制備用于泡罩包裝的阻隔膜的方法
【專利說明】制備用于泡罩包裝的阻隔膜的方法 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種制造阻隔膜的方法及所述阻隔膜在泡罩包裝中的用途。
[0002] 發(fā)明背景 泡罩包裝是針對用于消費品、食品和藥品的若干種類型的預(yù)成型塑料包裝的術(shù)語。泡 罩包裝的主要部件是保持產(chǎn)品的空腔，通常被稱為"口袋"或"泡罩"。所述泡罩通常通過使 平整的(優(yōu)選透明的）塑料薄膜熱成型獲得。然后通過罩箔密封保持產(chǎn)品的泡罩。
[0003] 當(dāng)用于藥品時，泡罩包裝被設(shè)計成保護產(chǎn)品不受環(huán)境(濕氣、O2、光)影響，以保證產(chǎn) 品的物理和化學(xué)穩(wěn)定性。用于制備泡罩包裝的可熱成型的塑料薄膜和罩箔的類型決定了泡 罩包裝抵抗水蒸氣和氧的"阻隔"性能。所述罩箔通常由鋁制成。
[0004] 本發(fā)明涉及在制備用于藥品的泡罩包裝中用作可熱成型的塑料膜的阻隔膜的制 備。這樣的阻隔膜通常包括可熱成型的聚合物基材，在所述基材上可以提供一個或多個阻 隔層，以增加阻隔性能。
[0005] 采用的典型阻隔膜是例如具有250 μπι厚度的聚氯乙烯（PVC)基材，在其上提供了 聚偏二氯乙烯共聚物（PVDC)涂層的PVC基材，以及在其上層壓了聚氯三氟乙烯（PCTFE )膜 的PVC基材。
[0006] 包含PVDC涂層的阻隔膜具有這樣的優(yōu)點：其不但對于氧而且對于水蒸氣也表現(xiàn) 出良好的阻隔性能。
[0007] 基材上的PVDC涂層的涂層重量通常為40至180 g/m2PVDC，取決于所謀求的阻隔 性能。這樣的PVDC涂層通常由水性膠乳分散體涂布并在高溫（70-130°C )和低的相對濕度 (RH〈5%)下進行干燥。在這樣的干燥條件下，在一個單道次（pass)中的最大干涂層重量 限制為±17 g/m2PVDC。為了獲得例如180 g/m2PVDC的最終干燥層厚度，10個或更多個重 復(fù)的涂布/干燥步驟是必需的。這意味著通過工業(yè)涂布途徑的若干個道次。
[0008] 涂層重量限制為17 g/m2PVDC，原因是當(dāng)對涂層進行干燥時較高的涂層重量導(dǎo)致 形成所謂的"泥裂"。在涂層的頂面中的泥裂起因于涂層的一個或多個表面層起皮，同時下 層仍含有大量的水需要被蒸發(fā)。這些移動的下層在緊繃的起皮頂層中產(chǎn)生裂紋。這樣的泥 裂可能降低PVDC涂層的阻隔性能。
[0009] EP-A 1148084公開了一種用于制備阻隔膜的方法，其中將至少20 g/m2PVDC的均 勻?qū)油坎荚跓崴苄曰咨?。該方法包括?0至KKTC的溫度下對經(jīng)涂布的層進行熱預(yù)處 理，接著在70至120°C的溫度下干燥經(jīng)涂布的層并在30至50°C的溫度下冷卻。
[0010] 具有制備于基材上包含PVDC涂層的阻隔膜的方法將是有利的，其中在單次涂布 和干燥步驟之后所述干涂層重量為至少20 g/m2,并且其中所述PVDC涂層無泥裂。因為必 須進行以生成膜的涂布和干燥步驟較少，所以這樣的方法導(dǎo)致了顯著的成本價格的降低。
[0011] 發(fā)明概述 本發(fā)明的一個目的是提供一種制備阻隔膜的方法，其特征在于顯著降低成本價格，同 時保持所獲得的阻隔膜的阻隔性能。
[0012] 一種用于制備阻隔膜的方法，所述方法包括以下步驟： (i )提供基材； (ii)在單個涂布步驟中將聚合物膠乳施加到所述基材上以在所述基材上形成所述聚 合物的單層； (i i i )干燥所述單層； 其特征在于所述單層具有至少20 g/m2的所述聚合物的干涂層重量（DCW)，并在為至少 所述聚合物膠乳的成膜溫度（Tf)的干燥溫度（Td)下，在根據(jù)下式的相對濕度（RH)下干燥 所述單層： RH=15+1. 25* DCW。
[0013] 本發(fā)明的進一步的目的將通過下文的說明和從屬權(quán)利要求變得顯而易見。
[0014] 發(fā)明詳述 根據(jù)本發(fā)明的用于制備的阻隔膜的方法包括以下步驟： (i )提供基材； (ii)在單個涂布步驟中將聚合物膠乳施加到所述基材上以在所述基材上形成所述聚 合物的單層； (i i i )干燥所述單層； 其特征在于所述單層具有至少20 g/m2的所述聚合物的干涂層重量（DCW)，并在為至少 所述聚合物膠乳的成膜溫度（Tf)的干燥溫度（Td)下，在根據(jù)下式的相對濕度（RH)下干燥 所述單層： RH=15+1. 25* DCW。
[0015] 基材 阻隔膜的基材優(yōu)選為透明的可熱成型的聚合物膜。所述聚合物膜可以選自聚氯乙烯 (PVC)、由氯乙烯單元和一種或多種其它單體形成的共聚物（VC共聚物)、聚酯、聚烯烴、聚丙 烯腈、由丙烯腈單元和一種或多種其它單體形成的共聚物、以及由PVC和VC共聚物形成的 混合物。
[0016] 基于聚乳酸的基材由于它們的生物可降解性也可以是所關(guān)注的。聚乙烯呋喃酸酯 (PEF)基材因它們是100%生物基的和可回收利用的也可以是所關(guān)注的。
[0017] 最廣泛使用的基材是PVC。PVC的主要優(yōu)點是成本低以及容易熱成型。主要缺點 是阻隔性能差以及由于其氯含量對環(huán)境的負面意義。
[0018] 所述聚酯優(yōu)選包括聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)、特別是無定形PET和由對苯二 甲酸乙二醇酯單元和一種或多種其它單體形成的共聚物。一種特別優(yōu)選的共聚物是PETG， 它由對苯二甲酸乙二醇酯單元和環(huán)己烷二甲醇單元構(gòu)成。
[0019] 所述聚烯烴優(yōu)選是聚丙烯（PP)、聚乙烯（PE)、環(huán)烯烴共聚物（C0C)，以及環(huán)烯烴聚 合物（C0P)。
[0020] 所述基材的厚度可以在10至1000 μ m之間，更優(yōu)選50至500 μ m之間。
[0021] 可以對聚合物載體進行表面處理，通常以增強載體和在其上提供的層之間的粘合 性。
[0022] 這樣的表面處理的實例包括電暈放電處理、火焰處理、UV處理、低壓等離子體處理 和常壓等離子體處理。優(yōu)選的處理是電暈放電處理。
[0023] 聚合物膠乳 任何能形成具有足夠的阻隔性能的膜的膠乳可用于本發(fā)明的方法中。
[0024] 選自聚氨酯膠乳、聚（甲基）丙烯酸酯膠乳和含氟聚合物膠乳的膠乳是優(yōu)選的。
[0025] 特別優(yōu)選的膠乳是聚偏二氯乙烯共聚物（PVDC)膠乳。
[0026] PVDC PVDC為選自聚偏二氯乙烯、由偏二氯乙烯單元和其它單體形成的共聚物（V⑶共聚物） 的亞乙烯基聚合物。優(yōu)選的PVDC是偏二氯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物。
[0027] 由水性膠乳分散體涂布所述PVDC。這樣的膠乳分散體是可商購的，例如可商購自 Solvay Plastics(Diofan?A736，Diofan? 193D 和 Diofan? Super B)，可商購自 Asahi Kasei Chemicals (L801，L803，L803C，L817B)以及可商購自 Dow Chemical (Serfene? 195)。
[0028] 所述單個PVDC涂層的干涂層重量為至少20 g/m2,更優(yōu)選至少30 g/m2,最優(yōu)選至 少35 g/m2。已觀察到當(dāng)干涂層重量大于50 g/m2時難以獲得無泥裂的PVDC涂層。
[0029] 當(dāng)PVDC的干涂層重量必須為例如大于100 g/m2以實現(xiàn)高阻隔性能時，可能難以 在單個涂布步驟中獲得這樣高的干涂層重量。為了獲得這樣高的干涂層重量，可以使用多 個涂布步驟。
[0030] 因此，本發(fā)明的另一個實施方案提供用于制備阻隔膜的方法，所述方法包括以下 步驟： (i )提供基材； (ii) 在多個涂布步驟中將聚合物膠乳施加到所述基材上以在所述基材上形成所述聚 合物的多個層； (iii) 在每個涂布步驟之后干燥所施加的聚合物層； 其特征在于，在至少一個涂布步驟中，施加具有至少20 g/m2的所述聚合物的干涂層重 量（DCW)的聚合物單層，且其中在為至少所述聚合物膠乳的成膜溫度（Tf)的干燥溫度（Td) 下，在根據(jù)下式的相對濕度（RH)下干燥所述單層： RH=15+1. 25* DCW。
[0031] 在所有涂布步驟中所述聚合物膠乳優(yōu)選為聚偏二氯乙烯共聚物（PVDC)膠乳。
[0032] 在本實施方案優(yōu)選方法的所有涂布步驟中，施加具有至少20 g/m2的所述聚合物 的干涂層重量（DCW)的聚合物單層，且其中在為至少所述聚合物膠乳的成膜溫度（Tf)的干 燥溫度（Td)下，在根據(jù)下式的相對濕度（RH)下干燥所述單層： RH=15+1. 25* DCW。
[0033] 例如，可以采用本發(fā)明的方法通過隨后在彼此的頂部上涂布具有40 g/m2的干涂 層重量的三層I3DVC或通過涂布具有30 g/m2的干涂層重量的四層HWC獲得120 g/m2PVDC 的干涂層重量。采用現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法，至少六個隨后的涂層對于獲得這樣高的干涂 層重量將是必需的。
[0034] 在每個涂布和干燥步驟之后，可將所得的中間體阻隔膜存放于輥上。在解開所述 膜的輥之后，可以進行隨后的涂布步驟。
[0035] 在每個涂布步驟之后的干燥步驟可以相同或不同的干燥條件為特征。
[0036] PVDC涂料溶液優(yōu)選由PVDC膠乳組成，即沒有其它成分加入到所述涂層溶液中。然 而，為了優(yōu)化阻隔膜的性能，可以將添加劑(諸如表面活性劑）加入到所述PVDC涂層中。
[0037] 當(dāng)涂布多于一個的PVDC層時，可能有利的是將這樣的添加劑(諸如防粘連劑)加入 到僅最外的PVDC層。
[0038] 其災(zāi)層 除了 PVDC層之外，所述阻隔膜還可以包含另外的層以進一步優(yōu)化其性能。
[0039] 例如，可以將"錨涂層"或底漆施加到所述基材上以改善所述PVDC涂層與所述基 材之間的粘合性。優(yōu)選這樣的底漆由水性涂料溶液涂布。此類底漆通常包含一種或多種粘 合劑，例如聚氨酯、聚丙烯酸類和聚酯。優(yōu)選的底漆是基于聚氨酯的底漆。
[0040] 也可以通過根據(jù)本發(fā)明的方法制備如US2011/0210037中所公開的包含基材、 PVDC層和PCTFE層的阻隔膜。將PCTFE層層壓至PVC/PVDC膜。所述PCTFE