多层金属化纸基包装材料的制作方法

本发明整体涉及多层包装材料的领域。特别地，本发明涉及多层金属化纸基包装材料，其包括纸层、预金属化涂层、金属化层和至少一个后金属化涂层。本发明还涉及根据本发明的多层金属化纸基包装材料用于包装食物的用途以及由多层金属化纸基包装材料制造的食物包装。在本发明的一个实施方案中，多层金属化纸基包装材料可与其它纸包装和非包装材料一起再循环利用。

背景技术：

1、塑料包装在经济和人们的日常生活中使用频繁。它具有多个优点，诸如其柔韧性和其轻重量。例如，此类重量减轻有助于节省燃料和减少运输过程中的co2。它的阻隔性能由于对延长保质期有积极作用，因而有助于减少食物浪费。阻隔性能也有助于确保食品安全。

2、然而，根据欧盟委员会最近发布的《欧洲循环经济中的塑料战略(europeanstrategy for plastics in a circular economy)》，欧洲每年产生约2580万吨塑料废物，其中此类废物中的不到30％被收集用于再循环利用，并且每年有15万至50万吨塑料废物进入海洋。

3、为确保减少塑料垃圾，工业和商业领域都做出了巨大努力。例如，一些超市用纸基袋代替塑料袋。然而，在食物包装中使用纸来代替塑料并不是一项简单的任务。包装材料的改变不得损害消费者安全。包装必须起到保护食物的作用，但还必须足够坚固以在生产过程中由机器操纵，并且必须使得食物产品能够被有效地保护。

4、因此，已经开发了多层包装材料，该多层包装材料包括纸或纸板层以及一层或若干层提供坚固性和阻隔性能，特别是对氧气和湿气的阻隔性能的塑料或金属膜。

5、当目前制造多层包装材料结构时，通过已知技术，特别是挤出(挤出-层合或挤出-涂覆)，或类似地通过粘合剂层合工艺施加塑料层，必然在纸上提供如此获得的高厚度的塑料膜。

6、如上文所述的多层结构中挤出聚合物的第二个问题是，即使施加到基材的聚合物具有低厚度，聚合物膜的内聚强度也非常高，并且聚合物对纸或纸板(即，纤维素)基材的粘合水平也很高。这将阻止此类聚合物在再循环利用时从基材脱离，并阻止纤维素纤维部分在纸流再循环利用过程中的再循环利用和再制浆。

7、因此，稍后在再循环利用过程中，包括纸和塑料(聚合物)膜的混合物的多层结构被挤出(通过挤出层合或挤出涂覆等经典技术)或粘合剂层合，无法在纸流再循环利用过程中再循环利用，因为塑料层太厚以至于无法分散，同时同一层与结构的相邻层具有内聚强度和粘合水平，这些层太高，无法与其他材料层分离，特别是与纸纤维分离。所挤出的塑料膜在纸浆浴中保持完整，因此使得难以再循环利用来自再制浆工艺的纸浆。

8、此外，上述已知层合材料的再循环利用过程是昂贵且耗能的，并且其特征在于再循环利用的纸纤维的产率相对较低(在整个结构中占包装材料总量的约60％)，因此从处理和再循环利用的角度而言不是足够环境友好的。还存在改进包装材料的剩余部分(即塑料聚合物和金属部件(例如铝部件))的可再循环利用性的空间。

9、因此，需要具有改进的阻隔特性和更好的再循环利用凭证的纸基材料。特别地，需要不包括厚塑料膜层的具有改进的阻隔特性的纸基材料以允许在再循环利用期间更容易地分类和分离纸基材料。

10、wo 2000/076862 a9在这方面描述了用于包装应用的层合结构，该层合结构包括纸坯和至少一个聚合物/纳米粘土复合层，该聚合物/纳米粘土复合层具有用挤出或层合方法施加到所述纸坯的厚度为0.7纳米至9纳米的粘土颗粒。

11、类似地，wo 2000/077300 a1和wo 1996/013380 a1公开了多层包装材料，其中将厚塑料层挤出、共挤出或层合到纤维素层。

12、在本领域中仍然需要甚至进一步改进这种纸基包装材料的阻隔和再循环利用性。特别地，需要一种在纸或纸板的再循环利用流中可以容易地再循环利用的包装材料。

13、此外，对于旨在用于食物产品的包装，良好的阻隔特性对于维持所包装的食物的安全性和质量是必不可少的。典型地，这种阻隔性能包括气体渗透性，例如o2、co2和n2，蒸气渗透性，例如水蒸气，液体渗透性，例如水或油，芳香渗透性和光渗透性。

14、为纸基包装材料提供良好屏障的一种方式是引入金属层。实际上，目前金属化的纸材料可作为现有技术多层包装的替代物在市场上获得。

15、在纸基包装材料中引入金属层的问题是金属层对机械应力的敏感性以及纸材料的差的光滑度和高孔隙率。机械应力可例如容易地导致金属化包装材料应提供的所需阻隔性能的损失。这可能是由于在沉积过程中产生的金属和金属氧化物层的完整性的损失。

16、因此，希望为本领域提供一种多层金属化纸基包装材料，该材料表现出足够的阻隔性能，特别是在受到机械应力时，并且易于在纸再循环利用过程中再循环利用；这种多层金属化纸基包装材料用于包装食物产品的用途以及由这种多层金属化纸基包装材料制成的食物包装。

17、不能将本说明书中对现有技术文献中的任何参照视为承认此类现有技术为众所周知的技术或形成本领域普遍常识的一部分。

技术实现思路

1、本发明的目的是丰富或改进现有技术，特别是提供一种多层金属化的纸基包装，该纸基包装提供足够的阻隔性能以在机械应力下包装食物产品，并且更易于再循环利用；提供此类多层金属化纸基包装用于包装干燥食物产品的用途，或者至少为本领域中存在的包装解决方案提供有用的替代方案。

2、真空沉积的金属层在本领域中通常用于视觉外观，并且因此常见于豪华包装中，例如用于酒精饮料、烟草或化妆品。

3、铝涂层还用于涂覆塑料膜，例如以减少氧气和水蒸气的透过。

4、然而，据本发明人所知，金属化纸基包装材料是本领域未知的，所述包装材料易于再循环利用并且即使当经受机械应力时也具有优异的阻隔性能，使得这些包装材料适合于食物产品。

5、本发明人惊奇地发现，通过将至少一个后金属化涂层在金属化层的顶部上施加到纸基且金属化的包装材料上，可以实现本发明的目的。

6、当该至少一个后金属化涂层包括以下时，获得了特别好的结果：

7、-后金属化接合层涂层，其包含乙烯丙烯酸共聚物分散体，和

8、-后金属化涂层，其包含施加在所述后金属化接合层涂层的顶部上的纯或矿物填充的乙基乙烯醇、丁基乙烯醇或聚乙烯醇共聚物。

9、特别是，在预金属化和/或后金属化涂层中使用丁基乙烯醇(bvoh)提供了优异的生物降解性能，特别是允许包装材料根据en 17427(2000)“家庭可堆肥性”标准进行堆肥

10、因此，本发明的目的通过独立权利要求的主题实现。从属权利要求进一步拓展本发明的概念。

11、因此，本发明提供一种多层金属化纸基包装材料，其包括纸层、预金属化涂层、金属化层和至少一个后金属化涂层。

12、本发明进一步提供了根据本发明的多层金属化纸基包装材料用于包装食物的用途。

13、如本说明书中所用，词语“包括”、“包含”和类似词语不应理解为具有排他性或穷举性的含义。换句话讲，这些词语旨在意指“包括，但不限于”。