正面和反面塗布的用於冷密封的背襯的製作方法

2023-09-22 01:56:25 1

專利名稱：：正面和反面塗布的用於冷密封的背襯的製作方法正面和反面塗布的用於冷密封的背襯本發明涉及一種在一面(下文稱為正面)包含壓敏粘合劑外層且在另一面(下文稱為反面)包含在20°C下與水形成的接觸角大於85。的非極性剝離塗層外層的雙面塗布背襯。包裝材料通常通過冷密封雙面塗布背襯生產。這類背襯在一面(下文稱為正面)已用適於冷密封的粘合劑塗布。在其使用前，所述背襯通常已巻成巻。當然在該操作過程中，粘合劑塗布正面與背襯的反面接觸。為使粘合劑不與反面粘結(這將使整巻不可使用)，用剝離層塗布背襯的反面。選擇相互不粘結的粘合劑和剝離層。例如，通常所用粘合劑為天然橡膠且所用剝離層為聚醯胺。非極性天然橡膠幾乎不或根本不與極性聚醯胺粘結。需要適合通過冷密封生產包裝材料的背襯，但對該類背襯還可以使用除天然橡膠外的粘合劑。所述背襯應具有優良的性能，特別是高的密封剝離強度和剝離塗層的優良抗粘著性。本發明目的是提供該類背襯。因此已發現開頭限定的背襯及其用途。壓敏粘合劑塗層該背村在一面(正面)具有壓敏粘合劑(PSA)外層。PSA塗層指在室溫(20。C)下粘性持久的塗層。PSA優選應具有與有效內聚力(粘合劑層內部強度)結合的有效粘合性(粘性)。因此根據下文測量方法，優選PSA的剝離強度(作為粘合性的度量)在20。C下為至少1N/2.5cm。該剝離強度優選為l-30N/2.5cm，更優選5-25N/2.5cm，特別優選10畫20N/2.5cm。根據下文測量方法，優選剪切強度(作為內聚力的度量)大於IO分鐘。該剪切強度優選為10-3000分鐘，更優選100-2500分鐘，特別優選500-2000分鐘。測試方法將PSA以20g/m、固體)塗布於聚乙烯膜上並在卯。C下乾燥3分鐘。為測量剝離強度(粘合性)，將2.5cm寬的測試條結合到鍍鉻V2A不鏽鋼測試板上並且使用重lkg的輥滾壓一次。然後將一端夾在應力/應變測試裝置的上夾具中。將粘性條以300mm/min和180。角從測試表面(V2A不鏽鋼)拉出，即將粘性條向後彎起並平行於測試板拉脫，並測量完成這所需的力。剝離強度的度量為以N/2cm表示的力，這以五次測量(根據AFERA標準方法)的平均值得出。剝離強度在結合後24小時測量。為測量剪切強度，將測試條以25mm2的粘合面積結合到鍍鉻V2A不鏽鋼測試板上，使用重lkg的輥滾壓一次，貯存10分鐘(在標準條件下，1巴，21。C)，然後將其以懸掛負重1.5kg(在標準條件下，l巴，21°C)。剪切強度的度量為重物落下的時間，以分計；每種情況下由5次測量計算出平均值(根據PSTC標準方法)。PSA優選包含合成聚合物粘合劑(PSA聚合物)以及合適的話其他添加劑。PSA聚合物優選可通過單體的自由基加聚獲得。優選這些單體中大於50重量％為選自(甲基)丙烯酸烷基CVQto酯、包含至多20個C原子的羧酸的乙烯基酯、烯屬不飽和腈、乙烯基滷化物、包含1-10個C原子的醇的乙烯基醚或這些單體混合物的主要單體。該聚合物優選由至少50重量％,更優選至少70重量％，非常優選至少85重量％的主要單體組成。特別優選該PSA聚合物由大於50重量y。，特別是大於70重量％，非常優選大於85重量％的(甲基)丙烯酸d-C2Q烷基酯，尤其是(甲基)丙烯酸Qrd烷基酯組成。要提及的那些包括例如具有CrC1烷基的(曱基)丙烯酸烷基酯如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸曱酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸2-乙基己酯。還特別適合的是(甲基)丙烯酸烷基酯混合物。具有1-20個C原子的羧酸的乙烯基酯例如為月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和乙酸乙烯酯。乙烯基卣化物為氯-、氟-或溴取代的烯屬不飽和化合物，優選氯乙烯和偏二氯乙烯。乙烯基醚的實例包括乙烯基.甲基醚和乙烯基.異丁基醚。優選包含1-4個C原子的醇的乙烯基醚。腈的實例是丙烯腈和曱基丙烯腈。非常特別優選丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸曱酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸辛酯和丙烯酸2-乙基己酯及這些單體的混合物。除了主要單體外，PSA聚合物還可包含其他單體。可特別提及的是乙烯基芳族化合物如苯乙烯、乙烯基甲苯、a-和對甲基苯乙烯、a-丁基苯乙烯、4-正丁基苯乙烯、4-正癸基苯乙烯和具有4-8個C原子及一個或兩個烯屬雙鍵的烴如乙烯、丁二烯、異戊二烯和氯丁二烯。除了主要單體和其他單體外，該聚合物還可包含帶官能團的輔助單體，實例是帶羧酸、磺酸或膦g團的單體。優選羧^團。可提及的實例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、馬來酸和富馬酸。其他輔助單體的實例包括包含羥基的單體，尤其是(甲基)丙烯酸Crdo羥烷基酯、(甲基)丙烯醯胺或苯氧乙基乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯和甲基丙烯酸氨基酯如甲基丙烯酸2-氨基乙酯。特別優選PSA聚合物包含具有羧酸基團的輔助單體，尤其丙烯酸；用量基於該聚合物優選為0.1-5重量％。還適合的是其粘合性能可通過PSA聚合物的光化學交聯(如例如通過電子束或UV光(acResh^，購於BASF)輻射)調節的PSA。例如如果氫質子可由聚合物主鏈尤其使用光引發劑或通過電子束光化學抽出，由此形成能i4/v其他化學反應的自由基，則PSA聚合物可光化學交聯。為此PSA可包含光引發劑。該光引發劑例如可包含a-分裂劑，該分裂劑為其中化學鍵劈裂給出2個引發其他交聯或聚合反應的自由基的光引發劑。可提及的實例包括醯基膦氧化物(Lucirh^產品，購於BASF)、羥烷基苯酮(例如1^301"@184)、安息香衍生物、千基衍生物和二烷氧基苯乙酮。特別地，上述化合物可以為使氫原子與聚合物鏈分開的H奪取劑；這些例如為具有氣基的光引發劑。將該羰基插入C-H鍵而形成C-C-O-H結構部分。這裡可特別提及的是苯乙酮、二苯甲酮及其衍生物。兩類光引發劑可以單獨或以混合物使用。優選光引發劑為H奪取劑。光引發劑或至少一種光引發劑(如果使用混合物)可連接於該粘合性聚合物上。特別優選使上述光引發劑通過自由基共聚摻入該聚合物鏈。為此該光引發劑優選包含丙烯酸類或(甲基)丙烯酸類基團。適合的可共聚光引發劑為包含至少一個，優選一個烯屬不飽和基團的苯乙酮衍生物或二苯甲酮衍生物。該烯屬不飽和基團優選為丙烯酸類或曱基丙烯酸類基團。該烯屬不飽和基團可直接連接到苯乙酮或二苯甲酮衍生物的苯環上。通常存在位於苯環和烯屬不飽和基團之間的間隔基。該間隔基例如可包含至多IOO個C原子。適合的苯乙酮衍生物或二苯甲酮衍生物例如描述於EP-A346734，EP-A377199(第一項權利要求)，DE-A4037079(第一項權利要求)和DE-A3844444(第一項權利要求)中，並且通過該參考文獻還包含於本說明書的公開內容中。優選苯乙酮衍生物和二苯甲酮衍生物為下式的那些formulaseeoriginaldocumentpage7其中Ri為具有至多30個C原子的有才幾基團，W為H原子或曱基，議3為任選取代的苯基或d-Ct烷基。Ri特別優選為亞烷基，特別是C2-Cs亞烷基。RS特別優選為甲基或苯基。適合的可UV交聯的PSA通常每100gPSA聚合物包含0.0001-0.5mo1，更優選0.0002-0.1mol，非常優選0.003-0.01mol的光引發劑或連接於聚合物上並用作光引發劑的分子基團。適合的可UV交聯的聚合物可以商品名acReshi⑧購於BASF。本發明所用PSA可以為含水PSA或熱熔性粘合劑，即由熔體加工得到的基本上不含溶劑和水的PSA。優選含水PSA。含水PSA特別包含可特別通過乳液聚合獲得的呈水分散體形式的PSA聚合物。PSA聚合物的玻璃化轉變溫度(Tg)優選為-65。C至+10。C，更優選-65。C至0。C，非常優選-65。C至-10。C或-65。C至-20。C;在一非常優選實施方案中該玻璃化轉變溫度為-55。C至-30。C或-50。C至-40。C。聚合物的玻璃化轉變溫度可根據常用的方法如差熱分析法或示差掃描量熱法測定(例如，參見ASTM3418/82，中點溫度)。PSA聚合物可通過使用常用聚合引發劑以及合適的話調節劑使單體共聚製備，聚合在通常溫度下在本體(無溶劑)中、在乳液如水或液態烴中或在溶液中進行。聚合，例如本體聚合還可以在擠出機中進行。特別優選PSA聚合物通過乳液聚合製備。PSA可以僅由粘合劑(PSA聚合物)組成或還可以包含其他添加劑。適合的實例包括增粘性樹脂(增粘劑)。增粘劑例如為天然樹脂如松香及通過歧化或異構化、聚合、二聚和/或氫化形成的其衍生物。這些樹脂可以其鹽形式(例如帶有一價或多價抗衡離子(P日離子))存在或優選以其酯化形式存在。用於酯化的醇可以為一元醇或多元醇。實例是甲醇、乙醇、二甘醇、三甘醇、1,2,3-丙硫醇和季戊四醇。適合的增粘劑為天然或化學改性的松香。松香主要由樅酸或樅酸衍生物組成。可在粘合劑中添加的其他輔助劑例如為抗氧化劑、填料、染料和流動性控制劑。除水或其他溶劑外，PSA以及因此還有PSA外層由特別是大於60重量％，更優選大於70重量％，非常優選大於80重量％的PSA聚合物組成。PSA層的厚度可例如為lpm-3mm，優選10-100pm。剝離塗層本發明背襯在另一面(反面)具有非極性剝離塗層外層。表面極性的度量為由水滴邊緣與水滴所在基底表面所形成的接觸角。在極具極性表面的情況下，潤溼良好；水滴平躺在表面上並且邊緣與表面的角度小。在極具非極性表面的情況下，潤溼不良；水滴多為球形並且接觸面積小於水滴中間的液滴直徑-在這種情況下角度大。在20。C下，水滴與基底表面的接觸角大於85°,優選大於90。，更優選大於95°。接觸角通過圖像分析測定-即將液滴輪廓投影到屏幕上，然後計算。該剝離塗層可以為任何需要的材料；它可以為層壓或共擠出的聚合物膜或為施用並成膜的液體剝離漆。在聚合物膜的情況下，適合的膜為聚烯烴的那些，實例是聚丙烯、取向聚丙烯或聚乙烯。該類聚合物膜優選在外表面不進行預處理。為了出現所需接觸角，不應放電(電牽預處理)；此外，該類聚合物膜也不該用極性底漆塗布。該剝離塗層優選通過應用液體剝離漆並隨後乾燥獲得。該剝離漆優選為M體或溶液，優選溶劑為水、水混溶性有機溶劑或其混合物。該溶劑特別為水或由至少50重量％，特別是至少75重量％的水組成的混合物。該剝離漆特別包含合成非極性聚合物(下文簡稱為剝離聚合物)。剝離聚合物優選可通過單體的自由基加聚獲得。優選大於60重量％，特別是大於70重量％，更優選大於80重量％，非常優選大於卯重量％的單體為具有2-8個C原子和一個或兩個雙鍵的脂族烴。特別優選該類單體為具有2-8個，更優選2-4個C原子和一個雙鍵的脂族烴。非常特別優選乙烯。除了非極性單體外，該剝離聚合物還可包含其他單體作為組成組分，並且特別地這些還可以為包含極性基團的單體，極性基團的實例是羥基、氨基、酸基、酯基或鹽基團。特別優選包含酯基或酸基，尤其羧酸基團的單體。特別適合的單體為一元羧酸或二羧酸如丙烯酸、甲基丙烯酸或馬來酸和包含乙烯基酯作為酯基的單體，尤其是乙酸乙烯酯。該剝離聚合物(優選聚乙烯)中極性基團，例如羧酸基團的存在又可通過隨後的相似聚合物反應，例如用氧氣氧化獲得。該剝離聚合物優選具有的極性基團含量(參見上文)，特別是a含量，特別優選羧酸基團含量為0.01-lmol/100g剝離聚合物；特別優選至少0.2mol/100g剝離聚合物。通常該量不超過0.8或0.6mol/100g剝離聚合物。該剝離聚合物優選具有的重均分子量Mw為1000-10000g/mol，特別是1000-40OOOg/mol，特別優選1000-20OOOg/mol,非常特別優選3000-18000g/mol，並且在一特別實施方案中為5000-1500Og/mol(通過凝膠滲透色譜測定)。剝離漆可包含其他組分；適合的那些特別包括使剝離聚合物M於水中的乳化劑和保護膠體。其他輔助劑可以為助劑如消泡劑、用於調節pH的助劑(鹼金屬氫氧化物溶液、緩衝液)或分散助劑。製備剝離聚合物的方法是已知的。在聚乙烯的情況下，常用的催化聚合方法是特別適合的，之後獲得的聚合物可溶於或分散於選定的溶劑中。剝離漆可以常規的方式應用。應用率(無溶劑或水，即在乾燥後)例如為l-50g/m2,更優選l-30g/m2，非常優選l-10g/m2。剝離漆的乾燥層特別由大於60重量％，特別優選大於80重量％，非常特別優選大於90重量％的剝離聚合物組成。背襯材料背襯本身例如可由紙或聚合物膜組成。該背襯特別由聚合物膜、金屬化聚合物膜或電暈預處理聚合物膜組成。可提及的特別是取向聚丙烯、聚乙烯(優選高密度聚乙烯)或聚酯如聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚對苯二甲酸丁二醇酯的膜。雙面塗層背襯整體PSA塗層可直接塗布於背村的正面，但在背襯和PSA塗層之間也可以有其他層如底漆層或印刷油墨層(彩色或黑白圖像)。必要的是PSA層位於外側。在剝離塗層和背襯之間還可有其他層；適合的那些還包括增強粘合性的底漆層和印刷油墨層。外側的剝離塗層對於外來影響還具有保護下層，特別是印刷油墨層的作用。優選雙面塗布背襯具有下列組成，各層的順序對應於空間排列PSA塗層背村底漆層(合適的話)印刷油墨層(合適的話)剝離塗層該雙面塗布背襯優選具有的厚度總共為lpm-2mm，更優選1-200pm。用途本發明雙面塗布背襯特別適合於冷密封。冷密封指其中粘合層中的溫度(優選以及待結合基底的溫度)小於40°C，特別小於30°C或小於25°C的方法。通常冷密封在普通的室溫下，也就是說通常在10-30°C，特別是15-25。C的溫度下進行。基底優選在施加壓力下接觸。適合的壓力是高於標準壓力(l巴)僅幾毫巴至數巴的那些；可提及的是高於標準壓力0.01-5巴，特別是0.1-3巴的壓力。密封時間(維持所述溫度以及合適的話所述壓力的時間)例如為0.1-20秒，特別是0.1-3秒，特別常用的是0.5秒。本發明背襯由此適合於粘接兩種基底，其中-兩種待結合基底中的至少一種為本發明雙面塗布背襯，以及-合適的話施加壓力使兩種基底接觸，-壓敏粘合劑中的溫度小於40。C(冷密封)。優選待結合的兩種基底的每一種都為本發明背襯。該雙面塗布背襯特別用於生產包裝材料為此可通過冷密封將其與任何其他基底，尤其是聚合物膜(包括合適的話金屬化或電暈預處理的聚合物膜)結合。該雙面塗布背襯優選通過冷密封自身結合，在每種情況下將PSA塗布的正面接觸。待包裝的內容物一引入就通過冷密封將該包裝材料密封。該包裝材料特別適合於食品。本發明背襯的顯著優勢是其良好的冷密封能力和在反面上正面的良好抗粘著性(PSA層不與剝離層粘結)。該背襯可巻起並且可由該巻進行後續加工。在巻繞過程中，該背襯的正面和反面直接接觸。正面與反面的粘結將使該背襯不可使用，然而本發明背襯可以無問題地加工。實施例生產雙面塗布背襯所用背襯為取向聚丙烯(oPP)膜。將該膜的反面用剝離漆塗布(0.07mm線刮漆器，1.2g/m2)並在90°C下乾燥3分鐘。使用下列剝離漆-聚醯胺溶液(用於對比)，表面與水的接觸角85°-PoligenWEl，具有低丙烯酸含量的低分子量聚乙烯溶液(BASF的市售產品，根據本發明)；表面與水的接觸角98°正面用市售常用PSA水^L體塗布(0.1mm線刮漆器，應用率參見下表)並在105°C下乾燥30秒。所用壓敏粘合劑分散體如下AcronalV212,聚丙烯酸酯分散體，購於BASFAcronal⑧DS3547，聚丙烯酸酯分散體，購於BASF測試密封剝離強度從雙面塗布oPP膜上切下15mm寬的條；將兩個條以粘性面相對放置並在密封裝置上在2,1巴下密封0.5秒。密封后立即以50mm/min的拉脫速度測定剝離強度(N/15mm)。粘著測試將所述雙面塗布oPP膜以剝離漆面相對PSA面放置並經受10公噸重量負荷24小時；然後以800mm/min的拉脫速度測定剝離強度(N/25mm)。粘性面應儘可能不與剝離漆粘結，因此得到的剝離強度應儘可能小。結果tableseeoriginaldocumentpage13權利要求1.一種在一面(下文稱為正面)包含壓敏粘合劑外層且在另一面(下文稱為反面)包含在20℃下與水形成的接觸角大於85°的非極性剝離塗層外層的雙面塗布背襯。2.根據權利要求1的雙面塗布背襯，其中所述壓敏粘合劑層由大於60重量％的合成聚合物粘合劑(下文簡稱為PSA(壓敏粘合劑)聚合物)組成。3.根據權利要求1或2的雙面塗布背襯，其中所述PSA聚合物通過單體的自由基加聚獲得並且這些單體中大於50重量％為選自(曱基)丙烯酸CVC2o烷基酯、包含至多20個C原子的羧酸的乙烯基酯、烯屬不飽和腈、乙烯基囟化物、包含1-10個C原子的醇的乙烯基醚或這些單體混合物的主要單體。4.根據權利要求1-3中任一項的雙面塗布背襯，其中所述PSA聚合物由大於50重量Y。的(甲基)丙烯酸d-C2o烷基酯組成。5.根據權利要求1-4中任一項的雙面塗布背襯，其中所述剝離塗層為以液態施用並隨後乾燥的剝離漆。6.根據權利要求l-5中任一項的雙面塗布背襯，其中乾燥的剝離漆層由大於60重量％的合成非極性聚合物(下文簡稱為剝離聚合物)組成。7.根據權利要求l-6中任一項的雙面塗布背襯，其中所述剝離聚合物通過單體的自由基加聚獲得並且大於70重量％的單體為具有2-8個C原子和一個或兩個雙鍵的脂族烴。8.根據權利要求l-7中任一項的雙面塗布背襯，其中所述剝離聚合物由大於70重量％的乙烯組成。9.根據權利要求l-8中任一項的雙面塗布背襯，其中所述剝離聚合物具有的數均分子量為1000-100O00g/mol。10.根據權利要求l-9中任一項的雙面塗布背襯，其中所述背襯為紙或聚合物膜。11.根據權利要求I-IO中任一項的雙面塗布背襯，其中在所述背襯和所述剝離漆外層之間存在其他層如底漆層和/或印刷油墨層。12.根據權利要求l-ll中任一項的雙面塗布背襯，具有的厚度總共為1(jLm-2mm。13.—種粘接兩種基底的方法，其中-兩種待結合基底中的至少一種為根據權利要求1-12中任一項的背襯，以及-合適的話施加壓力使兩種基底接觸，-壓敏粘合劑中的溫度小於40。C(冷密封)。14.根據權利要求13的方法，其中待結合基底中的每一種都為根據權利要求1-12中任一項的背襯。15.根據權利要求1-12中任一項的雙面塗布背襯在生產可冷密封包裝材料中的用途。16.根據權利要求1-12中任一項的雙面塗布背襯在生產可冷密封食品包裝材料中的用途。全文摘要正面和反面塗布的背襯，包含在該背襯一面(下文稱為正面)上的由壓敏粘合劑製成的外層和在該背襯的另一面(下文稱為反面)上的由在20℃下與水形成的接觸角大於85°的非極性剝離塗層製成的外層。文檔編號C09J7/02GK101432380SQ200780015674公開日2009年5月13日申請日期2007年5月2日優先權日2006年5月2日發明者A·魏斯,C·阿里桑迪,D·烏爾班,D·武爾夫,J·M·託裡斯略薩申請人:巴斯夫歐洲公司