箔及其制造方法

專利名稱：箔及其制造方法
技術領域：
本發明涉及復合薄片(以下簡稱為箔)的改進，更具體地講，本發明涉及箔的改進，其中基底(例如，塑料條或塑料板)的至少一面涂有一層金屬膜，例如鋁膜。本發明還涉及一種制造含有金屬膜的箔的方法。
具有上述特性的箔在許多工業中廣泛使用，特別是用于食品和許多其它產品的包裝或包裹。由鍍有金屬薄膜的基底組成或包括該鍍有金屬薄膜的基底的箔的優點在于它們可美化所包裝或包裹產品的外觀。其另一優點在于其原始成本以及加工成本僅僅是單獨由金屬材料(如鋁)制成的箔的成本的一小部分。其中一通常為非金屬的基底載有一層或多層金屬材料薄膜的箔的再一個重要優點在于它們可以簡單、省時和廉價的方式被一層或多層附加鍍層所覆蓋。
目前已知的基底上載有一層或多層金屬材料膜的箔的缺點在于它們不適于許多重要的應用。例如，有許多種食品，及許多化妝品，必須以這樣的方式包裝或包裹，即包裝的內容物應牢固密封以防周圍的空氣及水份。到目前為止已知的生產符合這種要求的箔的嘗試包括利用由金屬材料(如鋁)膜所覆蓋的塑料基底。還已知可用聚偏二氯乙烯覆蓋鍍有金屬薄膜的塑料箔。這種箔的缺點在于價格昂貴，而且不符合許多國家環保機構的嚴格要求。其另一個缺點是在許多情況下，這種箔不都是流體不能滲透的，或并非完全流體不能滲透的。此外，其防止氣體和/或液體滲透的能力是不能預見的且常常因不同區域而異。盡管這種常規箔不能防止某些氣體和/或汽化液體的通過在許多應用方面或許并不是有害的，但其對氧和/或蒸汽(如水蒸汽)的滲透性使得它們在食物加工和許多其它工業的諸多應用方面都不適用。迄今在這一方面的廣泛而耗資的研究尚未給出可擴大鍍有金屬薄膜的箔的應用領域的解決方案。而且，常規箔對氧和某些其它流體的滲透性可因金屬薄膜彼此間摩擦和/或與基底和/或與所封裝的一個或多個產品摩擦而顯著增強。
本發明的一個目的是提供一種流體不可滲透的箔。
本發明的另一個目的是提供一種可作為任何常規箔使用并適于多種其它重要用途的箔。
本發明的再一個目的是提供一種符合環保機構要求且能被有利地用于所有種類的食品、化妝品和許多其它應被密封以防周圍的環境影響的產品的包裹或包裝或其它封裝的箔。
本發明的再一個目的是提供一種其金屬層(一層或多層)受到可靠的保護而免受磨損、磨蝕和/或其它不利影響的箔。
本發明的再一個目的是提供一種可以卷繞的形式保存而對其金屬薄膜(一層或多層)無任何損害的箔。
本發明的再一個目的是提供一種可由易得到的材料，以低成本和用易得到的機器制得的箔。
本發明的再一個目的是提供一種比目前已知的箔用途更廣泛且更安全，但其厚度不需超過常規箔的厚度，并可更薄的箔。
本發明的再一個目的是提供一種易于在其上印刷并能保持印刷字跡的箔。
本發明的再一個目的是提供一種制造上述箔的新的改進方法。
本發明的再一個目的是提供一種可以多種不同的方式，簡單而省時地在預期的程度上加強和/或改善基本基底一金屬、膜組合體的外觀和/或其它所需特性的方法。
本發明的再一個目的是提供一種可以簡單、廉價和省時的方式將由基底和一層或多層金屬膜組成的基本箔轉變為超級箔的方法。
本發明的再一個目的是提供一種實施上述方法的裝置。
本發明的一個特征在于提供一種包括基底、金屬膜和保護層的箔，其中基底具有第一面和第二面，金屬膜可附著于基底的至少一面上且具有背朝這一基底面的表面，保護層覆蓋并附著于膜的整個表面。該保護層最好含有或由可強力附著于膜表面的有機材料構成。這種有機材料的分子量至少為10，000KP或小于10，000KP。有機材料可選自天然和合成樹脂、天然和合成蠟和潤滑劑。例如，有機材料可包括用作漆和清漆的樹脂，非涂敷蠟或生橡膠。此外，有機材料還可形成一便于在保護層上印刷的底層。
該保護層應較薄，最好極薄。例如，其厚度為0.1～1g/m2。最好在金屬膜還沒有刮痕和/或其它會使膜透氣的缺陷時將該層施于金屬膜上。例如，可使膜所用金屬材料汽化到基底的一面上并使保護層所用有機材料汽化到次序增厚的新生成的膜上。
保護層和膜可在基底的一面共同構成一流體不可滲透的涂層。此外，該保護層可耐腐蝕，即可防止金屬膜的氧化。
該保護層最好以這樣的方式制做，即其厚度在膜的整個表面都保持均勻。此外，保護層可抗粘著。該層的有機材料對膜金屬材料最好具有高度親和力，并最好由一種可壓印的材料制成。
箔可進一步包括一覆蓋并附著于保護層上的涂層。該涂層可為在保護層上固化并均勻覆蓋該層的擠壓層。
更可取的是用生理上可接受的材料制造保護層并采用沒有氣味的材料。
基底可由選自下列物質的材料制成聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚酰胺、聚苯乙烯和聚氯乙烯。
較好的薄層是由或可由具有低摩擦系數的材料制成，即，該薄層具有光滑的外露表面并且在施加較小的力時能相對于鄰接表面移動。“保護”一詞是指該層可保護金屬 膜的表面免受磨損。
本發明的另一個特征在于提供一種制造具有上述特性的箔的方法。該方法包括將金屬材料(例如鋁)的膜涂敷到基底的至少一面上，以使該膜有一個背朝基底的表面，然后將保護層涂敷到該膜的表面。保護層可含有機材料，且涂敷步驟可通過將有機材料汽化到膜的表面來完成。
該方法還可包括涂敷步驟完成后卷繞箔的步驟。該方法的涂敷金屬步驟可通過使金屬材料汽化到基底的至少一面上來完成，涂敷保護層步驟可通過在前一步驟完成之后立即使有機材料汽化到膜上來完成。有機材料可選自天然和合成樹脂，天然和合成蠟和潤滑劑。保護層涂敷完成后，膜即可借助于該保護層而承受施于其上的力。
保護層最好薄，其厚度在薄膜的整個表面最好均勻一致。
涂敷金屬的步驟可通過在一汽化器中使金屬材料汽化到基底的至少一面上來完成，涂敷保護層的步驟可通過在基底的相應部分仍在汽化器內時使保護層所用有機材料汽化到膜的表面上來完成。保護層所用有機材料最好以這樣的標準選擇，即它對膜金屬材料具有高度的親和力。
如果保護層含有樹脂，則涂敷步驟可通過在一汽化器中加熱樹脂至汽化溫度并在該汽化器中使薄膜的表面與已汽化的樹脂相接觸來完成。
涂敷保護層步驟可包括多個連續階段。該方法最好還包括沿著預定的路徑推進基底及其上的膜的步驟，在每一階段，使膜與已汽化的有機材料相繼接觸。接觸步驟可使該路徑的每一段都將一分離的有機材料層涂敷到膜上，以便在涂敷完前一層之后立即開始涂敷下一層。這種方法最好包括使連續涂敷的保護層的各層固化的步驟，接觸步驟可保證前一層固化開始后再涂敷下一層。
涂敷保護層的步驟的各連續階段可以預定的時間間隔進行，最好間隔30～120秒鐘。間隔的長短取決于相應層的特征;另外，這種時間間隔既可固定，又可變化。可以這樣安排，即從多個連續階段的前一階段到下一階段，時間間隔可增可減。每一階段可將同一種材料涂于 膜上;另外，至少一個階段可將一種材料涂敷于膜上，而至少另一階段可將另一種不同的材料涂敷到膜上。例如，其中一種材料可以是樹脂，而另一種材料可以是蠟。如果該步驟包括三個或多個連續階段，則可在多個連續階段中交替涂敷樹脂和蠟。
該方法目前優選的實施方案還包括沿著預定的路徑，朝著預定的方向和以預定的速度推進基底的步驟，且涂敷金屬步驟使金屬材料在基底沿其路徑推進到的第一段時汽化到以預定的速度推進的基底的至少一面上。涂敷有機層的步驟包括在路徑的第一段下游的第二段附近供給有機材料，將該有機材料加熱至汽化溫度，在路徑的第二段使薄膜與已汽化的有機材料接觸。加熱步驟可通過用電加熱有機材料的方法來實現。
在權利要求書中具體敘述了被認為是本發明的特征的新特征。細讀下面對某些目前優選的具體實施方案的詳述并參照附圖，可很好地理解改進的箔本身，其組成及制造方法，以及該箔的其它特征和優點。


圖1是體現本發明的一種形式并包括單層金屬 膜和單層金屬膜的保護層的箔的放大的局部剖面圖;
圖2是圖1的局部進一步放大圖;
圖3是類似于圖2的放大圖，并進一步示出了施于保護層的外露面上的印刷品;
圖4示出了將擠壓涂層施于保護層的外露面上;
圖5是兩層卷繞在一軸心上的改進箔的局部剖面圖;
圖6是可用于實施改進方法的裝置的簡圖;
圖7是箭頭Ⅶ所示裝置部分的放大的局部剖面圖，以與圖6的平面平行并轉180°的平面截取該剖面。
圖1和2示出了箔的一部分，該箔包括塑料載體或基底1，附著于基底面5并有一背向基底的面6的金屬膜2，和與膜2緊貼并覆蓋膜2的整個表面6的薄保護層3，將膜2的金屬材料汽化、噴涂或其它方式涂敷到基底1的面5。保護層3的有機材料可以汽化或其它方式涂敷到表面6上，使得層3保護金屬膜2而免于 腐蝕，機械損害和其它不利影響。
目前制備保護層3所優選的材料包括天然和合成樹脂，天然和合成蠟及某些減摩劑(下稱潤滑劑)，例如層3材質可為用作天然漆和清漆的合成樹脂，也可用生橡膠，天然/合成樹脂混合物，天然/合成蠟混合物或上述有機物之任何其它混合物(如天然或合成樹脂與天然或合成蠟的混合物)。
關鍵是保證保護層3涂敷到金屬膜2的表6上，同時膜仍完好無損，即無劃痕，擦傷和/或其它機械損傷。如果在膜2金屬材料在基底1之一面5上涂層后層3瞬間或幾乎瞬間形成即可達到這一要求。層3優選形成之法借助圖6和7來描述。優選將層3有機料汽化，用蒸汽與所成膜2表面接觸。一般要求箔有薄或極薄層3，在表面6上有均勻的厚度。有機進料受控汽化并控制 汽化有機物與膜2表面6的接觸而易于達到這種均勻厚度。通過膜2與汽化有機物接觸涂敷層3的另一優點是該層密度高，如在許多場合下希望層3形成阻擋層以阻止氧和/或蒸氣穿透而與膜2金屬接觸，而且，致密層3還可使膜2不致于擦傷，劃破和/或出現其它不利機械損傷。
許多情況下完整的金屬膜2應不滲透流體(如空氣，水和蒸汽)因此若膜2在涂保護層3之前完好無損，則即使層3可滲透流體，膜2也不會滲透流體。但是層3材料可易于選擇而使完整層2和保護層3組合起來阻止任何流體滲透出來與基底1乃至箔盛物料接觸。所以該改性箔可有效地用來包裝或包裹有些應有效保證不透氧和/或水蒸汽或不受潮的食品和化妝品。
層3材料的選擇可考慮滿足上述所有要求并在膜2表面6上形成高強度阻擋層。因此可在膜2上施加壓力，只要該應力由保護層3帶來即可。而且層3優選應有明顯的抗結塊性以使其即使在受力傾向于貼在膜2之表面上時也不致于粘在相鄰層3或基底1未涂敷面上。
關鍵是選擇可在不影響膜2和/或基底1質量的溫度以下可汽化的材料。因此若層3材料以汽化態涂敷在膜2表面6上，則優選在約100℃和150℃之間可汽化的材料。汽化材料在膜2表面6上沉積并在其上冷凝。單層的汽化和冷凝材料層常足以形成單獨或與金屬膜2一起不透氧和/或蒸汽的保護層3。但是，如圖6和7所示，保護層3可用一系列次序階段涂敷的兩層、三層或多層組成。特別希望連續涂敷的各層至少部分由不同材料構成，其中每一種均有助于提高最終產品的某一特定性能。
兩種或多種不同物質適當組合成的物料可作為金屬膜2表面6前面的防腐阻擋或廷緩層。因此可選擇層3物料而使其可阻止氧和/或蒸汽滲透到與表面6接觸，從而使金屬膜2僅作基底1補強用和/或成為箔的裝飾部分，因為保護層3可阻止氧和/或蒸汽滲透并使這些物質不能到達表面6。可選用天然或合成樹脂，天然或合成蠟或兩種或多種天然或合成樹脂和/或蠟混合物來制成這樣的保護層。阻止膜2受侵蝕的能力是保護層3重要性能。大量試驗表明，金屬膜阻止氧和/或蒸汽滲透的能力極大地受侵蝕影響，即侵蝕有助于或促進金屬膜的滲透性。
樹脂的顯著特點是其分子量不低于10000KP，而蠟分子量低于10000KP。若保護層3為一種或多種蠟和一種或多種樹脂之混合物，則樹脂可提高層3抗擦傷和/或其它機械應力的性能(若選定樹脂分子量高，則這種性能就提高)。另一方面，該混合物中的蠟可提高保護層3的撓性(彎曲性)。對構成或形成保護層3之一部分的一種或多種物料的選擇還取決于箔的最終用途。例如，可根據層3(或膜2與層3之組合)阻止一種或多種特定氣體和/或蒸汽以及箔的應用環境來選擇天然和合成蠟及/或樹脂的比例。
除含一種或多種上述物料(如天然和/或合成蠟和/或天然和/或合成樹脂)而外，保護層3也可含一種或多種減摩劑，作為潤滑劑。加一種或多種潤滑劑可使保護層3的表面易于沿鄰近層3或基底1未涂敷面或包裝或包裹產品的相鄰面滑動。圖5和6示出了箔卷繞滾軸18，其中構成內繞部分的保護層3的外露表面與構成鄰近外繞部分的基底1未涂層面接觸。加一種或多種潤滑劑保證了層3不會因與鄰近基底1滑動接觸而損傷。滾軸18最內部的卷繞圍繞芯8。
選取的潤滑劑不僅應阻止層3從金屬膜2表面6滑落，相反應能提高層3與膜2緊密粘貼的能力。而且選取的潤滑劑應能提高上述保護層3的要求性能，如撓性，抗氧和/或蒸汽滲透性，機械強度和/或其它性能。層3中潤滑劑的比例可能很小，因此使潤滑劑的添加不致于明顯增加該層厚度。潤滑劑能但不必須構成由兩層或多次重疊而成的保護層3的最外層。
潤滑劑的另一優點是使這樣得到的保護層3能達到極其令人滿意的再涂層性，從而可提高箔接收并保持印刷品的能力。這示于圖3，其中保護層3表面3a上涂有印刷品3b。圖1，2和3進一步表明了不必固定金屬膜2和保護層3的厚度比。因此，圖1中層3厚與金屬膜2厚匹配或大致相當。另一方面，圖2和3示出的金屬膜2比保護層3厚。
在保護層3中存在潤滑劑的另一理由是該保護層能易于與擠出塑料或其它物料(見圖4)的涂層3c粘貼。圖4進一步示出膜2和層3的貼合層可形成大量峰谷7。
如上述，在選擇保護層3與膜2粘貼時考慮的因素是阻止箔中金屬物料受侵蝕。層3物料的選擇決定因素是在任何要求時間間隔內阻止膜2受侵蝕，只要層3至少基本上保持完好無損即可。選擇層3材料成分時考慮的因素是對任何特定金屬物料形成防腐阻擋層、及箔最終用途和層3在實際應用時可能受到的機械和/或其它應力。所選層3中的潤滑劑應使其不影響層3對金屬膜2受侵蝕的阻止，相反是某些潤滑劑可提高保護層的這種性能。
此外，保護層3的物料應使其對膜2金屬物料具有很高的親和性。因此若層3材料在接觸膜2表面6之前得以汽化，材料應顯示出對金屬物料選良的親和性，以保證達到持久有效的粘結，并在箔實際應用時仍能保持。而且，這種親和性保證了層3分布于膜2的整個表面6上并良好粘貼，使最終產品每一部分的質量均令人滿意。另外，這樣選擇層3物料保證或有利于層3汽化物料均勻地涂到膜2表面6上。
選擇保護層3材料的另一要求是保證終層表面3a(圖3)易接受并保持按可使用的技術印的印刷品3b，如果層3物料含一種或多種上述有機物質，如一種或多種天然和/或合成樹脂和/或一種或多種天然和/或合成蠟，再加或不加一種或多種潤滑劑，即可達到這一點。如上述，適當選定的保護層3可作為印刷品3b的極其令人滿意的底涂層。因此可省去底涂層，即在印印刷品3b前直接應用保護層3的表面3a。保護層3可作為令人滿意的印刷品3b的底涂層和/或作為圖4擠出涂料3c的促進粘著的基底。這樣選擇保護層3(作為印刷品3b和/或涂料3c底涂層)可提高箔的多方面適應性并降低其成本，因為不必在層3表面3a上涂敷特別生產的底涂層。已發現低分子量烯烴蠟特別適用于保護層3中，作為擠出涂料3c的促進粘貼底涂層。
此外，保護層3材料的選取還要考慮到保證其表面3a接納并保持制造疊層材料前涂的粘合劑或溶劑，該疊層材料中包括改性箔以及一種或多種與層3粘結的片、帶或網狀材料。而且擠出物料3c應保在層3表面3a上良好地固化。聚乙烯和聚丙烯可構成令人滿意的聚烯烴共擠出基底。
保護層3材料的優先還要考慮到保證其生理可接受性并優選無味材料。因此層3材料應不影響改性箔中所盛產品的質量并且對人和/或動物無害。
基底1可由許多材料制成，優選為聚丙烯，聚乙烯，聚酯，聚酰胺，聚苯乙烯和聚氯乙烯。
層3優選很薄，厚度在0.5-1g/m2之內。
圖6和7示出了優選設備的某些部分，這些設備可用來實施改性箔的改進制造方法。有機材料22(可為天然或合成蠟，天然或合成樹脂，每一種可加或不加潤滑劑，或這些材料按要求比例的混合物)可送入汽化器19中，加熱壁25環繞有機材料22的加熱浴23。壁25上開了縫或出口，可使有機材料22的蒸氣與基底1下側的次序增厚的膜2接觸，基底1則從源13至卷繞滾軸18沿箭頭方向前進。汽化器19設在形成膜2的金屬材料汽化裝置9中。該裝置入口用14示出，而基底1未涂層面轉動背撐15園周面用16示出，而17表示基底1和膜2經過汽化器19和其下游的第二蒸發器35的推進過程中的導管。背撐15和導管17設在汽化裝置9的內室中，而11和12則表示裝置9的標準部件，即涂金屬膜到逐漸增厚的基底1下側面的設施，基底1以預定速度前進，即形成質量合格的膜2所要求的速度。
導管17保證次序增厚的新生成的膜2向前通過壁25的縫隙24。該壁25由與電源20相連的環狀電加熱元件26加熱，以保證由補料器33上的進口28進入壁25的內部空間34的有機物料汽化至能在金屬膜2的表面6上提供具有所需厚度的層3的程度。通過縫隙24從壁25的內部空間34冒出的蒸氣霧或蒸氣流用標號21標出。這些蒸氣在金屬膜2的表面6上冷凝，形成保護層3。層3的厚度取決于多種因素，如浴23的組成、浴23被加熱元件26加熱(通過壁25的傳導)的加熱速率、基底1從源13向盤卷箔的滾軸18滾動的速度、有機物料22進入浴23的速率等。應將有機物料22的進料速率及該物料在壁25的內部空間34內的蒸發速率與基底1和膜2的滾動速度綜合考慮，以保證形成的保護層3具有所需的厚度并覆蓋膜2的整個表面6。另一方面，基底1從源13向滾軸18的滾動速度還取決于膜2的所需厚度，該膜2在背撐15與蒸發單元9的部件11、12間施于基底1。
加熱元件26用來加熱壁25，而該壁25又將內部空間34內的有機物料22加熱至高于其沸點或熔點的溫度，以使浴23產生蒸汽。這些蒸汽升至縫隙24，形成蒸汽霧或蒸汽流21，并進一步形成保護層3。
附圖6還表明，可通過幾個連續的階段形成層3，也就是說，該層可由兩個或多個亞層組成，其中一個亞層覆蓋膜2的表面6，而其它亞層分別覆蓋先形成的亞層。第二汽化器35位于汽化器19的下游并與其緊密相鄰，而汽化器35的下游還可裝配一個或多個汽化器(未繪出)，這取決于所需的箔(形成滾軸18)的層3的亞層數。加入汽化器35的有機物料38可與有機物料22相同或不同。可以這樣按排，即有機物料22由一種或多種天然和/或合成樹脂組成或含有這些樹脂，而有機物料38由一種或多種天然和/或合成蠟組成或含有這些蠟。另外，有機物料22和38均可由一種或多種天然和/或合成蠟或一種或多種天然和/或合成樹脂組成或含有這些蠟和/或樹脂，即有機物料22的組成可與有機物料38的組成相同。由汽化器35形成的亞層標為39。附圖6的標號36標明汽化器35的電加熱器的電源，標號37標明汽化器35產生的用于形成亞層39的蒸汽霧或蒸汽流。很清楚，汽化器19和35可共用電源20或36，事實上，汽化器35可與汽化器19相同，位于汽化器35下游的一個或多個附加汽化器(如果有的話)也可與汽化器19相同。如果附圖6所示的設備采用三個或多個汽化器，可在第一、第三等汽化器中加入一種可汽化的物料，而在第二、第四等汽化器中加入另一種不同的可汽化物料。
常需將汽化器19和35置于相鄰或相近的位置。如果蒸汽37在先形成的亞層所用的物料固化前與先形成的亞層相接觸，即汽化器19和汽化器35中所選用的物料混合形成層3(該層3通過幾個連續的階段形成，但其組成在膜2的表面6和最終保護層的暴露表面3a間始終是基本均勻的)，就需要這樣按排，而且這樣按排也是有利的。這樣形成的層可作為液密膜，以防止氧和/或蒸汽的滲透并與金屬膜2接觸。
每個汽化器間的距離取決于所需的保護層3的性質。因此，如果希望該層由二層或多層獨立疊加的亞層(如附圖6中的亞層39)組成，相鄰汽化器間的距離將增大，以加大每種汽化有機物料施用的時間間隔。該時間間隔例如可在30至120秒間。該時間間隔還取決于汽化物料的性質，并在每兩個汽化器間保持相同或不同，例如通過加快或減慢基底1和金屬膜2的滾動速度來調節。
本發明基于這樣的認識，即涂敷到基底上的金屬膜在將該膜涂敷到基底上之后幾乎立即受到摩擦，因為一般來說，金屬膜的涂敷完成之后，得到的箔立即卷到軸或相似的設備上。盤卷箔的滾軸18上形成的相鄰卷相互摩擦，如沒有任何補救措施的話，金屬膜的暴露表面靠在基底的相鄰表面上，靠在金屬膜的相鄰表面上或靠在需包裝的物品的表面上。相鄰箔卷的相互移動可導致十分之一或十分之幾毫米的微小位移，但這種微小的位移足以影響金屬膜的完整性，即膜會磨損和/或受到不利的影響并因此受到損害，這就會影響其阻止氧和/或蒸汽的滲透和/或其它不需要的物質的滲透。不論膜是否與其它金屬膜、基底或其它材料相接觸，金屬膜的質量都會或可能受到影響。對金屬膜的損傷是或可能是如此的小，以致于只能通過顯微鏡檢測才可發現，但是，這種微小的損傷往往足以明顯地影響箔的所需特性，特別是金屬膜防止氧和/或蒸汽滲透的能力。金屬膜的不滲透性能的明顯降低，甚至相鄰箔卷間的微小移動(即十分之一或十分之幾毫米的移動)所導致的性能降低的真正原因還不清楚。但已經知道，金屬膜的不滲透或缺乏滲透性是幾個參數的函數，這些參數包括箔滾軸上相鄰箔卷間的移動，盤卷的拉應力，滾軸的直徑，與金屬膜暴露表面接觸的表面的粗糙度，以及其它參數如汽化施于基底的金屬物料的溫度、基底的移動速度和涂敷后基底在軸上或相似設備上纏繞的速度。
在將箔纏繞在軸上以及從軸上放下來和/或對纏繞的箔加工時(例如當將箔切割成所需的尺寸和/或形狀時)，基底上的金屬膜都會受到損傷。用金屬化基底組成的箔進行的實驗意外地表明，金屬膜的滲透性與該膜的厚度無關。
已知的減少由基底和金屬膜組成的箔由金屬膜的暴露表面靠在相鄰表面上所產生的摩擦而引起的損傷的方法包括采用減磨層，該減磨層涂敷于金屬膜的暴露表面。實驗表明，如果在將新形成的金屬化基底(即箔)纏繞到盤卷滾軸之前在金屬膜的暴露表面涂敷減磨層，其結果是令人滿意的。可參考1989年4月4日批準的題為“包括基底金屬層和抗磨膜的包裝材料”的共同擁有的美國專利4，818，609。但是，這種箔仍具有一些嚴重的缺點。例如，已知組成的減磨層對箔的總厚度影響很大。因為已知的作為減磨層的材料不能以保證不顯著增大箔厚度的方式涂敷，該箔厚度為基底、金屬層和減磨層的總厚度。這就使得到的箔不能用于某些領域，特別是不能用于某些食品和/或化妝品的包裝。此外，已知的用于減少箔的相鄰層間和/或箔和需包裝的物品間摩擦的減磨層不能通過已知的印刷技術印制成印刷品。當具有已知減磨層的箔與其它箔或任何其它片狀、網狀或帶狀材料和/或當將減磨層再包覆時，也會產生這樣的問題。因此，盡管減磨層有上述優點，金屬化基底的生產者都不愿在金屬膜上再加一層減磨層。因為采用常規減磨層就限制了箔的應用領域并且顯著地增大了箔的成本。成本增大的原因在于很難控制常規減磨層的涂敷使其不明顯地增大得到的箔的厚度。此外，如果減磨層的厚度超過一定限度，該層會從相鄰金屬膜的表面剝離，以致于使金屬膜直接暴露于氧、水蒸汽作用之下和/或受到其它不希望的影響。
改進的箔具有許多重要的優點。因此，保護層3保護了金屬膜2，甚至在將包括基底1的網狀物或帶狀物和金屬膜2卷到滾軸18之前，保護層3就起到了這種保護作用。而且，在將箔從滾軸18放下的每個階段，在將箔分割成所需的尺寸和/或形狀以及作為包裝、包裹等材料實際使用過程中，保護層3也會保護膜2。膜2免受了磨損、摩擦和/或其機械損傷，且其撓性不受保護層的影響，因為保護層可比膜2和/或基底1具有更大的撓性。膜2保持了流體不能透過的特性，因為該膜受到保護而免受機械損傷，或者因為其抗氣體和/或其它流體滲透的能力由保護層3的存在而得到提高。
改進的箔的另一個重要優點在于易于選擇保護層3的材料，且該保護層3不會從金屬膜2上剝離，即使該層厚度與膜的厚度相同或超過膜的厚度，也是如此。由于可通過適當地選擇涂敷到金屬膜的表面6的材料來預先確定層3的撓性，因此最終得到的箔可具有所需的撓性，該撓性最適合滿足從滾軸18放下、切割和/或裁成具有所需尺寸和/或形狀時的需要。
另外，金屬膜2可在任何所需的時間內保持完好，因為該膜不會受到氧和/或蒸汽的腐蝕作用。所需的是保證在金屬膜2的暴露表面6受到任何會影響其流體不透過特性的摩擦、磨損、研磨或其它機械作用之前，涂敷保護層3。事實上，如果在將箔轉到滾軸18之前涂敷層3，該層3有助于減少滾軸18上相鄰箔卷間的摩擦，使膜2和/或層3間產生過度的機械壓力的可能性減至很小。此外，由于層3與金屬膜2的表面緊密連接，甚至在滾軸18的相鄰箔卷之間存在顯著壓力的情況下，也不會使該層與膜分離和/或給該層或膜帶來機械損傷。甚至在保護層非常薄(即約百分之一或百分之幾微米)的情況下，也是如此。在大多數情況下，需要提供較薄的保護層，因為這樣做具有下述優點節約了保護層所需材料，減少了箔的厚度，減小了滾軸18的尺寸。將層3涂敷到金屬膜2的表面6的方法易于選擇，甚至無需連續監測所施保護層的厚度。這樣做使改進的方法和設備更簡單，最終產物的造價也較低。
盡管保護層可采用有機物料以外的材料，但有機物料(包括上述蠟、樹脂和潤滑劑)是優選的，因為有機物料價格較低。可選擇與膜2金屬具有顯著親和力向有機物料，這些物料在厚度很小的情況下也能有效地起到保護作用。此外，盡管保護層最好具有預定的恒定厚度，但無需非常精確地監測保護層在膜2上的涂敷情況。因為，只要保護層能完全覆蓋金屬膜2的表面6，其厚度的波動并不非常重要。
作為保護層3材料的組分而使用的潤滑劑形成了改進方法和改進箔的任選但常常是極希望和優良的特征。然而，應當注意的是必須確保使含有潤滑劑的保護層3不應顯示前面所討論的常用于一些常規箔金屬膜上的減摩層的缺點。這樣，潤滑劑應當以這樣的方式選擇即它不應玷污相鄰箔、金屬膜或欲包裝或包裹的產品表面。直接涂到常規涂有金屬膜基底的金屬膜上的潤滑劑常常顯示出明顯涂污的趨勢。在保護層3中存在的潤滑劑很容易以這樣的方式分布于層3的其它一種或多種材料中即它們既能表現其降低摩擦性能又不會玷污相鄰的箔和/或其它部分的表面。事實上，上面所述的保護層3的有機材料(包括天然的和合成的樹脂和/或天然的和合成的蠟)常常顯示出令人滿意的降低摩擦特性，這樣使得通常的潤滑劑(例如，為了降低其摩擦性能而單獨使用的物質)的使用可以不再需要。
保護層3可承接由于直接涂在許多訖今為止公知的箔的金屬膜上而產生的所有的機械和/或其它應力。這有助于提高金屬箔的有效壽命及不可滲透和/或其它所要求的特性。此外，保護層3阻止了金屬箔2和用改進箔包裝、包裹和/或其它方式保護的一種或多種產品之間的直接接觸，這一特性是極希望和有益的，例如當改進的箔與含酸或其它易侵蝕金屬膜的組分的物質接觸時。
包括耐刮傷、耐撕裂、耐劃傷和/或耐其它影響的保護層3的韌度可通過選擇保護層3的厚度和/或組成的簡單手段而具體地任意選擇。人們發現含有或包括一種人造樹脂的保護層3特別有利于確保該保護層和金屬膜2的表面6之間高度可靠的緊密粘結的建立。另一方面，使用含一種或多種天然樹脂的保護層特別好，尤其當該改進箔用作包裝或包裹食品材料時;這些保護層顯示了特別令人滿意的可彎曲性和耐劃傷和其它不希望的機械影響。
用作保護層組分的潤滑劑可包括各種油、脂膏、石墨和/或其它。這些潤滑劑可以這樣的方式選擇即使它們既降低層3和相鄰層之間的摩擦又能有利于保護層的防腐蝕或耐腐蝕性能。
如上所述，可用任一公知的方法將金屬膜2涂在基底1上和將保護層3粘結到金屬膜2的表面6上，只要所選方法能保證該膜對基底和保護層有適當的粘附性即可。優選在粘結到膜2的表面6之前汽化為制造膜2而準備的金屬材料和汽化保護層的一種或多種材料，因為這時它們可以簡單、廉價和可靠控制膜2和層3的厚度及調節該膜對基底的適當粘附和層3對金屬膜的適當粘結。所有這些對控制基底1通過鍍金屬膜位置的速度和控制形成保護層3的一種或多種材料的溫度和/或其它參數是必需的。
在改進箔的保護層中的潤滑劑可與上述共同擁有的美國專利4，818，609所公開的相同，粘結保護層3到金屬膜2的表面6上的方法與在上面所述的共同擁有專利中所討論的用于涂抗摩擦膜到金屬層的方法相同。
實施例1用標準汽化設備在聚乙烯基底上涂一層鋁膜。用于汽化金屬材料的汽化設備中的汽化器(例如19)將保護層涂到連續增厚的新形成的金屬膜上。保護層材料是在汽化器中加熱到210℃時很容易熔化的樹脂。這就使得對著金屬膜暴露表面的蒸汽充分展開。在該膜上冷凝這些蒸汽，結果形成了厚度為0.05μ的保護層。這種類型的樹脂稱為PENTALYN 255，它是由Hercules Inc.Wilmington Delaware生產的。保護層的厚度均勻且這樣的保護層覆蓋了該金屬膜的整個暴露表面即背對基底的表面。在金屬膜表面上蒸汽的冷卻是急驟的幾乎瞬間完成，這樣獲得的箔很容易卷到重疊滾卷的滾軸上，而對該保護層的完整性無任何影響。
實施例2在常溫和常壓下聚乙烯基底上涂一層鋁膜。涂上金屬膜后立即涂汽化的有機材料即稱為PEXIGRUM M 527(由Rohm GmbH，Darmstadt，聯幫德國出售)的樹脂。將該有機材料加熱到235℃，這樣使得展開的蒸汽與鋁膜的暴露表面接觸。這樣獲得的保護層牢固地附著到鋁膜上且厚度約0.04μ。保護層的硬度足以允許在保護層成型后立即進行箔卷到滾軸上的工序。
實施例3在常溫常壓下用汽化設備在聚酯的基底上涂一層鋁膜。在涂鋁到基底一面完成后立即將有機材料保護層粘結到鋁膜的暴露表面上。該有機材料是一種樹脂和蠟的混合物，所述樹脂稱為HALLOLYN 104，它由Hercules Inc，Wilmngton，Delaware生產;所述的蠟稱為E-Wachs 20R 6149，它由BASF生產。在用于形成保護層的材料中樹脂同蠟的比例大約9∶1。這兩個組分在單個汽化器中混合并被加熱到汽化溫度，以形成與連續增厚的新涂鋁膜接觸的蒸汽。含有HALLOLYN 104和E-wachs 20R的保護層的可彎曲性可通過下列方法改進在第一個汽化器中涂第一層蠟到鋁膜上，隨后立即在第二個汽化器中涂第二層樹脂層到上述蠟層上。涂第二層是在蠟層材料完全固化之前進行的。
無需再進一步分析，上面已充分公開了本發明的要點，以致于其他人能借助利用現有的知識，而不避開從先有技術觀點來看構成的本發明貢獻于本領域各個方面的主要特征而使其適用各種應用，因此這些改變應包括在與后附的權利要求中相當的內容和范圍之內。
權利要求
1.一種箔，它包括一個有第一面和第二面的基底；一種涂敷到至少一個所述面上且有一個背向所述面的表面的金屬膜；和一個覆蓋并粘附到所述膜的整個表面的保護層。
2.權利要求1的箔，其中所述的保護層含有一種能牢固地粘附到所述表面的有機材料。
3.權利要求2的箔，其中所述的有機材料分子量至少為10000KP。
4.權利要求1的箔，其中所述的有機材料分子量低于10000KP。
5.權利要求2的箔，其中所述的有機材料選自天然和合成的樹脂，天然和合成的蠟和潤滑劑。
6.權利要求5的箔，其中所述的有機材料含有一種用于天然漆和清漆的樹脂。
7.權利要求2的箔，其中所述的有機材料是使印刷品更便于印到所述的保護層上的底漆。
8.權利要求1的箔，其中所述的保護層是很薄的。
9.權利要求1的箔，其中所述的膜是至少基本上無刻痕的。
10.權利要求1的箔，其中所述的層是被汽化到所述的膜的表面上。
11.權利要求1的箔，其中所述的層和所述的膜在所述基底的一面一起構成不漏流體的涂層。
12.權利要求1的箔，其中所述的層是耐腐蝕的。
13.權利要求1的箔，其中所述的層是耐粘著的。
14.權利要求1的箔，其中所述的層包括一種對所述膜的金屬呈高親和力的材料。
15.權利要求1的箔，其中所述的層包括一種可刻印的材料。
16.權利要求1的箔，還包括覆蓋并粘附到所述層的涂層。
17.權利要求16的箔，其中所述的涂層是擠壓品，它固定在所述層上并均勻覆蓋之。
18.權利要求1的箔，其中所述的層包括生理上可接受的材料。
19.權利要求1的箔，其中所述的層是沒有氣味的。
20.權利要求1的箔，其中所述的基底包括選自下列一組的材料聚丙烯、聚乙烯、聚酯類、聚酰胺類、聚苯乙烯和聚氯乙烯。
21.權利要求1的箔，其中所述的層是薄的且摩擦系數低。
22.權利要求1的箔，其中所述的層保護所述膜表面免于劃傷。
23.一種制備箔的方法，它包括下列步驟將金屬材料的膜涂敷到基底的至少一面，使該膜有一個背向該基底的表面，和粘結保護層到所述膜的表面。
24.權利要求23的方法，其中所述的層含有一種有機材料且所述的粘結步驟包括汽化該有機材料到所述膜的表面。
25.權利要求23的方法，其中所述的層含有一種有機材料且還包括在所述的涂敷步驟完成時進行箔的盤卷步驟，所述的涂敷步驟包括汽化金屬材料到所述基底的至少一面和所述的粘結步驟包括在所述的涂敷步驟完成后立即汽化有機材料到膜上。
26.權利要求25的方法，其中所述的層含有選自下列一組的有機材料天然和合成樹脂，天然和合成蠟和潤滑劑。
27.權利要求23的方法，還包括由所述層對所述膜施加力的步驟。
28.權利要求23的方法，其中所述的層是薄的。
29.權利要求28的方法，其中所述的層含有一種有機材料且沿所述膜的整個表面有均勻的厚度。
30.權利要求23的方法，其中所述的涂敷步驟包括在一個汽化器中汽化金屬材料到所述基底的至少一面，所述層含有機材料和所述粘結步驟包括在該汽化器中汽化有機材料到該膜表面上。
31.權利要求23的方法，其中所述層含有一種對所述膜的金屬材料有高親和力的有機材料。
32.權利要求23的方法，其中所述的層含有樹脂，所述的粘結步驟包括在汽化器中加熱該樹脂到汽化溫度并在該汽化器中將該膜的表面與汽化了的樹脂接觸。
33.權利要求23的方法，其中所述的粘結步驟包括多個連續階段。
34.權利要求33的方法，其中該層含有可汽化的有機材料且還包括沿預定的路徑推進基底和其上的膜的步驟，所述階段的都包括在所述路徑的連續部分將該膜與汽化的有機材料接觸。
35.權利要求34的方法，其中所述的接觸步驟包括在所述路徑上的每一部分將分散的有機材料層涂到該膜上，使得在涂完上一層之后立即開始涂下一層。
36.權利要求35的方法，還包括固化所述層的連續涂敷層的步驟，所述接觸步驟包括在上一個涂敷層的固化之后開始涂敷下一層。
37.權利要求23的方法，其中所述層含有一種有機材料且還包括沿預定的路徑以預定的方向和預定的速度推進基底的步驟，所述的涂敷步驟包括在所述路徑的第一部分將金屬物質汽化到所述的預定速度推進的基底的至少一面和所述的粘結步驟包括確定在所述第一部分下游的所述路徑第二部分相鄰的有機材料的供料，加熱該供料到汽化溫度和將該膜在所述預定速度下與在所述路徑的所述第二部分中的汽化了的有機材料接觸。
38.權利要求37的方法，其中所述的加熱步驟包括電加熱該有機材料供給物。
全文摘要
用于包裝食品、化妝品和其它產品的一種箔，它有一個塑料基底，該基底的一面涂有金屬材料如鋁的薄膜。金屬膜的露出表面覆蓋一薄的保護層。該膜的金屬材料被汽化到基底的一面，根據所完成的基底增加量在金屬材料汽化一完畢立即以一或多級的方式將保護層的有機材料汽化到該膜的暴露表面上。
文檔編號C23C14/12GK1060254SQ9110937
公開日1992年4月15日 申請日期1991年9月27日 優先權日1990年9月27日
發明者赫爾穆特·施穆克 申請人:赫爾穆特·施穆克