專(zhuān)利名稱(chēng)：熱層壓制品的制備及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)一個(gè)粘合樹(shù)脂涂層將第一支持體薄膜涂層層壓至第二支持體薄膜涂層上的包裝材料及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前為止，廣為應(yīng)用的將第一支持體薄膜涂層層壓至第二支持體薄膜涂層的代表性方法是擠出層壓和干燥層壓。擠出層壓包括在第一支持體薄膜涂層上涂布一固定涂布液，如在溶劑中溶解亞胺基或尿烷基形成的涂布液，然后干燥，再在其上擠壓疊合第二支持體薄膜涂層(荒木正義“層壓方法手冊(cè)”，PP 25-32，加工技術(shù)研究會(huì)，1978)。干燥層壓包括在第一支持體薄膜涂層上涂布粘合劑，如溶解在溶劑的尿烷粘合劑，然后干燥，再在其上疊合壓制第二支持體薄膜涂層(同上，PP14-18)。
另外，關(guān)于不用溶劑的層壓，有多羥基異氰酸鹽型非溶劑層壓和熱熔層壓。非溶劑層壓包括在第一支持體薄膜涂層上涂布加熱后其粘度降低的非溶劑型粘合劑樹(shù)脂，然后在其上層壓第二支持體薄膜涂層(同上，PP19-22)。
但是，在上述擠出層壓和干燥層壓方法中，為了溶解粘合劑，需要大量使用有機(jī)溶劑，如乙酸乙酯、甲苯或異丙醇，而且會(huì)在工作時(shí)造成有毒氣味，惡化工作環(huán)境并且有爆炸的危險(xiǎn)。另外，有機(jī)溶劑還會(huì)污染工廠(chǎng)周?chē)沫h(huán)境致使工廠(chǎng)遷移至郊區(qū)，以及因而導(dǎo)致更嚴(yán)格的規(guī)定。溶劑的蒸發(fā)導(dǎo)致能源消耗。而且除非溶劑完全蒸發(fā)，溶劑的氣味還會(huì)留在涂層中。特別是，如果是用于包裝食物，在食物衛(wèi)生方面也會(huì)有問(wèn)題。
至于擠出層壓，盡管由于快速制造速度而有良好的產(chǎn)率，但與干燥層壓相比，其層壓的強(qiáng)度要差一些。所以它不適合消毒食品的包裝材料。
另一方面，在干燥層壓方法中，層壓強(qiáng)度最高，大量用于沸騰食品和消毒食品的包裝材料。但是與擠出層壓相比，其產(chǎn)率低，并且聚尿烷粘合劑的老化必需在40℃-70℃的溫度控制室中存放2-7天才能完成，這需要很大的溫度控制室和很大的能量消耗。而且，用作老化劑的二異氰酸甲苯(TD1)有轉(zhuǎn)變成具說(shuō)是致癌物的甲苯二胺(TDA)的危險(xiǎn)。為了避免這種危險(xiǎn)，老化劑TD1改為老化速度低的脂肪異氰酸鹽時(shí)，沒(méi)有老化的聚尿烷粘合劑樹(shù)脂就會(huì)滲入消毒食品，造成異味和臭味并且從食品衛(wèi)生的角度看也不利。
在上述非溶劑層壓和熱熔層壓方法中，為了適于涂布，涂布液的粘度必須低，而且這種對(duì)于粘度的限制也要求粘合劑樹(shù)脂的分子量要低。結(jié)果，造成層壓的強(qiáng)度比干燥層壓的要低得多。因此，熱熔層壓經(jīng)常用于制備容易剝離的材料。
另外，在非溶劑層壓和熱熔層壓方法中，由于粘合劑樹(shù)脂在熔融狀態(tài)下涂布，在涂布時(shí)容易發(fā)生問(wèn)題，如凝固。
本發(fā)明概述如上所述，本發(fā)明的目的之一是解決擠出層壓和干燥層壓中溶解粘合所用溶劑引起的問(wèn)題。即解決有毒氣味和工作環(huán)境衛(wèi)生，爆炸危險(xiǎn)，環(huán)境污染，針對(duì)各種限制采取的措施，殘留溶劑的氣味以及能源浪費(fèi)問(wèn)題。另外，本發(fā)明開(kāi)發(fā)了一種不需要溫度控制室、不需要大量能源浪費(fèi)、也不需要干燥層壓中的老化時(shí)間并且可以獲得具有極佳完全性和食品衛(wèi)生保證的層壓方法。
本發(fā)明的另一目的是開(kāi)發(fā)一種解決非溶劑層壓和熱熔層壓中的涂布問(wèn)題的層壓方法，該方法獲得的涂層強(qiáng)度比擠出層壓、非溶劑層壓和熱熔層壓制備的層壓制品的強(qiáng)度都高，并且與干燥層壓方法制備的層壓制品的強(qiáng)度相當(dāng)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明人努力研究了無(wú)需溶劑的粘合劑樹(shù)脂層壓方法，發(fā)現(xiàn)當(dāng)通過(guò)熱輻射加熱將粘合劑樹(shù)脂涂層與第一支持體薄膜涂層層壓在一起時(shí)，再在其上壓制第二支持體薄膜涂層，該第二支持體薄膜涂層可以與第一支持體薄膜涂層強(qiáng)烈粘合在一起，從而完成本發(fā)明。
因此，本發(fā)明提供了一種通過(guò)粘合劑樹(shù)脂涂層將第一支持體薄膜涂層層壓至第二支持體薄膜涂層的熱層壓制品的制備方法，其特征在于將粘合劑涂層與第一支持體薄膜涂層結(jié)合，在氧氣存在條件下，用熱輻射加熱粘合劑樹(shù)脂涂層的表面，引入可增加粘度的功能性基團(tuán)，然后，將第二支持體薄膜涂層疊加在粘合劑樹(shù)脂涂層之上并通過(guò)壓力使之粘接。
在上述方法中，由于是在氧氣存在條件下用熱輻射加熱粘合劑樹(shù)脂涂層的表面，粘合劑樹(shù)脂涂層的雙鍵位置在加熱狀態(tài)下被氧化形成具有強(qiáng)烈粘結(jié)力的功能基團(tuán)，如羧基、醛基及羥基。在此狀態(tài)下，第二支持體薄膜涂層疊合層壓至粘合劑樹(shù)脂涂層，所以，第二支持體薄膜涂層與第一支持體薄膜涂層發(fā)生強(qiáng)烈粘結(jié)。
本發(fā)明還提供了制備熱層壓制品的設(shè)備，包括，用于傳送第一支持體薄膜涂層和粘合劑樹(shù)脂涂層結(jié)合在一起的層壓制品的第一傳送裝置，
用于傳送第二支持體薄膜涂層的第二傳送裝置，通過(guò)熱輻射對(duì)所述第一傳送裝置傳送的層壓制品的粘合劑涂層進(jìn)行加熱的加熱裝置，以及用于將所述第二傳送裝置傳送的所述第二支持體薄膜涂層粘結(jié)的粘結(jié)裝置。
在上述設(shè)備中，所述加熱裝置加熱第一傳送裝置傳送的層壓制品的粘合劑涂層表面，使之產(chǎn)生具有強(qiáng)烈粘結(jié)力的功能性基團(tuán)如羧基、醛基及羥基。所述粘結(jié)裝置將所述第二支持體薄膜涂層疊合層壓至粘合劑樹(shù)脂涂層從而使第二支持體薄膜涂層與第一支持體薄膜涂層發(fā)生強(qiáng)烈粘結(jié)。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是制備本發(fā)明具體熱層壓制品所用設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明第一支持體薄膜涂層可以是任何可以通過(guò)加熱與粘合劑樹(shù)脂涂層層壓疊合的材料制成。由于組成粘合劑涂層的基本樹(shù)脂是乙烯基樹(shù)脂，組成第一支持體薄膜涂層的基本樹(shù)脂可與粘合劑樹(shù)脂涂層粘結(jié)，特別是與乙烯基樹(shù)脂涂層粘結(jié)。優(yōu)選樹(shù)脂包括烯烴基聚合物，特別是乙烯基聚合物如低、中、高密度聚乙烯樹(shù)脂，L-LDPE樹(shù)脂，乙烯共聚物樹(shù)脂如乙烯-丙烯共聚物樹(shù)脂、乙烯-丁烯共聚物樹(shù)脂等。第一支持體薄膜涂層可以是兩個(gè)或多個(gè)涂層并且可以是單軸或雙軸拉伸薄膜以及非拉伸薄膜。第一支持體薄膜涂層的適當(dāng)厚度為10-150μm，優(yōu)選20-100μm。
粘合劑涂層由乙烯基聚合物形成，如乙烯齊聚物或共聚物。優(yōu)選的乙烯齊聚物是高壓低密度聚乙烯，這是因?yàn)槠涓挥幸子诒谎趸碾p鍵和支鏈。優(yōu)選的乙烯共聚物之一是L-LDPE，因?yàn)樗幸子诒谎趸亩痰闹ф?。除了L-LDPE以外的優(yōu)選乙烯共聚物是乙烯-不飽合羧酸酐-不飽合羧酸酯共聚物，乙烯-不飽合羧酸酯共聚物以及乙烯-乙烯基酯共聚物。不飽合羧酸酐的實(shí)施例包括馬來(lái)酸酐，衣康酸酐，檸康酐以及十二琥珀酸酐。不飽合羧酸酯的實(shí)施例包括甲乙酸酯，甲基丙烯酸脂或丙烯酸脂，乙基丙烯酸酯或丙烯酸脂，丙基丙烯酸酯或丙烯酸脂，丁基丙烯酸酯或丙烯酸脂，甲基延胡索酸酯，乙基延胡索酸酯，丙基延胡索酸酯，丁基延胡索酸酯，甲基馬來(lái)酸酯，乙基馬來(lái)酸酯，丙基馬來(lái)酸酯和丁基馬來(lái)酸酯。乙烯基酯的實(shí)施例包括乙烯基乙酸酯，乙烯基丙酸酯。兩種或多種共聚用單體可以組合形成乙烯共聚物，并且兩種或多種乙烯共聚物可以混合。
粘合劑樹(shù)脂涂層優(yōu)選熔點(diǎn)低于第一支持體薄膜涂層，因?yàn)樗稣澈蟿?shù)脂涂層的表面通過(guò)加熱與所述第一支持體薄膜涂層整合然后與第二支持體薄膜涂層層壓。當(dāng)粘合劑樹(shù)脂涂層的熔點(diǎn)等于或高于第一支持體薄膜涂層的熔點(diǎn)時(shí)，要想使粘合劑樹(shù)脂涂層粘結(jié)并使之熱折疊或粘合在軸輥上，就必須將粘合劑樹(shù)脂涂層加熱至高溫。所述粘合劑涂層的合適熔點(diǎn)為低于第一支持體薄膜涂層10℃以上，最好20℃以上。為了達(dá)到此目的，優(yōu)選使用前述低熔點(diǎn)的乙烯共聚物，特別是乙烯-不飽合羧酸酐-不飽合羧酸酯共聚物，乙烯-不飽合羧酸酯共聚物以及乙烯-乙烯基酯共聚物。另一方面，粘合劑樹(shù)脂涂層的熔點(diǎn)太低也不利，因?yàn)闈M(mǎn)足不了包裝材料對(duì)耐熱的要求?？紤]到這一點(diǎn)，粘合劑樹(shù)脂涂層的熔點(diǎn)優(yōu)選50℃以上，最好55℃以上。
如上所述，盡管需要在低溫下粘合，某些包裝材料需要具有耐熱性以便能夠抵抗熱處理如高溫貯存或煮沸。在此情況下，優(yōu)選的辦法是將熔點(diǎn)為100℃以上的聚合烯烴和熔點(diǎn)為110℃以上的最好是120℃以上的粘合劑樹(shù)脂涂層混合打底。聚合烯烴在粘合劑樹(shù)脂涂層中的混合量為不超過(guò)70wt.％，優(yōu)選不超過(guò)50wt.％，更優(yōu)選不超過(guò)30wt.％，并且優(yōu)選不低于5wt.％。混合量超過(guò)70wt.％就不好了，因?yàn)闀?huì)導(dǎo)致與第二支持體薄膜涂層的粘結(jié)強(qiáng)度減弱。熔點(diǎn)為100℃以上的聚烯烴的實(shí)施例包括高壓低密度聚乙烯，線(xiàn)性低密度聚乙烯，中密度聚乙烯，高密度聚乙烯，聚丙烯，聚-4-甲基-1-戊烯等。
為了改善耐熱性，優(yōu)選加入一個(gè)熔點(diǎn)為130℃以上的聚烯烴組成的耐熱涂層，使涂層結(jié)構(gòu)為第一支持體薄膜涂層/耐熱涂層/粘合劑樹(shù)脂涂層/第二支持體薄膜涂層/第二支持體薄膜涂層。熔點(diǎn)為130℃以上的聚烯烴的實(shí)施例包括高密度聚乙烯，聚丙烯，聚-4-甲基-1-戊烯等，并且高密度聚乙烯是特別優(yōu)選，因?yàn)槠渑c粘合劑樹(shù)脂涂層的強(qiáng)粘結(jié)力。耐熱涂層的合適厚度為1-100μm，優(yōu)選3-20μm。
改進(jìn)耐熱性的另一種措施是將含有不飽合羧酸酐乙烯-共聚物與含有多羥基的化合物混合使之發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。乙烯共聚物的熔點(diǎn)低于第一支持體薄膜涂層，并且包括前述乙烯-不飽合羧酸酐-不飽合羧酸酯共聚物。為了使交聯(lián)反應(yīng)改進(jìn)耐熱性，所述含有多羥基的化合物的量不超過(guò)50wt.％，優(yōu)選不超過(guò)30wt.％，并且不低于5wt.％，優(yōu)選不低于10wt.％。量超過(guò)50wt.％就不好了，因?yàn)闀?huì)導(dǎo)致與第二支持體薄膜涂層的粘合力減弱。
含有多羥基的化合物的實(shí)施例包括部分皂化的乙烯-乙烯基乙酸酯共聚物，乙烯-乙烯醇共聚物，聚乙烯醇，乙烯基乙二醇，丙三醇，1，4-丁二醇，1，6-己烷二醇，1，8-庚烷二醇，1，10-十二烷二醇，三羥甲基甲烷，三羥甲基乙烷，三羥甲基丙烷，季戊四醇，二乙烯乙二醇，三乙烯乙二醇，四乙烯，聚乙烯乙二醇，二丙三醇，三丙三醇等。
另外，通過(guò)在其中加入金屬鹽，可以提高交聯(lián)的速度，并且可以防止形成共擠塑薄膜或可回收的薄膜，明膠。所述金屬鹽的合適量為不超過(guò)20wt.％，優(yōu)選不超過(guò)10wt.％，并且不低于0.01wt.％，優(yōu)選不低于0.1wt.％。金屬鹽的量超過(guò)20wt.％就不能使交聯(lián)反應(yīng)加速了，并且還會(huì)降低樹(shù)脂強(qiáng)度。金屬鹽的實(shí)施例包括飽合或不飽合的脂肪酸如月桂酸鋰，月桂酸鈉，月桂酸鈣，月桂酸鋁，肉豆蔻酸鉀，肉豆蔻酸鈉，肉豆蔻酸鋁，棕櫚酸鈉，棕櫚酸鋅，棕櫚酸鎂，硬脂酸鈉，硬脂酸鉀，硬脂酸鈣，硬脂酸鋅，硬脂酸鈉，離子交聯(lián)聚合物等。
粘合劑樹(shù)脂涂層的合適厚度為1-40μm，優(yōu)選2-30μm。盡管從成本考慮，粘合劑樹(shù)脂涂層越薄越好，但當(dāng)厚度小于1μm時(shí)，由于擠壓涂布機(jī)的共擠塑性和涂層性能，很難保持整體的均一性。
為了使粘合劑樹(shù)脂與第一支持體薄膜涂層形成整體，可以通過(guò)擠壓涂布機(jī)將它們共擠壓涂布，也可以將粘合劑樹(shù)脂涂層涂布在第一支持體薄膜上。
然后，在氧氣存在條件下，通過(guò)熱輻射加熱使第一支持體薄膜涂層的表面與粘合劑樹(shù)脂涂層之間快速層合在一起。通過(guò)加熱，粘合劑樹(shù)脂涂層中的分子的雙鍵斷開(kāi)并且被空氣中的氧氣氧化，形成供粘接的功能性基團(tuán)如羰基(-COOH)，其中間物醛基(-CHO)以及羥基(-OH)。加熱溫度至少要使粘合劑樹(shù)脂涂層表面熔化，即高于熔化點(diǎn)溫度如高于熔化點(diǎn)10℃以上，優(yōu)選熔化點(diǎn)20℃以上-50℃。合適的加熱方法包括紅外加熱和火焰。
在紅外加熱時(shí)，紅外線(xiàn)可以分為短波范圍(1.0-2.0μm)，中波范圍(2.0-3.5μm)，長(zhǎng)波范圍(3.5-5.0μm)，由于中波范圍紅外線(xiàn)被粘合劑樹(shù)脂涂層有效吸收，優(yōu)選中波范圍紅外線(xiàn)。本發(fā)明中，快速加熱很重要，集中熔化粘合劑樹(shù)脂涂層表面，并且為此目的，用一個(gè)凹透鏡或其它將紅外線(xiàn)集中提高效率，優(yōu)選對(duì)準(zhǔn)粘合劑樹(shù)脂涂層表面。這樣一種非接觸型輻射加熱可以有效提高制備速度。
在火焰加熱的情況下，可以用常規(guī)的火焰加熱方法，以便滿(mǎn)足上述條件。
另一方面，僅僅用電暈放電，還不能達(dá)到本發(fā)明改進(jìn)層壓強(qiáng)度的效果，因?yàn)檎澈蟿?shù)脂涂層表面的熔化不充分。
加熱在有氧條件下進(jìn)行。可以是空氣中的氧氣，為了增加功能基團(tuán)的產(chǎn)生，最好對(duì)加熱的粘合劑樹(shù)脂涂層表面吹佛臭氧。
經(jīng)過(guò)熱處理，與第二支持體薄膜涂層的層壓強(qiáng)度提高1-12N/15mm寬，通常提高3-9N/15mm寬。
其次，當(dāng)被加熱的粘合劑樹(shù)脂涂層仍處于熱狀態(tài)時(shí)將第二支持體薄膜涂層與之疊合并加壓使它們粘結(jié)。
所述第二支持體薄膜涂層可以由任何能夠與粘合劑樹(shù)脂涂層層合的材料制成，并且根據(jù)熱層壓制品的用途選擇。第二支持體薄膜涂層的實(shí)施例包括聚酯薄膜，如PET和PEN，聚烯烴薄膜，如高密度聚乙烯，聚丙烯，聚丁烯，聚酰胺薄膜，及其拉伸薄膜，其經(jīng)過(guò)金屬處理的薄膜，以及鋁箔。優(yōu)選PET，鋁沉積PET，定向聚丙烯(OPP)，定向尼龍(O-NY)以及鋁箔。第二支持體薄膜涂層可以是兩個(gè)或多個(gè)涂層。第二支持體薄膜涂層的度為5-50μm，通常為7-30μm。
第一支持體薄膜涂層，粘合劑樹(shù)脂涂層以及第二支持體薄膜涂層可以含有抗氧化劑，潤(rùn)滑劑，阻燃劑，防粘連劑，填充劑，著色劑以及各種穩(wěn)定劑等等。
疊層的壓制可以通過(guò)擠壓輥使第二支持體薄膜涂層與粘合劑樹(shù)脂涂層粘結(jié)。合適的擠壓壓力為0.1-100千克-厘米，優(yōu)選1-50千克-厘米的線(xiàn)性壓力。為了便于粘結(jié)，所述擠壓壓力不能高，但合適的壓力可以去除膨脹起皺。
本說(shuō)明書(shū)中的熱層壓制品的意思是通過(guò)加熱層壓形成的層壓制品。因此，制成的熱層壓制品可以用作各種物品如食品和藥品的包裝材料，尤其適用于蒸煮食品和蒸餾食品的包裝材料。
下面，介紹一下制造熱層壓制品所用的設(shè)備。
圖1是制造本發(fā)明具體熱層壓制品所用設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，11表示作為第一傳輸裝置的第一傳輸輥，它用于傳輸由第一支持體薄膜涂層1和粘合劑樹(shù)脂涂層2相互疊合在一起形成的層制品3。21表示作為第二傳輸裝置的第二傳輸輥，它用于傳輸?shù)诙С煮w薄膜涂層4。30表示加熱部分，用于加熱上述層制品中的粘合劑樹(shù)脂涂層2的表面。40表示粘結(jié)裝置，用于通過(guò)加壓使所述第二支持體薄膜涂層4與粘合劑樹(shù)脂涂層2粘結(jié)。
12、13和14表示引導(dǎo)所述層壓制品3通過(guò)加熱部分到達(dá)所述粘結(jié)裝置的導(dǎo)輥，并且導(dǎo)輥14位于所述加熱部分30附近以便使層壓制品3在所述加熱部分30加熱。22和23是使所述第二支持體薄膜涂層4引導(dǎo)至粘結(jié)裝置40的導(dǎo)輥。
在加熱部分30中，若干紅外加熱頭31在與層壓制品3移動(dòng)方向垂直排列。每一個(gè)紅外加熱頭31提供一個(gè)凹面反射鏡32，并且紅外線(xiàn)被凹面反射鏡32反射并聚焦在所述粘合劑樹(shù)脂涂層2的表面。所述紅外加熱頭31被設(shè)計(jì)成當(dāng)所述設(shè)備被意外事故等造成停車(chē)時(shí)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。
在加熱部分30的入口處，所述紅外加熱頭31附近設(shè)有冷卻空氣嘴33。當(dāng)紅外加熱頭31關(guān)閉時(shí)，所述冷卻空氣嘴工作，向所述粘合劑樹(shù)脂涂層2的表面吹佛冷空氣。
所述粘結(jié)裝置40上設(shè)有擠壓輥41和加熱輥42，并且它們被設(shè)計(jì)成當(dāng)在其間通過(guò)時(shí)，所述第二支持體薄膜涂層4與所述被加熱的層壓制品3接觸并加壓使之強(qiáng)烈粘結(jié)。43是擠壓輥41的備用輥。51和52導(dǎo)輥，用于將所述第二支持體薄膜涂層4與所述層壓制品3粘結(jié)所形成的熱層壓制品5傳輸至下一步。
用上述設(shè)備制造熱層壓制品時(shí)，層壓制品3通過(guò)所述第一傳輸輥11傳輸。所述層壓制品3依次通過(guò)導(dǎo)輥12、13和14，并且在加熱部分30被直接從紅外加熱頭31發(fā)出的和被凹面反射鏡32反射的紅外線(xiàn)有效地和急劇地加熱。結(jié)果，在所述粘合劑樹(shù)脂涂層2上有效形成可用于粘合的功能基團(tuán)。
另一方面，所述第二支持體薄膜涂層4通過(guò)所述第二傳輸輥21傳輸，并且通過(guò)導(dǎo)輥22、23傳輸至所述粘結(jié)裝置40。然后，所述第二支持體薄膜涂層4與所述經(jīng)過(guò)加熱的層壓制品3在所述粘結(jié)裝置40的擠壓輥41處接觸并相互疊合，然后通過(guò)擠壓輥41和加熱輥42壓緊粘合。結(jié)果，所述第二支持體薄膜涂層4通過(guò)所述粘合劑樹(shù)脂涂層2與所述第一支持體薄膜涂層1緊緊粘結(jié)，形成熱層壓制品5。所述熱層壓制品5通過(guò)所述導(dǎo)輥51、52等傳送至下一步。
實(shí)施例按下述步驟將粘合劑樹(shù)脂涂層與第一支持體薄膜涂層層合形成層壓制品使用由一個(gè)主擠壓機(jī)(90mmΦ)和兩個(gè)副擠壓機(jī)(50mmΦ)(由現(xiàn)代機(jī)械有限責(zé)任公司制造)組成的三涂層共擠壓機(jī)。在所述主擠壓機(jī)和所述其中一個(gè)副擠壓機(jī)中加入聚乙烯樹(shù)脂(“NC574R”，日本聚烯烴有限公司制造)，所述另外一個(gè)副擠壓機(jī)中加入粘合劑樹(shù)脂(“Rexpesrl ET 184M”，日本聚烯烴有限公司制造)。然后，在240℃下擠出所有的樹(shù)脂，形成所述層壓制品，其由兩個(gè)寬度為1000毫米厚度為70μm的聚乙烯樹(shù)脂薄膜作為所述第一支持體薄膜涂層并且寬度為1000毫米厚度為20μm的聚乙烯-馬來(lái)酸酐-乙基丙烯酸酯共聚物樹(shù)脂涂層作為所述粘合劑樹(shù)脂涂層。
然后，將第二支持體薄膜涂層與上面所述第一支持體薄膜涂層和所述粘合劑樹(shù)脂涂層組成的層壓制品進(jìn)行層壓，形成熱層壓制品。所述熱層壓制品的制造設(shè)備如圖1所示。所用的紅外加熱頭31是九個(gè)1300毫米長(zhǎng)、3.2千瓦中型紅外加熱頭(海萊屋斯株式會(huì)社(heraeus K.K))。所述導(dǎo)輥13和14加熱至30℃，所述加熱輥42加熱至100℃。
然后，分別地，由第一支持體薄膜涂層1和粘合劑樹(shù)脂涂層2組成的層壓制品3從所述第一傳輸輥11傳輸，第二支持體薄膜涂層2被從所述第二傳輸輥21傳輸。層壓制品3和第二支持體薄膜涂層4的傳輸速度，即熱層壓制品5的制造速度為150米/分鐘。通過(guò)輻射溫度計(jì)測(cè)量可知，用紅外加熱頭31加熱后的層壓制品3的粘合劑樹(shù)脂涂層2的表面溫度達(dá)500-650℃。擠壓輥41的線(xiàn)性壓力為24千克-厘米。
用紅外加熱頭加熱后粘合劑樹(shù)脂涂層表面中功能性基團(tuán)如-COOH，-CHO以及-OH的量可以通過(guò)X-射線(xiàn)光電子光譜復(fù)制的方法(XPS)測(cè)量碳原子和氧原子的含量而得到，并且發(fā)現(xiàn)加熱后氧原子的含量與加熱前相比大大增加。其數(shù)據(jù)見(jiàn)下表1。
表1

作為第二支持體薄膜涂層4，三涂層型薄膜涂層，即厚度為12μm的聚乙烯對(duì)苯二酸酯(PET)薄膜，厚度為15μm的定向尼龍(O-NY)薄膜，以及厚度為12μm的鋁沉積PET薄膜是易于測(cè)試的三涂層型熱層壓制品。
測(cè)量所述三涂層型熱層壓制品的層壓強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度，其結(jié)果如表2所示表2

層壓強(qiáng)度的測(cè)量沿著傳輸方向?qū)⒚總€(gè)熱層壓制品裁成15mm寬的窄條，用手將一端剝開(kāi)，所述第二支持體薄膜涂層與所述第一支持體薄膜涂層分開(kāi)。用常速拉力器的上夾盤(pán)和下夾盤(pán)固定剝離部分的兩端。兩個(gè)夾盤(pán)的初始距離為50毫米。以300毫米/分鐘的速度進(jìn)行T-剝離實(shí)驗(yàn)，保持未剝離部分水平狀態(tài)，顯示的層壓強(qiáng)度的平均值為5倍。
剝離強(qiáng)度的測(cè)量按照J(rèn)IS Z 1707測(cè)量。
拉力速度為300毫米/分鐘，初始長(zhǎng)度為50毫米。
通過(guò)上述結(jié)果，可以確認(rèn)，本發(fā)明獲得的層壓強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度等于或高于那些由雙組分卷曲型聚亞安酯粘合劑、涂布速度為3.0克/平方米作為固體重量、層壓后在40℃下老化4天的干燥層壓方法所制造的層壓制品，特別是，鋁沉積PET薄膜的層壓強(qiáng)度比2.0-3.0N/15mm寬的干燥層壓法制造的層壓制品要高得多。一般來(lái)說(shuō)，鋁沉積PET薄膜的層壓強(qiáng)度不是第一支持體薄膜涂層與第二支持體薄膜涂層之間的層壓強(qiáng)度，而是鋁沉積膜從PET表面剝離的剝離強(qiáng)度。在本發(fā)明的熱層壓制品中，改善了鋁在PET薄膜上的沉積強(qiáng)度。
因此制造的熱層壓制品，其中的第二支持體薄膜涂層為O-NY，很容量按照日本藥典進(jìn)行滲出試驗(yàn)，以及測(cè)量紫外吸收(-logT)。在對(duì)比例中，還測(cè)量了用含有一個(gè)脂族異氰酸酯的聚亞安酯粘合劑制造的層壓制品(O-NY 15μm/聚亞安酯粘合劑3克/平方米/聚乙烯80μm)。結(jié)果見(jiàn)表3。
表3

上述吸收在上述波長(zhǎng)范圍內(nèi)是最大值。
紫外吸收的測(cè)量按照日本藥典第13修訂版進(jìn)行測(cè)量。即將熱層壓制品和聚亞安酯粘合劑層壓制品制成袋子(內(nèi)部面積600平方厘米)，在每個(gè)袋子中裝200毫升蒸餾水，然后密封。在70℃萃取24小時(shí)，再測(cè)量蒸餾水的紫外吸收。
從上述結(jié)果可以看出，熱層壓制品袋子中的蒸餾水的紫外吸收比亞安酯粘合劑層壓制品袋子中的蒸餾水的紫外吸收要小得多，這表明從熱層壓制品中萃取的有機(jī)物質(zhì)比從聚亞安酯粘合劑層壓制品中萃取的有機(jī)物質(zhì)要少得多。因此，可以確認(rèn)，從食品衛(wèi)生的角度看，本發(fā)明的熱層壓制品比常規(guī)的聚亞安酯粘合劑層壓制品更安全，包裝食品染上異味和臭味的機(jī)會(huì)小。如果是聚亞安酯粘合劑層壓制品，人們認(rèn)為未硫化的聚亞安酯，殘留的溶劑等通過(guò)聚乙烯涂層滲漏。
權(quán)利要求
1.一種通過(guò)粘合劑樹(shù)脂涂層將第一支持體薄膜涂層層壓至第二支持體薄膜涂層的熱層壓制品的制備方法，其包括，將所述粘合劑涂層與所述第一支持體薄膜涂層結(jié)合，在氧氣存在條件下，用熱輻射加熱所述粘合劑樹(shù)脂涂層的表面，引入可增加粘度的功能性基團(tuán)，然后，將第二支持體薄膜涂層疊加在所述粘合劑樹(shù)脂涂層之上并通過(guò)壓力使之粘接。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述熱輻射為紅外線(xiàn)或火焰。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述紅外線(xiàn)為中波范圍紅外線(xiàn)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述中波范圍紅外線(xiàn)為集中的。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述中波范圍紅外線(xiàn)聚焦在所述粘合劑樹(shù)脂涂層的表面。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第一支持體薄膜涂層是乙烯基聚合物薄膜，所述粘合劑樹(shù)脂是乙烯基聚合物，并且所述第二支持體薄膜涂層是聚酯、聚烯烴或聚酰胺薄膜或鋁箔。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述粘合劑樹(shù)脂是高壓低密度聚乙烯或線(xiàn)性低密度聚乙烯。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述粘合劑樹(shù)脂是乙烯-不飽合羧酸酐-不飽合羧酸酯共聚物，乙烯-不飽合羧酸酯共聚物或乙烯-乙烯基酯共聚物。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述粘合劑樹(shù)脂是乙烯-不飽合羧酸酐-不飽合羧酸酯共聚物，乙烯-不飽合羧酸酯共聚物或乙烯-乙烯基酯共聚物的組合物，還包括熔點(diǎn)為100℃或以上的聚合烯烴，并且所述聚合烯烴樹(shù)脂的含量為70wt.％或更少。
10.一種制備熱層壓制品的設(shè)備，其包括，用于傳送第一支持體薄膜涂層和粘合劑樹(shù)脂涂層結(jié)合在一起的層壓制品的第一傳送裝置，用于傳送第二支持體薄膜涂層的第二傳送裝置，通過(guò)熱輻射對(duì)第一傳送裝置傳送的層壓制品的粘合劑涂層進(jìn)行加熱的加熱裝置，以及用于將所述第二傳送裝置傳送的所述第二支持體薄膜涂層粘結(jié)的粘結(jié)裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過(guò)粘合劑樹(shù)脂涂層將第一支持體薄膜涂層層壓至第二支持體薄膜涂層的熱層壓制品的制備方法，其特征在于將所述粘合劑涂層與所述第一支持體薄膜涂層結(jié)合，在氧氣存在條件下，用熱輻射加熱所述粘合劑樹(shù)脂涂層的表面，引入可增加粘度的功能性基團(tuán)，然后，將第二支持體薄膜涂層疊加在所述粘合劑樹(shù)脂涂層之上并通過(guò)壓力使之粘接。所述熱層壓制品不需要用溶劑即具有強(qiáng)的層合力，并且具有極佳的完全性和食品衛(wèi)生。
文檔編號(hào)B29C65/02GK1541833SQ20041003764
公開(kāi)日2004年11月3日 申請(qǐng)日期2004年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月28日
發(fā)明者成宮敏幸, 治, 淺野勇, 笠原洋, 田中良治 申請(qǐng)人:中本包裝株式會(huì)社, 日生化學(xué)株式會(huì)社