包括二氧化矽層和聚烯烴層的包裝材料的製作方法

2023-12-02 18:31:16 3

專利名稱：包括二氧化矽層和聚烯烴層的包裝材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及包括二氧化矽層和聚烯烴層的包裝材料。
本發明尤其涉及包括覆蓋二氧化矽的膜和聚烯烴膜的結構，其中在二氧化矽和聚烯烴膜之間存在粘合劑。例如，就聚烯烴膜而言，可以將該材料熱合到紙板上之後在這樣得到的結構每一面再覆蓋一層聚乙烯。
這類材料可用於製造紙包液體食品的包裝材料。
本申請人公司現已發現以含有羥基官能團的聚合物為基礎的粘合劑可得到不脫層的材料。
1991年4月25日出版的JP03099842(公開)說明了覆蓋二氧化矽的EVOH/乙烯基矽烷膜，其中用聚氨酯粘合劑在膜上粘附一層聚丙烯。但是，難於均勻而又連續地沉積足量的粘合劑。結果是粘結力不足或粘合劑過量，從而導致該材料易損壞。
1993年12月14日出版的JP05330568(公開)也說明了覆蓋二氧化矽的聚酯膜，其中用乙烯-馬來酸酐-丙烯酸乙酯共聚物粘合劑在膜上粘附一層烯類樹脂。但是，粘結力並不令人滿意。
本發明提出包括覆蓋二氧化矽的膜和聚烯烴膜的材料，其中二氧化矽和聚烯烴膜之間的粘合劑是含至少一個羥基官能團的熱塑性樹脂。
覆蓋二氧化矽的膜在本技術領域已知，例子可舉出聚酯如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚醯胺(PA)膜。
例如，二氧化矽膜為單分子層或厚達5000埃的層，可通過等離子體，蒸發或任何其他方法沉積而形成。
作為舉例，覆蓋二氧化矽的膜厚5-200μm。
例如，可用聚乙烯，聚丙烯或乙烯共聚物如乙烯/丙烯，乙烯/丁烯，乙烯/已烯或乙烯/丙烯/丁烯共聚物或乙烯與至少一種選自(i)飽和羧酸乙烯酯或(ii)不飽和羧酸酯和鹽的產物的共聚物製成聚烯烴膜。
在本發明的範圍之內，除了聚烯烴而外，膜還可包括其他聚合物，任選的相容劑，從而使混合物均勻而足以被轉變成膜並以膜形式得到應用。這類膜還可由聚烯烴混合物構成。
作為舉例，該膜厚5-5000μm。含至少一個羥基官能團的熱塑性樹脂可為含羥基官能團的聚合物，均含至少一個羥基官能團的聚合物的混合物或含至少一個羥基官能團的聚合物與另一聚合物的混合物或任何其他組合物。
該樹脂可有利地包括來自至少一種烯烴或聚烯烴鏈的單元。
可通過聚合或用一種或多種適當的單體接枝或通過聚合物中已存在的適當官能團的化學改性而使聚合物帶有羥基官能團。
可按本技術領域的原則以固態或熔融態或液態進行各種反應(聚合，接枝或改性)。
一般是通過官能丙烯酸單體如HEA或HEMA(丙烯酸羥乙酯或甲基丙烯酸羥乙酯)或通過帶有可聚合或可接枝的官能團(如乙烯基)的醇如乙烯基酚引入羥基。這些單體還可帶有其他幾乎不會或完全不會與羥基官能團反應的官能團如醯胺或胺等官能團。
也可通過聚合物中已存在的適當官能團經適當的反應如乙烯基烷基化物官能團經催化水解而得到羥基官能團。
聚合物中也可存在其他單體如一種或多種烯烴(乙烯，丙烯，丁烯，己烯，辛烯，4-甲基戊烯，乙烯降冰片烯等)，丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯或乙烯基烷基化物。這些單體還可同時存在。
所得產物可單獨使用或與本身含有或不含羥基官能團的聚合物混合使用。在應用混合物的情況下，為了保證使聚合物達到良好的可混性和良好的相容性，可能需要採用添加劑或另一聚合物。
聚丙烯酸羥乙酯或聚甲基丙烯酸羥乙酯並不總是熱塑性的。因此，可有利地將其與其他聚合物混合而使樹脂成為熱塑性的。又由於樹脂是熱塑性的，所以可很容易地轉化成膜，以便與例如聚烯烴共同或同時擠出。然後再將包括羥基的聚烯烴/樹脂雙層熱合到覆蓋了二氧化矽的膜上而得到本發明材料。
即使帶有至少一個羥基官能團的聚合物是熱塑性的，也可將其與其他熱塑性聚合物混合。
作為可與帶有羥基官能團的聚合物混合的聚合物例子，可舉出-聚乙烯或聚丙烯；-乙烯與至少一種選自(i)不飽和羧酸鹽和酯，(ii)飽和羧酸乙烯酯或(iii)α-烯烴的產物的共聚物，其中單體(i)至(iii)可接枝或共聚；-苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)；-苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物(SBS)；-苯乙烯/異戊二烯/苯乙烯嵌段共聚物(SIS)。
混合物的組成，聚合物的共聚單體含量，羥基官能團量和結構可根據要求的粘結力或結合力和用途而優化或改變。
為使樹脂均勻，可能需要向樹脂中加入相容劑。這類產品本身已知如可為官能化聚烯烴如乙烯與至少一種選自(i)不飽和羧酸，其鹽或其酯，(ii)不飽和二羧酸，其鹽，其酯，其半酯或其酸酐，(iii)飽和羧酸乙烯酯，(iv)不飽和環氧化物或(v)α-烯烴的產物的共聚物，其中單體(i)至(v)可接枝或共聚。
作為含有至少一個羥基官能團的熱塑性樹脂的例子，可舉出
-下列混合物*乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH)或聚(甲基)丙烯酸羥乙酯；以及至少一種產物，該產物選自*乙烯與至少一種選自(i)不飽和羧酸，其鹽或其酯，(ii)不飽和二羧酸，其鹽，其酯，其半酯或其酸酐，(iii)飽和羧酸的乙烯基酯或(iv)不飽和環氧化物的產物的共聚物，其中單體(i)至(iv)可進行接枝或共聚；*聚乙烯或乙烯與α-烯烴的共聚物；-下列混合物*聚乙烯或乙烯與不飽和羧酸酯的共聚物或乙烯與飽和羧酸的乙烯基酯的共聚物；*聚乙烯或乙烯與α-烯烴的共聚物；這些聚合物中的一種或另一種或兩者分別或同時用(甲基)丙烯酸羥乙酯接枝；-部分或完全水解的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物，這些共聚物也可含有(甲基)丙烯酸烷基酯。
可有利地應用下列樹脂-下列混合物*乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物；*EVOH*乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯/馬來酸酐或(甲基)丙烯酸縮水甘油基酯共聚物；-下列混合物*乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物或聚乙烯；*EVOH*用馬來酸酐接枝的聚乙烯(如線性低密度聚乙烯)；
*EPR(乙烯/丙烯)高彈體；-下列混合物*乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物；*聚(甲基)丙烯酸羥乙酯；-下列混合物*乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物；*乙烯/α-烯烴共聚物；這些共聚物中一種或另一種或兩者分別或同時用(甲基)丙烯酸羥乙酯接枝；-乙烯/乙酸乙烯酯/乙烯醇/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物。
作為舉例，該粘合劑層厚5-50μm。
覆蓋二氧化矽的膜，聚烯烴膜和含至少一個羥基官能團的熱塑性樹脂可包括能夠用來改善其受熱性能，抗UV光照性能或加工性能的各種添加劑如(抗氧化劑，抗UV劑，加工助劑，無機填料等)。
本發明材料可按已知的熱塑性材料加工方法得到。
覆蓋二氧化矽的膜上可疊加聚烯烴/含羥基官能團的樹脂雙層膜。
本發明材料可就這樣應用或與其他材料如聚合物膜或片或紙板經熱合，粘合或共同或同時擠出而製成食品包裝材料。
實施例2.16kg和190℃下的熔體流動指數(MFI)表示為dg/mn。
應用下列產物-LOTADER A是乙烯/丙烯酸丁酯/馬來酸酐共聚物，其中含5wt％(重量百分比)丙烯酸酯和3wt％酸酐，而其MFI＝5；-OREVAC A是用0.3wt％馬來酸酐接枝的聚乙烯，而其MFI＝1；
-SOARNOL A是含44％乙烯的EVOH，而其MFI＝4；-PARATONE 8900是含30％丙烯且Mn＝20000的EPR；-LACQTENE LA0710是加熱高壓自由基聚乙烯，而其MFI＝7，密度＝0.917g/cm3；-15MA03是乙烯/丙烯酸甲酯共聚物，其中含有15％丙烯酸甲酯，而其MFI＝3；-STAMYLEX是080876F，乙烯和辛烯的線性共聚物，其密度為0.910g/cm3，而MFI＝6，已同時在過氧化二枯基存在下用15MA03經HEA接枝，所得聚合物含有89wt％乙烯共聚物和11wt％接枝；-EVAOH指EVA(乙烯/乙酸乙烯酯)，其中含有28(質量)％在二月桂酸二丁基錫和丁醇存在下經酯基轉移作用而部分水解的乙酸酯。
實施例1得到下列樹脂

得到覆蓋二氧化矽的PET膜卷，其中用等離子體法沉積的二氧化矽層為200埃，PET為12μm。
得到各種粘合劑後將其共同擠出或熱合到上述膜上。以100mm/mn的速度將25mm寬的粘合劑膜和覆蓋二氧化矽的PET膜剝離，從而確定粘結力。
在不可能使粘合劑膜與覆蓋二氧化矽的PET膜脫層時，就會使PET膜撕裂。
作為對比，得到由下列聚合物構成，但不含羥基官能團的三種其他粘合劑-29MA03，與15MA03相同，但只含29％丙烯酸甲酯；-LOTADERB，與LOTADERA相同，但熔點和VICAT點低20℃以上；-LREVAC B是用馬來酸酐接枝的乙烯/丙烯酸甲酯共聚物，其中含29％丙烯酸酯。
剝離力如下

可以看出這些粘合劑不是很好的粘合劑。
權利要求
1.包括覆蓋二氧化矽的膜和聚烯烴膜的材料，其中二氧化矽和聚烯烴膜之間的粘合劑是含有至少一個羥基官能團的熱塑性樹脂。
2.權利要求1的材料，其中覆蓋二氧化矽的膜由聚對苯二甲酸乙二醇酯構成，而聚烯烴膜則由聚乙烯或乙烯共聚物構成。
3.權利要求1或2的材料，其中粘合劑的羥基官能團來自乙烯醇或(甲基)丙烯酸羥乙酯。
4.包括權利要求1-3中任一項所述材料的包裝材料。
全文摘要
本發明涉及包括覆蓋二氧化矽的膜和聚烯烴膜的材料，其中二氧化矽和聚烯烴膜之間的粘合劑是含至少一個羥基官能團的熱塑性樹脂。該材料可用於製造紙包食品的包裝材料。
文檔編號B32B27/30GK1135408SQ9610259
公開日1996年11月13日 申請日期1996年1月26日 優先權日1995年1月26日
發明者P·布裡安特, P·託吉曼 申請人:埃勒夫阿託化學有限公司