專利名稱：含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)明涉及包含氧化硅層和聚烯烴層的包裝材料。
更具體地說(shuō)，它涉及包含涂覆有氧化硅的膜和聚烯烴膜的一種結(jié)構(gòu)，在氧化硅和聚烯烴膜之間配置有粘合劑。例如，就聚烯烴膜而言，可將這種材料熱粘合于紙板上，然后用聚乙烯片覆蓋這種得到的組合體的每個(gè)表面。
這種材料可用于生產(chǎn)液體食品的紙盒形式的包裝。
1991年4月25日公開(kāi)的JP 03 09 98 42(kokai)描述了涂覆有氧化硅的EVOH/乙烯基硅烷膜，在這些膜上用尿烷粘合劑粘上了一層聚丙烯片。
1993年12月14日公開(kāi)的JP 05 33 05 68(kokai)，描述了涂覆有氧化硅的聚酯膜，在這些膜上用粘合劑粘上了一層乙烯樹(shù)脂片，這種粘合劑是乙烯-馬來(lái)酸酐-丙烯酸乙酯共聚物。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，使用以由硅烷或環(huán)氧化合物接枝的聚烯烴為主成分的粘合劑，可得到不能被分層的材料。
本發(fā)明是一種包含涂覆有氧化硅的膜和聚烯烴膜的材料，配置在氧化硅和聚烯烴膜之間的粘合劑選自-用不飽和烷氧基硅烷接枝的聚烯烴；或-用不飽和環(huán)氧化合物接枝的聚烯烴；或-乙烯與至少一種不飽和環(huán)氧化合物的共聚物。
涂覆有氧化硅的膜在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。例如，它可以是聚酯膜，諸如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、聚對(duì)苯二甲酸1，4-丁二醇酯(PBT)膜或聚酰胺(PA)膜。
聚烯烴膜由以下物質(zhì)制成聚乙烯、聚丙烯或乙烯共聚物，例如乙烯-丙烯、乙烯-丁烯、乙烯-己烯、乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯或乙烯-醋酸乙烯共聚物等。
就粘合劑而言，用烷氧基硅烷接枝的聚烯烴可選自-乙烯或丙烯的均聚物；-乙烯和醋酸乙烯的共聚物-乙烯和至少一種(甲基)丙烯酸烷基酯的共聚物。(甲基)丙烯酸烷基酯中的烷基可最高含10個(gè)碳原子，可以是直鏈、支鏈或環(huán)狀。舉例來(lái)說(shuō)，(甲基)丙烯酸烷基酯的實(shí)例可列舉丙烯酸正丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯。在這些(甲基)丙烯酸酯中，優(yōu)選丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸甲酯；-乙烯與α-烯烴諸如丁烯或己烯的共聚物；-無(wú)定形聚α-烯烴(APAO)。所述APAO優(yōu)選衍生自乙烯、丙烯、丁烯或己烯。可有利的使用丁烯含量高的乙烯-丙烯-丁烯共聚物，或丙烯含量高的乙烯-丙烯-丁烯共聚物，或是丁烯的均聚或共聚物。
可有利地使用乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯的共聚物。
含有不飽和度的烷氧基硅烷可列舉CH2＝CH-Si(OR)3乙烯基三烷氧基硅烷CH2＝CH-CH2-Si(OR)3烯丙基三烷氧基硅烷CH2＝CR1-CO-O-Y-Si(OR)3(甲基)丙烯酰氧基烷基三烷氧基硅烷(或(甲基)丙烯?；柰?，其中R代表1至5個(gè)碳原子的烷基或烷氧基-R2OR3，其中R2和R3是合起來(lái)至多有5個(gè)碳原子的烷基R1代表氫原子或甲基；Y代表1至5個(gè)碳原子的亞烷基。
例如，可使用乙烯基硅烷，諸如三甲氧基乙烯基硅烷、三乙氧基乙烯基硅烷、三丙氧基乙烯基硅烷、三丁氧基乙烯基硅烷、三戊氧基乙烯基硅烷或三(β-甲氧基乙氧基)乙烯基硅烷；烯丙基硅烷，諸如三甲氧基烯丙基硅烷、三乙氧基烯丙基硅烷、三丙氧基烯丙基硅烷、三丁氧基烯丙基硅烷或三戊氧基烯丙基硅烷；丙烯?；柰?，諸如丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基甲基甲氧基硅烷、丙烯酰氧基乙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷、丙烯酰氧基乙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基乙基三甲氧基硅烷、丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙烯酰氧基丁基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丁基甲氧基硅烷、丙烯酰氧基乙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基乙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基乙基三丙氧基硅烷、丙烯酰氧基丙基三丁氧基硅烷或甲基丙烯酰氧基丙基三戊氧基硅烷。
也可使用這些物質(zhì)的混合物。
優(yōu)選使用CH2＝CH-Si-(OCH3)3乙烯基三甲氧基硅烷(VTMO)CH2＝CH-Si-(OCH2CH3)3乙烯基三乙氧基硅烷(VTEO)CH2＝CH-Si-(OCH2OCH2CH3)3乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷(VTMOEO)，和CH2＝C(CH3)-CO-O-(CH2)3-Si(OCH3)33-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
可在聚烯烴熔融狀態(tài)、在自由基引發(fā)劑存在下進(jìn)行接枝。
接枝反應(yīng)可以在單螺桿或雙螺桿的擠壓機(jī)中實(shí)現(xiàn)，聚烯烴通過(guò)加料漏斗以顆粒狀加入擠壓機(jī)，在擠壓機(jī)第一個(gè)區(qū)域通過(guò)加熱使聚烯烴變成熔融態(tài)，然后在第二個(gè)區(qū)域?qū)⒎磻?yīng)物加入到熔融態(tài)的聚烯烴中。
自由基引發(fā)劑可選自過(guò)氧化物、過(guò)酸、過(guò)酸酯或過(guò)乙縮醛(peracetal)。通常其用量為被接枝的聚烯烴重量的0.01～0.5％。
例如自由基引發(fā)劑可以是-過(guò)氧化二枯基(DICUP)；-2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基過(guò)氧)己烷(DHBP)；-α，α′-(二叔丁基過(guò)氧異丙基)苯(Y1490)。
在使用例如計(jì)量泵將自由基引發(fā)劑加入到熔融態(tài)的聚烯烴中以前，優(yōu)選將其溶解于液態(tài)的乙烯基烷氧基硅烷中。
優(yōu)選反應(yīng)物加入?yún)^(qū)域應(yīng)足夠長(zhǎng)，溫度應(yīng)足夠低，以保證反應(yīng)物能良好地分散，以及自由基引發(fā)劑盡可能最少地?zé)岱纸狻?br> 接枝反應(yīng)適宜地在擠壓機(jī)中處于能使自由基引發(fā)劑完全分解的溫度下的第三個(gè)區(qū)域中發(fā)生。在擠壓機(jī)頭部熔融物質(zhì)出口之前，設(shè)立一個(gè)脫氣區(qū)，來(lái)自引發(fā)劑和未反應(yīng)的乙烯基硅烷的分解產(chǎn)物，例如在真空下于其中脫氣。
經(jīng)冷空氣冷卻后，接枝的聚烯烴在擠壓機(jī)的出口例如以粒狀回收。
接枝聚合物中的接枝部分的重量比率通常在0.1％到5％之間，最好為0.15～2.5％。
用不飽和環(huán)氧化合物接枝的聚烯烴可以選自用不飽和烷氧基硅烷接枝的那類聚烯烴?？捎欣夭捎靡蚁?(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物。
不飽和環(huán)氧化合物具體實(shí)例可列舉縮水甘油基酯和醚、縮水甘油基衣康酸酯、乙烯基縮水甘油基醚、烯丙基縮水甘油基醚或乙烯基環(huán)己烯一氧化物。
還可列舉縮水甘油基脂環(huán)酯或醚，諸如2-環(huán)己烯-1-基-縮水甘油基醚、二縮水甘油基環(huán)己烯-4，5-二甲酸酯、縮水甘油基環(huán)己烯-4-甲酸酯、縮水甘油基2-甲基-5-降冰片烯-2-甲酸酯和二縮水甘油基橋-順式-二環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2，3-二甲酸酯。
在這些不飽和環(huán)氧化合物中，特別優(yōu)選丙烯酸縮水甘油酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯。
可以用接枝不飽和烷氧基硅烷的相同方法將不飽和環(huán)氧化合物接枝到聚烯烴上。
至于第三類粘合劑，即乙烯與至少一種不飽和環(huán)氧化合物的共聚物，環(huán)氧化合物可選自已提及的用于用不飽和環(huán)氧化物接枝的聚烯烴粘合劑中的那一類。這種乙烯與至少一種不飽和環(huán)氧化合物的共聚物也包括(甲基)丙烯酸烷基酯或醋酸乙烯。(甲基)丙烯酸烷基酯可以選自前述用作用不飽和烷氧基硅烷接枝的聚烯烴的任選共聚單體。舉例來(lái)說(shuō)，前述乙烯與至少一種不飽和環(huán)氧化合物的共聚物可以列舉乙烯、(甲基)丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯的共聚物，其中含有2～10％重量，最好是6～8％重量的甲基丙烯酸縮水甘油酯和至少50％的乙烯。
實(shí)施例1準(zhǔn)備兩個(gè)涂有氧化硅的PET膜制的筒，作為筒1和筒2。用等離子法沉積上的氧化硅層厚度為200，PET層厚12μm。
準(zhǔn)備不同的粘合劑，用共擠壓法或熱封法貼至筒1和2的膜上。
粘合劑的組成為a.含有29％丙烯酸甲酯的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，在190℃2.16kg載荷下的熔融指數(shù)為3dg/分鐘；b.含有3％馬來(lái)酸酐和15％丙烯酸酯的乙烯-丙烯酸丁酯-馬來(lái)酸酐共聚物，熔融指數(shù)為5dg/分鐘；c.與a相同的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，接枝有0.45％重量的乙烯基三甲氧基硅烷。
對(duì)粘合劑/涂有氧化硅的PET膜復(fù)合物的剝離力進(jìn)行測(cè)定。
結(jié)果總結(jié)于以下表1。
表1<
PET膜撕裂實(shí)施例2準(zhǔn)備與粘合劑a組成相同但乙烯基三甲氧基硅烷接枝度不同的乙烯/丙烯酸甲酯粘合劑。接枝度以接枝部分與接枝的聚合物的相對(duì)重量表示。
粘合劑/涂覆氧化硅的PET膜的復(fù)合物通過(guò)熱封法獲得。
粘合劑膜厚度為350μm。
剝離力經(jīng)過(guò)測(cè)定，結(jié)果如表2所示。
表權(quán)利要求
1.含有涂覆有氧化硅的膜和聚烯烴膜的材料，在氧化硅和聚烯烴膜之間配置有的粘合劑選自以下物質(zhì)-用不飽和烷氧基硅烷接枝的聚烯烴；或-用不飽和環(huán)氧化合物接枝的聚烯烴；或-乙烯與至少一種不飽和環(huán)氧化合物的共聚物。
2.按權(quán)利要求1的材料，其特征在于粘合劑是接枝了乙烯基三烷氧基硅烷、烯丙基三烷氧基硅烷或(甲基)丙烯酰氧基烷基三烷氧基硅烷的乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物。
3.按權(quán)利要求1或2的材料，其特征在于涂覆有氧化硅的膜由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯制得，而聚烯烴膜由聚乙烯制得。
4.按權(quán)利要求1～3之一的材料，其特征在于粘合劑是接枝了(甲基)丙烯酸縮水甘油酯的乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物。
5.按權(quán)利要求1～3的材料，其特征在于粘合劑是乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯-(甲基)丙烯酸縮水甘油酯共聚物。
全文摘要
本發(fā)明涉及含有涂覆有氧化硅的膜和聚烯烴膜的材料，配置在氧化硅和聚烯烴膜之間的粘合劑可以選自—不飽和烷氧基硅烷接枝的聚烯烴；或—用不飽和環(huán)氧化合物接枝的聚烯烴；或—乙烯與至少一種不飽和環(huán)氧化合物的共聚物。這種材料特別是可用于制造食品包裝。
文檔編號(hào)B32B27/08GK1130367SQ95190598
公開(kāi)日1996年9月4日 申請(qǐng)日期1995年6月28日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月30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