多层聚合物膜制造技术

一种多层膜，包括：（ａ）具有相对的第一和第二表面的热塑性聚合物膜基材层；和（ｂ）与所述基材的第一表面相连且包含以下物质的可热封层：（ｉ）第一丙烯酸系聚合物和（ｉｉ）第二聚合物，它是一种包含衍生自一种或多种烯属不饱和单体的单元和衍生自一种或多种包含一种或多种官能团的烯属不饱和单体的单元的共聚物，其特征在于，第一聚合物（ｉ）是玻璃化转变温度为４０－１２０℃且重均分子量为２００００－６００００的无定形聚合物，第二聚合物（ｉｉ）是Ｃ↓［１］－Ｃ↓［４］烯属不饱和烃与烯属不饱和羧酸的共聚物，且所述可热封层包含５－６０％重量的第一丙烯酸系聚合物和４０－９５％重量的第二聚合物。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚合物膜，更具体地涉及多层聚合物膜。本专利技术尤其涉及具有一基层取向聚烯烃膜，如取向聚丙烯膜的多层聚合物膜。包装工业需要大量的能够在不破坏其整体性的温度下自身密封的可热封膜。作为成膜材料，聚烯烃由于其强度和透明度而存在需求，但一般来说，其热封性能较差。聚丙烯膜尤其如此。为提高热封性能的尝试一般包括，将可热封层施加到聚烯烃膜基底的一个表面上。这种可热封层由在低于聚烯烃开始软化时的温度下能够熔化或部分熔化的材料组成。为了效果，组成该热封层的材料必须能够在较宽温度范围内密封并牢固地粘附到聚烯烃膜基底上。此外，该可热封层必须能够在自身粘结时产生适当的粘结强度。后一特性通常称作热封强度。包含乙烯与不饱和羧酸、乙酸乙烯酯或乙烯基醇的共聚物的可热封层或涂层在包装工业中是熟知的。已经发现，包含乙烯与丙烯酸的共聚物的一层非常有价值。这些材料具有某些优点，尤其是能够在较低温度下密封得到一种在弯曲时耐开裂的耐水性密封。但常用可热封材料的性质一般使得，所得膜往往出现“粘接”现象，其中在中等压力下接触放置的两层膜会在加工、使用或储存膜的过程中发生非所需的粘附作用。存在这种问题的膜在膜处理设备上性能不好，而且试图剥离开相邻层的粘接膜会破坏膜表面。因此，该可热封层往往在使用时才施加以免出现粘接问题。膜发生粘接的敏感性可通过向可热封层中加入平均粒径最高约20μm的颗粒添加剂，如硅石和/或矾土来降低。但将这种颗粒物加入可热封层中通常会损害其它的所需膜特性，如光学透明度、颜色和适印性。此外，存在的颗粒添加剂会不可接受地导致磨料碎片在膜处理设备上及在设备周围的聚集。一般来说，用于抑制粘接的措施往往对膜的热封特性，尤其是密封范围和阈值温度产生不利影响。WO-94/25270公开了一种涂有可热封层的基底聚合物膜，该可热封层包含65-95％重量乙烯和5-35％重量(甲基)丙烯酸的共聚物，其中2-80％的羧酸根基团被元素周期表的族Ⅰa、Ⅱa或Ⅱb金属离子所中和。所得膜据说具有改进的热粘性和粘接性能，但不会不可接受地损害低的最低密封温度。尤其是，表Ⅱ给出了高于89℃的最低密封温度(达到100克/25毫米密封强度)。所形成的密封据说还耐水浸。但非挥发性并因此留在该层中的金属离子的存在往往产生非所需的湿度敏感性，导致膜在潮湿或湿润环境中的膜粘接或在包装潮湿产品时的密封强度损失。此外，该密封的热粘性能，即，在加热至用于形成密封的聚合物的熔点温度或该温度之上时的密封强度往往不令人满意。EP-A-229910公开了一种在任一面或两面上涂有组合物的可热封聚烯烃膜，该组合物包含40-70％重量的丙烯酸系聚合物、15-30％重量的(甲基)丙烯酸烷基酯/苯乙烯/不饱和羧酸共聚物、和15-30％重量乙烯基酯/不饱和酰胺共聚物。表Ⅰ给出的密封温度为130℃。因此，本专利技术的目的是得到一种具有可热封层的多层聚合物膜，它避免了已有技术的各种问题-粘接现象、温度敏感性、不足的密封粘结性能-并具有低的热封温度。已经开发出一种具有可热封层的多层聚合物膜，它改进或基本上改进了一个或多个前述问题。按照本专利技术，提供了一种多层膜，包括a．)具有相对的第一和第二表面的热塑性聚合物膜基材层；和b．)与所述基材的第一表面相连且包含以下物质的可热封层(ⅰ)第一丙烯酸系聚合物和(ⅱ)第二聚合物，它是一种包含衍生自一种或多种烯属不饱和单体的单元和衍生自一种或多种包含一个或多个官能团的烯属不饱和单体的单元的共聚物，其特征在于，第一聚合物(ⅰ)是一种玻璃化转变温度为40-120℃且重均分子量(Mw)为20000-60000的无定形聚合物，第二聚合物(ⅱ)是C1-C4烯属不饱和烃与烯属不饱和羧酸的共聚物，且所述可热封层包含5-60％重量的第一丙烯酸系聚合物和40-95％重量的第二聚合物。该多层膜是一种自支撑结构，这意味着它在没有支撑基底时能够独立存在。该可热封层一般与基材层共延伸。本专利技术还提供了包含以上定义的多层膜的包装材料。本专利技术多层膜的可热封层的密封温度优选为50-90℃，更优选60-80℃。第一聚合物(ⅰ)优选为至少一种丙烯酸烷基酯、至少一种甲基丙烯酸烷基酯(优选C1-C8)和最高20％重量的至少一种烯属不饱和羧酸如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸和巴豆酸的共聚物。第一聚合物是一种玻璃化转变温度(Tg)为40-120℃，优选50-100℃，更优选50-80℃，特别是50-70℃的无定形材料。第一无定形聚合物的重均分子量优选为20000-60000，尤其是35000-40000。在另一实施方案中，第一聚合物合适地为至少一种选自丙烯酸C1-8烷基(C1-4烷基)酯、(甲基)丙烯酸C1-4烷基酯的丙烯酸系单体与视需要使用的选自丙烯酸和甲基丙烯酸的至少一种丙烯酸系单体的均聚物或共聚物。合适的(甲基)丙烯酸C1-4烷基酯包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯和丙烯酸丁酯。在一个最优选的实施方案中，第一丙烯酸系聚合物是甲基丙烯酸C1-4烷基酯(尤其是甲基丙烯酸甲酯)、丙烯酸C1-4烷基酯(尤其是丙烯酸乙酯)、和丙烯酸和/或甲基丙烯酸(尤其是甲基丙烯酸)的共聚物。在该优选实施方案中，该共聚物包含40-80％重量，尤其是50-70％重量的衍生自甲基丙烯酸C1-4烷基酯的单体单元、15-55％重量，尤其是25-45％重量的衍生自丙烯酸C1-4烷基酯的单体单元、和2-6％重量，尤其是3-5％重量的衍生自(甲基)丙烯酸的单体单元，所有百分数都基于该共聚物的总重。该优选实施方案丙烯酸系聚合物中的(甲基)丙烯酸单体单元有助于聚合物在水中的溶解，因为羧酸基团可被铵盐中和形成羧酸铵基团。第二聚合物的数均分子量(Mn)优选为2000-100000，更优选5000-15000，特别是7000-12000。第二聚合物的结晶熔点(Tm)通常为60-100℃，优选70-90℃，尤其是75-85℃。第二聚合物的玻璃化转变温度(Tg)通常为0℃至-60℃，优选0℃至-40℃，尤其是-10℃至-30℃。第一聚合物的分子量一般高于第二聚合物。第二聚合物中的官能团有助于该共聚物在水介质中的溶解，因为它们可被铵盐中和形成羧酸铵基团。优选的烯属不饱和羧酸是丙烯酸和甲基丙烯酸，尤其是丙烯酸。在一个优选实施方案中，第二聚合物优选包含60-95％重量，尤其是70-90％重量，特别是80-90％重量的衍生自C1-4烯属不饱和烃的单体单元和5-40％重量，尤其是10-30％重量，特别是10-20％重量的衍生自烯属不饱和羧酸的单体单元，所有百分数都基于该共聚物的总重。为了实现本专利技术的目的，以构成所述层的组分的总重为基，可热封层优选包含10-50％重量的第一聚合物和40-90％重量的第二聚合物。形成可热封层的第一和第二聚合物之一或两者可交联或可相互交联。交联可通过加入合适量的至少一种能够与存在于第一丙烯酸系无定形聚合物或第二聚合物或两者中的游离羧酸基团反应的反应性化合物来进行。这种反应性化合物的例子为异氰酸酯、蜜胺-甲醛、脲-甲醛和苯酚-甲醛缩合物、二价和三价金属离子、和类似物。这种反应性化合物的量可根据第一和/或第二聚合物中的羧酸基团的量来选择，这是本领域熟练技术人员已知的。除了上述的基本聚合物，本专利技术可热封层还可包含滑爽剂，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层膜，包括：（ａ）具有相对的第一和第二表面的热塑性聚合物膜基材层；和（ｂ）与所述基材的第一表面相连且包含以下物质的可热封层：（ｉ）第一丙烯酸系聚合物和（ｉｉ）第二聚合物，它是一种包含衍生自一种或多种烯属不饱和单体的单元和衍生自一种或多种包含一种或多种官能团的烯属不饱和单体的单元的共聚物，其特征在于，第一聚合物（ｉ）是玻璃化转变温度为４０－１２０℃且重均分子量为２００００－６００００的无定形聚合物，第二聚合物（ｉｉ）是Ｃ↓［１］－Ｃ↓［４］烯属不饱和烃与烯属不饱和羧酸的共聚物，且所述可热封层包含５－６０％重量的第一丙烯酸系聚合物和４０－９５％重量的第二聚合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RN达顿，CE索普，
申请(专利权)人：UCB公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]