[发明专利]具备改进的粘合强度的阻气涂料

说明书

本申请是申请日为2008年8月22日的中国专利申请第200880102168.6号的分案申请。

本发明涉及阻气涂料，特别是具有阻塞氧气通道的能力的阻气涂料，所述阻气涂料可以用来涂布需要避免或限制暴露于氧气的多种材料，特别是用于食品和药品的包装，并赋予它们以阻气性。

长期以来，已将合成塑料材料用于需要保护不受搬运和水分影响的食品和其它材料的包装。然而，近年来，另外已意识到许多食品和其它敏感材料受益于被保护不受大气中的氧气影响。很各种多层层压结构已经开发出来，以提供阻隔性能和其它适合于包装目的的特性。这些层压材料可以是塑料、金属或者纤维素基材的任何组合，并且可以包含一个或多个涂层或粘合剂层。含有在其上淀积有金属或者无机化合物如硅氧化物的聚合物膜的层压材料，已经发现具备良好的全面阻隔性能，并且被广泛应用。然而，它们在高温下一概可能会失去其防止氧气进入的能力，比如当为了杀菌或烹饪而蒸馏包装的材料时。此外，这些种类的层压材料的无机层非常脆，当层压材料弯曲时，无机层可能会破裂或断裂，从而导致失去阻气性。

如例如美国专利6599622、欧洲专利0590263、日本专利01313536A2、日本专利2007-136984、欧洲专利0479031或美国专利4818782所述，近年来，已经使用了含有分散的粘土，特别是纳米粒子，以及亲水聚合物如聚乙烯醇(PVA)或乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)的阻气涂料。如果如在该现有技术中描述将这些阻气涂料用作表面涂层，那么没有问题。然而，我们发现，对于多种用途而言，希望涂层具有覆盖物以及基材，并且如果阻气涂层以这种方式夹在层压材料的两片膜之间，那么膜和涂层之间的粘合强度便成为问题。

我们惊奇地发现，如果将用于阻气涂料的粘土与聚合物的混合物制备出来并静置一段时间，这段时间可以低达24小时，并且如果然后将该混合物用于夹在两片以上膜之间，从而构成经粘贴而成的层压材料的一部分，那么与其中新近制备阻气涂料混合物的相同组件相比，粘合强度将会令人惊恐地恶化。对于这种情况没有显而易见的解释，我们对此也无法解释，但这是具有重大商业结果的重大发现。

这种类型涂料组合物通常由制造商在适当的液体溶剂或分散剂中制备，并原样出售给使用者，使用者然后根据需要涂布适当的包装材料。显然，在事情的正常发展中，这种预制的涂料组合物在使用之前将被保存大大超过24小时。因此，对于其中一点粘合强度很重要的任何应用，所得的涂料材料将是无用的。

因而，根据本发明，我们发现，为了保持其中利用粘合剂将阻气涂料布置在两片柔性塑料膜之间的复合物的充足的粘合强度，必须将所述粘土分散体和所述聚合物溶液或分散体保持分离，直到将它们加以应用之前不久。

因而，一方面，本发明在于阻气膜的制备方法，所述方法包括将PVA和/或EVOH的溶液或分散体与粘土的水性分散体混合，然后在完成混合的24小时内，实施以下步骤：

1.用所得的混合物涂布第一柔性聚合物膜；

2.将粘合剂涂层施用至所述第一膜的一个或两个涂布面，或者施用至第二柔性聚合物膜；和

3.将第一膜和第二膜粘贴在一起，在实现粘合剂的完全固化后，两片膜之间的粘合强度为至少1.0N/15mm，优选为至少1.5N/15mm。

优选以两组份组合物（two pack composition）的形式向客户供应所述材料，一组份包含PVA和/或EVOH的溶液或分散体，另一组份包含粘土的水性分散体。

粘合剂完全固化所需要的时间将会随着粘合剂的本性而变化，并且将是本领域技术人员公知的。例如，就常规的异氰酸酯基粘合剂而言，在室温下完全固化可能需要长达10天，就脂族异氰酸酯双组分型而言，在50℃下完全固化可能需要长达10天。

如果所述粘合剂只施用至第二膜，那么步骤1和步骤2可以任何顺序实施。在任何情况下，步骤3都在步骤1和步骤2之后实施。

对于本发明中使用的PVA或EVOH的本性没有特殊限制，只要它们能在水介质中形成溶液或分散体。这类聚合物具有高比例的可与金属硅酸盐中的盐基形成氢键的自由羟基，因而充当硅酸盐的分散剂。这类聚合物的例子在美国专利6599622或欧洲专利00590263B1中有所描述，其公开内容通过引用纳入本文中。