[发明专利]用于生物相容性阻隔包装的层状结构

说明书

一种包括聚合物A和B或聚合物共混物AC和BD的具有顺序‑A‑[B‑A‑]_n‑或AC‑[BD‑AC‑]_n的层的交替堆叠体的生物相容性挠性层状结构，其中n为4至36，其中层A或AC和层B或BD的层厚度小于3μm，其中A和B为热塑性聚合物且C和D为热塑性弹性体，聚合物A、B或A和B的单体结构单元的至少部分来自可再生来源，其中所述热塑性聚合物B具有功能阻隔性质，其中在所述聚合物共混物AC和BD中所述热塑性弹性体C和D的量各自为3至45重量%，并且聚合物B和弹性体D基本上不相容。

本发明提供并且大体上涉及一种具有来自可生物降解聚合物和/或至少部分源自可再生来源的聚合物的多个交替的挤出聚合物层的韧性、挠性的且不可热收缩的阻隔层状结构。以提供优良的气体、香气和水分阻隔功能、挠性、固有透明性和韧性的方式来构造多个层，其用于医疗、食品和其他包装薄膜应用。

在包装行业中，众所周知的是将食品(例如肉、鱼、奶酪)、流质食品(诸如奶或果汁)以及医疗和其他产品(诸如医疗器械；肠内、(完全)胃肠外、局部给药和流体；活细胞；个人护理产品，诸如香水、绷带、湿巾)包装在由聚合物(即，塑料)材料、经常是多层薄膜材料构造的包装如容器、袋、盘和瓶中。

对开发由通常称为生物基的可再生来源制成的、和对环境友好(生态友好)，例如数十年不污染土地、海洋或我们的大气的聚合物和聚合物结构存在极大兴趣。使用创新加工技术是降低对化石燃料的依赖性并支持朝向更加绿色和更可持续的未来转变的一个重要策略。对开发具有可调物理、机械和生化性质的可生物降解聚合物和聚合物结构也存在极大兴趣，并且可生物降解聚合物吸引了生物医学和生态应用两者的极大兴趣。本文中使用术语“可再生来源”来命名补充以克服在人类时标的有限时间中通过生物或其他天然存在的过程使用和消耗所造成的损耗的资源。明确而言，可再生来源是仅源自活生物、优选微生物、植物、真菌和动物产物或排泄物的原材料，和来自如石油、天然气的化石燃料和需要与人类寿命相比非常长时间形成的其他来源的原材料相反。关于能量，涵盖太阳能、水能和风能以及沼气。本文中来自可再生来源的材料还被称作“生物基”或“生物-”。在聚合物的情况下，至少一种、优选多于一种、且最优选所有单体来自可再生来源。术语“生物相容性材料”意指至少部分、优选主要、且最优选仅由可再生来源或可生物降解材料制成的材料，或者部分或仅由可再生来源制成的可生物降解材料。“可生物降解”意指当留在环境中时，在与人类寿命可比拟或更短的时间内材料分解成对环境无害的产物。

对于包装而言，对开发对氧气、二氧化碳、水(水分)和有机物蒸气(香气)具有高阻隔的聚合物和聚合物结构也存在极大兴趣。已对改进聚合物基材的阻隔性质提出了各种建议。

一种常见方法使用在聚合物基材的上面涂布无机层，如例如EP 1629543 B1和US8486488 B2中描述的。然而，涂层中形成如针孔或微裂纹的缺陷经常导致形成扩散路径。这随着时间推移破坏阻隔性质。另一个缺点是必须在二次过程中将涂层涂覆于基底结构。

还已广泛使用掺入固体无机填料以改进聚合物的气体阻隔性质，并且描述于例如WO 2001/096661 A1中。然而，大量掺入这类填料因熔体粘度的固有提高而使加工复杂化。掺入还经常导致如光泽和透明性的光学性质的损失或产生不均一性。

另一种方法是使用来自具有功能阻隔性质的聚合物的薄膜。不存在很多可商购的聚合物类型具有足够对抗氧气、氮气、二氧化碳和有机物蒸气的功能阻隔性质。尤其普遍已知的是乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚酮(POK)和聚酰胺(PA)。更特殊的类型是薄膜级的聚乙烯醇(PVOH)。仅某些等级的聚酰胺和PVOH在土壤或(海)水中可在不到几年内降解或堆肥，并且由或可由可再生来源制成。例如POK可由生物乙烯和一氧化碳制成。此外已知的是聚亚烷基碳酸酯的组，如PEC (聚亚乙基碳酸酯)，PPC (聚亚丙基碳酸酯)，PBC (聚亚丁基碳酸酯)，由氧化烯和二氧化碳(CO₂)制成的PCHC (聚碳酸环己烯酯)。PEC尤其展现了对抗气体和香气的良好阻隔性质。