CN1224383A - 金属化多层包装薄膜 - Google Patents

Abstract

一种金属化多层薄膜包含下列各层的薄膜基底:a)芯层,它含任选地与马来酸酐改性的聚烯烃共混的成膜基础聚合物;b)若所述的马来酸酐改性的聚烯烃不与芯层基础聚合物共混,涂覆在芯层一表面上的马来酸酐改性的聚烯烃增粘粘结层;c)在芯层或增粘粘结层的表面上的可镀金属的乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)表层;d)在芯层另一面上熔融温度比芯层低的任选聚合物表层,这种薄膜基底包含EVOH共聚物表面上的金属镀层和所述镀层上的可低温封合涂层(LTSC)。该薄膜有优异的机械和阻隔性能,有保护的金属镀层和优异的封合强度,可用于包装食品或非食品产品。

Description

金属化多层包装薄膜

本发明涉及用于包装食品或非食品产品或用来制造保存这些产品的袋状、盒状或囊状容器的金属化多层薄膜。

具有聚烯烃(如取向全同立构聚丙烯均聚物(OPP))芯层的金属化塑料薄膜已广泛用于食品和非食品包装和容器，因为它们具有适宜的性质，如抗湿气、空气、有害的气味等透过以及优良的机械性能。然而，这些薄膜的缺点是难于镀覆金属层，以保护金属免遭擦伤和获得高的封合强度。因此，任何足以克服这些困难的方法都可供制造更适于包装用途的金属化薄膜之用。

本发明提供一种适于包装用途的金属化多层薄膜。它包括在横截面上具有如下各层的薄膜基底：

a)芯层，它含有任选地与马来酸酐改性的聚烯烃(如聚丙烯)共混的成膜基础聚合物(如全同立构的丙烯均聚物)；

b)如果所述的马来酸酐改性的聚烯烃不与芯层基础聚合物共混，涂覆在芯层一个表面上的马来酸酐改性的聚烯烃增粘粘结层(adhesion-promoting tielayer)；

c)在含所述马来酸酐改性的聚烯烃共混物的芯层或所述马来酸酐改性的聚烯烃增粘粘结层的表面上的可镀覆金属的乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)表层；d)在芯层另一面上熔融温度比芯层低的任选聚合物表层，这种薄膜基底包含EVOH共聚物表面上的金属镀层(如铝)和可直接涂覆(即不用底涂层)在金属层的暴露表面上的可低温封合涂层(LTSC)。上述的可低温封合涂层含由10-35％重量α,β-烯键不饱和羧酸和65-90％重量乙烯、丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯、丙烯腈或它们的混合物形成的共聚物。与含金属层、或含熔融温度低于上述芯层的聚合物表层、或没有这种表层一侧相反的薄膜基底面可任选地包含与涂覆在金属层表面涂层相同类型的涂层(可以是封合涂层)或本领域中已知的各种不同聚合物的成膜涂层。

“芯层聚合物”一词包括不与任何其它聚合物共混的芯层或与少量上述马来酸酐改性的聚烯烃增粘剂共混的芯层聚合物。

任选地，印刷的油墨图案可施加在金属层上封合涂层或薄膜另一面上涂覆或未涂覆表面上的暴露表面，而表面涂层(overlacquer)或冷封合涂层可涂在包含印刷图案的表面上，以保护图案免遭损坏。也可任选地将另一种薄膜层压到不含表面涂层的金属化薄膜的表面上。

现已发现，本发明的薄膜适用于用具有良好金属附着性和高封合强度的封合涂层保护金属层的包装用途。

附图示意性地描述了本发明薄膜实例的横截面上各层，这种描述只是解释性的。

本发明薄膜芯层的基础聚合物一般具有薄膜必需或合适的机械性能。在许多情况下，这种聚合物是熔点为至少125℃到190℃和具有较高结晶度的聚烯烃。特别适宜用作芯层基础聚合物的聚烯烃是全同立构规整度为93-99％、结晶度为70-80％和熔点为145℃或更高(如高达167℃)的全同立构丙烯均聚物。

另一种适宜用作本发明薄膜芯层的基础聚合物是高密度聚乙烯(HDPE)，它是密度例如为0.952-0.962克/立方厘米、熔点例如为130-148℃和具有高结晶度的基本上线型的聚合物。

如果需要制造在进行下述的单轴取向或双轴取向后不透明的薄膜，在薄膜挤塑和取向前可任选地将微球分散到芯层聚合物中。这些微球由熔点高于芯层基础聚合物且与芯层基础聚合物不溶混的材料制成，芯层可以是例如在美国专利4,377,616和4,632,869中揭示的任何一种聚合物。这些微球可以由聚酯(如聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))、尼龙、丙烯酸酯类树脂或聚苯乙烯之类的聚合物或玻璃、金属或陶瓷之类的无机材料构成。优选的微球材料是PBT。微球的粒径例如是0.1-10微米，较好为0.75-2微米。按含微球的芯层部分中聚合物基体的总重量计，芯层中微球的含量最高达20％重量，较好为4-12％重量。为保护含微球的芯层的结构整体性，不含微球的芯层聚合物薄层可以共挤塑在含微球的芯层聚合物的一侧或两侧。在这种情况下，含微球的聚合物层和不含微球的聚合物总和可以看作一侧是马来酸酐改性的聚烯烃粘结层(如果芯层聚合物中不含这种改性的聚烯烃)或EVOH共聚物表层(如果芯层聚合物中含这种改性的聚烯烃)，而另一侧任选地是熔融温度低于芯层的表层的薄膜的全部芯层。当对这种聚合物基底进行单轴或双轴取向时，在每个微球周围产生空隙(cavity)，从而使取向的薄膜具有不透明的外观。

包含在芯层或芯层一侧的表层中的马来酸酐改性的聚烯烃(如聚丙烯)可以用如在美国专利3,433,777和4,198,327中揭示的任何方法制备。市售的马来酸酐改性的聚丙烯或丙烯共聚物具有如下物理特性：密度为0.89-0.91(ASTM D-1505)、维卡软化点为100-150℃(ASTM D1525)、肖氏硬度为50-70(ASTMD-2240)、熔点为140-160℃(ASTM D-2117)。为了将芯层与EVOH共聚物层粘合在一起，必须使用马来酸酐改性的聚烯烃，芯层基础聚合物和EVOH共聚物一般是不相容的。如果马来酸酐改性的聚烯烃与芯层基础聚合物共，按基础聚合物和改性聚烯烃的总重量计其用量一般在10％重量以下，较好为0.5-1.5％重量。

本发明中所述的乙烯乙烯醇(EVOH)共聚物一般是从市场上购得的。例如，挤塑级乙烯乙烯醇共聚物是以商品名EVAL购自Kuraray Co.Ltd.of Japan。EVOH共聚物通常是通过把聚合乙烯含量为20-70％摩尔的乙烯乙酸乙烯酯共聚物皂化至皂化度至少为90％而制得的。因此，本发明中所用的乙烯乙烯醇共聚物的乙烯含量为20-70％。

在与EVOH共聚物层侧相反的芯层表面上的任选表层聚合物较好是可挤塑的烃类聚合物，如熔点比芯层聚合物低(如至少低5-50℃)的聚烯烃。当芯层基础聚合物是全同立构丙烯均聚物时，这类聚合物例如是丙烯和少量(如1-10％重量)一种或多种不同的1-烯烃(如乙烯或含4-8个碳原子的1-烯烃)的全同立构共聚物。特别合适的是丙烯、乙烯(其含量例如占共聚物的1-5％重量)、任选的丁烯(其含量例如占共聚物的0.5-5％重量)的全同立构共聚物。当芯层基础聚合物是全同立构丙烯均聚物时，适用作与EVOH共聚物侧相反的芯层表面上薄膜基底的任选表层的其它聚合物例如是高密度聚乙烯(HDPE)和线型低密度聚乙烯(LLDPE)。如果芯层基础聚合物是HDPE，这种任选表层的聚合物可以是当芯层基础聚合物是全同立构丙烯均聚物时适用作该层的上述任何一种聚合物(HDPE本身除外)，只要该聚合物的熔融温度低于构成芯层的HDPE。

本发明金属化薄膜的聚合物基底包括芯层、粘结层(如有)、EVOH共聚物层和位于与EVOH共聚物层相反的芯层表面上且熔融温度低于芯层的任选表层。该聚合物基底较好通过共挤塑这些层的聚合物制得。在用常规挤塑技术挤塑基本薄膜(basic film)基底后，加热薄膜，并在纵向(机器方向)以及任选地在横向上使分子取向。在100-200℃拉伸温度下用常规技术依次在纵向将薄膜拉伸3-8倍和在横向任选地将其拉伸5-12倍，进行这种单轴或双轴取向。这种取向大大地改善了薄膜的劲度和拉伸强度性能。在大多数情况下，包含全同立构丙烯均聚物芯层基础聚合物的共挤塑薄膜是被双轴取向的，而含HDPE芯层基础聚合物的薄膜是被单轴取向的，即仅在纵向上取向。

在某些情况下，宜用平挤薄膜或骤冷辊挤塑法，而不是用共挤塑和取向法制造包含芯层、表层和粘结层(如果使用的话)的聚合物基底。在这种情况下，最终聚合物基底基本上是未取向的，且最终金属化薄膜的劲度一般比用共挤塑和取向法制得的基底小很多。

在镀金属前，任选地用底涂层或成膜聚合物涂层处理下述的薄膜基底表面、EVOH共聚物表面和其反面，以确保镀层牢固附着在薄膜基底上，从而消除镀层从薄膜上剥离的可能性。这种处理可以用已知的现有技术进行，如薄膜氯化(即把薄膜暴露在氯气中)、用氧化剂(铬酸)处理、热空气或蒸汽处理、火焰处理、电晕放电处理等。对表面的火焰或电晕放电处理在制造本发明薄膜时是优选的。

用共挤塑和取向法制造的未涂覆和任选的表面处理的薄膜基底的厚度一般为12.7-76.2微米(0.5-3.0密耳)。特别优选的是两到四层薄膜，其有空隙(cavitated)的或没有空隙的芯层厚度例如占薄膜总厚度的70-99％，一或二层表层和粘结层(如果使用的话)的各层厚度例如占薄膜总厚度的1-10％。如果除了芯层还有不止一层，则这些层的厚度可相同或不同。

未涂覆、取向和任选的表面处理的薄膜基底的总厚度例如为12.7-76.2微米(0.5-3.0密耳)，其有空隙或没有空隙的芯层厚度例如占薄膜总厚度的75-99％，马来酸酐改性的聚烯烃粘结层(如果使用的话)的厚度例如占薄膜总厚度的0.5-5％,EVOH可金属化层的厚度例如占薄膜总厚度的1-20％，位于芯层另一表面上的熔融温度比芯层低的任选聚合物表层厚度例如占薄膜总厚度的1-10％。

通常用常规真空淀积法把金属镀层镀覆到取向薄膜基底的EVOH表面上，虽然也可使用本领域中已知的其它金属化技术，如电镀法或喷镀法。铝优选为用于本发明目的的金属，虽然本领域中已知的可真空淀积的其它金属(如金、锌、铜、银等)也可用于某些目的。淀积金属镀层的厚度例如为5-20纳米(nm)，较好为30-80纳米。

如上所述，可低温封合的涂层(LTSC)不用底涂层(这种涂层含由10-35％重量α,β-烯键不饱和羧酸和65-90％重量乙烯、丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯、丙烯腈或它们的混合物形成的基础共聚物)就可涂覆到薄膜的金属化表面上。上述的不饱和羧酸例如是丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、巴豆酸、衣康酸、柠康酸或它们的混合物。该基础共聚物较好是65-90％重量(更好是75-85％重量)乙烯和10-35％重量(较好是15-25％重量)丙烯酸(EAA共聚物)或甲基丙烯酸(EMA共聚物)的共聚物。该共聚物的数均分子量(Mn)例如是2000-50000。较好是4000-10000。

涂覆在金属化表面上的可低温封合涂层中的基础羧酸共聚物常常制成该共聚物铵盐在氨水中的溶液或细分散体。当该共聚物干燥时，释放出氨气，并将离子化和对水敏感的羧酸根基团转化为主要为非离子化和对水不大敏感的羧基。然而，在实施本发明时，可向该乙烯共聚物的溶液或分散体中加入一定量的选自元素周期表(CAS版本)的ⅠA族、ⅡA族或ⅡB族中至少一种金属的氢氧化物型离子，较好是钠、钾、锂、钙或锌离子，最好是钠离子。这种金属离子的用量足以中和共聚物中2-80％，较好为10-50％的羧酸根基团。现已发现，在许多情况下存在这种金属离子能改善某些性质，如摩擦系数(COF)、热粘性和粘连性，而不会损害其它性质，如最低封合温度(MST)。

当涂布在金属化表面上的封合涂层中的基础共聚物(base copolymer)是乙烯含量为80％重量、丙烯酸含量为20％重量以及中和金属离子是钠离子的EAA共聚物，上述的钠离子是以氢氧化钠形式加入时，氢氧化钠的加入量相当于上述被中和的羧酸根基团百分数。该加入量例如为0.33-8.8phr，较好为1.1-5.5phr。上述的“phr”表示重量份/百份树脂总量。当不含其它树脂时，所述的树脂总量等于EAA共聚物的量。为了确定涂层中各种添加剂的“phr”，假定乙烯共聚物中羧酸根基团都是游离羧基(-COOH)形式。

除含羧酸的基础共聚物以外，涂覆在金属化表面上的封合涂层也可含有分散的蜡作为防粘连剂，如粒径较大的巴西棕榈蜡或微晶蜡。其它可用的蜡例如是中性蜡(如石蜡、蜂蜡、野漆树蜡、褐煤蜡等)以及合成蜡(如氢化蓖麻油、氯化烃类蜡、长链脂肪酰胺等)。涂层中蜡的含量例如是2-12phr，较好为3-5phr。

除用作抗粘连剂以外，加入本发明涂层中的蜡也可用来改善涂有该蜡的薄膜的“冷滑爽性”，即在室温下薄膜能令人满意地滑过表面的能力。

涂覆在薄膜金属化表面上的封合涂层也可含有颗粒材料(如无定形二氧化硅)，以进一步降低室温下涂层的粘性。无定形二氧化硅是由较小颗粒团聚物颗粒构成的，它的平均粒径例如为2-9微米，较好为3-5微米，它在封合涂层中的含量例如为0.1-2.0phr，较好为0.2-0.4phr。

其它可加入涂覆在金属化薄膜表面上的封合涂层的任选添加剂包括其它颗粒材料(如滑石，它的用量例如是0-2phr)、交联剂(如蜜胺甲醛树脂，它的用量例如是0-20phr)和抗静电剂(如聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯，它的用量例如为0-6phr)。也可加入抗菌剂。

薄膜金属化表面上除上述可低温封合涂层以外，任选地也可将聚合物成膜涂层涂布在与金属化表面相反的薄膜表面上。然而，为了确保该涂层与这种薄膜基底反面的粘附，可在该表面上先涂覆底涂层，然后例如用电晕放电法或火焰处理法对该表面的表层进行处理，以进一步提高其对其它材料的粘附性，也可以不进行这种处理。适用的底涂层材料在本领域中是众所周知的，例如包括钛酸酯、聚乙烯亚胺以及环氧树脂和氨乙基化乙烯基树脂的反应产物。该底涂层可用常规溶液涂布法涂布在处理的薄膜基底表面上。对本发明特别有效的底涂层是以水溶液、有机溶剂(如乙醇)溶液或含0.5％重量亚胺的水与有机溶剂混合物溶液涂布的聚乙烯亚胺。

涂在金属化表面反面的有底涂层的薄膜表面上的涂层可以是与涂在金属化表面上相同类型的封合涂层，也可以是本领域中已知的任何其它类型的聚合物成膜涂层，例如为了提高可印刷性或机械加工性。特别合适的涂层是按聚合物(“丙烯酸类三元共聚物)的重量计含1)18-80％重量至少一种甲基丙烯酸C₁-C₄烷基酯、2)18-80％重量至少一种丙烯酸C₁-C₄烷基酯和3)1-15％重量至少一种α,β-烯键不饱和羧酸的三元共聚物为成膜组分；胶态二氧化硅为热滑爽剂的涂层。该涂层中胶态二氧化硅的含量例如为30-60phr，其粒径例如为10-200微米。丙烯酸类三元共聚物中的不饱和酸可以是上述适用于涂覆在金属化薄膜表面上的可低温封合涂层中共聚物的任何一种不饱和羧酸，虽然丙烯酸和/或甲基丙烯酸是优选的。该共聚物可以部分中和的水溶液形式或以分散体(如胶乳)形式用于涂料组合物中。该涂料组合物中可含有性质和用量与上述适用于涂在金属化薄膜表面上的可低温封合涂层中的相同或相似的添加剂，特别是用作抗粘连剂和冷滑爽剂的蜡(如巴西棕榈蜡)以及用作润滑剂的滑石。这种组合物例如揭示在美国专利3,753,769和4,749,616中。

另一种可与底涂层一起涂覆在与金属化表面相反的薄膜表面上的聚合物涂层是含有如下成膜组分的涂层。该成膜组分是由至少50％重量偏二氯乙烯(较好75-92％重量偏二氯乙烯)、2-6％重量α,β-烯键不饱和羧酸(如上述适用作封合涂层中共聚物的任何一种共聚物)以及其余为丙烯酸或甲基丙烯酸C₁-C₄烷基酯或丙烯腈的聚合物。与其它涂层中所述的相同或相似的添加剂也可加入这些涂层中。偏二氯乙烯共聚物可以部分中和的水溶液形式或以水分散体形式(如胶乳)使用。这类涂料例如揭示在美国专利4,944,990。

上述的可低温封合涂料(LTSC)组合物可用任何合适的方法(如凹槽辊涂布法、辊涂法、浸涂法、喷涂法等)涂布在聚合物薄膜的金属化表面上，以及如果使用，将底涂层和聚合物涂层涂布在反面上。过量的水溶液可用挤压辊、刮刀等除去。该涂料组合物的涂布量一般为干燥后产生0.2-1克/64,516毫米²(0.2-1克/1000平方英寸)厚的光滑、均匀分布的薄膜表面层。可低温封合涂层的涂布厚度一般足以使基底聚合物薄膜具有所需的密封性、摩擦系数(COF)和热滑爽性。

可低温封合涂层和其它聚合物成膜涂层(如使用的话)涂布在薄膜上后，用热空气、辐射热或其它合适的方法干燥，产生有非水溶性、粘附、有光泽的涂层的薄膜产品。这种薄膜产品例如可用作包装薄膜。

印刷油墨图案例如可用常规溶剂基油墨组合物施加到薄膜表面的涂层上，或者如果与金属化表面的相反表面上没有涂层，则可将印刷油墨图案施加到该未涂覆表面上。该印刷图案可用表面涂层覆盖，以防止该图案被损坏。该表面涂层可覆盖包含印刷图案的整个表面。在这种情况下，仅通过将薄膜反面上的涂层或聚合物表面层软化到构成外密封薄膜的薄膜部分上就可达到密封。然而，如果也需要“内到外”(in to out)密封，则也可通过软化包含印刷油墨图案的表面上涂层或聚合物表层(它的一部分构成内密封薄膜)进行密封，然后进行印刷和涂表面涂层，让该涂层或聚合物表层置于密封区内。

为了改善金属化薄膜的机械性能(如撕裂强度和机械加工性能)、提高其劲度、保护印刷图案和/或提供密封，可任选地在本发明金属化薄膜的未涂布表面涂层的表面上层压另一种薄膜(“层压薄膜”。因此，在印刷图案已施加到封合涂层上后或没有这种印刷图案时，可将该层压薄膜粘合到本发明薄膜的金属化表面上的封合涂层或其反面上，或者在没有任何封合涂层的情况下，可将该层压薄膜粘合到所述的相反表面上。该层压薄膜例如可包含具有优良机械性能的聚合物，如全同立构丙烯均聚物；该层压薄膜可用熔点低于层压聚合物的熔融聚合物(如低密度聚乙烯(LDPE))作为粘合剂粘合到本发明薄膜上；或者该层压薄膜可包含这种具有优异机械性能的聚合物主层和熔融温度低于主层聚合物的聚合物次层。这种层压可在足以使该次层聚合物变粘的高温下将包含这种次层的层压薄膜表面压到本发明金属化薄膜的所需表面上进行。实施所需粘合所需的方法和设备在本领域中是众所周知的。

                         对比例A

通过共挤塑在聚丙烯基底中混有用于产生空隙的8％重量聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)微球的全同立构丙烯均聚物主芯层基础聚合物基底(熔体流动速率为3.0)、乙烯含量为48％摩尔的可镀覆金属EVOH表层(乙烯乙烯醇共聚物)、在可镀覆金属EVOH表层和芯层之间的马来酸酐改性的聚丙烯(熔体流动速率为3.0)增粘粘结层和在芯层另一侧由含2％重量乙烯、94％重量丙烯和4％重量1-丁烯的三元共聚物构成的可热封合树脂表层，制备四层双轴取向薄膜。在30-50℃使共挤塑物骤冷，再加热至115℃，并用以不同速度操作的输送辊(transport roll)纵向拉伸5倍。在所需的纵向取向后，在155-180℃间合适的温度分布下将该薄膜在横向拉伸取向8倍。

所制得的薄膜的总光学厚度(optical gauge)为1.4密耳，其中芯层光学厚度为35.56微米(1.27密耳)，EVOH层光学厚度为1.5微米(0.06密耳)，增粘粘结层的光学厚度为0.5微米(0.02密耳)，在芯层反面上的热封合层的光学厚度为1.3微米(0.05密耳)。然后用火焰或电晕处理法处理可镀覆金属的EVOH表层，并通过真空淀积铝使其金属化。

                           实施例1

在含80％重量乙烯和20％重量丙烯酸的共聚物(EAA)的25％铵盐(Michelman以Primacor 4983出售)的水溶液或细分散体中加入1.5phr(重量份/百份共聚物)氢氧化钠(NaOH)、2phr聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯抗静电剂(以Glycosperse 0-20出售)、7phr平均粒度为0.12-0.2微米的微晶蜡(Michelman以41540出售)和3phr蜜胺-甲醛交联剂(以Cymel 385出售)，制备可低温封合涂料(LTSC)组合物。另外，在该组合物中加入0.4phr滑石和0.1phr平均粒度为3-5微米的无定形二氧化硅(以Syloid 72出售)。除抗静电剂以纯液体加入外，其它所有组分以水分散体或溶液形式加入。然后加入水，使最终涂料组合物的固体含量达12％重量。

然后用标准凹槽辊、涂布设备和技术将该涂料组合物涂布在没有底涂层的对比例A薄膜的金属化表面上。在115.6℃(240°F)将涂层干燥。薄膜的总涂布重量为0.6-0.7克/64,516毫米²(0.6-0.7克/1000平方英寸)。

                          对比例B

重复实施例1的步骤，所不同的是用下述的涂层代替上述的EEA涂层，即用常规凹槽辊涂布装置和技术在对比例A薄膜的金属化表面上涂布美国专利2,753,769中所述的组合物，该组合物含有甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸的丙烯酸类三元共聚物、胶态二氧化硅和巴西棕榈蜡的的水分散体或溶液，固体总含量为13％重量，薄膜的涂布重量为0.6克/64516毫米²(0.6克/1000英寸²)，干燥温度为240℃。

测量按本发明方法制得的实施例1薄膜和对比例A和B薄膜的水蒸汽透过速度(WVTR)(它在37.8℃(100°F)和90％相对湿度条件下进行测量，以克/64,516毫米²/天(克/100平方英寸/天)为单位)、氧气透过速率(OTR)(它在22.8℃(73°F)和0％相对湿度条件下进行测量，以毫升/64,516毫米²/天(毫升/100平方英寸/天)为单位)、涂层与涂层最低密封性7.9克/毫米(200克/英寸)和涂层与涂层封合强度(以克/毫米(克/英寸)为单位)。结果列于如下表中。

            表Ⅰ

实施例      WVTR       OTR         MST      封合强度

   A        0.015      0.03       ＞300       无

   1        0.022      0.05        190      15.7(400)

   B        0.020      0.05       ＞300     ＜7.1(＜180)

表中所示的结果表示，与含EVOH层但在金属层上没有涂层(对比例A)或用本领域中已知的另一种涂层代替本发明的LTSC(对比例B)的类似金属化薄膜相比，本发明的金属化薄膜(实施例1)具有阻隔性(WVTR和OTR)。然而，这些结果同时也表明本发明的薄膜(实施例1)具有比对比例A和B薄膜好得多的密封性(MST和封合强度)。另外，不象对比例A的薄膜一样，本发明实施例1的薄膜适于单膜包装用途。

                          实施例2

共挤塑五层薄膜基底，芯层是用5％重量Celanese 1300A聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)微球产生空隙的全同立构丙烯均聚物(以Exxon 4252出售)，有空隙的芯层的一个表面邻接于没有空隙的相同丙烯均聚物薄层，它又邻接于含96.5％重量丙烯和3.5％重量乙烯的全同立构共聚物(以Fina 8753出售)表面表层。有空隙芯层的另一表面邻接于马来酸酐接枝的聚丙烯粘结层(以三井QF500A出售)，它又邻接于99％重量含48％摩尔乙烯和52％重量乙烯醇共聚物(EVOH)和1％重量含氟聚合物(以3M Dynamar PPA 2231出售)的聚合物共混料表面表层，以防止由于染料堆积而引起的熔体干扰。

将共挤塑物在30-50℃骤冷，再加热至115℃，用在不同速度操作的输送辊将其纵向拉伸5倍。在所需的纵向取向后，在155-180℃间的合适温度分布下将该薄膜横向拉伸取向8倍。

参照附图，所得薄膜基底的总光学厚度为54.1微米(2.13密耳)，其中有空隙的取向聚丙烯(OPP)芯层的厚度为50.8微米(2.0密耳)(A层)，没有空隙的OPP层的厚度为1微米(4格基，1格基=1/100密耳)(B层)，丙烯-乙烯共聚物表层的厚度为0.8微米(3格基)(D层)，马来酸酐接枝的聚丙烯粘结层的厚度为1微米(4格基)(C层)，以及EVOH共聚物表面表层的厚度为0.8微米(3格基)(E层)。然后对EVOH共聚物和丙烯-乙烯共聚物表层都电晕放电处理，并在使高阻隔性铝金属化至光学密度为2.3的标准条件下通过真空淀积铝使EVOH层金属化。然后在该薄膜的金属表面上涂覆实施例1所述的含EAA共聚物的LTSC。

在与金属化表面相反、包含丙烯-乙烯共聚物表层(D层)的薄膜基底的电晕放电处理表面上先用聚乙烯亚胺在85％水和15％乙醇的混合物中的0.5％重量溶液上底涂层。然后在上过底涂层的表面上涂布含有与对比例B中涂布在薄膜金属化表面上基本上相似的丙烯酸类三元共聚物的水分散体或溶液的组合物。涂布条件是125 FPM，在54℃(130_°F)上底涂层和在66℃(150℃)进行涂布。

按对比例B中所述的方法，测试本实施例涂覆薄膜的水蒸汽透过速度(WVTR)和氧气透过速度(OTR)、在137.9kPa(20psi)、0.75秒以及77℃、93℃和127℃(170_°F、200_°F和260_°F)的条件下金属化层E的波纹封口强度(CRIMP)以及在34.5kPa(5psi)、0.75秒和93-137.8℃(200-280_°F)间不同温度下金属化层E的平封口强度(SS)。这些所得的性质的数值列于表Ⅱ中。

                         表Ⅱ

          试验                            结果

          WVTR                            0.011

          OTR                             0.017

   CRIMP-77℃(170_°F)                     578

   CRIMP-93℃(200_°F)                     505

   CRIMP-127℃(260_°F)                    585

     SS-93℃(200_°F)                      525

    SS-98.9℃(210_°F)                     550

     SS-104℃(220_°F)                     585

     SS-110℃(230_°F)                     535

     SS-116℃(240_°F)                     570

     SS-127℃(260_°F)                     570

        SS-138℃(280_°F)                    610

由上表可知，在单个薄膜中产生优异的阻隔性和密封性。该结构可单独或以层压物形式用于代替纸/聚合物/箔/聚合物结构，以提供与印刷同步的劲度更高的薄膜或更厚的密封剂层(sealant layer)。

Claims (10)

1．一种金属化多层薄膜，其特征在于它包括在横截面上具有如下各层的薄膜基底：

a)芯层，它含有任选地与马来酸酐改性的聚烯烃共混的成膜基础聚合物；

b)如果所述的马来酸酐改性的聚烯烃不与所述的芯层基础聚合物共混，涂覆在芯层一个表面上的马来酸酐改性的聚烯烃增粘粘结层；

c)在含所述马来酸酐改性的聚烯烃共混物的芯层或所述马来酸酐改性的聚烯烃增粘粘结层的表面上的可镀覆金属的乙烯乙烯醇共聚物表层；

d)在芯层另一面上熔融温度比芯层低的任选聚合物表层，所述的薄膜基底包含所述可镀覆金属的乙烯乙烯醇共聚物层上的金属镀层和所述金属镀层表面上的可低温封合聚合物涂层，所述的可低温封合涂层含由10-35％重量至少一种α,β-烯键不饱和羧酸和65-90％重量乙烯、丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯、丙烯腈或它们的混合物形成的共聚物。

2．如权利要求1所述的薄膜，其特征在于所述芯层的基础聚合物是全同立构丙烯均聚物。

3．如权利要求1所述的薄膜，其特征在于在与所述乙烯乙烯醇共聚物层侧相反的芯层面上包含所述的聚合物表层。

4．如权利要求3所述的薄膜，其特征在于在与所述乙烯乙烯醇共聚物层侧相反的芯层面上的所述聚合物表层是丙烯和乙烯的全同立构烃类共聚物或丙烯、乙烯和丁烯-1的全同立构三元共聚物。

5．如权利要求1所述的薄膜，其特征在于所述的薄膜基底已被共挤塑和至少单轴拉伸，所述的芯层包含由拉伸取向含微球的所述芯层产生的空隙，该微球材料的熔点高于芯层基础聚合物且与其不溶混。

6．如权利要求5所述的薄膜，其特征在于所述的微球材料是聚对苯二甲酸丁二醇酯。

7．如权利要求5所述的薄膜，其特征在于所述的芯层包含邻接于与乙烯乙烯醇共聚物层相反的有空隙的芯层部分表面上的没有空隙的芯层基础聚合物薄层。

8．如权利要求1所述的薄膜，其特征在于所述的可低温封合涂层共聚物是乙烯和丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物，其中2-80％的羧酸根基团被选自元素周期表(CAS版本)的ⅠA族、ⅡA族或ⅡB族中的金属离子中和。

9．如权利要求8所述的薄膜，其特征在于所述乙烯和丙烯酸的共聚物或乙烯和甲基丙烯酸的共聚物是75-85％重量乙烯和15-25％重量丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物，其中10-50％羧酸根基团被钠、钾、钙或锌离子中和。

10．如权利要求8所述的薄膜，其特征在于所述乙烯和丙烯酸的共聚物或乙烯和甲基丙烯酸的共聚物是乙烯和丙烯酸的共聚物。

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