[发明专利]可热合薄膜

说明书

本发明的领域

本发明涉及热合薄膜。

用于包装产品的热塑薄膜通常需要具有各种性能，包括热合性、拉伸强度、透明性、机械加工性和阻隔性能。

发明的背景

在包装马铃薯片、果仁、糖果、饼干、调味品等食品和螺母、螺栓、螺钉和钉子之类五金元件的大多数方法中，一般在两层相对的薄膜间产生热合形成小袋，并几乎在同时将产品滑下或投入小袋，从而成型和填充包装物。在这些成型和填充包装技术中，将一幅平的连续包装薄膜卷环绕一个模，形成一个管子，将此管滑过一个敞口模，并将该管的自由边封合在一起。然后将这样形成的管子通过一对热合夹，加热加压使薄膜夹在一起形成封口，从而产生一系列独立的包装物。在热合的间隙通过敞口模将产品加入每一个包装物。在高速操作过程中，当形成封口的热合夹关闭时，将产品投入包装物中。对于立式和卧式成型和填充封合用途，热合应足够牢固，从而在热合夹打开，放开薄膜后仍能支承和留住产品。通常需要在形成热合后马上打开热合夹，这样因有高“热粘性”而能达到这一目的的薄膜是非常有用的。

另外，在包装用途中，迫切需要可在足够高的温度下使薄膜热合而不会使片基起皱起折的可热合薄膜。达到这一目的的一种方法是在薄膜片基上涂覆一层与片基牢固粘合且能在片基软化温度以下熔融的可热合材料。具有低熔融温度的可热合涂层常常是优选的，因为片基在热合过程中不易被损坏。

在制造用于包装用途的薄膜时，薄膜的外侧或与热合器表面直接接触的薄膜表面应具有良好的热滑爽性和脱夹性。另外，薄膜应具有良好的机械加工性，从而包装好的产品可易于通过外包装机进行输送，而不会粘连到相邻包装物或与之接触的机械部件上。这样不会减慢生产速度。薄膜也应具有阻隔性能。已知丙烯酸类涂料能提供这些性能。将丙烯酸类涂料涂覆在片基的一侧，将聚偏二氯乙烯(PVDC)或另一种丙烯酸类涂料之类的另一种可热合涂料涂覆在另一侧。丙烯酸类涂料配方赋予薄膜良好的摩擦系数，从而使其具有良好的机械加工性。这些丙烯酸类涂料也赋予薄膜良好的阻气性，从而改善了对香味香气的保护性。这些涂料记载在美国专利4,058,649和4,058,645中。聚偏二氯乙烯涂层或其它类型的丙烯酸类涂层通常位于薄膜的内侧，并赋予高的封合强度、良好的热粘合性和阻隔性能。这些可热合涂层的玻璃转化温度(“T_g”)高于室温。这种薄膜揭示于美国专利4,403,464中。

在薄膜包装技术中，可使薄膜起折而损坏的物质通常存在于包装材料本身或包装的产品中。现已发现，具有含丙烯酸和乙烯-丙烯酸共聚物涂层的取向聚丙烯薄膜对于某些食品添加剂(如用于淀粉基糖果中的专用防粘剂)是敏感的。这些涂层也对黑胡椒、茴香和肉豆蔻之类调料中发现的天然油敏感。当与这些侵蚀物质(aggresive material)接触时，取向的聚丙烯薄膜起皱和变形，从而使包装物的外观具有皱纹和麻点。在29℃(85°F)以上温度和高湿度(约高于80％相对湿度)的条件下放置几小时，或在环境温度和湿度下放置甚至不到两周，就可能出现这种情况。

解决这个问题的一个方案曾是使用涂有聚偏二氯乙烯的聚酯薄膜。聚偏二氯乙烯涂层赋予阻隔湿气性。这些薄膜用于包装淀粉基糖果，以保持柔软性，防止硬化。该聚酯不受这些产品中所用的活性物质的影响。为了获得有效的阻气性，需要大量的聚偏二氯乙烯。但聚偏二氯乙烯含有氯(一种卤素)。卤化的物质已是与环境有利害关系的研究对象。因此，需要尽可能减少薄膜中聚偏二氯乙烯的用量。另外，聚酯薄膜通常还需层压到另一种薄膜上(如聚乙烯)，以获得结构整体性(劲度)。这是不合需要的，由于双薄膜结构，它是一个高成本加工步骤并存在包装回收难题。另外，聚酯薄膜比取向聚丙烯成本更高。

美国专利4,456,741揭示了一种可热合三元共聚物组合物。这种组合物可用作与纸、聚酯薄膜或发泡聚合物之类背衬材料一起使用的压敏粘合剂。三元共聚物可热合压敏粘合剂组合物含有丙烯酸丁酯、N-乙烯基-2-吡咯烷酮和苯乙烯。其它的可热合涂料揭示于美国专利3,696,082和东德专利DD-146,604中。

曾开发了冷合压敏粘合剂。这些粘合剂不需要使用加热部件密封包装物。然而，这些粘合剂具有高的表面粘性，使其粘合到包装薄膜的未涂覆表面。从而由于薄膜粘连(即粘合)而难于使用。