复合聚合物膜制造技术

复合膜包括：a)聚合物膜(例如聚酯)的自支撑层，b)在聚合物膜层上的任选的底漆层，其中底漆层包含PVdX(X为卤素)、丙烯酸类或乙烯基树脂；和c)在底漆层上的热封组合物层，其中热封组合物包含聚烯烃塑性体(POP)树脂和占热封组合物的至少20重量％的增粘剂。可以通过将在溶剂中的包含热封组合物的涂布组合物涂敷至聚合物膜上的底漆层或在不存在任选的底漆层下直接施用在聚合物膜上，然后蒸发溶剂来形成复合膜。可以将复合膜热封至容器或自支撑膜的表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合聚合物膜本申请涉及并要求保护于2017年9月27号提交的标题为用于热封至非极性基材的复合聚酯膜(COMPOSITEPOLYESTERFILMSFORHEATSEALINGTONON-POLARSUBSTRATES)的美国临时专利申请第62/563,695号的优先权权益，出于所有目的通过引用将其整体内容结合至本文中。
技术介绍
能够热封至非极性基材的聚合物膜变得越来越重要，因为越来越多的膳食制造商为了节省成本而转向了聚丙烯(PP)托盘。而且，在制药和食品工业中用于高密度聚乙烯(HDPE)和PP容器的感应密封盖衬垫的市场在稳定增长。乙烯乙酸乙烯酯(EVA)树脂通常已被用于此类应用，但是这些倾向于对PP和HDPE产生相对弱的密封，并且这在许多应用中具有受限的适用性。已经介绍了使用传统低密度聚乙烯的替代性热封粘合剂，但是这些粘合剂趋于具有针对热封过程的相当窄的操作温度窗口，并且他们不能通过溶剂型涂布而施用于所有的聚合物基材(例如，不能施用于聚酯基材)，因为它们在普通有机溶剂中的非常差的溶解性。因此，解决这些问题的具有热封层的聚合物膜(例如聚酯膜)将代表包装技术中令人欢迎的进步。
技术实现思路
广泛地，本专利技术的一个方面提供了一种复合膜，其包含：a)聚合物膜的自支撑层，(任选地，该聚合物膜包含极性聚合物和/或聚烯烃聚合物)，并且进一步任选地在至少一个方向上取向)，b)在所述聚合物膜上并且在所述聚合物膜和热封层(c)之间的任选的底漆层，其中该任选的底漆层包含卤代聚偏乙烯(halopolyvinylidine)聚合物、丙烯酸类树脂和/或乙烯基树脂；且其中将包含热封组合物的热封层置于存在情况下的任选的底漆层上，或在不存在任选的底漆层(b)的情况下直接置于聚合物膜的表面上，其中热封组合物包含聚烯烃塑性体(POP)树脂和增粘剂；并且其中(i)所述增粘剂的存在量为热封组合物的至少20重量％，所述热封组合物的总重量为100％；并且(ii)所述POP树脂的存在量为热封组合物的不超过80重量％，所述热封组合物的总重量为100％；并且其中(iii)仅在聚合物膜包含聚烯烃时所述任选的底漆层才存在，并且其中在任选的底漆层(b)不存在的情况下，与热层(c)接触的聚合物膜的表面已经过电晕处理。复合膜可包含热封组合物，该热封组合物进一步包含丙烯酸类树脂和/或乙烯基树脂。复合膜可包含在任选的底漆层(b)中的卤代聚偏乙烯聚合物，该卤代聚偏乙烯聚合物包含其中X为卤素(例如，X为氯)的PVdX树脂，更优选包含PVdC树脂，最优选由PVdC树脂组成。复合膜可包含存在于任选的底漆层(b)和/或热封层(c)中的丙烯酸类树脂和/或乙烯基树脂，该丙烯酸类树脂和/或乙烯基树脂选自：C1-4烷基乙酸乙烯酯树脂和C1-4(甲基)丙烯酸树脂，优选选自：丙烯酸乙酯(EA)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、乙基丙烯酸(EAA)和乙基甲基丙烯酸(EMA)。复合膜可以在热封层(c)中包含POP树脂，在此进一步定义合适的POP树脂。所述POP树脂的DSC熔点可以低于100℃。本文所述的聚合物和树脂的分子量(诸如重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn))可以通过本领域技术人员已知的任何合适方法来测定，诸如通过实验(例如GPC、SEC等)和/或通过理论计算。JournalofAppliedPolymerScience第28卷，第2325至23339页Okabe和Matsuda的“DeterminationofNumberAverageandWeightAverageMolecularWeightsofPolymerSamplefromDiffusionandSedimentationVelocityMeasurementsinThetaSolvent”中描述了一种测量Mw和Mn的方法，该文章通过引用并入本文中。基于为100摩尔％的POP树脂的总量，POP树脂中的α(阿尔法)-烯烃共聚单体的量可以为5至85摩尔％。复合膜可包含POP树脂，该POP树脂的存在量不超过75重量％，热封组合物的总重量为100％。该复合膜可以包含增粘剂，该增粘剂是增粘剂树脂，并且优选地占热封组合物的至少25重量％，热封组合物的总重量为100％。该复合膜可包含至少一种选自以下的聚酯：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乳酸(PLA)，聚羟基丁酸酯(PHB)、聚呋喃酸乙二醇酯(PEF)(polyethylenefuranoate)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。本专利技术的另一方面提供了一种制备本专利技术的复合膜的方法，该方法包括以下步骤：(i)将在溶剂中的包含热封组合物的涂布组合物涂敷至聚合物膜上的底漆层(诸如涂敷至极性膜，例如聚酯膜)，或者在不存在任选的底漆层的情况下，直接涂敷至经电晕处理过的聚合物膜的表面，然后(ii)蒸发溶剂，其中所述热封组合物包含聚烯烃塑性体(POP)树脂，存在量为至少20重量％的增粘剂树脂，热封组合物为100％，和任选存在的丙烯酸类树脂和/或乙烯基树脂，优选EVA树脂。本专利技术的另一方面提供了一种将聚合物膜粘合至容器或自支撑膜的方法，包括将本文所述的本专利技术的复合膜热封至所述容器或自支撑膜的表面。该表面可以是聚烯烃的表面，例如聚丙烯(PP)和/或高密度聚乙烯(HDPE)的表面。本专利技术的可热封复合膜可以是其上包含本文所述的热封层的未涂底漆的聚烯烃膜或涂底漆的极性膜(例如涂底漆的聚酯膜)。附图说明图1所示为与带有挤出涂布的EVA热封层的现有技术膜的热封相比，作为对热封至根据本专利技术的HDPE基材的复合膜(其包括用热封组合物涂布的涂底漆的聚酯膜)进行热封时随所处温度而变化的剥离强度。图2所示为用聚丙烯基材代替HDPE基材时的类似于图1所示那些试验的剥离强度结果。专利技术详述本专利技术提供了复合膜，该复合膜为各种基材提供了优异的热封强度，包括非极性基材，诸如聚烯烃基材，例如PP和HDPE。所述复合膜具有用于热封至所述基材的非常宽广的温度窗口，并为它们提供了可以通过溶剂型涂布而涂敷的优点。与使用传统热封组合物的膜相比，该复合膜适宜地具有低的热封起始温度，并提供随热封温度的变化相对恒定的剥离强度。这允许在热封过程中较短的停留时间，从而有利于工艺效率。如本文所用，术语“热封起始温度”是这样的温度，在该温度下在80psi(～552kPa)下密封1秒钟时，对HDPE基材产生至少350g力/英寸(～135N/m)的剥离强度。热封起始温度是一种最低温度，在该温度下，密封聚合物足以熔融流动，并熔融粘合至密封体中的邻近层。低于该温度，涂层将对基材具有不足的粘合强度。在许多包装生产线应用中，通常使用大大高于所述热封起始温度的密封温度来确保足够的密封强度。可用于本专利技术中的复合膜的组合物的热封起始温度通常不高于265℉(～129℃)或275℉(～141℃)。而且，与典型的挤出涂布产品相比，根据本专利技术的各种实施方案的复合膜的组合物在宽广的密封温度范围内提供几乎本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合膜，其包括：/na)聚合物膜的自支撑层(任选地，所述聚合物膜包含极性聚合物和/或聚烯烃聚合物)，并且进一步任选地在至少一个方向取向；/nb)在所述聚合物膜上并且在所述聚合物膜和热封层(c)之间的任选的底漆层，其中所述底漆层包含卤代聚偏乙烯聚合物、丙烯酸类树脂和/或乙烯基树脂；且/n其中在存在任选的底漆层的情况下包含热封组合物的所述热封层被置于所述任选的底漆层上，或在不存在所述任选的底漆层(b)的情况下被直接置于所述聚合物膜的表面上，/n其中所述热封层组合物包含聚烯烃塑性体(POP)树脂和增粘剂；并且其中/ni.所述增粘剂的存在量为所述热封组合物的至少20重量％，所述热封组合物的总重量为100％；且/nii.所述POP树脂的存在量为所述热封组合物的不超过80重量％，所述热封组合物的总重量为100％；并且其中/niii.所述任选的底漆层仅在所述聚合物膜包含聚烯烃时存在，而其中在任选的底漆层(b)不存在的情况下，与热层(c)接触的所述聚合物膜的表面已经经过电晕处理。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170927 US 62/563,6951.一种复合膜，其包括：
a)聚合物膜的自支撑层(任选地，所述聚合物膜包含极性聚合物和/或聚烯烃聚合物)，并且进一步任选地在至少一个方向取向；
b)在所述聚合物膜上并且在所述聚合物膜和热封层(c)之间的任选的底漆层，其中所述底漆层包含卤代聚偏乙烯聚合物、丙烯酸类树脂和/或乙烯基树脂；且
其中在存在任选的底漆层的情况下包含热封组合物的所述热封层被置于所述任选的底漆层上，或在不存在所述任选的底漆层(b)的情况下被直接置于所述聚合物膜的表面上，
其中所述热封层组合物包含聚烯烃塑性体(POP)树脂和增粘剂；并且其中
i.所述增粘剂的存在量为所述热封组合物的至少20重量％，所述热封组合物的总重量为100％；且
ii.所述POP树脂的存在量为所述热封组合物的不超过80重量％，所述热封组合物的总重量为100％；并且其中
iii.所述任选的底漆层仅在所述聚合物膜包含聚烯烃时存在，而其中在任选的底漆层(b)不存在的情况下，与热层(c)接触的所述聚合物膜的表面已经经过电晕处理。


2.根据权利要求1所述的复合膜，其中所述热封组合物进一步包含丙烯酸类树脂和/或乙烯基树脂。


3.根据前述权利要求任一项所述的复合膜，其中所述任选的底漆层(b)中的所述卤代聚偏乙烯聚合物包含其中X为卤素的PVdX，优选所述卤代聚偏乙烯聚合物由其中X为卤素的PVdX组成，PVdX优选PVdC树脂。


4.根据前述权利要求任一项所述的复合膜，其中存在于所述任选的底漆层(b)和/或所述热封层(c)中的所述丙烯酸类树脂和/或乙烯基树脂选自以下组中的树脂：C1-4烷基乙酸乙烯酯树脂和C1-4(甲基)丙烯酸树脂。


5.根据权利要求4所述的复合膜，其中所述丙烯酸类树脂和/或乙烯基树脂选自以下组中：丙烯酸乙酯(EA)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、乙基丙烯酸(EAA)和乙基甲基丙烯酸(EMA)。


6.根据前述权利要求任一项所述的复合膜，其中所述增粘剂是增粘剂树脂，其构成所述热封组合物的至少25重量％。


7.根据前述权利要求任一项所述的复合膜，其中所述热封层(c)中的所述POP树脂选自由式1的至少一种单体与选自以下I)至V)中任一个的至少一种其它不同的聚合物前体获得的和/或可获得的树脂：
CH2＝CHR式1
其中R是H或C1-10烷基；
I.也由式1表示的至少一种不同的聚合物前体
II.由式2表示的至少一种聚合物前体
C4-20α(阿尔法),ω(伽马)-二烯烃；-式2
III.由式3表示的至少一种聚合物前体
C3-20α(阿尔法)-烯烃；-式3
IV.由式4表示的至少一种聚合物前体
C≥18二烯烃；-式4，和
V.由式5表示的至少一种聚合物前体
C4-18环烯烃(包括降冰片烯)-式5。


8.根据权利要求7所述的复合膜，其中式1表示乙烯单体。


9.根据权利要求7所述的复合膜，其中所述POP树脂包含至少一种C2-4烯属烃和至少一种式2至5中任一个的聚合物前体的共聚物。


10.根据权利要求7所述的复合膜，其中所述POP树脂包含乙烯和/或丙烯与至少一种C5-20烯类烃的共聚物。


11.根据权利要求10所述的复合膜，其中所述POP树脂包含乙烯与至少一种C6-15烯属烃的共聚物。


12.根据权利要求11所述的复合膜，其中所述POP树脂包含乙烯与至少一种C6-12烯属烃的共聚物。


13.根据权利要求12所述的复合膜，其中所述POP树脂包含乙烯与至少一种线性单不饱和C6-10烯属烃的共聚物。


14.根据权利要求13所述的复合膜，其中所述POP树脂是乙烯与1-辛烯的共聚物。


15.根据前述权利要求任一项所述的复合膜，其中所述POP树脂的DSC熔点低于100℃。


16.根据前述权利要求任一项所述的复合膜，其中所述POP树脂的数均分子量(Mn)为5000-50000道尔顿。


17.根据前述权利要求任一项所述的复合膜，其中所述POP树脂中的α(阿尔法)烯烃共聚单体的量为5-85摩尔％，POP树脂的总量为100摩尔％。


18.根据前述权利要求任一项所述的复合膜，其中所述POP树脂的存在量...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·刘，邓风华，J·N·鲁滨逊，M·泰勒，
申请(专利权)人：杜邦泰吉恩胶卷美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US