[发明专利]使用来自聚乳酸与天然油的酯交换的聚酯的层合粘合剂

说明书

本发明涉及多元醇的特定混合物，其中所述多元醇中的至少一种含有聚合物聚乳酸与天然油的酯交换产物。所述多元醇的混合物可用作用于层合软包装的双组分粘合剂中的一种组分。另一组分包含异氰酸酯官能化的化合物。将两种组分在使用之前混合，所得粘合剂可用于粘合膜以形成软包装材料。

技术领域：

公开了双组分层合粘合剂，其中第一组分包含异氰酸酯官能化的化合物，例如NCO封端的聚氨酯预聚物；第二组分包含多元醇的异氰酸酯反应性混合物，其中所述多元醇中的至少一种包含聚合物聚乳酸与天然油的酯交换产物。将两种组分混合，所得粘合剂可用于形成软包装材料。

背景技术：

产品包装已从密封的金属罐和玻璃瓶转变成密封的软包装，例如袋(pouch)。作为一个实例，现今金枪鱼在传统的金属罐和软袋中都可以获得。当用食品或其它产品填充并封闭或密封时，软包装的形状可通过使用者操作容易地改变。软包装通常由两层软包装材料制备，所述两层软包装材料重叠并且在其大部分外周附近密封以在内部形成空腔。通常，将两层软包装材料通过施加热和压力而热封，以将所述层在包装外周的薄部分附近熔合在一起。将食品或其它产品通过开口放置在空腔中，并且将所述开口通过将所述开口层热封在一起而封闭。可以将该密封的包装和封闭的产品加热用于防腐目的。在一些要求高的应用中，可以将密封的包装和封闭的产品加压蒸煮，也就是说，将其加热到100℃或更高的温度。

软包装材料通过层合两层或更多层膜来制备。对每个膜进行选择以获得特定性质。例如，软包装材料可以是三层的层合。内层将接触被包装的产品。聚丙烯具有想要的产品接触性质以及热封性，可用作内层。任选存在的中间层可用于提供对潮气、氧气和/或光的阻挡层。金属膜或箔具有想要的阻挡性质，并且金属膜例如铝箔可以用作中间层。外层将为包装提供保护，并且还提供用于印刷信息(例如内容物、包装日期、警告等)的表面。聚酯膜坚韧，可接受印刷油墨，可用作外层。软包装材料的厚度可以为约13至约75微米(0.0005英寸至0.003英寸)。

将软包装材料中的每一层通过粘合剂粘合到相邻层。可以将粘合剂通过使用凹版印刷或光滑辊涂滚筒由在合适溶剂中的溶液施加到层，或者通过使用特殊的施加机器由无溶剂状态施加到层，并且将该层层合到相邻层。必要时将层合的包装材料干燥并堆积成卷。

尽管存在许多可能类型的粘合剂，但优选将基于聚氨酯的粘合剂用于软包装材料中，因为它们具有许多想要的性质，包括与各层中材料的良好粘合性、高剥离强度、耐热(例如来自热封或加压蒸煮的热)性和耐食品性。通常，使用双组分聚氨酯粘合剂。第一组分是通过过量二异氰酸酯与每分子含有两个或更多个活性氢基团的聚醚和/或聚酯的反应获得的含有异氰酸酯部分的(异氰酸酯官能的)聚氨酯预聚物。第二组分通常为多元醇。就在使用之前将两个组分混合以引发组分之间的固化反应并将其施加到待层合的膜表面上。

使用溶剂作为一些聚氨酯层合粘合剂的稀释剂，因为那些混合粘合剂的粘度太高以致于不能在辊对辊(roll-to-roll)层合工艺中以液体形式可靠地施加它们。基于溶剂的或基于水的层合粘合剂受限于溶剂或水可以在烘箱中被有效除去时的施加速度。由于干燥限制，基于溶剂的和基于水的层合粘合剂的典型线速度为300-600英尺/分钟。无溶剂型层合粘合剂(可以100％固体施加并且既不包含有机溶剂又不包含水的粘合剂)具有明显的优点：它们可以非常高的线速度施加和操作，因为不存在必须在干燥步骤中从粘合剂中除去的溶剂和水。无溶剂型粘合剂的典型线速度为900至甚至2000英尺/分钟，这对于基于溶剂的和基于水的层合粘合剂而言是不可能的线速度。因此，无溶剂型层合粘合剂相对于基于溶剂的或基于水的粘合剂具有明显的优点。

必须将一些无溶剂型聚氨酯层合粘合剂加热到100℃，以获得适合用于层合包装材料中的粘度。难以实现和控制这些高温并且其不是节能的。为了降低施用温度，可以降低第一组分聚氨酯预聚物的分子量，但必须通过向粘合剂混合物中添加另一组分(通常为多元醇的共混物)来恢复缺少的分子量。可以将这些改性聚氨酯层合粘合剂的施用温度降低至约40℃。