CN104968493A - 金属化取向聚丙烯涂覆薄膜 - Google Patents
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Abstract
本文公开了一种柔性取向聚丙烯涂覆薄膜,其具有三个或更多个层,包含聚丙烯芯层;密封层;与所述密封层相对的金属层,从而夹着所述芯;和附着至所述金属层的可印刷涂层,从而将所述金属层夹在所述芯层与可印刷涂层之间;其中所述可印刷涂层包含至少一个由乙烯丙烯酸类共聚物和/或乙烯烷基酯共聚物构成的底漆层和至少一个包含丙烯酸苯乙烯共聚物的印刷层。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年11月1日提交的美国临时专利申请序列号61/721,207的优先权。
技术领域
本发明大体上涉及允许在薄膜的金属化面上进行印刷的金属化涂覆薄膜,并且更具体地涉及在允许印刷并改进金属化面的耐刮擦性的所述金属化面上具有涂层的柔性金属化取向聚丙烯薄膜,所述薄膜特别适合于密封食品包装,即袋子。
背景技术
已知的是取向聚丙烯薄膜相比于非取向薄膜具有改进的水和氧气阻隔特性,并且增添金属例如铝的涂层进一步改进了这些阻隔特性。这使得这样的薄膜非常适合于食品包装,例如在由平面金属化聚丙烯薄膜制成的袋子和包装中,所述薄膜已经折叠并热密封以做成密封袋来密封内部的食品。通常,为了允许在袋子外部进行印刷,所述薄膜的金属侧在内部,因此在金属层之上需要一个可密封聚合物层来允许进行密封。这公开于例如US 6,013,353中。
然而,希望聚丙烯薄膜的金属侧面向使用者可见的包装外部。这样做的好处是,(1)改进薄膜形成强密封的能力,和(2)有光泽的金属表面的外观赏心悦目。然而,金属表面的固有问题是在表面上印刷的能力。此外,现在暴露的金属将会更容易腐蚀和刮擦。本发明人已经通过提供一种具有可印刷金属表面的柔性金属化取向聚丙烯薄膜而解决了这些和其它问题。
与薄膜涂层、粘合剂和包装相关的公开包括US 5,037,707、US5,112,882、US 5,191,014、US 5,226,956、US 5,316,696、US 5,419,960、US 5,789,123、US 5,736,253、US 5,827,627、US 5,891,552、US7,309,528、US 7,981,954、US 2007-0248810、US 2011-0097528、US2011-0159306、U.S.S.N.61/590,417、EP 409403、WO 1998-032805和DSM NeoResins产品数据表NeoCryl BT-67(2005年7月18日)。
发明内容
本文公开了一种柔性取向聚丙烯涂覆薄膜,其具有三个或更多个层,包含聚丙烯芯层;密封层;与所述密封层相对的金属层,从而夹着所述芯;和附着至所述金属层的可印刷涂层,从而将所述金属层夹在所述芯层与可印刷涂层之间;其中所述可印刷涂层包含至少一个由乙烯丙烯酸类共聚物或乙烯烷基酯类共聚物(或其共混物)构成的底漆层和至少一个包含丙烯酸苯乙烯共聚物的印刷层。
具体实施方式
本发明是针对在薄膜的金属侧上具有非常薄(小于3或5μm平均厚度)的可印刷涂层并且优选在薄膜的相对密封侧上具有可密封涂层的金属化取向聚丙烯薄膜。此外,本发明的薄膜是柔性和坚固的。所述涂层优选以通过任何常规手段涂覆的水基溶液和/或悬浮液形式施加,然后在薄膜上干燥以允许在薄膜的金属面上进行印刷,同时相对的密封侧可抵靠自身或另一个薄膜密封以形成食品包装或袋子。优选地,不需要固化步骤(在100℃以上加热、辐射暴露、UV暴露等)。所述可印刷涂层包含至少一个由乙烯丙烯酸类共聚物和/或乙烯烷基酯共聚物构成的底漆层和至少一个包含丙烯酸苯乙烯共聚物的印刷层,所述印刷层是所述薄膜的最外层,其将面向由所述薄膜形成的袋子外部并且在其上印刷。所述底漆层是实际上接触金属表面并夹在所述金属层与所述可印刷层之间的涂层。
除非另外说明,否则当将要素称为“基本上由……组成”时意指不存在会改变所提及要素的基本特性的其它添加剂,并且优选地,所述要素含有不超过3重量%或2重量%或1重量%的其它添加剂。当所述要素是构成薄膜的材料“层”时,“基本上由……组成”意指薄膜中不存在影响所述薄膜的可印刷性和耐刮擦性和摩擦系数的其它层。
可用于本发明的涂覆薄膜的柔性金属化薄膜可以具有大部分任何结构,但优选至少具有MCS结构,其中“M”是金属层,“C”是聚丙烯芯层,并且“S”是可密封表层。所述“C”和“S”层最优选是共挤出的聚合物材料,所述芯层具有在10或15μm至25或30或40μm范围内的厚度。所述金属层“M”优选是通过薄膜领域中众所周知的手段施加的非常薄(1-10μm)的金属层并且优选包含铝、镍、银、金或这些金属的组合,最优选是铝。所述柔性金属化薄膜可具有任何数目的其它粘结层“T”和表层“S”,其中每一个可具有如本领域中已知的相同组成或不同组成,并且因此可具有诸如MTCTS、MTCS、MCTS、MTCTSS、MSTCTS、MCTSS等总体结构。一旦施加了可印刷涂层,则结构是PCMCS、PCMTCTS等中的一种,其中“Pc”是包括至少一个底漆层和一个印刷层的可印刷涂层。一旦施加了可密封涂层,则结构是PCMCSC、PCMTCTSC等中的一种,其中“Sc”是可密封涂层。
如本文所用,术语“层”是指通过任何适当手段例如通过材料彼此粘附的固有趋势或通过利用加热、辐射、化学或一些其它适当工艺诱导材料粘附而以薄片或薄膜形式彼此紧固的相同或不同的一种或多种材料中的每一个。所述术语“层”不限于彼此接触以使得材料之间存在明显边界的可检测的离散材料。然而,优选地,用于制造薄膜的一个层的材料将不同(即,组分的重量百分比、每种组分的特性和/或所述组分的身份可能不同)于用于制造相邻和粘附层的材料。所述术语“层”包括在其整个厚度上具有材料连续体的成品。本文所述的“薄膜”包含三个或更多个层,并且在优选的实施方案中可包含3、4、5、6个或更多个层。
底漆和印刷层的涂层重量宜较低。乙烯丙烯酸类底漆的涂层重量在0.05g/m2或0.10g/m2至0.35g/m2或0.40g/m2或0.50g/m2或0.80g/m2或1.00g/m2的范围内。丙烯酸苯乙烯共聚物的涂层重量在0.50g/m2或1.00g/m2至1.25g/m2或1.30g/m2或1.40g/m2或1.50g/m2或2.00g/m2的范围内。
共挤出的聚合物层优选至少在MD上并且最优选在MD和TD上取向。在某些实施方案中,本文的薄膜还可表征为双轴取向的。所述薄膜可通过本领域中已知的任何合适技术例如拉幅或吹塑工艺、LISIMTM和其它工艺来制造。此外,工作条件、温度设置、线速度等将根据所用设备的类型和尺寸而改变。然而,此处一般描述在整个本说明书中所述的一种薄膜制造方法。在一个特定实施方案中,使用“拉幅”方法形成薄膜并双轴取向。在拉幅工艺中,可达到大于100m/min至400m/min或更高的线速度和大于2000kg/hr至4000kg/hr或更大的输出。在拉幅工艺中,将各种材料的薄片/薄膜熔融共混并且例如通过3、4、5、7层模头共挤出成所希望的薄膜结构。可使用直径范围为100mm至300或400mm并且长径比范围为10:1至50:1的挤出机来熔融共混熔融的层材料,然后将熔体流计量加入到模具间隙在0.5或1至上限3或4或5或6mm的范围内的模具。然后使用空气、水或两者来冷却挤出的薄膜。通常,部分浸没在水浴中的单个大直径辊或设定在20℃或30℃至40℃或50℃或60℃或70℃的两个大的冷却辊是合适的冷却机构。随着薄膜被挤出,使用空气刀和压边定位来提供熔体和冷却辊之间的紧密接触。
所述芯层是“聚丙烯”层,这意指它包含聚丙烯均聚物、共聚物、或者均聚物、共聚物或两者的混合物,或者基本上由聚丙烯均聚物、共聚物、或者均聚物、共聚物或两者的混合物组成,其中的一些可能是再循环材料。优选用于芯层和其它层中的“聚丙烯”是包含60重量%或70重量%或80重量%或85重量%或90重量%或95重量%或98重量%或99重量%至100重量%丙烯衍生单元;包含在0重量%或1重量%或5重量%至10重量%或15重量%或20重量%或30重量%或40重量%范围内的C2和/或C4至C10 α-烯烃衍生单元的均聚物或共聚物;并且可通过任何所希望的工艺,使用如本领域中已知的任何所希望的催化剂例如Ziegler-Natta催化剂、茂金属催化剂或其它单位点催化剂,使用溶液、浆液、高压或气相工艺来制造。“微型无规”聚丙烯共聚物是丙烯与共聚单体、优选是乙烯的共聚物,所存在的共聚单体在总聚合物的0.01或0.10至2.0重量%的范围内。在某些实施方案中,聚丙烯共聚物是有用的聚合物,特别是丙烯与乙烯和/或丁烯的共聚物,并且包含以聚丙烯的重量计在70重量%或80重量%至95重量%或98重量%范围内的丙烯衍生单元。在任何情况下,有用的聚丙烯具有至少125℃或130℃或140℃或150℃或160℃、或者在125℃或130℃至140℃或150℃或160℃范围内的DSC熔点(ASTM D3418)。“高度结晶”聚丙烯在本发明薄膜的某些实施方案中是优选的,并且通常是全同立构的并包含100重量%丙烯衍生单元(丙烯均聚物)并且具有大于(大于或等于)140℃或145℃或150℃或155℃或160℃或165℃的相对高熔点。
如本文所用,术语“结晶”表征那些具有高程度的分子间和分子内秩序的聚合物。优选地,聚丙烯具有如由DSC分析所测定的大于60J/g或70J/g或80J/g的熔融热(Hf)。所述熔融热取决于聚丙烯的组成;聚丙烯的最高阶热能据估算为189J/g,即,100%结晶度等于189J/g的熔融热。聚丙烯均聚物相比于共聚物或者均聚物与共聚物的共混物将具有更高的熔融热。此外,可用于本发明的薄膜中的聚丙烯可具有优选为-20℃或-10℃或0℃至10℃或20℃或40℃或50℃的玻璃化转变温度(ISO 11357-1,Tg)。优选地,聚丙烯具有大于120℃或110℃或105℃或100℃、或者在100℃或105℃至110℃或120℃或140℃或150℃范围内、或者具有110℃或120℃至150℃的特定范围的维卡软化温度(ISO 306或ASTM D 1525)。
优选地,聚丙烯具有在0.1g/10min或0.5g/10min或1g/10min至4g/10min或6g/10min或8g/10min或10g/10min或12g/10min或16g/10min或20g/10min范围内的熔体流动速率(“MFR”,230℃,2.16kg,ASTM D1238)。此外,在某些实施方案中,聚丙烯可具有1.5或2.0或2.5至3.0或3.5或4.0或5.0或6.0或8.0的分子量分布(由GPC测定)。可用于本文所述的取向薄膜中的聚丙烯的合适等级包括由ExxonMobil、LyondellBasell、Total、Borealis、Japan Polypropylene、Mitsui和其它来源制造的那些。
密封层可由一种或多种不同的材料制成,所述材料包括丙烯均聚物和共聚物、乙烯-丁烯共聚物、丙烯-乙烯-丁烯三元共聚物、LDPE、LLDPE、HDPE、或任何这些材料的功能化或接枝形式。密封层或芯层中的任一个可含有添加剂,例如增白剂(例如,TiO2)或成穴剂(例如CaCO3)和本领域中众所周知的其它添加剂。
本发明涂覆薄膜的任何数目的表面可进行能量处理。这样的表面处理可利用取向装置在双轴取向多层薄膜的金属粘附层、芯层和/或密封层或其它表层(如果存在的话)上利用可优选包括例如电晕、等离子体、火焰和/或化学试剂(例如氧化剂)的处理来进行。在薄膜制备中的处理步骤一般用于例如向将附着有金属的芯层或其它聚合物层和/或将附着有可印刷涂层的金属表面赋予至少35达因/厘米的表面张力水平。在金属化之前,经过处理的层的表面张力将在35或38至42或45达因/厘米的范围内。可根据ASTM标准D2578-84测量这些经过处理的表层表面的表面张力。由于测量表面张力时获得可重复结果存在固有困难,因此可以预料,所述范围应该是在统计学上有意义数目的样品和测量结果上观测以确定至少35达因/厘米的平均值。此外,在金属化之前,除了表面张力之外或代替表面张力,可测量动态接触角。所述接触角可使用Cahn DCA 300张力计进行测量。
理想的是,在能量处理后,所述薄膜然后将被传送到真空金属化室,所述真空金属化室还可含有等离子体或火焰处理装置,其中金属将要附着的聚合物层可经受足以在表层表面产生所需的不稳定氧比率的处理条件。然后使经过处理的聚合物层在真空金属化室中金属化以形成所希望的金属化双轴取向多层薄膜。所述金属化室可具有任何所希望的结构以使金属薄膜在室内附着于所述薄膜。金属化过程至少需要以下步骤:相对于金属蒸汽源以一定速率移动具有金属附着表层(具有外表面和内表面)的薄膜,所述金属蒸汽源处于一定温度下以将供给到其上的金属转化为在上方分散的蒸汽;然后使所述外表面暴露于从所述金属蒸汽源获得的金属蒸汽,其中通过以下来控制金属沉积速率:改变外表面对金属蒸汽的暴露时间,改变薄膜与金属蒸汽源之间的距离,改变金属蒸汽源的温度,改变金属向金属蒸汽源的供给速率,或其组合。可通过例如改变薄膜通过一个或多个金属蒸汽产生点(例如用于在其上方产生熔融的铝和蒸汽的船形物)附近和/或内部的速率来调节薄膜的暴露时间。所述薄膜被理想地金属化以达到至少1.6或1.7OD的光学密度,和达到在1.0或1.2或1.5OD至2.0或2.5或3.0OD的范围内的光学密度。
然后用可印刷涂层涂覆柔性薄膜的金属层,其中所述可印刷涂层包含底漆层和在其之上的可印刷层或基本上由底漆层和在其之上的可印刷层组成。以任何合适的方式,例如通过凹版涂覆、辊涂、浸渍、喷涂等,将所述层施加至聚合物薄膜的金属化表面,并且将可密封涂层施加至相反表面。可利用挤压辊、刮刀等去除过量的水溶液。通常将以使得在干燥后将沉积如上所述量的平滑、均匀分布层的量来施加涂料组合物。一般来说,所施加的可密封和/或可印刷涂层的厚度使得它足以向所希望的基底聚合物薄膜赋予所希望的可密封性、摩擦系数(COF)和热滑特性。
所述可印刷涂层包含至少一个印刷层或基本上由至少一个印刷层组成。所述至少一个印刷层包含丙烯酸苯乙烯共聚物(例如US2011-0159306中所公开的那些)或基本上由其组成。在这种情况下,“基本上由……组成”意指至少一个印刷层包括丙烯酸苯乙烯共聚物以及由这种共聚物的制造商所包括的其它聚合物和添加剂的组合物。所述共聚物中的丙烯酸与苯乙烯的相对水平可改变至向薄膜赋予最好的耐刮擦性和可印刷性的任何所希望的平均水平。“丙烯酸系”单体可包括甲基丙烯酸甲酯,和其它丙烯酸系的C2至C6烷基衍生物。此外,“苯乙烯”单体可以是任何被取代的形式,例如对甲基苯乙烯、对卤基苯乙烯,和它们的其它C1至C6烷基和卤基和氢氧基取代形式。优选地,可用于可印刷涂层中的共聚物是具有在15或20或25重量%至40或50或60重量%范围内的总固体含量的水性分散液。水性共聚物分散液的pH优选大于7.0或7.5或8.0或8.5,并且Brookfield粘度(25℃)优选在50或80或100mPa·s至180或200或250mPa·s范围内。丙烯酸苯乙烯共聚物的玻璃化转变温度Tg优选在-10或0或5℃至20或25或30℃范围内。所述丙烯酸苯乙烯共聚物通常是阴离子性的并且可用氨中和。所述丙烯酸苯乙烯共聚物可来自任何来源,其实例包括来自DSM NeoResins的NeoCrylTM BT-67。优选地,在可印刷涂层中不存在固化剂。
印刷层的其它添加剂可包括其它丙烯酸类聚合物,特别是丙烯酸三元共聚物,和固体材料粒子例如滑石或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。优选地,所述可印刷涂层的印刷层包含在70重量%或75重量%至95重量%或100重量%范围内的丙烯酸苯乙烯共聚物;和0重量%或5重量%至25重量%或30重量%范围内的丙烯酸三元共聚物(MA-MAA-MMA)。甚至更优选地,所述可印刷涂层的印刷层还包含在3重量%或4重量%至8重量%或10重量%范围内的天然蜡(例如,巴西棕榈蜡、褐煤蜡、Fischer-Tropsch蜡、蜂蜡、坎台里蜡(candelilla)和/或石蜡);和在0.01或0.05或0.10至0.20或0.30重量%范围内的具有0.10μm至20μm或50μm的平均粒度的固体粒子(例如,滑石或PMMA);其中其余物是丙烯酸苯乙烯共聚物和丙烯酸三元共聚物(MA-MAA-MMA),组合量高达96.09重量%且不少于89.70重量%。
可调节蜡和固体粒子的水平以调节可印刷涂层的特性。例如,优选调节蜡和固体粒子的水平以使得动态和静态COF(金属)小于0.70或0.60或0.50或0.40或0.30,或者在0.10至0.30或0.40或0.50或0.60或0.70范围内。
所述可印刷涂层还包含至少一个、优选一个底漆层,或由至少一个、优选一个底漆层组成。所述至少一个底漆层包含乙烯丙烯酸类共聚物例如ParameltTM EAA或由乙烯丙烯酸类共聚物例如ParameltTMEAA组成,所述共聚物以水性乳液形式获得并使用并且施加至柔性取向薄膜的经过处理的金属表面。所述底漆还可包含乙烯烷基酯共聚物或基本上由乙烯烷基酯共聚物组成,或者可以是EAA与乙烯烷基酯共聚物的共混物。
本发明的涂覆薄膜还可在所述薄膜的密封层侧上包含极低温可密封涂层(VLTSC)。所述VLTSC可在这种涂层存在或不存在底漆的情况下施加至薄膜的密封层(可密封侧)。所述VLTSC可以是如US6,013,353中所公开的共聚物或三元共聚物,其包含约10至35重量%的α,β-烯系不饱和羧酸与约65至90重量%的乙烯、丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯、丙烯腈或其混合物的基础共聚物。后者的不饱和酸可能是例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、巴豆酸、衣康酸、柠康酸或其混合物。优选地,所述基础共聚物是约65至90重量%、更优选约75至85重量%的乙烯衍生单元(或其C2-C6形式)和约10至35重量%、优选约15至25重量%的丙烯酸衍生单元(EAA共聚物)或甲基丙烯酸(EMA共聚物)的共聚物或乙烯甲基丙烯酸共聚物。所述共聚物可具有例如约2,000至50,000a.m.u.、优选约4,000至10,000a.m.u.的数均分子量(Mn)。
施加至金属化表面的低温可密封涂层中的基础羧酸共聚物通常以共聚物的铵盐于氨水溶液中的溶液或精细分散液形式获得。当所述共聚物被干燥时,放出氨气并且离子化和水敏感性羧酸基被转化成在很大程度上非离子化并且较小水敏感性的游离羧基。然而,在实施本发明时,可以将一定量的来自周期表第I或II族(新表示法)或以钪开始的过渡金属行的至少一种金属的离子、优选地钠、钾、锂、钙或锌离子并且最优选钠离子,例如以其氢氧化物形式,加入乙烯共聚物的溶液或分散液中。这些金属离子的量可在足以中和例如所述共聚物中的约2%至80%、优选约10%至50%的总羧酸基的范围内。在许多情况下,已经发现这些金属离子的存在导致某些特性例如摩擦系数(COF)、热粘性和粘连的改进,而不存在其他特性例如低的最小密封温度(MST)的不可接受的牺牲。
当施加至金属化表面的可密封涂层中的基础共聚物是80重量%的乙烯与20重量%的丙烯酸的EAA共聚物并且中和金属离子是以氢氧化钠形式加入的钠离子时,则对应于前述中和的羧酸基百分比的氢氧化钠加入量可以是例如约0.33至8.8phr、优选约1.1至5.5phr,其中“phr”表示以每百份总树脂的重量计的份数,当不存在其它树脂时,所述量与EAA共聚物相同。为了确定涂层中存在的各种添加剂的phr,假定乙烯共聚物的所有羧酸基呈其游离羧基(-COOH)形式。
食品包装、特别是密封食品袋,可以由本发明的柔性涂覆薄膜形成,其中所述薄膜的金属侧背离其中所含的食品。所述柔性涂覆薄膜可以任何薄膜所用方式卷绕,运输,和在VFFS或HFFS机中解卷绕,并且通过其供给以形成包含食品的袋子,其中所述薄膜的金属侧背离其中所含的食品。所述薄膜和由所述薄膜制成的袋子理想地是不能渗透水和氧气的,如由低WVTR所证实。优选地,所述薄膜和由所述薄膜制成的袋子具有小于1.00或0.80或0.60或0.40克/平方米/天的WVTR;或具有在0.01或0.1克/平方米/天至0.50或0.80或1.00克/平方米/天范围内的WVTR。所述薄膜还展现在两侧小于100或80或50或30克/英寸的低粘连;并且特别是,在薄膜的密封侧上小于20或10克/英寸。
实施例
测试三种不同的柔性取向聚丙烯薄膜;如本领域中所知用铝层将每个薄膜金属化。所述薄膜各自是多层的,其中芯层夹在粘结层与表层之间,所述层中的至少一个是可密封的,呈如上文所定义的STCSM或STCTSM结构,其中“S”和“T”层可能相同或不同。通过以下形成薄膜:将在MD和TD方向上取向的多个聚合物层共挤出,接着金属化;然后用第一底漆层涂覆金属层,使其干燥,然后用第二个丙烯酸苯乙烯共聚物层涂覆所述底漆层,然后使其干燥。然后对这个面进行印刷测试,并且测试所述薄膜的抗粘连性和摩擦系数(COF)。
更具体地,在样品薄膜A中,芯层包含约80重量%的具有不超过约2重量%乙烯衍生单元的“微型”无规聚丙烯共聚物,和约20重量%的再生聚丙烯(来自具有至少90重量%(总体)聚丙烯的未使用或再循环薄膜);乙烯-丙烯共聚物的可密封表层和面向金属的表层;和在所述可密封表层与所述微型无规聚丙烯共聚物芯层之间的一个粘结层;其中所述芯层是约20-25μm,并且总薄膜厚度是约30μm。
样品薄膜B具有与薄膜A类似的芯层以及成穴剂和白色颜料;C2/C4共聚物的可密封表层;聚丙烯均聚物的可密封侧粘结层和白色颜料;面向金属的C3/C4共聚物表层与二氧化硅粒子;面向金属的聚丙烯均聚物粘结层和白色颜料;以及金属层;其中所述芯层是约18-22μm,并且总薄膜厚度是约30μm。
样品薄膜C与薄膜B类似,不同之处在于芯层是22-30μm并且具有一半的成穴剂,并且总薄膜厚度是约35μm;金属化薄膜具有如表2中所测量的光学密度。
然后通过氧化处理、特别是电晕在面向金属侧上处理所述薄膜,接着用底漆层涂覆(凹版辊),所述底漆层在每种情况下是具有20%丙烯酸含量的乙烯丙烯酸乳液(ParameltTM),其具有以下特征:沸点:100℃,在20℃下的蒸汽压是23hPa,在20℃下的pH是8,在23℃下的动态粘度是150mPa·s,并且固体含量是33%,通过用空气加热将其干燥,接着用印刷涂料涂覆,然后通过用空气加热来干燥。每种样品薄膜的组分示于表1中,其中“SAC”是来自DSM Neoresins的苯乙烯丙烯酸共聚物NeoCrylTM BT-67并且是金属交联的丙烯酸苯乙烯共聚物,其具有约17℃的Tg;“AT”是丙烯酸三元共聚物,滑石只是细粉状滑石;PMMA是来自Nippon Sokubai的具有4μm的平均粒度的颗粒状聚甲基丙烯酸甲酯(EpostarTM);并且“蜡”是MichemTMLube(ML)215.E,它是具有120nm的平均粒度的巴西棕榈蜡乳液;并且Uradil ZW 7635是水基聚酯涂料。
另外,“极低温密封涂层”或“VLTSC”可安置在与SAC涂覆侧相对的一侧,或者薄膜的“密封层”侧上的一侧。优选的VLTSC是基于乙烯丙烯酸。在实施例中,使用具有约20至20.5重量%丙烯酸的乙烯/丙烯酸共聚物,其具有75/77℃的DSC熔融峰。以0.20或0.30或0.40g/m2至1.00或1.20g/m2涂覆VLTSC。这个层有利于薄膜自身或与另一个薄膜的密封以形成用于食品的袋子或其它包装。在任何情况下,金属化涂覆薄膜然后可以被切开并收卷以运输到使用者设施。可在如本领域中已知的垂直或水平“成形、充填和密封”(VFFS或HFFS)设备上使用本发明的薄膜形成袋子,其中所述薄膜的密封侧被热密封至同一薄膜的另一个部分以对食品形成封装。
表1.涂料组合物,每个样品具有0.30g/m3 EAA底漆层
样品 | 印刷涂层,1.20g/m3 |
120 | SAC(NeoCrylTM BT-67) |
121 | SAC |
122 | SAC |
123 | SAC |
124 | SAC+蜡+滑石 |
125 | SAC+蜡+滑石 |
126 | SAC+蜡+滑石 |
127 | SAC+蜡+滑石 |
129 | 聚酯(UradilTM ZW 7635) |
130 | SAC+蜡+滑石 |
131 | SAC+蜡+滑石 |
132 | SAC+蜡+滑石 |
133 | 聚酯 |
140 | SAC+PMMA+蜡 |
141 | SAC+PMMA+蜡 |
142 | SAC+PMMA+蜡 |
143 | SAC+PMMA+蜡 |
144 | SAC+AT+蜡 |
145 | SAC+AT+蜡+PMMA |
146 | SAC+AT+蜡+PMMA |
用以下限定方案测量所谓的“合乎使用性(fit for use)”性能:油墨粘着性(例如:基于硝基纤维素的油墨):3(非常好)至1(不良);水蒸气穿透率(克/平方米/天):始终<1克/平方米/天;耐腐蚀性在热带条件(38℃/90%相对湿度)下得到证实并且随着时间(>24H00)是稳定的;在包装后的水吸收量相对于层压物可能较低;粘连(克/英寸),测试条件:1H00/60℃/53kg/m2):
1)在涂覆金属上的涂覆金属;2)在极低温密封涂层上的涂覆金属;
摩擦系数(静态/动态):1)在金属板上的涂覆金属;2)在涂覆金属上的涂覆金属
测试用设备
1)摩擦系数:滑动-剥离测试仪[Thwing-Albert,型号225-1],200g(尺寸:10×63mm),覆盖有具有光滑表面的柔性发泡体并且密度=0.25g/cm3。
2)粘连:实验室压力机(例如Carver,C型),配备有:2个具有温度调节(60℃±1℃)的热板;压力计,高达11吨;2个钢板(尺寸:50至80cm2),各自固定在热板中心;报警定时器;宽度和长度比所述钢板多大约25mm的模板;和测力计:例如:Thwing Albert225-1型。
3)WVTR:在Mocon Permatran-WTM 3/33上进行水蒸气穿透率测量。测试结果示于表2中。
本发明人发现,样品柔性涂覆薄膜124、130、131、140-143和特别是145和146是优选的实施方案。这些薄膜显示优异的WVTR、粘连和低摩擦系数。此外,所述薄膜的印刷侧是高度可印刷的并且具有优异的耐刮擦性。
因此,在描述了本发明涂覆薄膜的各种特征后,本文在如下编号实施方案中公开了:
1.一种柔性取向聚丙烯涂覆薄膜,其具有三个或更多个层,包含:
a.聚丙烯芯层;
b.密封层;
c.与所述密封层相对的金属层,从而夹着所述芯;和
d.附着至所述金属层的可印刷涂层,从而将所述金属层夹在所述芯层与可印刷涂层之间;
其中所述可印刷涂层包含至少一个由乙烯丙烯酸类共聚物、乙烯烷基酯类共聚物或其共混物构成的底漆层,和至少一个包含丙烯酸苯乙烯共聚物的印刷层。
2.根据编号实施方案1所述的柔性涂覆薄膜,其中所述乙烯丙烯酸类底漆的涂层重量在0.05g/m2或0.10g/m2至0.35g/m2或0.40g/m2或0.50g/m2或0.80g/m2或1.00g/m2的范围内。
3.根据编号实施方案1或2所述的柔性涂覆薄膜,其中所述丙烯酸苯乙烯共聚物的涂层重量在0.50g/m2或1.00g/m2至1.25g/m2或1.30g/m2或1.40g/m2或1.50g/m2或2.00g/m2的范围内。
4.根据先前编号实施方案中的任一项所述的柔性涂覆薄膜,其中所述金属层是在面向所述可印刷涂层的一侧进行能量处理。
5.根据先前编号实施方案中的任一项所述的柔性涂覆薄膜,其中所述可印刷涂层的所述印刷层包含在70重量%或75重量%至95重量%或100重量%范围内的所述丙烯酸苯乙烯共聚物;和在0重量%或5重量%至25重量%或30重量%范围内的丙烯酸三元共聚物(MA-MAA-MMA)。
6.根据编号实施方案5所述的柔性涂覆薄膜,其中所述可印刷涂层的所述印刷层还包含在3重量%或4重量%至8重量%或10重量%范围内的天然蜡;和在0.01或0.05或0.10至0.20或0.30重量%范围内的具有0.10μm至20μm或50μm的平均粒度的固体粒子;其中其余物是所述丙烯酸苯乙烯共聚物和丙烯酸三元共聚物(MA-MAA-MMA),组合量高达96.09重量%且不少于89.70重量%。
7.根据编号实施方案6所述的柔性涂覆薄膜,其中蜡和固体粒子的水平经过调节以使得动态和静态COF(金属)小于0.70或0.60或0.50或0.40或0.30。
8.根据先前编号实施方案中的任一项所述的柔性涂覆薄膜,其中所述丙烯酸苯乙烯共聚物的玻璃化转变温度Tg在-10或0或5℃至20或25或30℃的范围内。
9.根据先前编号实施方案中的任一项所述的柔性涂覆薄膜,其在所述密封层上进一步包含极低温密封涂层,其中所述密封涂层包含(或基本组成为)具有10至35重量%丙烯酸衍生单元的乙烯丙烯酸共聚物。
10.根据先前编号实施方案中的任一项所述的柔性涂覆薄膜,其中所述可印刷涂层是水基的。
11.根据先前编号实施方案中的任一项所述的柔性涂覆薄膜,其中所述底漆层是水基的。
12.根据先前编号实施方案中的任一项所述的柔性涂覆薄膜,其中所述一个或多个涂层是未固化的。
13.一种食品袋,其由根据先前编号实施方案中的任一项所述的柔性涂覆薄膜形成,其中所述薄膜的金属侧背离其中所含的食品。
14.一种根据实施方案1至11中任一项的柔性薄膜的用途,其用于制造食品包装,优选是密封袋。
表2.实施例薄膜的实验特性测量结果
Claims (12)
1.一种柔性取向聚丙烯涂覆薄膜,其具有三个或更多个层,包含:
a.聚丙烯芯层;
b.密封层;
c.与所述密封层相对的金属层,从而夹着所述芯;和
d.附着至所述金属层的可印刷涂层,从而将所述金属层夹在所述芯层与可印刷涂层之间;
其中所述可印刷涂层包含至少一个由乙烯丙烯酸类共聚物、乙烯烷基酯类共聚物或其共混物构成的底漆层,和至少一个包含丙烯酸苯乙烯共聚物的印刷层。
2.根据权利要求1所述的柔性涂覆薄膜,其中所述乙烯丙烯酸类底漆的涂层重量在0.05g/m2或0.10g/m2至0.35g/m2或0.40g/m2或0.50g/m2或0.80g/m2或1.00g/m2的范围内。
3.根据权利要求1所述的柔性涂覆薄膜,其中所述丙烯酸苯乙烯共聚物的涂层重量在0.50g/m2或1.00g/m2至1.25g/m2或1.30g/m2或1.40g/m2或1.50g/m2或2.00g/m2的范围内。
4.根据权利要求1所述的柔性涂覆薄膜,其中所述金属层是在面向所述可印刷涂层的一侧进行能量处理。
5.根据权利要求1所述的柔性涂覆薄膜,其中所述可印刷涂层的所述印刷层包含在70重量%或75重量%至95重量%或100重量%范围内的所述丙烯酸苯乙烯共聚物;和在0重量%或5重量%至25重量%或30重量%范围内的丙烯酸三元共聚物(MA-MAA-MMA)。
6.根据权利要求5所述的柔性涂覆薄膜,其中所述可印刷涂层的所述印刷层还包含在3重量%或4重量%至8重量%或10重量%范围内的天然蜡;和在0.01或0.05或0.10至0.20或0.30重量%范围内的具有0.10μm至20μm或50μm的平均粒度的固体粒子;其中其余物是所述丙烯酸苯乙烯共聚物和丙烯酸三元共聚物(MA-MAA-MMA),组合量高达96.09重量%且不少于89.70重量%。
7.根据权利要求6所述的柔性涂覆薄膜,其中蜡和固体粒子的水平经过调节以使得动态和静态COF(金属)小于0.70或0.60或0.50或0.40或0.30。
8.根据权利要求1所述的柔性涂覆薄膜,其中所述丙烯酸苯乙烯共聚物的玻璃化转变温度Tg在-10或0或5℃至20或25或30℃的范围内。
9.根据权利要求1所述的柔性涂覆薄膜,其在所述密封层上进一步包含极低温密封涂层。
10.根据权利要求1所述的柔性涂覆薄膜,其中所述可印刷涂层是水基的。
11.根据权利要求1所述的柔性涂覆薄膜,其中所述底漆层是水基的。
12.一种食品袋,其由根据权利要求1所述的柔性涂覆薄膜形成,其中所述薄膜的金属侧背离其中所含的食品。
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