相比降低紙纖維損耗。使用本發(fā)明還可以使用不可再生來源 的一些可堆肥聚合物，如含有生物上易接近和可降解連接的脂肪族聚酯。
[0022] 在本文中各種公開的實(shí)施例中，本發(fā)明降低了提供具有阻隔特性的紙基柔性包裝 需要的材料含量。因此，本發(fā)明涉及具有多層結(jié)構(gòu)的紙基柔性包裝，所述多層結(jié)構(gòu)包括形成 紙基柔性復(fù)合薄膜的紙層、填料層、底漆層和/或阻隔層?？蛇x地，多層包裝結(jié)構(gòu)可以包括 粘合層、密封劑層和/或墨水層。本文中所述的本發(fā)明的實(shí)施例能夠使用足以用作低水分、 耐儲(chǔ)存食品和點(diǎn)心產(chǎn)品儲(chǔ)存的包裝材料的柔性紙基食品包裝結(jié)構(gòu)。在特定的實(shí)施例中，這 樣的紙基柔性包裝提供了可再循環(huán)和/或可堆肥的柔性食品和點(diǎn)心包裝。
[0023] 如本文中使用的，術(shù)語"包裝（package) "或"包裝（packaging) "應(yīng)當(dāng)理解為包括 由柔性多層包裝構(gòu)成的任何容器。這種所需的包裝（package)或包裝（packaging)提供了 氧阻隔特性，具有低于約lOcc/m 2/天的氧透過率，優(yōu)選低于約5cc/m2/天，并且更優(yōu)選低于 約2cc/m2/天。這種所需的包裝（package)或包裝（packaging)提供了潮氣阻隔特性，通 過低于約I. 〇克/m2/天的水蒸氣透過率來測量，優(yōu)選低于約0. 5克/m2/天，并且更優(yōu)選低 于約0. 1克/m2/天。本文中討論的包裝材料特別適用于形成用于零食（如，薯片、玉米片、 玉米粉圓餅片等）的柔性包裝。然而，盡管本文中討論的層和各種結(jié)構(gòu)考慮用于零食包裝 的過程中，如零食袋的充填和密封，但本文中公開的包裝結(jié)構(gòu)也可以用于其他低水分產(chǎn)品 的各種過程和產(chǎn)品包裝中。
[0024] 過去，本領(lǐng)域中的從業(yè)者嘗試將阻隔層應(yīng)用于紙基質(zhì)遇到的典型障礙是由紙自身 的結(jié)構(gòu)引起的。在紙制造過程中，將單獨(dú)的纖維（通常由植物基材料制得）壓在一起并且干 燥，形成紙的柔性層。使用粗略方法（如典型的顯微鏡檢查）分析一層紙的表面局部解剖結(jié) 構(gòu)時(shí)，紙層看成是連接的纖維的網(wǎng)絡(luò)。替代固體層，紙是由壓制的和結(jié)合的纖維素纖維制成 的多孔結(jié)構(gòu)。將紙的多孔性限定為一層紙內(nèi)存在的所有空間的體積分?jǐn)?shù)并且可以用IPC技 術(shù)論文序列號(hào) 183(IPC TECHNICAL PAPER SERIES NUMBER 183，http://smartech. gatech. edu/jspui/bitstream/1853/2665/l/tps_183. pdf)中列出的已知的空氣壓力測試方法或 用TAPPI方法T460 (低空氣阻力）和T536 (高空氣阻力）來測量。因?yàn)槲刺幚淼氖歉叨嗫?性材料，紙的多孔性必須降至聚合物和塑料薄膜的水平，甚至認(rèn)為是氣體和蒸汽似是而非 的阻隔。填料和膠粘劑將在很大程度上將紙的多孔性降至其中存在連續(xù)表面的情況。這種 技術(shù)在傳統(tǒng)上用于產(chǎn)生較高質(zhì)量的印刷表面。相同的技術(shù)將產(chǎn)生與低級(jí)或商品聚合物薄膜 相似質(zhì)量的紙表面。用靈敏或高放大倍數(shù)測量裝置（如，原子力顯微鏡（AFM)或掃描電子 顯微鏡（SEM))觀察時(shí)，這些填充的紙表面或低質(zhì)量聚合物薄膜呈現(xiàn)出高粗糙度的表面。可 以清楚地看到填充的纖維表面的粗糙表面。填充的纖維顯示為峰或平臺(tái)，并且填充的纖維 之間的空間顯示為山谷或峽谷，其一起形成高度可變的粗糙表面局部解剖。如本文中所用 的，紙層的表面粗糙度計(jì)算為紙層表面上發(fā)現(xiàn)的峰和谷之間的海拔差的平均值?？梢允褂?本領(lǐng)域已知的這些原子力或光學(xué)顯微鏡獲取的圖像來進(jìn)行使用均方根方法的粗糙度測量。
[0025] 過去嘗試將阻隔層施用于一層紙上通常不能產(chǎn)生能夠提供可接受阻隔特性的包 裝結(jié)構(gòu)。這主要是由于紙的高多孔性。膠粘劑和其他試劑降低紙的多孔性，直至其變成添加 阻隔層的合適基礎(chǔ)。一旦紙轉(zhuǎn)化成連續(xù)表面，表面粗糙度降低至可接受水平是阻隔紙形成 中的下一個(gè)步驟。對于本文中公開的本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的目的，合適的低多孔性的紙將 是如TAPPI方法T536中所述的，對于IOml空氣的通過，具有200秒或更高格利時(shí)間（Gurley Time)的紙。這確保了紙具有適于施加其他層的連續(xù)表面，以獲得氣體和蒸汽阻隔。表面的 連續(xù)性也可以通過光學(xué)顯微鏡、AFM或SEM來證實(shí)。
[0026] 在過去嘗試將阻隔層施用于一層紙的過程中，紙表面的高表面粗糙度（即，填充 的紙物質(zhì)的峰和谷之間的高度海拔差）導(dǎo)致沉積的阻隔顆粒堵塞在"峰"上，這抑制了阻隔 顆粒在紙結(jié)構(gòu)的"谷"中的均勻沉積。因此，盡管一些阻隔顆粒粘附于紙表面的谷部分，但 仍然難以在紙物質(zhì)網(wǎng)峰和谷之間獲得合適的均勻深度和連續(xù)阻隔層沉積覆蓋，合適的均勻 深度和連續(xù)阻隔層沉積覆蓋將提供用于紙基柔性包裝的可接受阻隔特性。當(dāng)紙網(wǎng)的峰和谷 之間的高度差，或鄰近峰之間的距離，高于所需的阻隔層厚度（通常為40納米或更低）時(shí)， 阻隔層覆蓋問題尤為嚴(yán)重。
[0027] 已經(jīng)在本文中公開的本發(fā)明的研發(fā)中確定了如果紙的表面在施加阻隔層之前實(shí) 質(zhì)上是光滑的或填充過的，可以將有效的阻隔層施加于紙物質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施例中，將包括表 面粗糙度大于待施加于該表面的所需阻隔層厚度的紙層進(jìn)行平整，以產(chǎn)生表面粗糙度低于 所需的阻隔層厚度。在一個(gè)實(shí)施例中，平整過的紙的表面粗糙度小于所需阻隔層厚度的一 半。
[0028] 如本文中使用的，術(shù)語"阻隔"是指用于降低或?qū)嵸|(zhì)上消除氧和水蒸氣的通過包裝 結(jié)構(gòu)的傳遞的任何合適的潮氣和氧阻隔材料。阻隔層可以包括，包括但不限于，金屬、金屬 氧化物、非金屬氧化物和/或其組合。可以通過本領(lǐng)域已知的任何合適的阻隔施加方法來 施加這樣的阻隔層，所述方法包括但不限于，蒸發(fā)、飛濺、化學(xué)蒸汽沉積（CVD)、燃燒化學(xué)蒸 汽沉積、物理蒸汽沉積（PVD)、等離子增強(qiáng)化學(xué)蒸汽沉積（PECVD)、真空沉積、火焰沉積和火 焰水解沉積。在本文中所述的可替換實(shí)施例中，能夠提供足夠的阻隔特性的現(xiàn)有涂層技術(shù) 也可以用于提供阻隔層，如施加 PVDC、EVOH、PVOH或各種已知的丙烯酸樹脂，如聚乙烯丙烯 酸（EAA)、聚甲基丙烯酸甲酯（PMM)、聚丙烯酸、聚氰基丙烯酸酯、羥乙基丙烯酸甲酯和聚 乙烯丙烯酸甲酯，以形成有效的阻隔層。
[0029] 一種可用于使紙基質(zhì)表面光滑的方法是在紙表面上施加填料層?？梢杂糜诩埢|(zhì) 上的填料實(shí)例包括泥灰?guī)r，如高嶺石、滑石、云母、發(fā)光沸石、蛭石、二氧化鈦和碳酸鈣。可以 使用天然或合成的粘合劑，如蠟、淀粉、乙烯基、丙烯酸樹脂、蛋白質(zhì)或乳膠，將填料結(jié)合紙 基質(zhì)。填料還可以含有分散劑，以助于顆粒分離，消泡劑，用于從有色的填料除去泡沫，不溶 粘料，用于提高抗水性，防腐劑，用于降低細(xì)菌生長，潤滑劑，用于降低紙和/或聚合物樹脂 的摩擦系數(shù)。
[0030] 通過將填料施加于紙基質(zhì)，所得到的紙比施加填料之前的紙具有更光滑的表面。 在各種公開的實(shí)施例中，填料還可以作為提高待覆蓋的紙層表面的表面能量的底漆層，由 此提高復(fù)合包裝結(jié)構(gòu)的阻隔層與打底紙層的結(jié)合強(qiáng)度。在各種公開的實(shí)施例中，填料包括 實(shí)質(zhì)上可堆肥的生物基聚合物。如本文中使用的，術(shù)語"生物基聚合物"意思是其中至少 80%重量的聚合物源自非-石油給料的聚合物。在一個(gè)實(shí)施例中，高達(dá)約20%的生物基聚 合物可以包含源自石油的常規(guī)聚合物。
[0031]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種多層柔性包裝，其包括： 紙層； 施加于所述紙層的至少一個(gè)表面的填料層，用于使所述紙層的至少一個(gè)表面光滑；和， 可選的沉積在所述填料層的表面上的底漆層，其中所述底漆增強(qiáng)了打底表面的可濕 性。