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復合膜的制作方法

作者：天天酷跑來源：m.net-tw.com 更新時間：2020-11-18 10:32:47 點擊次數：

　　本發明涉及一種用于通過將復合膜密封在容器的或待連接到容器上的蓋環的周向密封表面上來封閉該容器的復合膜，其中該復合膜包括由金屬膜制成的外部支撐層和通過使用粘接層而層疊至該外部支撐層上的內部多層薄膜。本發明進一步涉及復合膜的用途及其生產方法。

　　用于通過將復合膜密封在容器的或待連接到容器上的蓋環的周向密封表面上來封閉該容器的、包括密封層的復合膜是例如從ep2678154b1已知的，該文獻披露了一種具有由金屬膜制成的支撐層和連接至金屬膜上的密封層的復合膜，其中該密封層包括與內聚性斷裂的中間層共擠出的層、以及布置在中間層的兩側上的助粘劑層，并且其中這些助粘劑層是由用馬來酸酐改性的聚丙烯制成，并且使用包含多于50wt.-％聚丙烯(pp)的熱塑性塑料作為中間層。

　　將蓋密封到容器的周向密封表面上需要熱量和壓力。如果蓋由多層膜組成，則存在以下風險：在密封過程中，由于密封條件，除密封層以外的一些蓋膜層會被壓碎，即，除了密封層以外的一些層可能會因過熱而軟化并且在密封壓力下可能會被壓碎。用于容器封閉件的一層或多層復合膜的所述壓碎可能過熱，并因此降低所述容器封閉件的緊密性和耐腐蝕性。

　　本發明的目的是提供一種杯形容器的改進的封閉件，該封閉件在密封條件下被壓碎的風險降低，并且具有增強的耐腐蝕性，從而提供所包裝產品的長保質期。

　　本發明的目的是通過一種復合膜來實現，該復合膜包括由金屬膜制成的外部支撐層和層疊至該外部支撐層上的內部多層薄膜，其中該薄膜具有從外至內的連續層結構，該連續層結構由聚丙烯制成的骨架層、由部分結晶的聚酰胺制成的中間層和由聚丙烯、聚乙烯和滑石制成的可內聚性斷裂的剝離層組成，其中在該中間層與該骨架層之間以及在該中間層與該剝離層之間布置有由馬來酸酐接枝聚丙烯(mah-pp)制成的結系層，該薄膜進一步具有由包含丙烯、乙烯和丁烯的單體的無規共聚物制成的最內密封層，該無規共聚物接枝有馬來酸酐(mah)，其中該密封層的軟化點至少比這些結系層的軟化點低15℃至25℃之間。

　　在從屬于權利要求1的權利要求中描述了復合膜的優選實施例。通過說明書和附圖，本發明的進一步的特征和細節將變得清楚。

　　本發明的復合膜是可密封且可剝離的復合膜。該復合膜的最內密封層是在封閉容器時接觸容器的或蓋環的周向密封表面的這個層。

　　該無規共聚物優選為主要由丙烯組成并且具有一定含量的乙烯和丁烯單體的統計共聚物。乙烯和丁烯含量一起優選小于該共聚物的10％wt.。這種無規共聚物接枝有馬來酸酐，并且由于該共聚物的組成而具有約140℃至145℃的優選熔點或軟化點。

　　這些結系層優選地由接枝有馬來酸酐的均聚聚丙烯(mah-pp)制成。mah-pp主要由等規大分子組成，其中mah取代基優選位于沿著鏈的同一側。馬來酸酐(mah)接枝的均聚聚丙烯(pp)優選具有約160℃至165℃的熔點或軟化點。

　　密封層的軟化點或熔點至少比結系層的軟化點或熔點低15℃至25℃之間，從而確保了包封中間層的這些結系層在復合膜密封至容器或與容器連接的蓋環上的過程中不被軟化或熔化。

　　骨架層由熔點或軟化點為約155℃至170℃的均聚聚丙烯制成。骨架層的厚度優選為8至12μm。骨架層在內部多層薄膜的制造過程中、即在將內部多層薄膜層疊至外部支撐層之前，尤其可用作內部多層薄膜的支撐層。另外，骨架層增強了最終復合膜的機械穩定性。

　　中間層由具有優選的熔點或軟化點在185℃至220℃之間的部分結晶的聚酰胺(pa)制成，特別地pa的軟化點為約190℃。因此，聚酰胺層的熔點與密封層的熔點相比較高，從而確保了pa層在密封條件下不被壓碎。

　　中間層的部分結晶的聚酰胺優選地是pa6.6(尼龍)或pa66.6。

　　由部分結晶的pa制成的中間層用作出色的阻隔層，防止被包裝在容器中的物品的酸或脂肪組分遷移，但該部分結晶的pa具有吸濕性。為了防止聚酰胺吸收水，該部分結晶的pa層在兩側均覆蓋有接枝有馬來酸酐的均聚聚丙烯層。這些mah-pp結系層用作防潮層。

　　可內聚性斷裂的剝離層(25)由主要包括聚丙烯、聚乙烯和滑石的復合材料制成。可內聚性斷裂的剝離層優選包含5至35wt.-％的聚乙烯，并且滑石含量優選在5至49wt.-％之間，其中該復合材料的其余部分優選由聚丙烯組成。

　　外部支撐層優選地是厚度為20至160μm、尤其為30至80μm的鋁膜。

　　外部骨架層和中間層優選具有大約相同的厚度，大約為8至12μm。剝離層的厚度優選為10至18μm，并且這些結系層各自優選為3.5至4.5μm厚。密封層的厚度優選地為2.8至3.2μm。

　　本發明的復合膜優選用于通過將復合膜密封在容器的或待連接到容器上的蓋環的周向密封表面上來封閉容器，其中該密封表面由金屬、金屬氧化物、聚丙烯或聚丙烯改性漆組成。

　　由復合膜制成的封閉件的密封優選通過將容器或至少蓋環加熱至密封層的軟化點或至多高出10℃來完成，其中將復合膜置于環境溫度下。然后將封閉件壓在被加熱的容器或蓋環的周向密封表面上。

　　本發明還描述了一種生產本發明復合膜的方法，該復合膜包括由金屬膜制成的外部支撐層和通過使用粘接層而層疊至該外部支撐層上的內部多層薄膜。該薄膜的特征為從外至內的連續層結構，該連續層結構由聚丙烯制成的骨架層、由部分結晶的聚酰胺制成的中間層和由聚丙烯、聚乙烯和滑石制成的可內聚性斷裂的剝離層組成，其中在該中間層與該骨架層之間以及在該中間層與該剝離層之間布置有由馬來酸酐接枝聚丙烯(mah-pp)制成的結系層，該薄膜的特征進一步為由包含丙烯、乙烯和丁烯的單體的無規共聚物制成的最內密封層，該無規共聚物接枝有馬來酸酐(mah)，其中該密封層的軟化點至少比這些結系層的軟化點低15℃至25℃之間。

　　該方法包括以下步驟：

　　(a)提供金屬膜作為外部支撐層，并且提供用于該多層薄膜的粒狀組分，特別是聚丙烯、馬來酸酐接枝聚丙烯、聚酰胺、聚乙烯、滑石、馬來酸酐，以及丙烯、乙烯和丁烯的單體；

　　(b)通過共擠出來制備該內部多層薄膜，其中將每層的組合物加熱并在單獨的擠出機中擠出；

　　(c)將優選由馬來酸酐接枝聚丙烯制成的粘接層施加到該薄膜上，并使所述粘接層與所述支撐層接觸；

　　(d)在1.5至3秒期間將該復合膜加熱至165℃至175℃之間的活化溫度，以將該薄膜永久地粘接至該支撐層。

　　當達到活化溫度時，完成根據本發明的最后一個方法步驟。之后，通常將復合膜冷卻并卷起以形成卷材。

　　復合膜的內部多層薄膜可以作為共擠出吹塑膜生產，該共擠出吹塑膜沿著擠出管切割以形成平坦膜。優選地，在將多層薄膜從同心噴嘴拉出之前，將各層的組合物在單獨的擠出機中加熱并在吹頭內分層。

　　可以通過使用中間結系層將內部多層薄膜擠出到支撐層上來將內部多層薄膜層疊至外部支撐層上，其中該結系層可以是支撐層與擠出的熱的多層薄膜之間連續提供的漆、mah-pp或粘合劑。

　　密封層所需的無規共聚物的組分優選在單一擠出機中混合、加熱并擠出。在優選的實施例中，用于內聚性斷裂的剝離層的組分也被預混合或預配混并造粒。在另外的優選實施例中，在加熱和擠出所述單個層之前，將馬來酸酐組分適當地接枝到各個單獨的聚合物組分上。內部多層薄膜的每個單獨層的組成對應于針對復合膜指示的規格。

　　當從密封表面剝離可能設置有拉片的復合膜時，剝離層內聚性斷裂，并且一部分剝離層作為“足跡”留在密封表面上。這個足跡可以用作首次打開的證明。

　　被包封的中間層改善了復合膜的其他層的耐腐蝕性，特別是抵抗被包裝在容器中的酸性產品和油膩產品中的組分的遷移。

　　圖1示意性地示出了根據本發明的復合膜的結構；

　　圖2示意性地示出了穿過蓋環的截面和容器的開口區域，復合膜密封到該蓋環上；

　　圖3示意性地示出了穿過容器的開口區域的截面，該容器具有內側彎曲凸緣和密封到所述凸緣的外側上的復合膜。

　　圖1所示的復合膜1具有以下結構：

　　30由金屬膜制成的外部支撐層

　　28中間結系層

　　20內部多層薄膜，包括以下層：

　　21由聚丙烯制成的骨架層

　　22由mah-pp制成的結系層

　　23由部分結晶的pa制成的中間層

　　24由mah-pp制成的結系層

　　25由pp、pe和滑石制成的可內聚性斷裂的剝離層

　　26由接枝有mah的無規共聚物制成的最內密封層

　　可密封且可剝離的復合膜1主要由金屬膜制成的支撐層30(圖1所示的頂層)和通過使用粘接層28而層疊至金屬膜上的多層薄膜20組成。內部多層薄膜20具有依次布置和共擠出的層21、22、23、24、25、26的結構，其中當將復合膜1用作容器的封閉件時，最內層、即密封層26(圖1所示的底層)指向容器10的或待連接到容器10上的蓋環12的具有密封表面11的邊沿。骨架層21指向復合膜1的外部支撐層30。

　　可以將內部多層薄膜20擠出層疊在外部支撐層30上，其中在外部骨架層21與擠出的多層薄膜膜20之間連續地提供粘接層。另一方面，可以使用例如粘合劑在單獨的工藝步驟中將多層薄膜20層疊至支撐層30。

　　內部多層薄膜20的中間層23被各側上——所述中間層23的頂部和底部——的兩個結系層22、24包封。當復合膜用作容器封閉件時，這種包封保護了由吸濕性聚酰胺制成的中間層23免受來自容器10內部的水分以及來自外部的水分的影響。來自容器10內部的水分的量取決于容器的內容物，特別是取決于被包裝在容器10內的食物的種類。

　　可內聚性斷裂的剝離層25的頂側緊靠通過結系防潮層24連接的被包封的中間層23的底側。多層薄膜20緊靠可內聚性斷裂的剝離層25的底部具有最內密封層26。

　　在圖2中，示出了具有珠狀邊緣13的蓋環12，用于卷繞到容器10的開口邊緣上。蓋環12具有環形的周向密封表面11，該周向密封表面從珠狀邊緣13水平向內突出。在密封表面由金屬制成的情況下，其優選為拋光表面。

　　設置有拉片14的復合膜1被密封到密封表面11上。當剝離復合膜1時，剝離層25內聚性斷裂，并且一部分剝離層25可能粘在容器邊沿或蓋環上并且在密封表面11上用作“足跡”。

　　在圖3中，密封表面11是容器10的一體部分。提供密封表面11的密封凸緣形成為容器套筒的向內彎曲邊沿，即，具有密封表面11的密封凸緣被設計為水平向內延伸的環形凸緣。在密封表面由金屬制成的情況下，密封表面11優選為拋光的金屬表面。如上面對于蓋環12所描述的，在從容器10上剝離復合膜1之后，剝離層25或其至少一部分可能粘在容器邊沿上并在密封表面11上用作“足跡”。

　　測試結果：

　　已經使用本發明的復合膜來封閉由馬口鐵制成的容器，其中所包裝的物品是ph值為2的酸。所得的保存期限，即在沒有顯示由復合膜制成的蓋的任何干擾的情況下的儲存時間，超過一年。

　　已經使用本發明的復合膜來封閉由馬口鐵制成的容器，其中所包裝的物品是ph值為3的酸。所得的保存期限，即在沒有顯示由復合膜制成的蓋的任何干擾的情況下的儲存時間，超過兩年。

　　另外，與ep2678154b1中描述的復合膜相比，報廢率改善了95％。

　　技術特征：

　　1.一種用于通過將復合膜(1)密封在容器(10)的或待連接到容器(10)上的蓋環(12)的周向密封表面(11)上來封閉該容器(10)的復合膜(1)，該復合膜(1)包括由金屬膜制成的外部支撐層(30)和通過使用粘接層(28)而層疊至該外部支撐層(30)上的內部多層薄膜(20)，

　　其特征在于，

　　該薄膜(20)具有從外至內的連續層結構，該連續層結構由聚丙烯制成的骨架層(21)、由部分結晶的聚酰胺制成的中間層(23)和由聚丙烯、聚乙烯和滑石制成的可內聚性斷裂的剝離層(25)組成，其中在該中間層(23)與該骨架層(21)之間以及在該中間層(23)與該剝離層(25)之間布置有由馬來酸酐接枝聚丙烯(mah-pp)制成的結系層(22，24)，該薄膜進一步具有由包含丙烯、乙烯和丁烯的單體的無規共聚物制成的最內密封層(26)，該無規共聚物接枝有馬來酸酐(mah)，其中該密封層(26)的軟化點至少比這些結系層(22，24)的軟化點低15℃至25℃之間。

　　2.根據權利要求1所述的復合膜(1)，其特征在于，這些結系層(22，24)由接枝有馬來酸酐(mah)的均聚聚丙烯制成。

　　3.根據權利要求1所述的復合膜(1)，其特征在于，該密封層(26)的軟化點在140℃至145℃之間，并且這些結系層(22，24)的軟化點在160℃至165℃之間。

　　4.根據權利要求1所述的復合膜(1)，其特征在于，該中間層(23)的軟化點在185℃至220℃之間。

　　5.根據權利要求1所述的復合膜(1)，其特征在于，該骨架層(21)由軟化點在155℃至170℃范圍內的均聚聚丙烯制成。

　　6.根據權利要求1所述的復合膜(1)，其特征在于，布置在該外部骨架層(21)與該支撐層(30)之間的該粘接層(28)由馬來酸酐接枝聚丙烯、漆或粘合劑制成。

　　7.根據權利要求1所述的復合膜(1)，其特征在于，該中間層(23)的部分結晶的聚酰胺是pa6.6或pa66.6。

　　8.根據權利要求1所述的復合膜(1)，其特征在于，該外部支撐層(30)是厚度為20至160μm、尤其為30至80μm的鋁膜。

　　9.根據權利要求1所述的復合膜(1)，其特征在于，該骨架層(21)以及該中間層(23)的厚度為8至12μm，該剝離層(25)的厚度為10至18μm，這些結系層(22，24)各自為3.5至4.5μm厚，并且該密封層(26)的厚度在2.8至3.2μm之間。

　　10.根據權利要求1所述的復合膜(1)，其特征在于，該可內聚性斷裂的剝離層(25)的滑石含量在5至49wt-％之間。

　　11.根據權利要求1所述的復合膜(1)，其特征在于，該可內聚性斷裂的剝離層(25)包含5至35wt-％的聚乙烯。

　　12.根據權利要求1至11中任一項所述的用于通過將復合膜(1)密封在容器(10)的或待連接到容器(10)上的蓋環(12)的周向密封表面(11)上來封閉該容器(10)的復合膜(1)的用途，其中，該密封表面(11)由金屬、金屬氧化物、聚丙烯或聚丙烯改性漆組成。

　　13.根據權利要求12所述的復合膜(1)的用途，其中，將該容器(10)或至少該蓋環(12)加熱到至少該密封層(26)的軟化點，然后將具有環境溫度的該復合膜(1)壓在該容器(10)的或該蓋環(12)的周向密封表面(11)上。

　　14.一種生產用于通過將復合膜(1)密封在容器(10)的或待連接到容器(10)上的蓋環(12)的周向密封表面(11)上來封閉該容器(10)的復合膜(1)的方法，該復合膜(1)包括由金屬膜制成的外部支撐層(30)和通過使用粘接層(28)而層疊至該外部支撐層(30)上的內部多層薄膜(20)，其中該薄膜(20)具有從外至內的連續層結構，該連續層結構由聚丙烯制成的骨架層(21)、由部分結晶的聚酰胺制成的中間層(23)和由聚丙烯、聚乙烯和滑石制成的可內聚性斷裂的剝離層(25)組成，其中在該中間層(23)與該骨架層(21)之間以及在該中間層(23)與該剝離層(25)之間布置有由馬來酸酐接枝聚丙烯(mah-pp)制成的結系層(22，24)，該薄膜進一步具有由包含丙烯、乙烯和丁烯的單體的無規共聚物制成的最內密封層(26)，該無規共聚物接枝有馬來酸酐(mah)，其中該密封層(26)的軟化點至少比這些結系層(22，24)的軟化點低15℃至25℃之間，其中，該方法包括以下步驟：

　　(a)提供金屬膜作為外部支撐層(30)，并提供用于該多層薄膜(20)的粒狀組分，特別是聚丙烯、馬來酸酐接枝聚丙烯、聚酰胺、聚乙烯、滑石、馬來酸酐，以及丙烯、乙烯和丁烯的單體；

　　(b)通過共擠出來制備該內部多層薄膜(20)，其中將每層的組合物加熱并在單獨的擠出機中擠出；

　　(c)將優選由馬來酸酐接枝聚丙烯制成的粘接層(28)施加到該薄膜(20)上，并使所述粘接層(28)與所述支撐層(30)接觸；

　　(d)在1.5至3秒期間將該復合膜(1)加熱至165℃至175℃之間的活化溫度，以將該薄膜(20)永久地粘接至該支撐層(30)。

　　15.根據權利要求14所述的方法，其特征在于，該薄膜(1)是吹塑的。

　　技術總結

　　一種用于通過將復合膜(1)密封在容器(10)的或待連接到容器(10)上的蓋環(12)的周向密封表面(11)上來封閉該容器(10)的復合膜(1)。該復合膜(1)包括由金屬膜制成的外部支撐層(30)和通過使用粘接層(28)而層疊至該外部支撐層(30)上的內部多層薄膜(20)。該薄膜(20)具有從外至內的連續層結構，該連續層結構由聚丙烯制成的骨架層(21)、由部分結晶的聚酰胺制成的中間層(23)和由聚丙烯、聚乙烯和滑石制成的可內聚性斷裂的剝離層(25)組成，其中在該中間層(23)與該骨架層(21)之間以及在該中間層(23)與該剝離層(25)之間布置有由馬來酸酐接枝聚丙烯制成的結系層(22，24)。該薄膜進一步具有由包含丙烯、乙烯和丁烯的單體的無規共聚物制成的最內密封層(26)，其中該無規共聚物接枝有馬來酸酐。該密封層(26)的軟化點至少比這些結系層(22，24)的軟化點低15℃至25℃之間。還披露了復合膜(1)的用途和其生產方法。

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