CN1756635A - 从热塑性材料制备分包装的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热塑性材料分包装的制备方法，其中在第一个处理步骤中，a)将热塑性材料以可流动的形式引入模具，b)使引入模具的热塑性材料固化，和在第二个处理步骤中，c)包装固化的热塑性材料，d)所用的模具是铂交联工艺得到的至少一种硅氧烷弹性体的成型体。本方法的特点在于：在40℃－280℃的温度下将可流动的热塑性材料、更优选热熔性粘合剂引入模具，并且能从模具中完全移出，及在第二个处理步骤中固化后进行包装，以及空的模具可用于再填充。

Description

从热塑性材料制备分包装的方法

本发明涉及热塑性材料分包装的制备方法、热塑性材料的分包装本身和适当的模具在制备热塑性材料分包装中的用途。

在本发明上下文中，热塑性材料理解为在室温下是固体的材料，其可通过加热液化或变得可流动，而冷却后可再次变成固体，且此过程可重复多次。固体表示材料在室温(例如20-22℃)下为晶态至蜡状或橡胶状稠度的物质。

更具体地，本发明涉及热塑性粘合剂、涂料或密封剂化合物类的热塑性材料。

热塑性粘合剂类包括例如热熔性粘合剂。热熔性粘合剂是以熔融态施加到待接合基材上的粘合剂，且其在基材接合到一起后通过冷却固化而凝固。市场上有压敏型和无结块的粒化热熔性粘合剂。在无溶剂的形式下，压敏热熔性粘合剂在20℃总是发粘的，保持粘合性，且在轻微压力下，几乎立刻粘合所有基材，即，几乎没有表现出基材特异性。一般不用破坏粘合的基材就可解除使用压敏热熔性粘合剂的粘合剂粘合。

活性热熔性粘合剂是含有活性基团的热熔性粘合剂，例如基于含游离异氰酸酯基团的聚氨酯的单组分或双组分热熔性粘合剂。

包装热塑性材料、尤其是粘合剂类的方法是已知的。一些方法利用直接包装在可熔性塑料膜管状膜中，该塑料膜可以熔融并与粘合剂一起涂覆。塑料膜变成粘合剂的一部分，从而不需要使用之前取出粘合剂的步骤，且包装膜没有必要单独处理。此类型的方法公开在DE3138222和DE 3234065中，例如以带状形式包装的压敏热熔性粘合剂，在WO 00/34129中的粒状压敏热熔性粘合剂和在DE 3625358中块状形式包装的热熔性粘合剂。以所谓共挤出粘合剂枕形式包装在与粘合剂一起的可熔融膜中的粘合剂分包装也是已知的，例如WO97/00813。如此包装的粘合剂枕适合软化点在120℃以下的压敏热熔性粘合剂。

EP 0 521 661 A1公开了另一类型的膜包装。该文件公开了一种其中主要将热塑性材料以熔融态引入衬膜的模具。所述膜在固化热塑性材料表面形成了不粘手的涂层。

包装在膜中并和膜熔融在一起的热塑性材料的缺点是所述膜的固态残留物经常浮于热塑性熔融物的表面。这是由于例如塑料膜和热塑性材料间的密度差异、塑料膜的熔融范围宽和/或膜中留存有气体。没有完全熔融的膜残留物会堵塞施加系统的喷嘴，从而导致制备过程中断。

上述的方法优选用于大规模地连续包装热塑性材料，而且不是劳动密集型。但是，它们的确会带来高的资本投入。

来自非连续生产和高粘度热塑性材料的相对较少量的产品(小批量)主要连续地包装在金属、纸或硬塑料容器中，例如金属桶、硬纸盒、纸板盒或塑料碗中。

如果热塑性材料是粘性材料，可直接与粘性热塑性材料接触的那部分包装材料一般用其它的抗粘层涂饰。

EP 0496626 A1公开了一种含固态热融性材料的容器，所述热熔性材料通过抗粘层与容器的内表面分离。抗粘层可由例如乳胶、分散体、蜡或粉末组成。抗粘层有助于固态热融性材料从容器中取出。此涂层的缺点是往往不能在内表面获得完全均匀的涂层，从而热熔性材料的残留物保留在内表面上。如果容器重新用于装填，由于部分涂层通常保留在热熔性材料上，所以在取出热熔性材料后必须更新内表面的涂层。

US 5,992,130公开了用于盛放和运输在水分存在下交联的活性热熔性粘合剂组合物的硬质容器。容器的外壁由防湿材料组成，而内壁用不与粘合剂粘合的材料涂覆。涂层由例如基于硅或氟组分的聚合物组成，且以树脂或清漆的形式进行涂覆。在取出粘合剂组合物之前，必须将容器在加热单元中加热。容器不适于再利用。因为其由不同的材料制成，所以在回收前必须成本较高地分离这些材料。

上述现有技术的一般缺点是从容器中取出粘性热塑性材料后必须对剩下的包装材料进行处理。容器往往不能再利用，至少不能直接再利用，因为抗粘层在热塑性材料包装和打开包装的过程中往往受到破坏。

因此，越来越多的制造商将精力转向可再利用的容器，向其中引入熔融热塑性材料进行冷却。为了能将固态热塑性材料从容器中取出，对合适的成型体进行涂覆或用分离层例如蜡或涂硅纸或用膜进行铺衬。冷却后，热塑性材料可包装在例如膜中或用抗粘层进行涂覆。

DE 4205919 A1描述了一种方法，其中将带有随意移动的末端和侧壁的成型体放置在导热性材料的传送带上，且将膜状的包装材料施加到成型体上。将液化的粘合剂引到包装材料上并引入成型体，没有被包装材料环绕的区域用包装材料包裹。

如此包装的粘合剂从成型体中取出，并随后可以储存和运输。在本发明优选的实施方式中，成型体为坦克履带形，并被设计成在连续生产循环中能重复再利用。

但是，此方法的特定问题是高粘度粘合剂的包装温度通常较高，其可达到约200℃。这种情况下，引入成型体中的薄膜必须充分冷却。即使金属性成型体的热快速分散，但其本身也不足以使薄膜免受引入的高温热塑性材料的破坏。

本发明解决的问题是提供用于包装热塑性材料的环境友好的方法，该方法将克服现有技术的缺点。

更具体地，需要一种方法，其能使包装材料用高达280℃的热塑性材料直接装填而不破坏包装材料。本发明解决的另一个问题是提供包装粘性热塑性材料的方法。

本发明解决的再一个问题是提供能使热塑性材料用于直接或间接接触待包装食品的方法。

本发明提供的方法限定在权利要求中，并主要由热塑性材料分包装的制备方法组成，其中，在第一个处理步骤中，

a)将热塑性材料以可流动形式引入模具，

b)使引入模具的热塑性材料固化，和

在第二个处理步骤中，

c)包装固化的热塑性材料，

d)所用的模具是铂交联工艺得到的至少一种硅树脂弹性体的成型体。

本发明的方法比现有方法有特别的优点，在40℃-280℃的温度下将流动性热塑性材料引入到模具中，优选地在60℃-260℃和更优选在80℃-240℃，并在其中通过冷却固化，而在装填模具时不会破坏可直接接触热的热塑性材料的硅橡胶弹性体的表面。

直接装填模具，例如在制备热塑性材料后当其仍可流动时；或间接装填，即，例如从存储容器中进行。持续加热存储容器，从而使保存于其中的热塑性材料为可流动的，或在需要时加热以使保存于其中的热塑性材料可流动。量为2Kg的热塑性材料在空气中冷却需要约2-3小时，而在水浴中需要约1.5小时，这取决于模具的填充温度。

在第二个处理步骤中，包装固化的热塑性材料。这可通过将固化的热塑性材料保留在模具中，并通过模具将其包装在纸、纸板、金属或塑料容器中连续地或不连续地进行。例如容器是硬纸盒或纸板盒。

在其它实施方式中，用盖子封闭模具，盖子优选主要由与模具相同的材料组成。盖子或者已经置于模具上，或者在另外的步骤(引入热塑性材料之后)安装以封闭模具。优选地设计盖子以保护内含物例如优选活性热熔性粘合剂防止空气中的水分。

在优选的实施方式中，第二个处理步骤中在包装前将热塑性材料从模具中分离。固化的热塑性材料极易从模具中取出，而不会破坏模具，且模具不必用分离层涂覆。为此，一方面，模具在引入液体热塑性材料时具有足够的尺寸稳定性，另一方面，具有足够的高弹性，例如能使模具从热塑性材料的固化块抽出。

模具的弹性源于所用的材料，因为模具是由至少一种硅氧烷弹性体制成。弹性体是具有橡胶弹性行为的宽网眼交联的高分子量聚合物，其在室温下可重复地被拉伸到其长度的两倍，并且在除去拉力后，立刻回复到近似原始的长度。用弹性模量“E”表示弹性，“E”是拉伸应力(每单位截面积上的力)与径向伸长量的比。

交联一般通过天然固化或合成橡胶来实现。

在制备和成型过程中，通过设计插入例如圆角嵌条形式的硬化成分来实现足够的尺寸稳定性。

模具优选用硅橡胶通过浇铸法来制备。硅橡胶是能转化为橡胶弹性体并含作为基本聚合物的聚二有机基硅氧烷的材料，所述的聚二有机基硅氧烷含能进行交联反应的基团。这类基团包括例如位于链端或甚至可以引入链中的H原子、OH或乙烯基基团。用热硫化或冷硫化的硅橡胶(也称为高温/室温固化-HTV/RTV-橡胶)制造模具。

HTV硅橡胶在交联催化剂存在条件下在＞100℃、优选在150-160℃下固化，其中的交联催化剂通常是有机过氧化物。但是，也可以使用贵金属化合物作为交联催化剂。铂一般作为贵金属化合物使用。对于注射成型法，通常是两种液体硅橡胶(LSR＝液体硅橡胶)的液体硅橡胶组分通过加成交联固化。

冷硫化或RTV硅橡胶可以分为单组分和双组分体系。单组分体系通过SiOH基团的缩合来聚合或交联形成Si-O键，例如在空气水分的作用下。在双组分橡胶(RTV-2)的情况下，例如，硅酸酯和有机锡化合物的混合物用作交联剂，在交联反应中通过消除醇形成“Si-OR”和“Si-OH”基团的Si-O-Si桥。优选并且在现有技术中已知铂用作交联催化剂，尤其在通过加成聚合而不是缩合聚合发生交联的情况。

成型体优选用高分子量聚甲基硅氧烷制造。

在FR 9609004 A1中，硅橡胶和制备硅氧烷弹性体成型体的浇铸方法是已知的。另外US 2001/0043977描述了合适的硅氧烷弹性体。

在非常优选的实施方式中，用由铂交联工艺得到的硅氧烷弹性体制造模具。如此交联的硅氧烷弹性体包含极少(如果有的话)作为杂质的次级产物，从而适用于食品领域。惊奇地发现这些聚硅氧烷在较宽的温度范围内都是橡胶弹性体，且在温度高达280℃时不改变颜色。

在特别优选的实施方式中，由铂交联工艺得到的聚硅氧烷是热交联(HTV)的聚硅氧烷，且更加优选是甲基乙烯基聚硅氧烷。在EP 0 992195 B1和EP 0 519 372 B1中描述了这些聚硅氧烷。

至少一种硅氧烷弹性体相对于热塑性材料是抗粘性的。引入到模具中的粘性热塑性材料，更特别地是压敏热熔性粘合剂可在冷却后从模具中取出，且没有粘性热塑性材料的残留物粘附到壁上，其中所述模具由铂交联工艺得到的至少一种硅氧烷弹性体制造。

在从-40℃-280℃的温度范围内模具保持橡胶弹性。模具可以制成各种几何形状，例如：如DE 19922439 A1中具有模具空腔的片状，或在US 2001/0171027 A1中的碗状容器形式。优选矩形模具；此几何形状从DE 4205919中可知。在优选的实施方式中，待填充的模具空间底部面积为8-12cm×20-26cm，而高是6-8cm。

本发明还涉及由至少一种由铂交联工艺得到的硅氧烷弹性体制造的模具在包装热塑性材料中的用途。

在一个具体的实施方式中，热塑性粘合剂、涂料或密封剂化合物类的热塑性材料作为热塑性材料使用。热塑性材料优选是热塑性热熔性粘合剂，更优选是压敏热塑性热熔性粘合剂。

因此，本发明还涉及主要由如下物质组成的份包装：

a)热塑性粘合剂、涂料或密封剂化合物，和

b)至少一种铂交联工艺得到的硅氧烷弹性体模具。

在EP 0469564 B1第4页44行-第8页48行，公开了适用于本发明方法包装的热熔性粘合剂。

在引入模具并冷却后，活性热熔性粘合剂优选与模具一起包装到其它容器中，该容器能保护活性粘合剂不接触水分或电磁射线(阳光，UV线)。此容器可以是例如可密封的金属盒或金属罐。

但是，固化的活性热熔性粘合剂也可从模具中取出并包装在铝/聚乙烯(PE)薄膜袋中。此薄膜袋通过内部的PE薄膜密封。外部的铝箔保护包装的内含物不接触水分或电磁射线。

根据本发明方法包装的压敏热熔性粘合剂冷却后可从模具中完全取出。模具不需用辅助剂进行另外的涂饰，例如以分离层形式的涂硅纸、塑料薄膜或抗粘涂层。

对于进一步加工和包装，从模具中取出的压敏热熔性粘合剂可任选用抗粘层涂覆，例如用蜡或聚合物。例如，在DE 3327289中公开了这种类型的涂层。

从WO 84/03457和WO 84/03468可知，热熔性粘合剂的块可配有粉末状隔离剂。

从模具中取出的粘合剂，更优选压敏热熔性粘合剂也可用已知的方式包装在塑料薄膜中，在应用阶段，塑料薄膜可任选地和粘合剂熔融在一起并应用于基材。DE 4205191 A1第2页46行-第3页第9行提及了适于包装压敏热熔性粘合剂的薄膜。

在本发明方法的一个优选实施方式中，将压敏热熔性粘合剂引入模具、冷却、包装在例如硬纸盒或纸板盒中，装有粘合剂的模具也可垂直堆积，由最终的用户取出使用，而空的模具返回制造商或返回到再填充过程。

根据本发明的方法尤其适于包装非常高粘度的热塑性材料。高粘度的热塑性材料理解为180℃时布氏粘度为5,000mPas-100,000mPas的材料(心轴27)。

本方法也特别适于小批量运行及连续设备投资不经济的工厂，从而产生热塑性材料不连续包装的过程。根据本发明的方法避免了昂贵的、尤其是抗粘性涂饰包装例如涂硅纸板盒的需要。

通过以下的实施例阐述本发明。

实施例

实施例1

在180℃的熔融温度下，将180℃时布氏粘度为45,000mPas(心轴27.5)的热熔性粘合剂Technomelt Q 8718(制造商：Henkel KGaA；组分约45％SIS/SBS、50％萜烯树脂、5％矿物油)引入模具。冷却以后，粘合剂可从成型体中完全取出。

实施例2

在120℃的熔融温度下，将150℃时布氏粘度为1600mPas(心轴27.5)的热熔性粘合剂Technomelt 5418(制造商：Henkel KGaA；组分约50％聚烯烃、30％烃类树脂、20％矿物油)引入模具。冷却以后，粘合剂可从成型体中完全取出。

在实施例中，将所用的特定模具填充并清空20次，对质量(外观、表面状况等)没有任何负面影响。

两个实施例中所用的模具是尺寸为24.0×10.5×7cm的硅氧烷弹性体矩形容器。其为Milleforme系列的成型体，制造商：Pavoni ItaliaS.p.A.，24040 Suisio(BG)，意大利。

Claims (9)

1.一种热塑性材料分包装的制备方法，其中在第一个处理步骤中，

a)将热塑性材料以可流动的形式引入模具，

b)使引入模具的热塑性材料固化，及

在第二个处理步骤中，

c)包装固化的热塑性材料，

d)所用的模具是铂交联工艺得到的至少一种硅氧烷弹性体的成型体。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于在40℃-280℃的温度下、优选在60℃-260℃的温度下、更优选在80℃-240℃的温度下将可流动的热塑性材料引入模具。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于在第二个处理步骤中，固化的热塑性材料在包装前与模具分离。

4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其特征在于所述模具是由热硫化或冷硫化的硅橡胶制造，更优选甲基乙烯基聚硅氧烷。

5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其特征在于在从-40℃-280℃的温度范围内模具是橡胶弹性的。

6.根据权利要求1-5中任一项的方法，其特征在于至少一种硅氧烷弹性体相对于热塑性材料是抗粘性的。

7.根据权利要求1-6任一项的方法，其特征在于热塑性粘合剂、涂料和密封剂的热塑性材料作为热塑性材料使用。

8.根据权利要求7的方法，其特征在于压敏热熔性粘合剂或活性粘合剂用作热塑性材料。

9.一种主要由如下物质组成的分包装：

a)热塑性粘合剂、涂料或密封剂，和

b)至少一种由铂交联工艺得到的硅氧烷弹性体的模具。