[发明专利]阻碍异氰酸酯单体迁移的膜

说明书

相关申请的引用

本申请要求都是2012年8月31日提交的美国临时专利申请61/695,654和61/695,679的优先权。

背景技术

很多商品(包括食品)都包装在多层膜中。根据其结构和组成，这些膜可以提供很多所需的品质，例如强度，挠性，光学性质，可印刷性，对氧气和/或水的隔离性，和低成本。这些多层膜的各个层可以通过多种不同技术连接在一起，所述技术包括热层合，各种涂布技术，当然包括粘合剂。例如，参见国际公开WO 2013/043635和WO2013/043652。

用于将多层膜结构的两个层连在一起的一种流行和常用类型的粘合剂是聚氨酯。在双组份可固化聚氨酯粘合剂中，一种组分是包含异氰酸酯基团的组分，另一种组分是包含一种或多种具有多个活性氢的化合物的组分。双组份粘合剂通过将两种组分混合在一起制备，然后将混合物施用于两个或更多个基底。

一些双组分粘合剂制剂包含一种或多种单体芳族异氰酸酯化合物(其通常为二官能的)，和一种或多种多元醇。这样的制剂能够经历形成氨基甲酸酯聚合物的化学反应，这些反应通常是有用的固化反应。单体芳族异氰酸酯反应形成增强粘性结合力的聚合物和/或交联键。

即使粘合剂充分固化以形成良好的结合强度，一些单体异氰酸酯化合物也可能存在于结合的组件中。认为单体异氰酸酯化合物的存在是不期望的，因为这些化合物既具有毒性又具有反应性。同样，这些化合物能够与水反应形成胺。例如，过量的单体异氰酸酯可以与水(例如，在涂布粘合剂过程中形成的夹带水，或在高湿度下来自大气的水)反应形成伯胺。不期望形成这样的胺。在这些胺之中，特别不期望的是芳族伯胺(PAA)。对于食品容器，容器和食品之间的接触不应该在食品中形成可观量的PAA。

发明内容

本发明提供包括至少两个层A1和B的多层膜：

A1.第一膜层A1，其由包含以下组分的至少一种的组合物A1形成：羟基(OH)官能化的基于乙烯的聚合物和/或胺官能化的基于乙烯的聚合物；和

B.第二膜层B，其由包含至少一种异氰酸酯的组合物B形成。

本发明也提供包括至少两个层A2和B的多层膜：

A2.第一膜层A2，其由包含酐官能化的基于乙烯的聚合物的组合物A2形成；和

B.第二膜层B，其由包含至少一种异氰酸酯的组合物B形成。

在一种实施方式中，本发明是包括上述多层膜的制品。

具体实施方式

概述

软质食品包装涂层由通过粘合剂层合在一起的几层膜构成。外层通常是反向印刷膜，例如包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的膜。包装结构也可以包括防止空气和湿气进出食品的由铝制成的隔离层，镀金属膜或其它膜。最内层通常是聚烯烃(例如聚乙烯)密封剂膜，其用于将包装的边缘热密封。聚氨酯粘合剂通常用于将这些各种膜层层合在一起。

使粘合剂固化可能需要8-24小时，在该期间内，通常暂缓对膜的进一步加工。这种进一步加工通常包括撕开或密封以制成包或袋。可能需要另外5-14天以使某些异氰酸酯完全反应并且确保不会有可观量的可能迁移进包装内容物的PAA。本发明允许缩短使PAA衰减的该暂缓时间或用于建立粘合强度的时间，以进行进一步加工，而这对于食品容器的制造者来说是有利的。本发明允许对于在由聚合物制备膜的升高温度进行加工的足够的贮放时间，即，聚合物不会过快建立粘度以致于干扰加工，但其又可在环境温度快速固化。贮放时间的要求限制了催化剂在加速固化的粘合剂中的使用。

已经发现，密封剂膜中的某些组分可加速PAA的固化和消耗。一种方法是使密封剂膜中存在OH或其它NCO-反应性官能度。这可以完成粘合剂中NCO的反应，较小地依赖于环境湿气的存在以及由湿度引起的变化。

基于乙烯的膜可以由几个组成稍有不同的层构成。密封剂膜可以是单层的或多层的。例如，可以构建五层聚乙烯膜，由此具有活性氢的官能团(即，与氧、氮或硫连接的氢)或酐官能团集中在与PU粘合剂直接接触的层的表面上或表面附近。内层(即，不与PU粘合剂直接接触的层)可以提供另外的功能或屏障以进一步减少湿气、空气、PAA或异氰酸酯单体迁移通过密封剂膜。膜也可以包含改善加工(例如增滑添加剂)或密封的添加剂或官能度。