п. 1, дополнительно содержащая второй полимерный буферный слой, находящийся в непосредственном контакте со слоем неорганического покрытия.

18. Барьерная упаковочная пленка, содержащая:

полиолефиновую подложку,

слой неорганического покрытия,

полимерный буферный слой, расположенный между полиолефиновой подложкой и слоем неорганического покрытия, при этом полимерный буферный слой находится в непосредственном контакте со слоем неорганического покрытия, и

полиолефиновый изоляционный слой,

при этом

слой неорганического покрытия содержит волнистую структуру, характеризующуюся средней амплитудой в диапазоне от 0,25 до 1,0 мкм и длиной волны в диапазоне от 2 до 5 мкм, и

полимерный буферный слой имеет толщину в диапазоне от 1,1 до 20 раз больше средней амплитуды указанной волнистой структуры.

19. Барьерная упаковочная пленка по п. 18, дополнительно содержащая адгезивный слой, при этом:

полиолефиновая подложка представляет собой первый внешний слой,

полиолефиновый изоляционный слой представляет собой второй внешний слой, и

адгезивный слой расположен между полиолефиновым изоляционным слоем и слоем неорганического покрытия.

20. Барьерная упаковочная пленка по п. 19, дополнительно содержащая слой с печатными знаками, расположенный между полиолефиновым изоляционным слоем и слоем неорганического покрытия.

21. Барьерная упаковочная пленка по п. 18, дополнительно содержащая слой с печатными знаками и адгезивный слой, при этом:

слой печатных знаков представляет собой первый внешний слой,

полиолефиновый изоляционный слой представляет собой второй внешний слой, и

адгезивный слой расположен между полиолефиновым изоляционным слоем и слоем неорганического покрытия.

22. Барьерная упаковочная пленка по п. 18, отличающаяся тем, что полиолефиновая подложка представляет собой ориентированную полипропиленовую пленку, а полиолефиновый изоляционный слой представляет собой полипропиленовый изоляционный слой.

23. Барьерная упаковочная пленка по п. 22, отличающаяся тем, что ориентированная полипропиленовая пленка содержит гомополимерный полипропилен.

24. Барьерная упаковочная пленка по п. 18, отличающаяся тем, что полиолефиновая подложка представляет собой ориентированную полиэтиленовую пленку, а полиолефиновый изоляционный слой представляет собой полиэтиленовый изоляционный слой.

25. Барьерная упаковочная пленка по п. 18, дополнительно содержащая ориентированный полиолефиновый внешний слой и адгезивный слой, при этом:

полиолефиновый изоляционный слой представляет собой подслой полиолефиновой подложки, и

адгезивный слой расположен между полиолефиновым внешним слоем и слоем неорганического покрытия.

26. Барьерная упаковочная пленка по п. 25, дополнительно содержащая слой с печатными знаками, расположенный между полиолефиновым внешним слоем и слоем неорганического покрытия.

27. Барьерная упаковочная пленка по п. 18, отличающаяся тем, что барьерная упаковочная пленка имеет общий состав, содержащий более или ровно 80% полиолефина по массе.

28. Барьерная упаковочная пленка по п. 18, отличающаяся тем, что полиолефиновая подложка имеет толщину в диапазоне от 10 до 100 мкм.

29. Барьерная упаковочная пленка по п. 18, отличающаяся тем, что полимерный буферный слой имеет толщину в диапазоне от 1 до 5 мкм.

30. Барьерная упаковочная пленка по п. 18, отличающаяся тем, что слой неорганического покрытия содержит металлический слой или слой оксидного покрытия, и толщина слоя неорганического покрытия находится в диапазоне от 0,005 до 0,06 мкм.

31. Барьерная упаковочная пленка по п. 18, отличающаяся тем, что отношение толщины полимерного буферного слоя к толщине слоя неорганического покрытия находится в диапазоне от 30 до 120.

32. Барьерная упаковочная пленка по п. 18, отличающаяся тем, что волнистая структура неорганического слоя характеризуется отношением длины волны к средней амплитуде, при этом указанное отношение находится в диапазоне от 2 до 20.

33. Барьерная упаковочная пленка по п. 18, отличающаяся тем, что полимерный буферный слой содержит сополимер винилового спирта, полимер на основе полипропилена, полимер на основе полиуретана или полимолочную кислоту.

34. Барьерная упаковочная пленка по п. 18, дополнительно содержащая второй полимерный буферный слой, находящийся в непосредственном контакте со слоем неорганического покрытия.

35. Герметично запечатанная упаковка, содержащая барьерную упаковочную пленку по п. 18.