用于柔性包装材料的多层膜制造技术

本发明专利技术涉及用于柔性包装材料的多层膜。具体地，本发明专利技术的主题涉及多层(或层合)膜，其能够用于柔性包装材料领域，包含通过基于苯乙烯嵌段共聚物的粘合剂组合物层结合在一起的至少2个材料薄层。本发明专利技术还涉及适于制造所述膜的层合方法。?

【技术实现步骤摘要】
用于柔性包装材料的多层膜
本专利技术涉及多层(或层合)膜，其能够具体用于柔性包装材料(flexiblewrapping)领域，其包含通过基于苯乙烯嵌段共聚物的粘合剂组合物层结合在一起的至少2个材料薄层。本专利技术还涉及适于生产所述膜的层合方法。
技术介绍
柔性包装材料被用于包装宽范围的产品，例如由农业食品、化妆品或清洁剂工业所制造的那些产品，柔性包装材料通常由几个薄层或基底(呈箔或膜的形式)构成，其厚度在5_150Mffl之间，并且其由不同的材料构成，例如纸、铝或热塑性聚合物例如聚乙烯(或PE)，聚丙烯(或PP)，取向的或非取向的，乙烯的和醋酸乙烯酯(或EVA)的共聚物，或还有生物来源的聚合物例如来源于乳酸的聚合物(PLA)。相应的多层膜(其厚度可以在20-400Mffl变化)使得能够组合不同的单层材料的性能和因此提供给消费者一组适于最终柔性包装材料的特性例如:它的视觉外观(特别是要素显示与包装的产品有关和打算用于消费者的信息的印刷元素的)、抗大气湿度或氧气的阻挡效应、与食品接触而没有毒性或改变包装的食品的感官性能的风险、对于某些产品例如番茄酱或液体皂的耐化学品性、在高温(例如在灭菌的情形下)或另一方面在非常低的温度(深冻)下的良好行为。为了构成最终的包装材料，多层膜通常通过在约120-250°C的温度热封成形，后者的技术也用于将该包装材料封在用于消费者的产品周围。构成多层膜的不同的材料层在层合操作过程中被使用粘合剂和设计用于此目的的器具或机器通过层合来合并或组装。往往由此获得的多层膜本身往往用术语“层合”或“复合”来表不。可用于制造柔性包装材料的多层膜通常在至少一部分其表面区域上带有印刷的要素，该要素显示了与包装产品有关的信息。这些印刷的要素是如下来形成的:在层合操作之前，将不同的墨经由印刷方法沉积到由透明材料构成的薄层之一上。然后进行该操作，由此在最终的多层膜中，所述沉积物与粘合剂接触，从而由薄透明层保护该印刷要素抗外部环境。该层合粘合剂有时候可以以水基粘合剂(例如干酪素或丙烯酸类型)的形式出现在工业实践中，但是非常通常是聚氨酯类型的粘合剂组合物。这些粘合剂被用于层合专用的工业机组(往往称作层合机)中，其是以通常较高的线速度连续运行的，并且其中构成单层的膜和最终的层合膜二者，作为它们的非常大的尺寸的结果，是通过以大卷轴形式卷绕来包装的，所述大卷的宽度(标准宽度)可以高达约2m和直径高达1.80m。最终的层合体卷轴(在其上通常印刷有将来的包装材料的信息要素)往往被称作母卷轴。通常在工业上用聚氨酯类型的粘合剂实施的层合方法包括:首先是将粘合剂涂覆到第一材料膜上的步骤，其包括在它的整个表面区域上沉积具有受控厚度的粘合剂连续层，该厚度与同样是受控的粘合剂量(或克重)相应。该涂覆步骤之后是层合与第一材料膜相同或不同的第二材料膜的步骤，其包括在压力下将第二膜施加到覆盖有粘合剂层的第一膜上。在涂覆步骤中，在根据情况从环境温度到一百度左右变化的温度，在由待涂覆的膜材料形成的传送件的端部沉积了粘合剂的连续层，其在事先载入了粘合剂的旋转辊的压力下与该待涂覆的膜材料接触放置。在层合步骤中，将第二膜施加到涂覆有粘合剂的膜上所必需的压力通常是通过使相应的膜穿过2个辊子之间来施加的。该涂覆和层合步骤是在相同的层合装置上连续进行的。由此获得的层合体通常包含小于10g/m2 (对应于厚度不大于约IOMffl的连续层)和通常小于5g/m2量的聚氨酯类型的粘合剂。根据这种类型的方法制造的层合膜非常适于制造柔性包装材料，这归因于它们的优异的粘合性。这种粘合性在用于成形构成柔性包装材料的膜的过程中也得以保持，特别是在热封之后也是如此。此外，非常小的厚度的这种粘合剂层有利地可以保持构成柔性包装材料所必需的膜材料的柔性和通常透明的性质。实际的层合操作最通常地随后是切断该复合膜的操作，其也由层合机完成，以从一个母卷轴产生几个更小宽度(例如在IOcm-1m之间)的子卷轴。这些子卷轴目的是传输和递送到层合机的不同工业用户，这些用户将它们直接用于他们的包装线上，用于包装他们自己的产品例如农业食品、化妆品或清洁剂，并意在特别是用于消费者。使用聚氨酯型粘合剂的连续工业层合方法有利地允许高生产率，达到了 450m/min或甚至更大的复合膜生产线速度。在实践中发现的聚氨酯类型的层合粘合剂传统上是溶剂基的，并且是以所谓的“双组份”或“单组份”体系出现的。“双组份”体系被以含有化学实体的2种有机溶液的形式供给到层合机中，所述化学实体通常对于所述2种溶液的至少之一来说是聚氨酯或聚酯聚合物(分子量是约1000-30000Da)，另一溶液能够含有单个分子。对于所述溶液之一来说，这些化学实体带有异氰酸酯端基，和对于另一溶液来说带有端羟基。在启动层合机器之前通过层合机制造2种溶液的混合物。在所述机器运行过程中，在涂覆由此获得的混合物之后和层合之前，蒸发溶剂。在完成这些蒸发和层合步骤时，所述化学实体之一的异氰酸酯基团与另一实体的羟基按照所谓的交联反应来反应，以形成具有氨基甲酸酯键的三维基质，所述氨基甲酸酯键提供2个薄的层合的层之间的接合点(junction)的粘合性。但是，完成该交联反应所需的时间非常长，为3-7天的量级，以提供所需的粘合性。“单组份”体系被以单个有机溶液的形式供给到层合机中，其含有具有异氰酸酯端基的分子量为约10_30kDa的聚氨酯聚合物。在2个薄层合的材料层之间的粘合剂层(或接合点)的粘合性是在完成三维基质之后实现的，该基质具有由异氰酸酯端基和水(其以大气湿度的形式或以用于组装的材料层中的湿气的形式存在)之间的交联反应形成的氨基甲酸酯和/或脲键。同样在这种情形下，完成该交联反应所需的时间却是非常长，并且为3-7天的量级，来提供所需的粘合性。这种层合方法的一种改进是由省掉溶剂蒸发步骤而来的，其使得能够使用无溶剂的聚氨酯型粘合剂。这些粘合剂是分子量为约l_20kDa的聚氨酯。这种类型的粘合剂，如同前面的一样，可以以“双组份”或“单组份”体系的形式存在。在两种情形下，在粘合剂沉积到待涂覆的材料薄层上和与第二材料薄层层合之后，两个层之间的接合点的粘合性也要求完成三维基质(具有氨基甲酸酯和脲键)，其是由异氰酸酯端基和羟端基之间的交联反应形成的。同样对于这种类型的粘合剂来说，完成该交联反应所需的时间非常长，在无溶剂的聚氨酯双组份类型的粘合剂的情形下可能长达2周。与聚氨酯型粘合剂有关的交联时间长度导致了在层合机工业生产组织方面的缺点。由此必需具有存储区域，用于将复合膜的母卷轴在环境温度或在高于环境温度的温度存储完成交联反应所必需的几天到2周的持续时间。除此缺点之外，还需要等待交联反应至少部分完成，以取回母卷轴和将它们通过切割来转化成子卷轴。聚氨酯型粘合剂的另一缺点与使用通过它们居间所层合的复合膜来生产用于食品的柔性包装材料有关。这种类型的粘合剂实际上会包含一定量的具有二异氰酸酯基团的小芳族分子，其来源于在聚氨酯制造过程中未反应的单体。这些小分子能够穿过柔性包装材料层迁移，并与食品接触以与后者所包含的湿气反应和形成伯芳胺，伯芳胺以其毒物学健康风险而为人公知。为了克服这种风险，将这些胺的量保持低于某些法规所规定的一定的无害上限，其是通过在标准条件下进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
多层膜，其包括通过厚度严格小于10μm的粘合剂组合物层结合在一起的至少2个材料薄层，相对于所述粘合剂组合物的总重量，所述粘合剂组合物包含：a)?30?60wt%的包含至少一种弹性体嵌段的苯乙烯嵌段共聚物的混合物，该混合物由以下组分构成：5?75%的至少一种三嵌段共聚物，其选自SIS、SIBS、SBS、SEBS和SEPS，和25?95%的至少一种二嵌段共聚物，其选自SI、SBI、SIB、SB、SEB、SEP，所述混合物的苯乙烯单元的整体含量在10?40%之间；b)?10?60wt%的一种或多种软化温度大于或等于80℃的增粘树脂S；和c)?5?35wt%的一种或多种软化温度小于或等于50℃的增粘树脂L。

【技术特征摘要】
2012.07.19 FR 12569861.多层膜，其包括通过厚度严格小于IOMffl的粘合剂组合物层结合在一起的至少2个材料薄层，相对于所述粘合剂组合物的总重量，所述粘合剂组合物包含: a)30-60wt%的包含至少一种弹性体嵌段的苯乙烯嵌段共聚物的混合物，该混合物由以下组分构成: 5-75%的至少一种三嵌段共聚物，其选自SIS、SIBS、SBS、SEBS和SEPS，和 25-95%的至少一种二嵌段共聚物，其选自S1、SB1、SIB、SB、SEB、SEP, 所述混合物的苯乙烯单元的整体含量在10-40%之间； b)10-60wt%的一种或多种软化温度大于或等于80°C的增粘树脂S ;和 c)5-35wt%的一种或多种软化温度小于或等于50°C的增粘树脂L。2.根据权利要求1的多层膜，其中存在于苯乙烯嵌段共聚物的混合物中的三嵌段和二嵌段共聚物具有相同的弹性体嵌段。3.根据权利要求1或2任一项的多层膜，其中所述粘合剂组合物所包含的三嵌段共聚物具有直链结构。4.根据权利要求1-3任一项的多层膜，其中作为苯乙烯嵌段共聚物的混合物，在与至少一种二嵌段共聚物SI的混合物中使用至少一种具有直链结构的三嵌段共聚物SIS。5.根据权利要求1-4任一项的多层膜，其中增粘树脂S的软化温度大于或等于90°C，优选为 95°C _150°C，更优选为 100°C _130°C。6.根据权利要求1-3任一项的多层膜，其中增粘树脂L的软化温度小于或等于30°C，优选为-10°C到30°C，更优选为-5°C到20°C。7.根据权利要求1-5任一项的多层膜，其中软化温度大于或等于80°C的增粘树脂S选自: i)天然来源的或改性的松香，例如从松脂提取的松香，从树根提取的木松香和它们的衍生物，氢化的、部分氢化的、二聚的、聚合的或用一元醇或多元醇(如甘油)酯化的； ?)由具有约5、9或10个碳原子且来源于石油馏分的不饱和脂肪族烃的混合物的氢化、聚合或共聚(与芳族烃)所获得的树脂； iii)職烯树脂，其通常是在Friedel-Crafts催化剂存在下由職烯烃(例如单職烯(或松萜))聚合形成的，任选地通过酚的作用来改性； iv)基于天然職烯的共聚物，例如苯乙烯/職烯，α-甲基苯乙烯/職烯和乙烯基甲苯/職烯。8.根据权利要求7的多层膜，其中软化温度大于或等于80°C的增粘树脂S属于种类ii)和 iii)。9.根据权利要求1-8任一项的多层膜，其中软化温度小于或等于50°C的增粘树脂L选自: i)天然来源的或改性的松香，例如从松脂提取的松香，从树根提取的木松香和它们的衍生物，氢化的、脱氢的、二聚的、聚合的或用一元醇或多元醇(如甘油)酯化的； ?)由具有约5、9或10个碳原子且来源于石油馏...

【专利技术属性】
技术研发人员：C罗贝尔，JF沙特尔，
申请(专利权)人：博斯蒂克股份公司，
类型：发明
国别省市：