專利名稱：包括二氧化硅層和聚烯烴層的包裝材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括二氧化硅層和聚烯烴層的包裝材料。
本發(fā)明尤其涉及包括覆蓋二氧化硅的膜和聚烯烴膜的結(jié)構(gòu)，其中在二氧化硅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后在這樣得到的結(jié)構(gòu)每一面再覆蓋一層聚乙烯。
這類材料可用于制造紙包液體食品的包裝材料。
本申請(qǐng)人公司現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)以含有羥基官能團(tuán)的聚合物為基礎(chǔ)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(kāi))說(shuō)明了覆蓋二氧化硅的EVOH/乙烯基硅烷膜，其中用聚氨酯粘合劑在膜上粘附一層聚丙烯。但是，難于均勻而又連續(xù)地沉積足量的粘合劑。結(jié)果是粘結(jié)力不足或粘合劑過(guò)量，從而導(dǎo)致該材料易損壞。
1993年12月14日出版的JP05330568(公開(kāi))也說(shuō)明了覆蓋二氧化硅的聚酯膜，其中用乙烯-馬來(lái)酸酐-丙烯酸乙酯共聚物粘合劑在膜上粘附一層烯類樹(shù)脂。但是，粘結(jié)力并不令人滿意。
本發(fā)明提出包括覆蓋二氧化硅的膜和聚烯烴膜的材料，其中二氧化硅和聚烯烴膜之間的粘合劑是含至少一個(gè)羥基官能團(tuán)的熱塑性樹(shù)脂。
覆蓋二氧化硅的膜在本技術(shù)領(lǐng)域已知，例子可舉出聚酯如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚酰胺(PA)膜。
例如，二氧化硅膜為單分子層或厚達(dá)5000埃的層，可通過(guò)等離子體，蒸發(fā)或任何其他方法沉積而形成。
作為舉例，覆蓋二氧化硅的膜厚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(chǎn)物的共聚物制成聚烯烴膜。
在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，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(zhuǎn)變成膜并以膜形式得到應(yīng)用。這類膜還可由聚烯烴混合物構(gòu)成。
作為舉例，該膜厚5-5000μm。含至少一個(gè)羥基官能團(tuán)的熱塑性樹(shù)脂可為含羥基官能團(tuán)的聚合物，均含至少一個(gè)羥基官能團(tuán)的聚合物的混合物或含至少一個(gè)羥基官能團(tuán)的聚合物與另一聚合物的混合物或任何其他組合物。
該樹(shù)脂可有利地包括來(lái)自至少一種烯烴或聚烯烴鏈的單元。
可通過(guò)聚合或用一種或多種適當(dāng)?shù)膯误w接枝或通過(guò)聚合物中已存在的適當(dāng)官能團(tuán)的化學(xué)改性而使聚合物帶有羥基官能團(tuán)。
可按本技術(shù)領(lǐng)域的原則以固態(tài)或熔融態(tài)或液態(tài)進(jìn)行各種反應(yīng)(聚合，接枝或改性)。
一般是通過(guò)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(guò)帶有可聚合或可接枝的官能團(tuán)(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(huì)或完全不會(huì)與羥基官能團(tuán)反應(yīng)的官能團(tuán)如酰胺或胺等官能團(tuán)。
也可通過(guò)聚合物中已存在的適當(dāng)官能團(tuán)經(jīng)適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)如乙烯基烷基化物官能團(tuán)經(jīng)催化水解而得到羥基官能團(tuán)。
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(shí)存在。
所得產(chǎn)物可單獨(dú)使用或與本身含有或不含羥基官能團(tuán)的聚合物混合使用。在應(yīng)用混合物的情況下，為了保證使聚合物達(dá)到良好的可混性和良好的相容性，可能需要采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并不總是熱塑性的。因此，可有利地將其與其他聚合物混合而使樹(shù)脂成為熱塑性的。又由于樹(shù)脂是熱塑性的，所以可很容易地轉(zhuǎn)化成膜，以便與例如聚烯烴共同或同時(shí)擠出。然后再將包括羥基的聚烯烴/樹(shù)脂雙層熱合到覆蓋了二氧化硅的膜上而得到本發(fā)明材料。
即使帶有至少一個(gè)羥基官能團(tuán)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(tuán)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(chǎn)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(tuán)量和結(jié)構(gòu)可根據(jù)要求的粘結(jié)力或結(jié)合力和用途而優(yōu)化或改變。
為使樹(shù)脂均勻，可能需要向樹(shù)脂中加入相容劑。這類產(chǎn)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(huán)氧化物或(v)α-烯烴的產(chǎn)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(gè)羥基官能團(tuán)的熱塑性樹(shù)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(chǎn)物，該產(chǎn)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(huán)氧化物的產(chǎn)物的共聚物，其中單體(i)至(iv)可進(jìn)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(shí)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(yīng)用下列樹(shù)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(lái)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(lái)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(shí)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。
覆蓋二氧化硅的膜，聚烯烴膜和含至少一個(gè)羥基官能團(tuán)的熱塑性樹(shù)脂可包括能夠用來(lái)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(wú)機(jī)填料等)。
本發(fā)明材料可按已知的熱塑性材料加工方法得到。
覆蓋二氧化硅的膜上可疊加聚烯烴/含羥基官能團(tuán)的樹(shù)脂雙層膜。
本發(fā)明材料可就這樣應(yīng)用或與其他材料如聚合物膜或片或紙板經(jīng)熱合，粘合或共同或同時(shí)擠出而制成食品包裝材料。
實(shí)施例2.16kg和190℃下的熔體流動(dòng)指數(shù)(MFI)表示為dg/mn。
應(yīng)用下列產(chǎn)物-LOTADER A是乙烯/丙烯酸丁酯/馬來(lái)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(lái)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(shí)在過(guò)氧化二枯基存在下用15MA03經(jīng)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(zhì)量)％在二月桂酸二丁基錫和丁醇存在下經(jīng)酯基轉(zhuǎn)移作用而部分水解的乙酸酯。
實(shí)施例1得到下列樹(shù)脂

得到覆蓋二氧化硅的PET膜卷，其中用等離子體法沉積的二氧化硅層為200埃，PET為12μm。
得到各種粘合劑后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硅的PET膜剝離，從而確定粘結(jié)力。
在不可能使粘合劑膜與覆蓋二氧化硅的PET膜脫層時(shí)，就會(huì)使PET膜撕裂。
作為對(duì)比，得到由下列聚合物構(gòu)成，但不含羥基官能團(tuán)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(diǎn)和VICAT點(diǎn)低20℃以上；-LREVAC B是用馬來(lái)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(quán)利要求
1.包括覆蓋二氧化硅的膜和聚烯烴膜的材料，其中二氧化硅和聚烯烴膜之間的粘合劑是含有至少一個(gè)羥基官能團(tuán)的熱塑性樹(shù)脂。
2.權(quán)利要求1的材料，其中覆蓋二氧化硅的膜由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯構(gòu)成，而聚烯烴膜則由聚乙烯或乙烯共聚物構(gòu)成。
3.權(quán)利要求1或2的材料，其中粘合劑的羥基官能團(tuán)來(lái)自乙烯醇或(甲基)丙烯酸羥乙酯。
4.包括權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述材料的包裝材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括覆蓋二氧化硅的膜和聚烯烴膜的材料，其中二氧化硅和聚烯烴膜之間的粘合劑是含至少一個(gè)羥基官能團(tuán)的熱塑性樹(shù)脂。該材料可用于制造紙包食品的包裝材料。
文檔編號(hào)B32B27/30GK1135408SQ9610259
公開(kāi)日1996年11月13日 申請(qǐng)日期1996年1月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月26日
發(fā)明者P·布里安特, P·托吉曼 申請(qǐng)人:埃勒夫阿托化學(xué)有限公司