[发明专利]多层构件

说明书

本发明涉及多层构件及其在片材、薄膜或容器等方面的应用。

长期以来，包装工业一直在寻求开发能隔氧包装保护其中物质的塑料薄膜、片材、瓶子、包皮及其它容器。该领域还希望开发出能阻止二氧化碳穿透的类似材料，用来保持碳酸化饮料的碳酸化性能。对包装工业来说，阻止水蒸汽穿透的性能也是相当重要的。

具有极低透氧值的最有效的聚合物有聚偏二氯乙烯和含乙烯基醇的聚合物，诸如含乙烯单元少于约50摩尔%的乙烯-乙烯基醇共聚物或称作聚乙烯醇的水解聚醋酸乙烯酯的均聚物。

尽管这两类聚合物在工业上都已得到使用，但它们都存在着某种缺陷，从而限制了它们的广泛应用。聚偏二氯乙烯的热稳定性比大多数聚合物都差，而且难于加工;聚乙烯醇的阻隔性能受较高相对湿度的影响很大，并且乙烯-乙烯醇聚合物光学光上是不透明的，而且用这些聚合物很难达到许多应用领域所要求的结构性能。

包装工业还寻求制备出具有更高使用温度的容器，从而能进行食品热填充包装、包装前消毒和蒸煮消毒等工序。某些对这类热敏用途有利的物质则易于出现阻隔性能差的现象。

众所周知，如果将两层或多层聚合物层适当粘合在一起，制成层压制件，则此聚合物层合体具有优良的阻隔性能，能形成有效的隔离体。

使用下列等式可以计算多层构件的渗透性参数;

t总量/P平均＝t₁/p₁+t₂/p₂+T₃/p₃+…+Tn/Pn

式中t是各层膜的厚度，P是聚合物的已知渗透性参数，t总量是复合结构的总厚度，P平均是复合结构的实际渗透性参数。

这一关系式仅在膜层没有缺陷和粘合性合格时成立。如果粘合各层需要厚的粘合层时，则等式中必须包括这些粘合层的厚度和渗透性。

美国专利4，246，374（1981）中R.M.Kopchik介绍的使用温度得到改善的热稳定透明聚戊二酰亚胺聚合物和美国专利4，727，117（1988）中M.P.Hallden-Abberton等人介绍的改性聚戊二酰亚胺引入本文作为参考。

先有技术文件中提到用聚戊二酰亚胺与聚碳酸酯制备复合构件的方法，还提到制备用于包装用途的隔层/非隔层/隔层的三层复合材料的一般可能性。先有技术文件未提到本发明的多层结构件。

因此，本发明的一个目的是公开一种具有显著的隔氧性能的多层结构件，它包括数层一种或多种聚合物及阻隔性能良好的聚戊二酰亚胺，这些聚合物具有某些需要的物理性能，但其本身的隔气性能不满足要求。本发明的另一目的是制备一种还具有优异光学性能、耐冲击性能和足以进行热填充和消毒的使用温度的这类阻隔复合结构件。该构件在适宜条件下被认为是有效的二氧化碳和水蒸汽的阻隔体。该构件也被认为是其他气体的有效阻隔体。

本发明的其他目的和优点将从以下说明中进一步表现出来。

本发明者已发现具有优异隔氧性能的多层结构件，并发现一种改善仅具有较好隔气性能的聚合物的隔气性能的方法。此构件由一种具有三层或更多相互粘结在一起的聚合物层的复合结构件构成，其中至少两层聚合物的隔气性能属于一般，而在此隔气聚合物层之间是一层或几层透气相对更容易的聚合物。

这类隔气层由戊二酰亚胺聚合物构成较好，以N（低级烷基）二甲基戊二酰亚胺构成更好。

容易透气的聚合物或聚合物层是非热收缩性聚合物，可对其进行选择使复合构件具有特别需要的物理性能。较好的易透气性聚合物层是一种聚碳酯酯，最好是双酚-A聚碳酸酯层。

本发明的多层结构具有出人预料的阻止气体透过的性能，它优于相同厚度的未夹杂有易透气性聚合物的隔气聚合物的性能。也就是说，本发明薄膜的渗透性比用上文等式计算的t总量/P平均值低。

以这些结构件制备的薄膜，片材和容器也属于本发明的范围。本发明的范围还包括用由本发明的多层构件制备的薄膜、片材或密封包装材料封装其品质与某些气体接触会变坏的食品和饮料等物质而保护这些物质使其与氧气或水分隔离的方法，本发明范围还包括在由本发明复合构件制备的合适的密封容器中封装气体来保持惰性气体环境或二氧化碳气体环境（甚至在加压条件下）的方法。