多層材料的製作方法

2023-09-20 03:23:10 2

專利名稱：多層材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及適用於製造柔性容器的多層材料。特別地，本發明涉及耐含有次氯酸鹽漂白劑產品的化學侵蝕作用的多層材料。
背景技術：
已知的包裝材料很多。在這些包裝材料中，很多是以不同片層構成的。這些不同的片層使獲得的複合材料具有所希望的綜合性能。而這性能是單一材料的單層所不具備的。
一種市場上能夠買得到的花費非常經濟的多層材料包含使用粘合劑層合到聚乙烯層的聚對苯二甲酸乙二醇酯(=PET)。優選地，該聚乙烯層由低密度聚乙烯(=LDPE)製成。當這種多層材料製備成容器時，優選是製成一種柔性的香袋或小袋時，通常PET作為外層材料，LDPE作為內層材料。一種通常實施中，香袋或小袋具有扁平的、基本平行的、對置的長方形器壁，各器壁通過熱封沿其周邊徹底地粘接在一起。特別地，由LDPE製成的對置器壁的內層緊密地被密封在一起。由此製得的香袋或小袋是防漏的、完全耐穿刺，因而完全適用於盛裝液態產物。
我們發現，當這種容器內盛裝含次氯酸鹽漂白劑的液態產品時，容器會老化。確實，該次氯酸鹽漂白劑或漂白劑的組分通過所說的LDPE層向所說的容器外層，尤其是向所說的容器的粘合劑層的遷移是不可阻止的。從而，介於LDPE層和PET外層間的粘合劑層就會受到漂白劑或其組分的作用。結果，粘合劑可能會分解，從而失去其粘合性能。因而，PET層與LLDPE層間就會發生部分或完全脫層現象。最終，該容器的密封性能(containment properties)即使未完全喪失，也大大降低了。
因而，本發明一個目的是提供一種多層材料，由該材料製成的容器當盛裝含有含次氯酸鹽漂白劑的液態產品時，該容器的密封性能不會降低。
發明概述本發明是用於盛裝含有次氯酸鹽漂白劑的液態產品的一種多層材料。這種多層材料包括內層、粘合劑層和外層。所說的內層是由一種可熱封的聚烯烴製成，所說的外層由一種可印刷的塑性材料製成。該多層材料還包括一種當其受到次氯酸鹽漂白劑或其組分的侵蝕作用時防止該多層材料降解的部件(means)。優選地，按照本發明的多層材料包含阻擋層和/或耐漂白劑侵蝕的粘合劑層。
發明詳述在下文中，「侵蝕性」描述由於該次氯酸鹽漂白劑的至少一種組分使根據本發明的多層材料的層例如粘合劑層產生的分解作用。此外，下文中「老化」是該次氯酸鹽漂白劑的至少一種組分侵蝕根據本發明的多層材料的層的結果，例如外層與內層的脫層。「包裝的老化」也可意指該包裝由於受該次氯酸鹽漂白劑的侵蝕而失去其防漏性能。
按照本發明的多層材料包括外層、內層和粘合劑層。外層應適合於印刷。事實上，當該多層材料製成容器時，所說的外層是該多層材料最外層。因而適於用作外層的材料是可印刷的塑料，例如聚丙烯(＝pp)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醯胺、聚苯乙烯、乙基乙烯醇(＝EVOH)、聚碳酸酯、聚氯乙烯(＝PVC)或賽珞玢。優選地，適於該外層的優選的可印刷塑料為PP或PET。
為了便於印刷過程和/或保證印刷在塑料表面的油墨具有足夠的粘結力，可印刷塑料的表面通常採用靜電塗布或電暈放電處理進行修飾。靜電塗布和電暈放電處理均能使層材外表面的電荷取向。電荷的取向對其後油墨的粘合產生靜電吸引力。特別地，靜電塗布是含有金屬離子的溶液塗在外層的外表面上，而電暈放電處理是作用在外層外表面的一種靜電處理方法。
內層是由可熱封的聚烯烴製成。可熱封的聚烯烴便於容器的成型。事實上，製備一容器，用熱封工藝足以使由按照本發明的多層材料製成的第一個片材的內層與第二個片材的內層密封在一起。優選地，該可熱封的聚烯烴是聚乙烯，更優選的是低密度聚乙烯(＝LDPE)或線性低密度聚乙烯(＝LLDPE)。作為一種優選方案，醋酸乙基乙烯酯(ethylvinyl acetate)(＝EVA)被加入到所說的內層中，以降低熔點和利於以後的熱封過程。優選地，由LDPE或LLDPE製成的該內層，其密度至少為0.9g/cm3(克/立方釐米)，更優選的密度為0.910g/cm3～0.925g/cm3。該內層的厚度優選超過80μm，更優選厚度為95μm～105μm。
在這裡，第三層為粘合劑層。該粘合劑層將所說的內層和所說的外層粘接在一起。優選地，該粘合層可以通過層合過程將外層和內層粘接在一起。我們發現，現有技術製作的香袋中的該粘合劑層對於能遷移透過內層的次氯酸鹽漂白劑或其組分很敏感。該粘合劑層受到該次氯酸鹽漂白劑組分的侵蝕作用而分解。從而，外層與內層發生脫層現象。因此，按照本發明的這種多層材料還包括一種阻止該多層材料由於受到該次氯酸鹽漂白劑或其組分的侵蝕作用而老化的部件。
按照本發明，一種阻止該多層材料受次氯酸鹽漂白劑或其組分的侵蝕作用而老化的部件是耐次氯酸鹽漂白劑侵蝕的粘合劑。優選地，該耐漂白劑侵蝕的粘合劑由聚氨酯製成，更優選的由雙組分聚氨酯製成。由聚氨酯製成的這些粘合劑在性能和成本上具有良好的平衡性。該雙組分聚氨酯粘合劑中包括作為第一組分的聚氨酯、聚酯和其它少量成分的混合物，第二組分包括異氰酸酯作為其共反應物。這種共反應物在與雙組分聚氨酯粘合劑的第一組分混合時作為催化劑。該共反應物與所說的第一組分的上述混合通過聚合物結構的控制交聯，提高了該粘合劑的粘合性能。此外，該共反應物與所說的第一組分的混合物提高了粘合劑的柔韌性，減小了粘合層本身斷裂的可能性。
優選地，在將雙組分聚氨酯粘合劑應用於該多層材料之前，首先將其第一組分與第二組分混合。一旦將其應用到多層材料上，在該多層材料進一步加工和成型為容器之前，該粘合劑通常需要至少10天的時間進行熟化，以使粘合劑組分完全網狀化和聚合。我們發現市場上買得到的一種適用的粘合劑的實例是ET-691，它是由Morton GmbH，BeimStruckenberge，11，D-28239不萊梅，德國生產的。我們發現這種粘合劑應用在根據本發明的多層材料中足以耐次氯酸鹽漂白劑組分的侵蝕作用。
我們發現當該粘合劑用量超過一臨界(threshold)表面密度時，其對該次氯酸鹽漂白劑或其組分的耐侵蝕的抵抗能夠獲得進一步提高。該粘合劑的表面密度是單位表面積上粘合劑的量，下文用g/m2表示(克粘合劑/每平方米塑料層)。所以，所說的表面密度也定義了該粘合劑層的厚度；該粘合劑層臨界表面密度主要依賴於粘合劑本身類型以及該產品中次氯酸鹽漂白劑組分透過內層的擴散係數。例如，採用聚氨酯粘合劑時，內層厚度約為100μm，含有的包含次氯酸鹽漂白劑的產品有效氯濃度約高達150g/l(克/升)，我們測定出臨界表面密度最低為2.5g/m2，更優選的約為4g/m2。
臨界表面密度已被實驗測定。實驗中，將幾種粘合劑層表面密度不同的多層材料浸入含有次氯酸鹽漂白劑的產品中，三周以後，具有最低表面密度粘合劑層的多層材料未出現脫層現象，則確定為該粘合劑層的臨界表面密度。因而，作為一種進一步提高該多層材料耐次氯酸鹽漂白劑優選方案，該粘合劑層的塗布高於該臨界表面密度。
此外，我們發現能降低該粘合劑對所說的次氯酸鹽漂白劑或其組分侵蝕行為的敏感性的另一改進措施為該粘合劑層達到均一分布。在下文中，均一分布意指層的厚度均勻，允許誤差低於50％，更優選的約10％。該粘合劑層的均一性要通過實驗來測定。一種可行方法為通過其厚度方向切取該多層材料，獲得多層材料沿其厚度方向的截面切片，然後該截面切片採用光學顯微鏡進行分析。相反，採用共焦雷射顯微鏡可以不用預先通過其厚度方向切取該多層材料，就能分析相同的截面切片。
粘合劑層一般都具有一些缺陷，比如裂紋、空洞和不希望的氣孔，在機械或化學應力下此處的粘合性能很容易被破壞。我們發現薄粘合劑層比厚層更易於喪失其粘合性能。實際上，在具有缺陷的薄層中粘合劑基體本身不能完全被周圍無缺陷的基體所補償。相反，厚層就有更多機率以較多基體補償該缺陷部分，即薄層粘合劑比厚層更易於失去其粘合性能。因而，作為另一種提高該多層材料耐次氯酸鹽漂白劑的優選方案，該粘合劑層在多層材料中必須均一分布。
能阻止所說的多層材料受次氯酸鹽漂白劑或其組分的侵蝕作用而老化的另一可選擇部件為一種阻擋層。該阻擋層位於該內層與該粘合劑層之間。優選地，該阻擋層由聚烯烴材料製成，其密度和厚度應足以阻止漂白劑透過所說的阻擋層向粘合劑層的遷移。優選地，該阻擋層由中密度聚乙烯(MDPE)或高密度聚乙烯(＝HDPE)，或乙基乙烯基醇(＝EVOH)或其混合物所組成。優選地，製備的該阻擋層密度大於0.9g/cm3，更優選的密度為0.926g/cm3～0.97g/cm3，最優選的為0.926g/cm3～0.965g/cm3。優選地，該阻擋層的厚度為5μm～95μm，更優選的30μm～60μm。我們發現含有根據本發明的阻擋層的該多層材料減少了所盛裝的次氯酸鹽漂白劑或其組分向粘合劑層的遷移。
優選地，該阻擋層與內層共擠出成為一共擠出層，然後外層通過粘合劑與該共擠出層粘合。事實上，由內層製成的相對的面比阻擋層更易於熱封，因為內層所需的密封能量較低。為了進一步提高多層材料耐次氯酸鹽漂白劑，該粘合劑層可以是一種上述的耐次氯酸鹽漂白劑的粘合劑層，和/或粘合劑的應用超過上述的臨界表面密度，和/或如上所述該粘合劑具有均一分布。
如前所述，該阻擋層位於該多層材料的內層與粘合劑層之間以保護粘合劑層。特別地，當該多層材料成型為盛裝含有次氯酸鹽漂白劑的產品的容器時，該阻擋層保護該粘合劑層。事實上，我們發現該產品中含有的次氯酸鹽漂白劑或其組分能夠遷移通過如上所述的由LDPE製成的內層。相反，阻擋層能顯著減弱向粘合劑層的這種遷移。否則，若無阻擋層則該粘合劑層就會受到大量侵蝕性的次氯酸鹽漂白劑/次氯酸鹽漂白劑組分的作用，它們能夠使該粘合劑分解並最終至少部分地破壞該粘合劑的粘合性能。從而，該外層材料就會與共擠出阻擋-內層脫層。例如幾天後，相應的容器就會失去其防漏性能。因而，該阻擋層能夠顯著提高該多層材料耐次氯酸鹽漂白劑的侵蝕作用。
按照本發明，作為另一優選方案，可將該阻擋材料夾在所說的內層和一種中間層之間。該中間層優選地由低密度聚烯烴製成。優選地，該中間層由與該內層相同的材料製成。以一種經濟的方式，該中間層進一步提高了多層材料的內層和阻擋層的厚度及其阻擋性能。該中間層的厚度為5μm～50μm，更優選的為201μm～40μm。
在另一優選方案中，增加了由LDPE組成的內層厚度。以這種方式，內層透次氯酸鹽漂白劑性被進一步降低，從而使滲透性低於使粘合劑層老化的臨界極限之下。優選地，該LDPE層的厚度超過100μm，更優選的厚度為150μm～200μm。
本發明的該多層材料是柔性的，這表明該多層材料能夠被充分彎曲，而不會引起多層材料本身任何永久性裂紋。不管怎樣，我們發現按照本發明的多層材料與現有技術生產的無該阻擋層的多層材料相比，更抗皺和耐刺穿。此外，我們發現按本發明的該多層材料與現有技術生產的無阻擋層的多層材料相比，其透水性降低了。因而，按照本發明的該多層材料與現有技術生產的無阻擋層的多層材料相比，能提供更好的對液態產物的密封性能。
當根據本發明的該多層材料成型為一容器時，該容器能夠盛裝含有次氯酸鹽漂白劑的液態產品。優選地，該次氯酸鹽漂白劑有效氯濃度高達150g/l，最優選的次氯酸鹽漂白劑有效氯濃度為25g/l～50g/l。優選地，該液態產品可以作為一種洗滌劑組合物。該洗滌劑組合物可以用於衣物、盤子或硬表面物的洗滌。
本發明的多層能成型為容器，該容器通過熱封而成型。優選地，根據本發明的該多層材料成型為一容器包括以下步驟(A)阻擋層與內層共擠出，或作為一種選擇方案，該阻擋層夾在內層和中間層之間共擠出；(B)通過在外層和(A)的共擠層之間放入粘合劑層，將(A)的共擠層與外層層合成型為根據本發明的多層材料；(C)(B)經至少10天熟化後，根據本發明的該多層材料被切成為所需尺寸的片材；(D)將至少兩個相同尺寸的片材相互面對面放，以這種方式，使內層相互接觸；(E)通過熱封使(D)的片材周邊熱封連在一起以成型為香袋或小袋，其中裝料的周邊除外，以便於該香袋或小袋的裝料；(F)該開口的香袋或小袋充裝含有次氯酸鹽漂白劑的液態產品；(G)沿該香袋或小袋裝料部分周邊通過熱封將其完全密封。
權利要求
1.一種用於盛裝含次氯酸鹽漂白劑液態產品的多層材料，該多層材料包括內層、粘合劑層和外層，該內層由可熱封的聚烯烴製成，外層由可印刷材料製成，其特徵在於該多層材料還包括一種能阻止該多層材料受次氯酸鹽漂白劑或其組分的侵蝕作用而老化的部件。
2.按照權利要求1的多層材料，其特徵在於該部件包含一阻擋層，它由聚烯烴材料製成，其密度和厚度能夠足以減少該次氯酸鹽漂白劑通過該阻擋層向粘合劑層的遷移，並且該阻擋層位於內層和粘合劑層之間。
3.按照權利要求2的一種多層材料，其特徵在於該阻擋層由選自中密度或高密度聚乙烯、乙基乙烯基醇和它們的混合物的材料製備。
4.按照權利要求2和3的任何一個的多層材料，其特徵在於該阻擋層厚度為5μm～95μm。
5.按照任一在前的權利要求的一種多層材料，其特徵在於該部件包括由耐次氯酸鹽漂白劑的粘合劑製備的所說的粘合劑層。
6.按照權利要求5的一種多層材料，其特徵在於該耐次氯酸鹽漂白劑的粘合劑是雙組分聚氨酯粘合劑。
7.按照任一在前的權利要求的一種多層材料，其特徵在於該粘合劑在粘合劑層裡均勻分布。
8.按照任一在前的權利要求的一種多層材料，其特徵在於該粘合劑以超過臨界表面密度2.5g/m2塗布。
9.按照權利要求2到8的任一項的多層材料，其特徵在於該多層材料還包含一層或多層由聚烯烴製備的中間層，和該中間層位於粘合劑層和阻擋層之間。
10.按照任一在前的權利要求的多層材料，其特徵在於該外層由可印刷塑料製成。
11.按照權利要求9的一種多層材料，其特徵在於該可印刷塑料選自聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚醯胺、聚苯乙烯、乙基乙烯基醇、聚碳酸酯、聚氯乙烯和賽珞玢。
12.按照任一在前的權利要求的多層材料，其特徵在於該內層由低密度聚乙烯製備。
13.按照任一在前的權利要求的多層材料，其特徵在於該次氯酸鹽漂白劑有效氯濃度高達150g/l，優選為25g/l～50g/l。
14.一種由按照任一在前的權利要求的多層材料製備的柔性容器，其特徵在於該容器包括至少兩片該多層材料，該片材沿其周邊被熱封在一起。
15.按照權利要求14的一種柔性容器，其特徵在於該容器盛裝含有含次氯酸鹽漂白劑的產品。
16.按照權利要求14和15的任何一項的柔性容器，其特徵在於該次氯酸鹽漂白劑的有效氯濃度高達150g/l，優選為25g/l～50g/l。
全文摘要
本發明涉及一種盛裝液態產品的多層材料,尤其適用於盛裝含次氯酸鹽漂白劑的液態產品。這種多層材料包括內層、粘合劑層和外層。根據本發明的多層材料還包括一種防止該多層材料受次氯酸鹽漂白劑或其組分侵蝕作用時而老化的部件。特別地,該保護部件防止多層材料的片層之間出現相互脫層現象。
文檔編號B32B27/32GK1187789SQ96194704
公開日1998年7月15日 申請日期1996年3月20日 優先權日1995年4月15日
發明者M·阿爾瓦內斯埃, M·喬法尼 申請人:普羅格特-甘布爾公司