金屬化的聚乙烯層壓體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供金屬化的聚乙烯層壓體，其包括：聚乙烯外層；金屬化的酸性共聚物層；與所述金屬化的酸性共聚物層接觸的聚乙烯內(nèi)層；和任選的擠出的聚乙烯層；和聚乙烯密封劑層。
【專利說明】金屬化的聚乙烯層壓體
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬化的聚乙烯層壓體。本發(fā)明的金屬化的聚乙烯層壓體可制成用于儲存需要保持質(zhì)地和氣味的物品如食品以及化妝品的制品。與由現(xiàn)有技術已知的層壓體制成的制品相比，所述制品顯示增強的蒸汽和/或氣體阻擋特性。本發(fā)明進一步涉及所述金屬化的聚乙烯層壓體的制造方法。
【背景技術】
[0002]層壓體通常大量用于包括個人護理產(chǎn)品和食品的各種產(chǎn)品的包裝和分配。由于固有的性質(zhì)如力學物理性質(zhì)、重量輕、耐久性、無毒性、耐光和耐熱性以及化學惰性，層壓體通常由塑料聚合物制成。上述性質(zhì)使層壓體成為在包裝行業(yè)中應用的適合選擇。
[0003]金屬化的聚合物層壓體是具有沉積或覆蓋在聚合物層表面上的金屬薄層的層壓體。層壓體的這種金屬化在減輕重量的情況下賦予有光澤的金屬外觀。此外，金屬化膜提供防護包括光、水、濕氣和氣體的因素的阻擋性。在撓性層壓體制造業(yè)中，金屬化的聚酯和BOPP通常是已知的。這些層壓體通常通過將組件之一用作金屬化層并使用溶劑基的粘合劑或不含溶劑的粘合劑粘合至密封劑層而形成。
[0004]由于雙軸定向聚丙烯(BOPP)膜具有優(yōu)異的濕氣阻擋性、強度、透明性和表面光澤，它們廣泛用作包裝用膜；并且，為了使它們在展示時由于金屬光澤而更好看，改進氣體阻擋性和抑制另外由外界光如來自太陽光射線的紫外光引起的包裝產(chǎn)品劣化，也廣泛實施通過金屬如鋁使它們金屬化。然而，由于BOPP膜的表面是無活性的，通常實施諸如電暈放電處理或火焰處理的處理使所述表面活化，以改進金屬化時金屬膜與基體材料之間的粘合性。
[0005]US4297187公開了在由氮氣和二氧化碳組成的混合氣體中的電暈放電處理。在所述電暈放電處理方法中，雖然更高的處理強度可使表面更加活化和改進金屬膜與基體材料膜表層之間的粘合強度，但眾所周知，這同時使基體材料劣化，因而所述基體材料膜表層可能從所述基體材料膜內(nèi)部剝離。
[0006]US6190760公開了用于金屬化的雙軸定向聚丙烯薄膜，其包括由在155攝氏度至163攝氏度之間具有由于晶體熔化的吸熱主峰并具有20-90mJ/g的晶體熔化熱的聚丙烯樹脂制成的表層，其是位于由等規(guī)聚丙烯制成的基體層至少一側(cè)的層壓層；以及所述表層的潤濕張力為33-55Mn/M。US6190760還公開了一種金屬化的雙軸定向聚丙烯膜，其包括層壓在所述用于金屬化的雙軸定向聚丙烯膜表層上的薄金屬膜。US6190760進一步公開了一種使用所述金屬化的雙軸定向聚丙烯膜獲得的層壓體。US2011/0274892公開了包括衍生自非石油來源單體的生物基聚烯烴的雙軸定向膜。US2011/0274892還公開了一種層壓膜，其包括至少一個包括至少53pMC放射性碳(14C)含量的生物基聚烯烴層。所述層壓膜可包括其它層，例如至少53pMC放射性碳含量的包括第二生物基聚烯烴樹脂的層和金屬層。
[0007]金屬化的聚合物膜廣泛地用于食品包裝以及裝飾用途。US2008/0226854描述了金屬化膜，其含有覆蓋在一種或多種乙烯酸性共聚物上的金屬層和另一熱塑性層。所討論的現(xiàn)有技術通過引用方式以其整體并入本文。
[0008]在包裝行業(yè)中，金屬化膜提高了所包裝產(chǎn)品的保存期限和吸引力，因而是優(yōu)選的。金屬化膜已成為包裝中金屬罐、玻璃或剛性結(jié)構(gòu)的良好代替物，滿足阻擋材料和共擠出結(jié)構(gòu)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明涉及金屬化的聚乙烯層壓體，其包括:聚乙烯外層；金屬化的酸性共聚物層；與所述金屬化的酸性共聚物層接觸的聚乙烯內(nèi)層；和任選的擠出的聚乙烯層；和聚乙烯密封劑層。
[0010]參考下述描述，將更好地理解本主題的這些及其他特征、方面和優(yōu)點。提供本
【發(fā)明內(nèi)容】
以簡要介紹概念的選擇。本
【發(fā)明內(nèi)容】
并不意于確定本發(fā)明的關鍵特征或基本特征，其也不意于限制所述主題的范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]參照下述描述和附圖，將更好地理解所述主題的上述及其他特征、方面和優(yōu)點，其中:
[0012]圖1示出根據(jù)本主題的實施方案的金屬化的聚乙烯層壓體。
[0013]圖2示出根據(jù)本主題的另一個實施方案的金屬化的聚乙烯層壓體。
[0014]圖3示出根據(jù)本主題的實施方案的如圖1或圖2所示的金屬化層壓體的制造方法。
【具體實施方式】
[0015]本發(fā)明提供金屬化的聚乙烯層壓體，其包括:聚乙烯外層；金屬化的酸性共聚物層；與所述金屬化的酸性共聚物層接觸的聚乙烯內(nèi)層；和任選的擠出的聚乙烯層；和聚乙烯密封劑層。在另一方面，本發(fā)明還提供由這種層壓體制成的層壓制品。
[0016]層壓體通常由在擠出時使用熱聚合物熔體或者使用粘合劑而粘合在一起的多個層或膜制成。通常，層壓體成形為三個層，即外層、中間層和內(nèi)層，在外層與中間層之間以及中間層與內(nèi)層之間均具有連接層(tie layer)。外層通常充當印刷層，主要由聚乙烯組成。層壓體的中間層通常由鋁或乙基乙烯醇(ethyl vinyl alcohol) (EVOH)、尼龍(聚酰胺)形成，其充當對大氣和濕氣的阻擋層。目前制造的由層壓層制成的管包括鋁阻擋層壓體(ABL)或塑料阻擋層壓體。層壓體的內(nèi)層主要由聚乙烯組成，其充當密封劑層。當層壓體已經(jīng)加工和成形為儲存容器時，所述內(nèi)層防止儲存容器中包裝的內(nèi)容物與中間層之間接觸。不同層之間的連接層充當將所述層粘合在一起并形成層壓體的粘合劑。此外，所述層壓體也可成形為多層結(jié)構(gòu)。
[0017]通常，聚合物膜的金屬化是有益的，因為賦予所述聚合物膜層壓體適合的阻擋性。其適合于需要保持質(zhì)地和氣味的易變質(zhì)的物品如食品、物品如化妝品。此外，當包裝上述物品時，蒸汽和/或氣體阻擋性是重要的。
[0018]在本發(fā)明的實施方案中，所述金屬化的聚乙烯層壓體進一步包括與所述金屬化的酸性共聚物層接觸的酸性共聚物層；和與上述酸性共聚物層接觸的第二金屬化的酸性共聚物層。所述酸性共聚物層和第二金屬化的酸性共聚物層位于所述第一金屬化的酸性共聚物層和聚乙烯內(nèi)層之間。
[0019]在本發(fā)明的又一實施方案中，所述金屬化的聚乙烯層壓體中的聚乙烯層是多層聚乙烯膜；優(yōu)選兩層或三層膜。當所述聚乙烯膜是兩層時，所述層的厚度可以是30μ和60μ，而在三層聚乙烯膜情況下，各層的厚度可以是30 μ、60 μ和30μ。
[0020]所述金屬化的聚乙烯層壓體中的聚乙烯密封劑層可以是總厚度為50 μ的單層或多層。在本發(fā)明的另一個實施方案中，所述金屬化的聚乙烯層壓體中的聚乙烯密封劑層是多層膜，優(yōu)選三層膜。
[0021]在本發(fā)明的另一個實施方案中，所述金屬化的聚乙烯層壓體中的聚乙烯層是線性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯的組合。根據(jù)該實施方案，所述金屬化的聚乙烯層壓體的聚乙烯外層和聚乙烯內(nèi)層可以是線性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯的組合。低密度聚乙烯通常具有0.918g/cc至0.935g/cc范圍、優(yōu)選0.918g/cc的密度；線性低密度聚乙烯具有0.912g/cc 至 0.940g/cc 范圍、優(yōu)選 0.927g/cc 的密度。
[0022]在本發(fā)明的又一實施方案中，所述金屬化的聚乙烯層壓體中的酸性共聚物是乙烯丙烯酸共聚物?？捎糜诟鶕?jù)本發(fā)明的金屬化的聚乙烯層壓體的各種酸性共聚物例如是酸含量百分比在7%至9%范圍內(nèi)變化的來自EXXONMOBIL的Escore、來自DOW的Primacore和來自 Dupont 的 Nucrel ο
[0023]乙烯丙烯酸(EAA)作為酸性共聚物賦予所述均聚物膜良好的金屬粘合性。EEA層充當極性表面，實現(xiàn)與金屬膜的良好粘合。這又允許所述均聚物膜與金屬膜粘合。
[0024]所述金屬膜可以是預定厚度在40-700埃單位范圍內(nèi)的鋁。在優(yōu)選實施方案中，所述金屬膜是鋁。
[0025]在另一個實施方案中，所述金屬化的聚乙烯層壓體包括具有至少一個酸性共聚物層的多層聚乙烯膜，其后是將所述具有至少一個金屬化的酸性共聚物層的多層聚乙烯膜與具有至少一個也金屬化的酸性共聚物層的另一聚乙烯單層或多層進行接合的粘合劑層或連接層。
[0026]優(yōu)選地，本發(fā)明提供一種金屬化的聚乙烯層壓體，其包括:總厚度為120μ的多層聚乙烯外層；與所述多層聚乙烯接觸的厚度為25 μ的酸性共聚物層；與所述酸性共聚物層接觸的厚度為25 μ的金屬化的酸性共聚物層；與所述金屬化的酸性共聚物層接觸的厚度為75μ的聚乙烯內(nèi)層；厚度為25μ的擠出的聚乙烯層；和厚度為50 μ的聚乙烯密封劑層。
[0027]本發(fā)明的另一個實施方案提供一種金屬化的聚乙烯層壓體，其包括:總厚度為90 μ的多層聚乙烯外層；與所述多層聚乙烯接觸的厚度為30 μ的金屬化的酸性共聚物層；與所述金屬化的酸性共聚物層接觸的厚度在20 μ至30μ范圍內(nèi)的酸性共聚物層；與上述酸性共聚物層接觸的厚度為30 μ的另一金屬化的酸性共聚物層；和與上述金屬化的酸性共聚物層接觸的厚度為90 μ的聚乙烯內(nèi)層。
[0028]在本發(fā)明的實施方案中，圖1示出了所述層壓體的示例性結(jié)構(gòu)。根據(jù)圖1的多層金屬化的層壓體100包括至少一個聚乙烯(PE)膜102、至少一個酸性共聚物膜104(優(yōu)選乙基丙烯酸(EAA))和至少一個金屬膜106 (優(yōu)選鋁膜)。金屬膜106沉積在具有PE膜108的EAA層107的表面上。在下文中，聚乙烯膜102可互換地稱為PE膜102，酸性共聚物膜104可互換地稱為EAA膜104。[0029]在一個實施方案中，PE膜102是多層的，其可以是雙層或三層膜。在雙層PE膜102的情況下，所述層的厚度可以是30μ和60μ。在三層PE膜102的情況下，各層的厚度可以是 30 μ ,60 μ 和 30μ。
[0030]在圖1的金屬化的層壓體100中，PE膜108與聚乙烯擠出層109接觸，其后是可以為單層或多層的PE密封劑層110。該PE密封劑層110優(yōu)選是三層膜。
[0031]在本發(fā)明的另一個實施方案中，圖2示出了本主題的層壓體的另一示例性結(jié)構(gòu)。圖2提供了一種金屬化的層壓體200，其包括具有用金屬層206金屬化的酸性共聚物層204的PE膜202。所述金屬化層206與連接層或粘合劑層201接觸。該連接層201將金屬化層206與另一金屬層207接合。金屬層207是金屬化于具有PE膜209的酸性共聚物層208上的層。所述PE膜202和209可以是多層膜。
[0032]本發(fā)明的金屬化的聚乙烯層壓體可使用真空金屬化或等離子體處理或等離子體金屬化方法來制備。用于獲得所述金屬化的聚乙烯層壓體的金屬化工藝優(yōu)選使用等離子體處理。等離子體處理增大待金屬化的表面積，促進金屬化工藝。
[0033]除了除去濕氣及其它有機污染物和粉塵顆粒之外，等離子體以各種方式與金屬片(web)的表面相互作用。其也通過引入極性基團起到增加成核位點數(shù)量的作用，產(chǎn)生具有均勻表面形態(tài)和更少缺陷的覆蓋層，從而促進高的金屬粘合性和良好的金屬化膜與金屬的粘合強度。其也有助于提高膜的阻擋性。
[0034]在本發(fā)明的又一實施方案中，圖3示出本主題的金屬化的層壓體的制備方法。在步驟301中，由PE和EAA的擠出吹塑膜制造PE膜。結(jié)果，所述PE膜的一側(cè)上覆蓋有EAA膜。在步驟302中，接著通過使高溫流化的等離子體經(jīng)過所述EAA膜表面來等離子體處理所述EAA膜，以使所述EAA膜適合于金屬化。此外，在步驟303中，接著用金屬使所述EAA膜金屬化。最后，在步驟304中，層壓所述PE膜、EAA連接層和金屬。所述層壓可具有另一具有EAA層的金屬化PE膜，具有連接層或粘合劑層使這兩個金屬化PE膜接合。
[0035]所述層壓也可具有所述金屬化的PE膜、和具有EAA層與PE擠出層的非金屬化的PE膜。
[0036]步驟305至306示出常規(guī)的管制造步驟，其中在步驟305中固化所述層壓體，隨后在步驟306中切割所述層壓體。此外，在步驟307中印刷剛切割的層壓體，最后在步驟308中，進行制管工藝。
[0037]在本發(fā)明的實施方案中，所述金屬化的聚乙烯層壓體可制成層壓管。
[0038]實施例
[0039]現(xiàn)將用工作例來說明本發(fā)明，所述工作例是用來說明本發(fā)明的實施，并非用來限制性隱含對本發(fā)明的范圍有任何的限制。其它實施方案也是可以的。
[0040]實施例1:
[0041]總厚度為120μ的三層聚乙烯外膜與厚度為25 μ的乙烯丙烯酸連接層接觸。所述連接層將所述聚乙烯層粘合至厚度也為25 μ的金屬化的乙烯丙烯酸層。所述金屬化的乙烯丙烯酸層與組合厚度為75 μ的另一多層聚乙烯膜接觸。該多層聚乙烯膜通過厚度為25 μ的擠出的聚乙烯層粘合至多層密封劑層。所述金屬化的聚乙烯層壓體的結(jié)構(gòu)如下所示:
[0042]30 μ ΡΕ/60 μ ΡΕ/30 μ ΡΕ//25 μ EAA (連接層)// 金屬化的 25 μ EAA 膜/50 μ ΡΕ/25 μ ΡΕ//25 μ 擠出 PE (連接層)//12.5 μ ΡΕ/25 μ PE/12.5 μ PE。
[0043]實施例2:
[0044]總厚度為90μ的雙層聚乙烯外膜與厚度為30 μ的金屬化的乙烯丙烯酸層接觸，所述金屬化的乙烯丙烯酸層又通過厚度在20 μ至30μ范圍內(nèi)的乙烯丙烯酸連接層粘合至厚度為30 μ的另一金屬化的乙烯丙烯酸層。厚度為90 μ的兩層聚乙烯內(nèi)膜與上述金屬化的乙烯丙烯酸層接觸。
[0045]所述金屬化的聚乙烯層壓體的結(jié)構(gòu)如下所示:
[0046]30 μ ΡΕ/60 μ PE/金屬化的30 μ ΕΑΑ//20 μ至30 μ連接層或粘合劑層(EAA) //金屬化的 30 μ ΕΑΑ/60 μ ΡΕ/30 μ PE0
[0047]本主題的前述類型及其等同物具有許多優(yōu)點，包括以下所述的那些:
[0048]1.本發(fā)明提供金屬化的聚乙烯層壓體，其在制成制品時呈現(xiàn)出良好的氣體和蒸汽阻擋性。
[0049]2.本發(fā)明提高了產(chǎn)品的吸引力。
[0050]3.本發(fā)明還以成本有效方式提供金屬化的聚乙烯層壓體。
[0051]盡管參考其某些優(yōu)選實施方案已相當詳細地描述了本主題，但其它實施方案也是可能的。同樣地，本發(fā)明的精神和范圍并不應限于其所包含的優(yōu)選實施方案的描述。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬化的聚乙烯層壓體，其包括: 聚乙烯外層； 第一金屬化的酸性共聚物層； 與所述金屬化的酸性共聚物層接觸的聚乙烯內(nèi)層； 和任選的 擠出的聚乙烯層；和 聚乙烯密封劑層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬化的聚乙烯層壓體，其進一步包括: 酸性共聚物層；和 第二金屬化的酸性共聚物層； 其中所述酸性共聚物層和第二金屬化的酸性共聚物層位于所述第一金屬化的酸性共聚物層和聚乙烯內(nèi)層之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬化的聚乙烯層壓體，其中所述聚乙烯層是多層聚乙烯膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬化的聚乙烯層壓體，其中所述多層聚乙烯膜是厚度在90 μ至120 μ范圍內(nèi)的兩層膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬化的聚乙烯層壓體，其中所述聚乙烯密封劑層是多層膜，如三層膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬化的聚乙烯層壓體，其中所述聚乙烯密封劑層的總厚度為 50 μ。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬化的聚乙烯層壓體，其中所述聚乙烯層是線性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬化的聚乙烯層壓體，其中所述酸性共聚物是乙烯丙烯酸共聚物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬化的聚乙烯層壓體，其包括: 總厚度為120 μ的多層聚乙烯外層； 與所述多層聚乙烯接觸的厚度為25 μ的酸性共聚物層； 與所述酸性共聚物層接觸的厚度為25 μ的金屬化的酸性共聚物層； 與所述金屬化的酸性共聚物層接觸的厚度為75 μ的聚乙烯內(nèi)層； 厚度為25 μ的擠出的聚乙烯層；和 厚度為50 μ的聚乙烯密封劑層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬化的聚乙烯層壓體，其包括: 總厚度為90 μ的多層聚乙烯外層； 與所述多層聚乙烯接觸的厚度為30 μ的金屬化的酸性共聚物層； 與所述金屬化的酸性共聚物層接觸的厚度在20 μ至30 μ范圍內(nèi)的酸性共聚物層； 與上述酸性共聚物層接觸的厚度為30 μ的其它金屬化的酸性共聚物層；和 與上述金屬化的酸性共聚物層接觸的厚度為90 μ的聚乙烯內(nèi)層。
11.一種層壓管，其由根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的金屬化的聚乙烯層壓體制成。
【文檔編號】B32B27/32GK103946018SQ201280047375
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月8日
【發(fā)明者】M·K·班納吉, C·R·阿比安卡爾 申請人:愛索爾包裝有限公司