[发明专利]可热密封的生物可降解包装材料，其制造方法和由其制造的产品包装

说明书

本发明涉及可热密封的生物可降解包装材料，所述包装材料包含纤维基板，以及挤出在其上的一个或多个聚合物涂层。此外，本发明涉及一种用于制造这种包装材料的方法，以及由该材料制成的封闭的产品包装。

用于产品包装如包装纸或板的基于纤维的包装材料通常设置有用于使包装防漏并用于通过热密封封闭包装的聚合物涂层。多层涂层可能包含内部的EVOH、PET或聚酰胺层，其对材料提供对水蒸气和氧的有效阻挡，以及用于使得材料可热密封的外部的聚烯烃层。然而，这些广泛流行的涂层聚合物不是生物可降解的，是一种缺点。

已经用于生物可降解包装材料的涂层聚合物是聚交酯(PLA)，其具有适合于很多应用的相当好的水分和气体阻挡性，但其使用带来若干问题。比如，聚交酯是硬的和脆的，并且需要高挤出温度和相当大的层厚度用于达成其对包装材料的纤维基板的粘合性。作为高温的结果，聚交酯具有降解的风险，并且在挤出中，熔融的织物倾向于沿其边缘遭遇撕裂的出现并且挤出层容易留有针孔。

作为所述问题的解决方案，说明书FI-112624(对应于EP-1094944B1)公开了要与外部的聚交酯层一起被共挤出并且由生物可降解聚合物组成的内部的粘合层，其实例包括一些商业共聚酯、纤维素酯和聚酯酰胺。这些已经能够促进聚交酯的挤出并且达到防止涂层通过剥离从纤维基板脱离的粘附力。

在包装材料的最外涂层使用聚交酯的另一个问题是其相当高的熔融温度和作为结果的差的热密封能力。作为这一点的改进，说明书US-2002/0065345A1公开了一种与聚交酯共混并且构成混合物中不少于9％的部分的生物可降解脂族聚酯，以及一种构成混合物中不少于1％的部分的增粘剂。作为合适的脂族聚酯，该公开提及了聚己内酯(PCL)和聚琥珀酸己二酸丁二酯(PBSA)。根据所引用的公开，可以将该混合物挤出，用于可以轴向或双轴拉伸并且通过层压附加至纤维基板的膜。结果是具有显著提高的热密封能力的聚合物涂布的生物可降解包装材料。

说明书US2007/0259195A1描述了基于聚交酯的膜，其含有，共混在其中的0.1-10重量％的生物可降解聚合添加剂，其目的是增加聚交酯的结晶度并且从而提高其耐热性。作为这种添加剂的实例，该说明书公开了由Far Eastern Textile出售的FEPOL2040，以及由BASF出售的Ecoflex，两者都由聚己二酸对苯二甲酸丁二酯组成。根据该说明书，可以将这种混合物以传统方式挤出至纤维基板上，然而在该说明书中没有提及关于混合物对基板的粘附性或所获得的涂层的热密封能力的问题。无论如何，在该说明书中所致力于提高的PLA的耐热性没有暗示热密封能力的提高，反而是暗示其减弱。

本发明的目标是，基于聚交酯的使用，提供可热密封的生物可降解包装材料，其中引入至聚交酯中的较少量的添加剂使得挤出中的聚交酯对纤维基板的粘附性和/或材料的含有聚交酯的表面层的热密封能力能够被提高。根据本发明，解决方案是具有聚合物涂层的材料，所述聚合物涂层含有不少于90重量％的聚交酯和不多于10重量％的作为添加剂共混在其中用于提高层的粘附力和/或热密封能力的丙烯酸类共聚物。

根据本发明发现，少量的、适宜地约2-10重量％的丙烯酸类共聚物的加入显著地提高聚交酯层对其自身以及对另外一个例如在双面涂布包装材料的相反侧的类似的涂层的热密封能力，或者也提高对未涂层的纤维基板的热密封能力。同时，添加剂提高挤出中聚交酯对纤维基板的粘合，以使得涂布过程不需要如US-2002/006534A1中描述的多相膜层压。

在本发明中使用的丙烯酸类共聚物本身不是生物可降解的，但是它构成混合物的这样小的部分，以使得它不妨碍包装在堆肥中或在垃圾填埋中生物降解。当使用该材料用于其中聚合物涂层与所包装的产品直接接触的食品容器时，少量的丙烯酸类共聚物也是可接受的。

优选涂层中聚交酯的部分不少于95重量％并且丙烯酸类共聚物的部分不多于5重量％。

根据本发明，要作为添加剂共混至聚交酯的丙烯酸类共聚物可以尤其是乙烯-丙烯酸烷基酯二元聚合物或三元聚合物。特别合适的添加剂是乙烯丙烯酸丁酯甲基丙烯酸缩水甘油酯三元聚合物，其由公开W02004/101642A1和WO2008/013699A1已知。所述公开中提及的三元聚合物被描述为用于聚交酯的冲击改性剂，并且该公开还提及这种PLA混合物作为可通过层压附加以构成用于纸的涂层的取向薄膜的用途。PLA和所述三元聚合物的混合物的粘附性或热密封能力，或直接在纤维基板上挤出该混合物，在该公开中没有出现。