[发明专利]膜组合物

说明书

本发明涉及一种能金属化的膜组合物。更具体的说，本发明涉及一种具有能金属化的聚乙烯醇(PVOH)表层的聚合体膜基质。本发明亦涉及金属化的膜。

取向塑料膜，特别是双轴取向的聚丙烯膜被广泛用于包装产品，特别是包装食品。但是还没有一种未经改性的聚合体膜具有包装材料所要求的隔气防潮性质。

本发明涉及能够金属化的膜组合物，它含有一种聚合体基质，该基质表面被马来酸酐改性的丙烯均聚体或共聚体所改性，这种聚合体基质的改性表面有一聚乙烯醇表层。

本发明的膜组合物具有优良的金属粘附性。它能防止气味外溢及维持油墨不脱落。这种膜在不用底涂的情况下，能很好地与油墨粘合，并是油墨可印刷的。此膜还具有优良的不透气味/香味的性质，优良的层间结合强度和光学透明性。

本发明的多层膜结构含有一种聚烯烃基质，一般是聚丙烯。优选的聚丙烯基质材料有如下性质：密度0.91g.cc；熔点160℃或更高；熔体流动速率2到4。

聚烯烃基质被马来酸酐改性的聚丙烯改性。马来酸酐改性的聚丙烯表层能如任何一种方法，如美国专利3,433,777和4,198,327所公开的方法来制备。美国专利5,153,074描述了一种简单的制备方法。马来酸酐改性的聚丙烯也能通过与基质聚烯烃熔融共混或与基质聚合体共挤压而掺入到基质中。一种商售马来酸酐改性的聚丙烯或丙烯共聚物有如下物理性质：密度0.90(ASTM  D1505)，维卡(Vicat)软化点143℃(ASTM  D1525)；肖氏硬度67℃(ASTM  22-40)；熔点160℃(ASTM D2117)。马来酸酐改性的聚丙烯是粘结底物与PVOH的连结层。应用马来酸酐改性的聚丙烯的重要性在于，如果不用它底物就无法与PVOH配伍。商售的马来酸酐改性的聚丙烯有多种，例如，Mitsui公司的“ADMER”(商品名)，DuPont公司的“BYNEL”(商品名)及Quantum公司的“PLEXAR”(商品名)。通常如用挤压涂布，改性的基质在机器方向被拉伸4至7倍，然后用火焰处理。

一层聚乙烯醇(PVOH)被用于改性基质的表面。在基质与马来酸酐改性聚丙烯共挤压的场合，应用PVOH改性表面是重要的，不然PVOH将难于粘到基质上。PVOH能以任何一种用有效的方法制得的薄层来应用。薄层的厚度从0.01mil至0.20mil。需要指出的三种方法是1)用选择模塞(selector plug)或多模腔模头(multicavity die)将PVOH层与改性基质进行共挤压；2)在机器方向拉伸和横向拉伸之间将PVOH层挤压涂布到改性基质表面；3)在机器方向拉伸和横向拉伸之间将PVOH膜层压到改性聚丙烯层表面。一般来说，当PVOH层挤压涂布到基质上时，膜在横向被拉伸5至12倍，然后用火焰处理。

为了挤压涂布和共层压，优选方法是在施用PVOH之前，将基质的接合面进行电晕或火焰处理。

在PVOH的对面，基质上可加上一层可热合的膜。这可以通过挤压一层可热合的聚合体，共聚体或三元共聚物如乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物于基质上而实现。

然后，PVOH层通过其上沉积金属而被金属化。任何一种本领域中已知的金属化的典型方法均可采用。通常考虑的典型的金属有铝、铜、铬、镁、镍、锌、锡、银、金、钛、硅、铋或任何含有上述金属的任何化合物或结合物。最典型被应用的是铝涂层，其厚度可产生1.5到3.5光密度。能满足此种光密度要求的铝涂层的厚度典型地为50到1000埃。PVOH表面足以粘合金属。

虽然我们发现用火焰或电晕处理表面是有益的，但在PVOH金属化之前做这样的处理是不需要的。

我们发现将挤压级PVOH进行熔体加工时，不出现粘合问题，如EPA461,722所描述的那样，在PVOH采用溶液涂布时会出现粘合问题。因为PVOH用熔体加工而没有粘合问题故得到的膜能容易地卷成卷。也因为挤压涂布方法的使用，可以形成0.01mil到0.20mil的膜，而EPA461,722或U.S.5,192,620中公开的溶液涂布方法通常只能形成0.02到0.06mil的膜。挤压PVOH的商售产品有Air Products and Chemicals公司的Vinex树脂。