ПЛЕНКИ С ПОКРЫТИЕМ И УПАКОВКИ ИЗ НИХ
COATED FILMS AND PACKAGING THEREFROM

Область техники
Настоящее изобретение относится к пленкам с покрытием, которые можно применять в упаковках. Такие пленки с покрытием могут быть особенно подходящими для применения в упаковках для пищевых продуктов, таких как пакеты с устойчивым дном.
Введение
В течение многих лет многие виды гибких и полужестких упаковок для защиты пищевых продуктов, жидкостей, предметов личной гигиены и других потребительских продуктов производили в виде структуры, которая обычно объединяет полиэфирный(е) и/или полипропиленовый(е) слой(и) с полиэтиленовыми пленками, с применением реактивного полиуретанового клея с получением слоистого материала из различных слоев. Такие пленочные структуры сочетают глянцевитость, жесткость, теплостойкость и противокислородные защитные свойства полиэфирных и/или полипропиленовых слоев с паронепроницаемостью, механическими и герметизирующими свойствами полиэтиленовых слоев. Кроме того, некоторые упаковки содержат слои металлической фольги, слои картона и другие слои. Разумеется, защитные свойства (сопротивление (или отсутствие сопротивления) пропусканию кислорода и водяного пара) можно выбирать в зависимости от типа упаковываемого продукта.
Поскольку такие упаковки сочетают в себе ряд свойств, одной из основных проблем таких упаковок является множество стадий превращения и изготовления, которые могут требоваться при изготовлении упаковки. Другой проблемой, связанной с такими упаковками, является их утилизация. Поскольку такие упаковки состоят из смеси пластмасс и/или металлической фольги и/или картона, упаковки обычно выбрасывают в отходы из-за несовместимости указанных материалов.
Таким образом, существует потребность в пленках для применения в упаковках, изготовленных по существу из одного материала (например, полиэтилена), т.е. изготовленных в виде одного или более слоев, выполненных из одного и того же материала (например, полиэтилена), при этом присутствие других материалов сводят к минимуму, за исключением случаев, когда они необходимы для обеспечения функциональности, которую не может обеспечить основной материал.
Краткое описание изобретения
В настоящем изобретении предложены пленки с покрытием, которые преимущественным образом сочетают пленки на основе полиэтилена (включая однослойные и многослойные пленки с ламинированием и без ламинирования полиэтиленовых пленок) с полиуретановым покрытием, которое преимущественным образом придает требуемые свойства упаковке для обеспечения улучшенного профиля совместимости/перерабатываемости. В некоторых вариантах реализации в настоящем изобретении предложены пленки с покрытием для упаковок, которые имеют диапазоны температуры герметизации и глянцевитость, сопоставимые с пленками на основе полиэфира или полипропилена, но которые можно получать в упрощенных производственных процессах. Например, в некоторых вариантах реализации полиуретановое покрытие можно наносить на внешнюю поверхность пленки на основе полиэтилена в режиме in-line (например, после экструзии) с получением пленок с покрытием. В некоторых вариантах реализации полиуретановое покрытие по существу не содержит изоцианатных групп. В некоторых вариантах реализации настоящее изобретение выгодно упрощает способы изготовления пленки для упаковки и сводит к минимуму использование несовместимых материалов, которые вызывают трудности при переработке.
3
3
3
В одном из аспектов в настоящем изобретении предложена пленка с покрытием, которая содержит (а) пленку, содержащую (i) первый слой, содержащий от 70 до 100 массовых процентов полиэтилена, имеющего плотность 0,930 г/см или менее и максимальную температуру плавления менее 126°C; (ii) второй слой, содержащий от 60 до 100 массовых процентов полиэтилена, имеющего плотность от 0,905 до 0,970 г/см и максимальную температуру плавления в диапазоне от 100°С до 135°С; и (iii) по меньшей мере один внутренний слой между первым слоем и вторым слоем, содержащий от 40 до 100 массовых процентов полиэтилена, имеющего плотность от 0,930 до 0,970 г/см и максимальную температуру плавления в диапазоне от 120°C до 135°C, где полиэтилен представляет собой полиэтилен средней плотности или полиэтилен высокой плотности; и (b) покрытие на внешней поверхности второго слоя пленки, содержащее сшитый полиуретан, где покрытие по существу не содержит изоцианатных групп. В некоторых вариантах реализации пленка с покрытием является термостойкой при испытании W-складыванием при температуре по меньшей мере 230°F (110°С) и/или имеет глянцевитость по меньшей мере 70 единиц при 60°. В некоторых вариантах реализации первый слой представляет собой герметизирующий слой.
3
2
В другом аспекте в настоящем изобретении предложена пленка с покрытием, которая содержит (а) однослойную пленку, содержащую от 70 до 100 массовых процентов полиэтилена, имеющего плотность 0,930 г/см или менее, индекс расплава (I) менее 2,0 г/10 минут и максимальную температуру плавления менее 126°С; и (b) покрытие на внешней поверхности пленки, содержащее сшитый полиуретан, где покрытие по существу не содержит изоцианатных групп. В некоторых вариантах реализации пленка с покрытием является термостойкой при испытании W-складыванием при температуре по меньшей мере 230°F (110°С) и/или имеет глянцевитость по меньшей мере 70 единиц при 60°. Такие температурные диапазоны могут облегчать применение таких пленок с покрытием в процессах заполнения и герметизации упаковки с минимальным ущербом для производительности.
В вариантах реализации настоящего изобретения также предложены изделия (например, пакеты типа подушки, пакеты с устойчивым дном и т.д.), полученные из пленок с покрытием, предложенных в настоящем изобретении.
Эти и другие варианты реализации изобретения описаны более развернуто в подробном описании изобретения.
Подробное описание изобретения
Если не указано иное, проценты представляют собой массовые проценты (масс.%), а температуры приведены в °C.
Применяемый в настоящем описании термин “композиция” включает материал(ы), который(е) включает композиция, а также продукты реакции и продукты разложения, полученные из материалов композиции.
Термин “содержащий” и его производные не предназначены для исключения присутствия какого-либо дополнительного компонента, стадии или процедуры, независимо от того, описаны ли они в настоящем описании. Для полной ясности все композиции, заявленные в настоящем описании посредством использования термина “содержащий”, могут включать любую дополнительную добавку, адъювант или соединение, полимерные или иные, если не указано иное. Напротив, термин “состоящий по существу из” исключает из объема любого последующего указания любой другой компонент, стадию или процедуру, за исключением тех, которые не являются существенными для работоспособности. Термин “состоящий из” исключает любой компонент, стадию или процедуру, которые не были конкретно определены или перечислены.
Применяемый в настоящем описании термин “полимер” относится к полимерному соединению, полученному путем полимеризации мономеров одного и того же или нескольких типов. Таким образом, общий термин “полимер” охватывает термин “гомополимер” (применяемый для обозначения полимеров, полученных только из одного типа мономеров, при понимании того, что в полимерную структуру могут быть включены следовые количества примесей) и термин “интерполимер”, определенный ниже. Следовые количества примесей могут быть включены в полимер и/или внутри него.
Применяемый в настоящем описании термин “сополимер” относится к полимеру, полученному путем полимеризации по меньшей мере двух различных типов мономеров. Таким образом, общий термин “интерполимер” включает сополимеры (применяемые для обозначения полимеров, полученных из двух разных типов мономеров) и полимеры, полученные из более, чем двух разных типов мономеров. Применяемый в настоящей заявке термин “полимер” относится к полимерному соединению, полученному путем полимеризации мономеров одного и того же или различных типов. Таким образом, общий термин “полимер” охватывает термин “гомополимер”, обычно применяемый для обозначения полимеров, полученных только из одного типа мономеров, а также “сополимер”, который относится к полимерам, полученным из двух или более различных мономеров.
“Полиэтилен” обозначает полимеры, содержащие более 50 масс.% звеньев, которые получены из мономера этилена. Указанный термин включает гомополимеры или сополимеры (содержащие звенья, полученные из двух или более сомономеров) полиэтилена. Обычные формы полиэтилена, известные в данной области, включают полиэтилен низкой плотности (LDPE); линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE); полиэтилен ультра низкой плотности (ULDPE); полиэтилен очень низкой плотности (VLDPE); линейный полиэтилен низкой плотности, полученный при помощи катализатора с единым центром полимеризации, включая линейные и по существу линейные смолы с низкой плотностью (m-LLDPE); полиэтилен средней плотности (MDPE); и полиэтилен высокой плотности (HDPE). Указанные полиэтиленовые материалы известны в данной области техники; тем не менее, нижеследующее описание может быть полезным для понимания различий между некоторыми из указанных различных полиэтиленовых смол.
3
Термин “LDPE” также может упоминаться, как “полимер этилена высокого давления” или “высокоразветвленный полиэтилен”, и означает, что полимер частично или полностью гомополимеризуется или сополимеризуется в автоклавных или трубчатых реакторах при давлении выше 14500 фунтов на квадратный дюйм (100 МПа) с применением инициаторов свободнорадикальной полимеризации, таких как пероксиды (см., например, документ № US 4599392, который включен в настоящее описание посредством ссылки). Смолы LDPE обычно имеют плотность в диапазоне от 0,916 до 0,940 г/см.
Термин “LLDPE” включает смолы, полученные с применением традиционных каталитических систем Циглера-Натта, а также катализаторов с единым центром полимеризации, таких как бисметаллоцены (иногда называемые “m-LLDPE”), пост-металлоценовых катализаторов и катализаторов с напряженной геометрией, и включает линейные, по существу линейные или гетерогенные полиэтиленовые сополимеры или гомополимеры. LLDPE содержат менее длинноцепочечные разветвления по сравнению с LDPE и включают по существу линейные этиленовые полимеры, которые дополнительно определены в патенте США № 5272236, патенте США № 5278272, патенте США № 5582923 и патенте США № 5733155; гомогенно разветвленные линейные этиленовые полимерные композиции, такие как композиции, описанные в патенте США № 3645992; гетерогенно разветвленные этиленовые полимеры, такие как полимеры, которые получены в соответствии со способом, описанным в патенте США № 4076698; и/или их смеси (например, смеси, описанные в документе № US 3914342 или документе № US 5845045). LLDPE можно получать путем газофазной, жидкофазной или суспензионной полимеризации или любой их комбинации с применением любого типа реактора или конфигурации реактора, известных в данной области техники, при этом наиболее предпочтительными являются газофазные и суспензионные реакторы.
3
Термин “MDPE” относится к полиэтиленам, имеющим плотность от 0,926 до 0,940 г/см. “MDPE” обычно получают с применением катализаторов на основе хрома или катализаторов Циглера-Натта или с применением металлоценовых катализаторов, катализаторов с напряженной геометрией или катализаторов с единым центром полимеризации, и он обычно имеет молекулярно-массовое распределение (“ММР”) более 2,5.
3
Термин “HDPE” относится к полиэтиленам, имеющим плотность более 0,940 г/см, которые обычно получают с применением катализаторов Циглера-Натта, катализаторов на основе хрома, пост-металлоценовых катализаторов или катализаторов с напряженной геометрией.
Термин “мультимодальные” обозначает композиции смол, которые могут быть охарактеризованы наличием по меньшей мере двух отдельных пиков на хроматограмме ГПХ, демонстрирующей молекулярно-массовое распределение. Мультимодальные смолы включают в себя смолы, имеющие два пика, а также смолы, имеющие более двух пиков.
Применяемый в настоящем описании термин “полиальдегид” обозначает молекулу, содержащую две или более альдегидные группы или их гидраты, или их ацетали или полуацетали, где молекула способна функционировать, как описано в настоящем описании, и способна взаимодействовать с поликарбаматом во время стадии отверждения согласно настоящему изобретению с получением таким образом сшитого полиуретана согласно настоящему изобретению. Альдегидная группа может быть указана в настоящем описании, как -C(=O)H или -CHO. Термин “полиальдегид” не применяют в настоящем описании для обозначения полимерного вещества, полученного путем самополимеризации альдегидного мономера.
Если не указано иное, термин “карбаматная группа” обозначает радикал формулы
.
2
Применяемый в настоящем описании термин “поликарбамат” обозначает молекулу, содержащую две или более карбаматных групп (HNC(O)O-), где молекула способна реагировать с полиальдегидом во время стадии отверждения согласно настоящему изобретению с получением таким образом сшитого полиуретана согласно настоящему изобретению.
Применяемый в настоящем описании термин группы, “по существу не содержащие изоцианатных групп” или “по существу не содержащие изоцианата”, означает наличие менее 5 мольных процентов (мол.%) групп -N=C=O (т.е. изоцианатных групп) в расчете на общее мольное количество карбаматных групп и изоцианатных групп в композиции, предпочтительно менее 3 мол.%, более предпочтительно менее 1 мол.% и более предпочтительно менее 0,1 мол.%.
Применяемый в настоящем описании термин “сшитый полиуретан” обозначает полимерное вещество, содержащее две смежные главные цепи молекулы, каждая из которых независимо содержит множество повторяющихся звеньев, где каждое повторяющееся звено независимо содержит соединительный карбаматный дирадикал, или любые два смежных повторяющихся звена совместно содержат соединительный карбаматный дирадикал, или их комбинацию; где смежные главные цепи молекулы ковалентно связаны друг с другом посредством по меньшей мере одной ковалентной связи с соединительным карбаматным дирадикалом, таким образом ковалентно связывая вместе смежные главные цепи молекулы с получением одной молекулы сшитого полиуретана. Соединительный карбаматный дирадикал представлен ниже.
Применяемый в настоящем описании термин “карбаматный дирадикал” обозначает группу “”.
Применяемый в настоящем описании символ “” (или конец “-” в соответствующем контексте) обозначает радикал. Каждая из ковалентно связанных смежных главных цепей молекулы независимо является линейной или разветвленной и независимо не содержит или содержит одну или более циклических групп, включая ароматические группы. Каждая из главных цепей молекулы может быть ковалентно связана с одной или более другими главными цепями молекулы.
Применяемый в настоящем описании термин “отверждение” обозначает подвергание воздействию условиями, эффективными для химического превращения, или химическое превращение в таких условиях.
Применяемый в настоящем описании термин “температура отверждения” обозначает степень нагрева или охлаждения, эффективную для химического превращения отверждаемой при температуре окружающей среды композиции согласно настоящему изобретению в сшитый полиуретан согласно настоящему изобретению. Применяемый в настоящем описании термин “сшитый полиуретан” обозначает полимерное вещество, содержащее две смежные главные цепи молекулы, каждая из которых независимо содержит множество повторяющихся звеньев, где каждое повторяющееся звено независимо содержит соединительный карбаматный дирадикал, или любые два смежных повторяющихся звена совместно содержат соединительный карбаматный дирадикал, или их комбинацию; где смежные главные цепи молекулы ковалентно связаны друг с другом посредством по меньшей мере одной ковалентной связи с соединительным карбаматным дирадикалом, таким образом ковалентно связывая вместе смежные главные цепи молекулы с получением одной молекулы сшитого полиуретана. Соединительный карбаматный дирадикал представлен ниже.
Применяемый в настоящем описании термин “карбаматный дирадикал” обозначает группу “ ”.
Применяемый в настоящем описании термин “ ” (или конец “-” в соответствующем контексте) обозначает радикал. Каждая из ковалентно связанных смежных главных цепей молекулы независимо является линейной или разветвленной и независимо не содержит или содержит одну или более циклических групп, включая ароматические группы. Каждая из главных цепей молекулы может быть ковалентно связана с одной или более другими главными цепями молекулы.
Применяемый в настоящем описании термин “отверждение” обозначает подвергание воздействию условиями, эффективными для химического превращения, или химическое превращение в таких условиях.
Применяемый в настоящем описании термин “температура отверждения” обозначает степень нагрева или охлаждения, эффективную для химического превращения отверждаемой при температуре окружающей среды композиции согласно настоящему изобретению в сшитый полиуретан согласно настоящему изобретению.
Если в настоящем описании не указано иное, в описывающих аспектах согласно настоящему изобретению применяют следующие аналитические способы:
2
10
Индекс расплава: индексы расплава I (или I2) и I (или I10) измеряют в соответствии с ASTM D-1238 при 190°C и при нагрузке 2,16 кг и 10 кг, соответственно. Их значения приведены в г/10 мин.
Плотность: образцы для измерения плотности готовят в соответствии с ASTM D4703. Измерения производят в соответствии с ASTM D792, способ B, в течение одного часа после прессования образца.
Максимальную температуру плавления определяют при помощи дифференциального сканирующего калориметра (ДСК), при этом пленку выдерживают при 230°C в течение 3 минут перед охлаждением со скоростью 10°C в минуту до температуры -40°C. После выдерживания пленки при -40°C в течение 3 минут пленку нагревают до 200°C со скоростью 10°C в минуту.
w
n
w
n
Термин “молекулярно-массовое распределение” или “ММР” определяют, как отношение среднемассовой молекулярной массы к среднечисленной молекулярной массе (M/M). M и M определяют в соответствии со способами, известными в данной области техники, с применением обычной гель-проникающей хроматографии (обычная ГПХ).
Глянцевитость определяют в соответствии с ASTM D2457.
Коэффициент трения определяют в соответствии с ASTM 1894.
Дополнительные свойства и способы испытаний описаны ниже.
3
3
3
В одном из аспектов в настоящем изобретении предложена пленка с покрытием, которая содержит (а) пленку, содержащую (i) первый слой, содержащий от 70 до 100 массовых процентов полиэтилена, имеющего плотность 0,930 г/см или менее и максимальную температуру плавления менее 126°C; (ii) второй слой, содержащий от 60 до 100 массовых процентов полиэтилена, имеющего плотность от 0,905 до 0,970 г/см и максимальную температуру плавления в диапазоне от 100°С до 135°С; и (iii) по меньшей мере один внутренний слой между первым слоем и вторым слоем, содержащий от 40 до 100 массовых процентов полиэтилена, имеющего плотность от 0,930 до 0,970 г/см и максимальную температуру плавления в диапазоне от 120°C до 135°C, где полиэтилен представляет собой полиэтилен средней плотности или полиэтилен высокой плотности; и (b) покрытие на внешней поверхности второго слоя пленки, содержащее сшитый полиуретан, где покрытие по существу не содержит изоцианатных групп.
3
3
3
В другом аспекте в настоящем изобретении предложена пленка с покрытием, которая содержит (а) пленку, содержащую (i) первый слой, содержащий от 70 до 100 массовых процентов полиэтилена, имеющего плотность 0,930 г/см или менее и максимальную температуру плавления менее 126°C; (ii) второй слой, содержащий от 60 до 100 массовых процентов полиэтилена, имеющего плотность от 0,905 до 0,970 г/см и максимальную температуру плавления в диапазоне от 100°С до 135°С; и (iii) по меньшей мере один внутренний слой между первым слоем и вторым слоем, содержащий от 40 до 100 массовых процентов полиэтилена, имеющего плотность от 0,930 до 0,970 г/см и максимальную температуру плавления в диапазоне от 120°C до 135°C, где полиэтилен представляет собой полиэтилен средней плотности или полиэтилен высокой плотности; и (b) покрытие на внешней поверхности второго слоя пленки, содержащее сшитый полиуретан, где покрытие по существу не содержит изоцианатных групп, где пленка с покрытием является термостойкой при испытании W-складыванием при температуре по меньшей мере 230°F (110°С) и/или имеет глянцевитость по меньшей мере 70 единиц при 60°.
3
3
2
2
В другом аспекте в настоящем изобретении предложена пленка с покрытием, которая содержит (а) однослойную пленку, содержащую от 70 до 100 массовых процентов полиэтилена, имеющего плотность 0,930 г/см или менее, индекс расплава (I) менее 2,0 г/10 минут и максимальную температуру плавления менее 126°С; и (b) покрытие на внешней поверхности пленки, содержащее сшитый полиуретан, где покрытие по существу не содержит изоцианатных групп. В другом аспекте в настоящем изобретении предложена пленка с покрытием, которая содержит (а) однослойную пленку, содержащую от 70 до 100 массовых процентов полиэтилена, имеющего плотность 0,930 г/см или менее, индекс расплава (I) менее 2,0 г/10 минут и максимальную температуру плавления менее 126°С; и (b) покрытие на внешней поверхности пленки, содержащее сшитый полиуретан, где покрытие по существу не содержит изоцианатных групп, где пленка с покрытием является термостойкой при испытании W-складыванием при температуре по меньшей мере 230°F (110°С) и/или имеет глянцевитость по меньшей мере 70 единиц при 60°.
В некоторых вариантах реализации полиуретан получают из: (а) поликарбамата, имеющего в среднем 2,5 или более карбаматных функциональных групп; и (b) полиальдегида, где полиальдегид представляет собой диальдегид, триальдегид или их ацеталь или полуацеталь, и где полиальдегид содержит от 2 до 20 атомов углерода. Дополнительные детали относительно полиуретана, который можно применять в покрытии в различных вариантах реализации согласно настоящему изобретению, представлены в настоящем описании. В некоторых вариантах реализации покрытие дополнительно содержит по меньшей мере одну добавку, выбранную из масла и воска.
2
В некоторых вариантах реализации пленка с покрытием представляет собой пленку, получаемую экструзией с раздувом. В вариантах реализации, в которых пленка с покрытием представляет собой многослойную пленку, получаемую экструзией с раздувом, полиэтилен в первом слое, полиэтилен во втором слое и полиэтилен в по меньшей мере одном дополнительном слое имеют индексы расплава (I) менее 2,0 г/10 минут.
2
2
2
В некоторых вариантах реализации пленка с покрытием представляет собой пленку, отливаемую из раствора. В вариантах реализации, в которых пленка с покрытием представляет собой многослойную пленку, отливаемую из раствора, полиэтилен в первом слое, полиэтилен во втором слое и полиэтилен в по меньшей мере одном дополнительном слое имеют индексы расплава (I) 2,0 г/10 минут или более. В некоторых вариантах реализации один или более из полиэтилена в первом слое, полиэтилена во втором слое и полиэтилена в по меньшей мере одном дополнительном слое могут иметь индекс расплава (I) менее 2,0 г/10 минут. В некоторых вариантах реализации один или более из полиэтилена в первом слое, полиэтилена во втором слое и полиэтилена в по меньшей мере одном дополнительном слое могут иметь индекс расплава (I) 0,1-2,0 г/10 минут или 0,5-2,0 г/10 минут.
В некоторых вариантах реализации пленка с покрытием имеет глянцевитость по меньшей мере 85 единиц при 60°.
2
В некоторых вариантах реализации количество покрытия на внешней поверхности пленки (или внешней поверхности слоя многослойной пленки) составляет от 1 до 7 г/м.
В некоторых вариантах реализации пленка с покрытием имеет кинетический коэффициент трения от 0,10 до 1,5 на покрытой поверхности.
3
В некоторых вариантах реализации, в которых пленка представляет собой многослойную пленку, содержащую два или более слоев, пленка может содержать один или более внутренних слоев с более низкой плотностью между первым слоем и вторым слоем, содержащих от 50 до 100 массовых процентов полиэтилена, имеющего плотность 0,92 г/см или менее и максимальную температуру плавления в диапазоне от 90 до 120°С, предпочтительно от 100°С до 115°С. В некоторых вариантах реализации, в которых пленка представляет собой многослойную пленку, содержащую два или более слоев, пленка может содержать один или более слоев, содержащих полипропилен, сополимеры на основе пропилена, циклический олефиновый сополимер или их смеси. В некоторых вариантах реализации, в которых пленка представляет собой многослойную пленку, содержащую два или более слоев, пленка может дополнительно содержать защитный слой. Защитный слой в таких вариантах реализации может содержать, например, полиамид или этиленвиниловый спирт.
В вариантах реализации согласно настоящему изобретению также предложены изделия, полученные из любой из пленок с покрытием, описанных в настоящем описании. В некоторых таких вариантах реализации толщина пленки с покрытием составляет от 20 до 200 мкм. Примеры таких изделий могут включать гибкие упаковки, такие как пакеты типа подушки или пакеты с устойчивым дном. В некоторых вариантах реализации пленки с покрытием согласно настоящему изобретению можно применять в процессах изготовления, заполнения и герметизации для получения упаковок или других изделий.
3
Как отмечалось выше, в некоторых вариантах реализации пленка представляет собой многослойную пленку. В таких вариантах реализации первый слой содержит от 70 до 100 массовых процентов полиэтилена, имеющего плотность 0,930 г/см или менее. В некоторых вариантах реализации первый слой представляет собой поверхностный слой. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 70 до 100 массовых процентов (масс.%) включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании; например, количество линейного полиэтилена низкой плотности может составлять от нижнего предела, составляющего 70, 80 или 90 масс.%, до верхнего предела, составляющего 80, 90 или 100 масс.%. Например, количество первого линейного полиэтилена низкой плотности может составлять от 80 до 100 масс.%, или альтернативно от 70 до 90 масс.%, или альтернативно от 75 до 95 масс.%, или альтернативно от 80 до 100 масс.%.
3
Полиэтилен в первом слое имеет плотность, меньшую или равную 0,930 г/куб. см (см). Все индивидуальные значения и поддиапазоны, меньшие или равные 0,930 г/куб. см, включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании; например, плотность полиэтилена может составлять от верхнего предела, составляющего 0,928, 0,925, 0,920 или 0,915 г/куб. см. В некоторых аспектах настоящего изобретения полиэтилен в первом слое имеет плотность, большую или равную 0,870 г/куб. см. Все индивидуальные значения и поддиапазоны между 0,870 и 0,930 включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании.
3
В некоторых вариантах реализации полиэтилен в первом слое, имеющий плотность 0,930 г/см или менее, имеет максимальную температуру плавления 126°С или менее, предпочтительно от 70 до 121°С, более предпочтительно от 80 до 121°С.
3
2
2
2
Индекс расплава полиэтилена в первом слое, имеющего плотность 0,930 г/см или менее, может зависеть от ряда факторов, в том числе от того, является ли пленка пленкой, получаемой экструзией с раздувом, или пленкой, отливаемой из раствора. В вариантах реализации, в которых пленка представляет собой пленку, получаемую экструзией с раздувом, полиэтилен в первом слое имеет I, меньший или равный 2,0 г/10 минут. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 2,0 г/10 минут включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании. Например, полиэтилен может иметь индекс расплава от верхнего предела, составляющего 2,0, 1,7, 1,4, 1,1 или 0,9 г/10 минут. В конкретном аспекте настоящего изобретения полиэтилен имеет нижний предел I, составляющий 0,1 г/10 минут. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 0,1 г/10 минут включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании. Например, полиэтилен в первом слое может иметь I, больший или равный 0,1, 0,2, 0,3 или 0,4 г/10 минут.
3
2
2
2
В других вариантах реализации пленка может представлять собой пленку, отливаемую из раствора. В таких вариантах реализации полиэтилен в первом слое, имеющий плотность 0,930 г/см или менее, имеет I, больший или равный 2,0 г/10 минут. Все индивидуальные значения и поддиапазоны выше 2,0 г/10 минут включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании. Например, полиэтилен может иметь нижний предел индекса расплава, составляющий 2,0, 3,0, 4,0, 5,0, 6,0 или 10 г/10 минут. В некоторых вариантах реализации полиэтилен для нанесения пленки, отливаемой из раствора, может иметь верхний предел индекса расплава, составляющий 15 г/10 минут. В некоторых вариантах реализации в зависимости от других компонентов в первом слое или других слоях полиэтилен в первом слое для нанесения пленки, отливаемой из раствора, может иметь верхний предел I, составляющий менее 2,0 г/10 минут. В некоторых вариантах реализации полиэтилен в первом слое для нанесения пленки, отливаемой из раствора, может иметь индекс расплава (I), составляющий 0,1-2,0 г/10 минут или 0,5-2,0 г/10 минут. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 0,1 до 2,0 г/10 минут включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании.
3
Примеры полиэтиленов, имеющих плотность 0,930 г/см или менее, которые можно использовать в первом слое, включают линейные полиэтилены низкой плотности, полиолефиновые пластомеры, полиэтилены ультра низкой плотности и улучшенные полиэтилены. Такие полиэтилены включают полиэтилены, производимые The Dow Chemical Company под названиями AFFINITY™, ELITE™ AT и ATTANE™, включая, например, полиолефиновый пластомер AFFINITY™ PL 1146G, полиолефиновый пластомер AFFINITY™ PL 1888, улучшенный полиэтилен ELITE™ AT 6401, улучшенный полиэтилен ELITE™ 5401G и полиэтилен ультра низкой плотности ATTANE™ 4203.
3
В вариантах реализации, в которых первый слой содержит <100% полиэтилена, имеющего плотность 0,930 г/см или менее, первый слой дополнительно содержит одну или более дополнительных полиэтиленовых смол, таких как, например, один или более полиэтилены низкой плотности, имеющие индекс расплава от 0,1 до 5 г/10 минут, один или более линейные полиэтилены низкой плотности, имеющие плотность 0,930 г/куб. см или более и индекс расплава от 0,1 до 5 г/10 минут.
В вариантах реализации, в которых пленка включает многослойную пленку, второй слой содержит от 60 до 100 массовых процентов полиэтилена. В некоторых вариантах реализации второй слой представляет собой другой поверхностный слой. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 60 до 100 массовых процентов (масс.%) включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании; например, количество полиэтилена может составлять от нижнего предела, составляющего 60, 70, 80 или 90 масс.%, до верхнего предела, составляющего 70, 80, 90 или 100 масс.%. Например, количество полиэтилена может составлять от 70 до 100 масс.%, или альтернативно от 60 до 90 масс.%, или альтернативно от 65 до 95 масс.%, или альтернативно от 70 до 100 масс.%.
3
Полиэтилен во втором слое имеет плотность от 0,905 до 0,970 г/куб. см (см). Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 0,910 до 0,970 г/куб. см включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании; например, плотность полиэтилена может составлять от нижнего предела, составляющего 0,905, 0,910, 0,920, 0,930, 0,940 или 0,950 г/куб. см, до верхнего предела, составляющего 0,930, 0,940, 0,950, 0,960, 0,970 г/куб. см. В некоторых вариантах реализации полиэтилен имеет плотность от 0,910 до 0,970 г/куб. см, предпочтительно от 0,920 до 0,960 г/куб. см, более предпочтительно от 0,940 до 0,960 г/куб. см.
В некоторых вариантах реализации полиэтилен во втором слое имеет максимальную температуру плавления от 100°С до 135°С, предпочтительно от 121 до 132°С, более предпочтительно от 126 до 132°С.
2
2
2
Индекс расплава полиэтилена во втором слое может зависеть от ряда факторов, в том числе от того, является ли пленка пленкой, получаемой экструзией с раздувом, или пленкой, отливаемой из раствора. В вариантах реализации, в которых пленка представляет собой пленку, получаемую экструзией с раздувом, полиэтилен имеет I, меньший или равный 2,0 г/10 минут. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 2,0 г/10 минут включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании. Например, полиэтилен может иметь плотность от верхнего предела, составляющего 2,0, 1,7, 1,4, 1,1 или 0,9 г/10 минут. В конкретном аспекте согласно настоящему изобретению полиэтилен имеет нижний предел I, составляющий 0,1 г/10 минут. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 0,1 г/10 минут включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании. Например, полиэтилен может иметь I, больший или равный 0,1, 0,2, 0,3 или 0,5 г/10 минут.
2
2
2
2
В других вариантах реализации пленка может представлять собой пленку, отливаемую из раствора. В таких вариантах реализации полиэтилен во втором слое имеет I, больший или равный 2,0 г/10 минут. Все индивидуальные значения и поддиапазоны выше 2,0 г/10 минут включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании. Например, первый линейный полиэтилен низкой плотности может иметь нижний предел индекса расплава, составляющий 2,0, 3,0, 4,0, 5,0, 6,0 или 10 г/10 минут. В некоторых вариантах реализации полиэтилен во втором слое для нанесения пленки, отливаемой из раствора, может иметь I, составляющий вплоть до 15 г/10 минут. В некоторых вариантах реализации в зависимости от других компонентов во втором слое или других слоях полиэтилен во втором слое для нанесения пленки, отливаемой из раствора, может иметь верхний предел I, составляющий менее 2,0 г/10 минут. В некоторых вариантах реализации полиэтилен во втором слое для нанесения пленки, отливаемой из раствора, может иметь индекс расплава (I), составляющий 0,1-2,0 г/10 минут или 0,5-2,0 г/10 минут. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 0,1 до 2,0 г/10 минут включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании.
Примеры полиэтиленов, которые можно использовать во втором слое, включают полиэтилены, производимые The Dow Chemical Company под названием DOWLEX™, Elite™ и ATTANE™, такие как DOWLEX™ 2045G, DOWLEX™ 2038.68, ELITE™ 5111G, ELITE™ 5400G, ELITE™ 5960G и ATTANE™ 4203.
В вариантах реализации, в которых второй слой содержит <100% описанного выше полиэтилена, второй слой дополнительно содержит одну или более дополнительных полиэтиленовых смол, таких как, например, один или более полиэтилены низкой плотности, имеющие индекс расплава от 0,1 до 5 г/10 минут, один или более дополнительные линейные полиэтилены низкой плотности, имеющие плотность 0,930 г/куб. см или менее и индекс расплава от 0,1 до 5 г/10 минут.
В вариантах реализации, в которых пленка представляет собой многослойную пленку, имеющую первый и второй слои, как описано выше, пленка может дополнительно содержать один или более внутренних слоев между первым слоем и вторым слоем. В таких вариантах реализации по меньшей мере один из внутренних слоев может содержать от 40 до 100 массовых процентов полиэтилена высокой плотности (HDPE) и/или полиэтилена средней плотности (MDPE). Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 40 до 100 массовых процентов (масс.%) включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании; например, количество полиэтилена высокой плотности может составлять от нижнего предела, составляющего 40, 50, 60, 70, 80 или 90 масс.%, до верхнего предела, составляющего 50, 60, 70, 80, 90 или 100 масс.%. Например, количество полиэтилена высокой плотности может составлять от 50 до 100 масс.%, или альтернативно от 60 до 90 масс.%, или альтернативно от 65 до 95 масс.%, или альтернативно от 70 до 100 масс.%.
3
Если внутренний слой содержит полиэтилен средней плотности, полиэтилен средней плотности имеет плотность от 0,930 г/куб. см (см) до 0,940 г/куб. см. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 0,930 до 0,940 г/куб. см включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании; например, плотность полиэтилена может составлять от нижнего предела, составляющего 0,930, 0,935 или 0,937 г/куб. см, до верхнего предела, составляющего 0,935, 0,937 или 0,940 г/куб. см.
3
Если внутренний слой содержит полиэтилен высокой плотности, полиэтилен высокой плотности имеет плотность от 0,940 г/куб. см (см) до 0,970 г/куб. см. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 0,940 до 0,970 г/куб. см включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании; например, плотность полиэтилена может составлять от нижнего предела, составляющего 0,940, 0,945, 0,950 или 0,960 г/куб. см, до верхнего предела, составляющего 0,950, 0,960 или 0,970 г/куб. см. В некоторых вариантах реализации полиэтилен высокой плотности имеет плотность 0,940 г/куб. см или более.
В некоторых вариантах реализации полиэтилен средней плотности и/или полиэтилен высокой плотности имеет максимальную температуру плавления от 126°С до 135°С, предпочтительно от 126 до 132°С, более предпочтительно от 127 до 132°С.
2
2
2
Индекс расплава полиэтилена средней плотности и/или высокой плотности в по меньшей мере одном внутреннем слое может зависеть от ряда факторов, в том числе от того, является ли пленка пленкой, получаемой экструзией с раздувом, или пленкой, отливаемой из раствора. В вариантах реализации, в которых пленка представляет собой пленку, получаемую экструзией с раздувом, полиэтилен средней и/или высокой плотности имеет I, меньший или равный 2,0 г/10 минут. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 2,0 г/10 минут включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании. Например, полиэтилен средней и/или высокой плотности может иметь плотность от верхнего предела, составляющего 2,0, 1,7, 1,4, 1,1 или 0,9 г/10 минут. В конкретном аспекте согласно настоящему изобретению полиэтилен средней и/или высокой плотности имеет нижний предел I, составляющий 0,1 г/10 минут. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 0,1 г/10 минут включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании. Например, полиэтилен средней и/или высокой плотности может иметь I, больший или равный 0,1, 0,2, 0,3 или 0,4 г/10 минут.
2
2
2
2
В других вариантах реализации пленка может представлять собой пленку, отливаемую из раствора. В таких вариантах реализации полиэтилен средней и/или высокой плотности имеет I, больший или равный 2,0 г/10 минут. Все индивидуальные значения и поддиапазоны выше 2,0 г/10 минут включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании. Например, полиэтилен средней и/или высокой плотности в по меньшей мере одном внутреннем слое может иметь нижний предел индекса расплава, составляющий 2,0, 3,0, 4,0, 5,0, 6,0 или 10 г/10 минут. В некоторых вариантах реализации полиэтилен средней и/или высокой плотности в по меньшей мере одном внутреннем слое для нанесения пленки, отливаемой из раствора, может иметь I, составляющий вплоть до 15 г/10 минут. В некоторых вариантах реализации в зависимости от других компонентов во внутреннем(их) слое(ях) или других слоях полиэтилен средней и/или высокой плотности в по меньшей мере одном внутреннем слое для нанесения пленки, отливаемой из раствора, может иметь верхний предел I, составляющий менее 2,0 г/10 минут. В некоторых вариантах реализации полиэтилен средней и/или высокой плотности в по меньшей мере одном внутреннем слое для нанесения пленки, отливаемой из раствора, может иметь индекс расплава (I), составляющий 0,1-2,0 г/10 минут или 0,5-2,0 г/10 минут. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 0,1 до 2,0 г/10 минут включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании.
Примеры полиэтиленов средней и высокой плотности, которые можно применять в по меньшей мере одном внутреннем слое, включают улучшенные полиэтилены, производимые The Dow Chemical Company под названиями ELITE™, такие как ELITE™ 5940G и ELITE™ 5960G.
В вариантах реализации, в которых внутренний слой содержит <100% описанного выше полиэтилена, внутренний слой дополнительно содержит одну или более дополнительных полиэтиленовых смол, таких как, например, один или более полиэтилены низкой плотности, имеющие индекс расплава от 0,1 до 5 г/10 минут, один или более линейные полиэтилены низкой плотности, имеющие плотность 0,930 г/куб. см или менее и индекс расплава от 0,1 до 5 г/10 минут.
3
В некоторых вариантах реализации в дополнение ко внутреннему слою, содержащему от 40 до 100 массовых процентов полиэтилена средней и высокой плотности, пленка может содержать один или более дополнительных внутренних слоев, содержащих другие полиэтилены или комбинации полиэтиленов, таких как один или более полиэтилены низкой плотности, один или более линейные полиэтилены низкой плотности, или их комбинации. Например, в одном из вариантов реализации пленка содержит по меньшей мере один дополнительный внутренний слой, где указанный дополнительный внутренний слой содержит от 50 до 100 массовых процентов полиэтилена, имеющего плотность 0,920 г/куб. см (см) или менее. Все индивидуальные значения и поддиапазоны для плотности полиэтилена от 0,920 г/куб. см включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании; например, плотность полиэтилена может составлять до верхнего предела, составляющего 0,900, 0,905, 0,910, 0915 или 0,920 г/куб. см. Такие внутренние слои могут быть предусмотрены, например, для повышения прочности пленки.
2
2
2
Индекс расплава полиэтилена в по меньшей мере одном дополнительном внутреннем слое может зависеть от ряда факторов, в том числе от того, является ли пленка пленкой, получаемой экструзией с раздувом, или пленкой, отливаемой из раствора. В вариантах реализации, в которых пленка представляет собой пленку, получаемую экструзией с раздувом, полиэтилен в по меньшей мере одном дополнительном слое имеет I, меньший или равный 2,0 г/10 минут. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 2,0 г/10 минут включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании. Например, полиэтилен может иметь плотность от верхнего предела, составляющего 2,0, 1,7, 1,4, 1,1 или 0,9 г/10 минут. В конкретном аспекте согласно настоящему изобретению полиэтилен имеет нижний предел I, составляющий 0,01 г/10 минут. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 0,1 г/10 минут включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании. Например, полиэтилен может иметь I, больший или равный 0,1, 0,2, 0,3 или 0,4 г/10 минут.
2
2
2
2
В других вариантах реализации пленка может представлять собой пленку, отливаемую из раствора. В таких вариантах реализации полиэтилен в по меньшей мере одном дополнительном внутреннем слое имеет I, больший или равный 2,0 г/10 минут. Все индивидуальные значения и поддиапазоны выше 2,0 г/10 минут включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании. Например, полиэтилен может иметь нижний предел индекса расплава, составляющий 2,0, 3,0, 4,0, 5,0, 6,0 или 10 г/10 минут. В некоторых вариантах реализации полиэтилен в по меньшей мере одном дополнительном внутреннем слое для нанесения пленки, отливаемой из раствора, может иметь I, составляющий вплоть до 15 г/10 минут. В некоторых вариантах реализации в зависимости от других компонентов во внутреннем(их) слое(ях) или других слоях полиэтилен в по меньшей мере одном дополнительном внутреннем слое для нанесения пленки, отливаемой из раствора, может иметь верхний предел I, составляющий менее 2,0 г/10 минут. В некоторых вариантах реализации полиэтилен в по меньшей мере одном дополнительном внутреннем слое для нанесения пленки, отливаемой из раствора, может иметь индекс расплава (I), составляющий 0,1-2,0 г/10 минут или 0,5-2,0 г/10 минут. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 0,1 до 2,0 г/10 минут включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании.
Примеры полиэтиленов, имеющих плотность 0,920 г/куб. см или менее, которые можно использовать в по меньшей мере одном дополнительном внутреннем слое, включают полиэтилены, производимые The Dow Chemical Company под названиями DOWLEX™, ELITE™ и ATTANE™, такие как DOWLEX™ 2045G, ELITE™ 5401G и ATTANE™ 4203G.
В любом из указанных выше слоев (но предпочтительно во внутренних слоях) многослойной пленки в дополнение к полиэтилену по различным причинам можно включать другие полиолефиновые смолы. Например, слой в многослойной пленке может содержать другие полиолефиновые смолы, такие как полипропиленовые и/или циклические олефиновые сополимеры (например, циклические олефиновые сополимеры, производимые TOPAS Advanced Polymers, такие как TOPAS 6013), для обеспечения повышенной жесткости без значительного ущерба для совместимости материалов и потенциальной перерабатываемости. В таких вариантах реализации дополнительные полиолефиновые смолы могут быть представлены в количестве 50 масс.% или менее, предпочтительно менее 30масс.%.
В некоторых вариантах реализации многослойная пленка, которую можно применять в пленках с покрытием согласно настоящему изобретению, может содержать 3 или более слоев. В некоторых вариантах реализации многослойная пленка, которую можно применять в пленках с покрытием согласно настоящему изобретению, может содержать до 7 слоев. Количество слоев в пленке может зависеть от ряда факторов, включая, например, желаемую толщину многослойной пленки, желаемые свойства многослойной пленки, предполагаемое применение многослойной пленки и другие факторы.
В некоторых вариантах реализации один или более слоев в многослойной пленке могут содержать одну или более добавок. Добавки могут включать, но не ограничиваются ими, антистатические агенты, усилители цвета, красители, смазывающие вещества, наполнители (например, TiO2 или CaCO3), замутнители, зародышеобразующие агенты, распределяющие агенты, технологические вспомогательные добавки, пигменты, первичные антиоксиданты, вторичные антиоксиданты, УФ-стабилизаторы, антиадгезивы, антифрикционные добавки, усилители клейкости, антипирены, антимикробные агенты, средства для уменьшения запаха, противогрибковые агенты и их комбинации в зависимости от требований конкретного применения.
В некоторых вариантах реализации в зависимости от желаемого применения или требований к пленке пленка может содержать другие слои, такие как защитные слои. Например, для некоторых применений может быть желательно, чтобы пленка обеспечивала защиту от проникновения влаги, света, аромата/запаха и/или кислорода. Такие защитные слои могут включать, например, полиамидные пленки, пленки этиленвинилового спирта, слои, образованные из или включающие циклические олефиновые сополимеры, слои, содержащие глины, тальк, слюду или подобные материалы, и другие слои, известные специалистам в данной области техники. В таких вариантах реализации в пленку можно включать один или более связующих слоев для прикрепления защитного(ых) слоя(ев) к слою(ям) на основе полиэтилена.
В некоторых вариантах реализации полиуретановое покрытие может иметь защитные свойства.
3
2
В некоторых вариантах реализации пленка, покрываемая полиуретановым покрытием, включает однослойную пленку. В таких вариантах реализации однослойная пленка может содержать от 70 до 100 массовых процентов полиэтилена, имеющего плотность менее 0,930 г/см, индекс расплава (I) менее 2,0 г/10 мин и максимальную температуру плавления менее 126°С. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 70 до 100 массовых процентов (масс.%) включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании; например, количество полиэтилена может составлять от нижнего предела, составляющего 70, 80 или 90 масс.%, до верхнего предела, составляющего 80, 90 или 100 масс.%. Например, количество полиэтилена может составлять от 80 до 100 масс.%, или альтернативно от 70 до 90 масс.%, или альтернативно от 75 до 95 масс.%, или альтернативно от 80 до 100 масс.%.
3
Полиэтилен, используемый в монослое, имеет плотность, меньшую или равную 0,930 г/куб. см (см). Все индивидуальные значения и поддиапазоны, меньшие или равные 0,930 г/куб. см, включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании; например, плотность полиэтилена может составлять от верхнего предела, составляющего 0,928, 0,925, 0,920 или 0,915 г/куб. см. В некоторых аспектах согласно настоящему изобретению полиэтилен имеет плотность, большую или равную 0,870 г/куб. см. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 0,870 до 0,930 г/куб. см включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании.
В некоторых вариантах реализации полиэтилен, используемый в монослое, имеет максимальную температуру плавления 126°С или менее, предпочтительно от 70 до 121°С, более предпочтительно от 80 до 121°С.
2
2
2
В некоторых вариантах реализации индекс расплава полиэтилена, используемого в монослое, (I) меньше или равен 2,0 г/10 минут. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 2,0 г/10 минут включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании. Например, полиэтилен может иметь плотность от верхнего предела, составляющего 2,0, 1,7, 1,4, 1,1 или 0,9 г/10 минут. В конкретном аспекте согласно настоящему изобретению полиэтилен имеет нижний предел I, составляющий 0,1 г/10 минут. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 0,1 г/10 минут включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании. Например, полиэтилен может иметь I, больший или равный 0,1, 0,2, 0,3 или 0,4 г/10 минут.
2
Примеры полиэтиленов, имеющих плотность 0,930 г/куб. см или менее, индекс расплава (I) 2,0 г/10 минут или менее и максимальную температуру плавления 126°С или менее, которые можно использовать в однослойной пленке в соответствии с некоторыми вариантами реализации, включают полиэтилены, производимые The Dow Chemical Company под названиями AFFINITY™, ELITE™ AT и ATTANE™, такие как AFFINITY™ PL 1146G, AFFINITY™ 1888, ELITE™ AT 6401, ELITE™ 5401G и ATTANE™ 4203.
В случае однослойной пленки в монослой в дополнение к полиэтилену по различным причинам можно включать другие полиолефиновые смолы. Например, монослой может содержать полиолефиновые смолы, такие как полипропиленовые и/или циклические олефиновые сополимеры (например, циклические олефиновые сополимеры, производимые TOPAS Advanced Polymers, такие как TOPAS 6013), для обеспечения повышенной жесткости. В таких вариантах реализации дополнительные полиолефиновые смолы могут быть представлены в количествах менее 50 массовых процентов.
В вариантах реализации, в которых монослой содержит <100% описанного выше полиэтилена, монослой дополнительно содержит одну или более дополнительных полиэтиленовых смол, таких как, например, один или более полиэтилены низкой плотности, имеющие индекс расплава от 0,1 до 5 г/10 минут, один или более дополнительные линейные полиэтилены низкой плотности, имеющие плотность 0,930 г/куб. см или менее и индекс расплава от 0,1 до 5 г/10 минут.
Предпочтительно, чтобы пленки, применяемые в вариантах реализации согласно настоящему изобретению, были получены при помощи способов экструзии с раздувом или отливания из раствора, известных в данной области техники, хотя можно применять другие способы, такие как ламинирование.
3
В настоящем изобретении предложено покрытие на основе полиуретана на внешней поверхности пленки. В случае многослойной пленки внешняя поверхность представляет собой внешнюю поверхность второго слоя, содержащего от 60 до 100 массовых процентов полиэтилена, имеющего плотность от 0,905 до 0,970 г/см и максимальную температуру плавления в диапазоне от 100°С до 135°С. В случае однослойной пленки покрытие на основе полиуретана находится на одной из внешних поверхностей пленки.
Термин “покрытие на основе полиуретана” применяют для обозначения того, что при отверждении покрытие содержит в основном полиуретан, но при этом в некоторых вариантах реализации покрытие также может содержать непрореагировавшие реагенты (например, многоатомные спирты и т.д.), а также другие добавки. В некоторых вариантах реализации полиуретан получают из (а) поликарбамата, имеющего в среднем 2,5 или более карбаматных функциональных групп, и (b) полиальдегида, где полиальдегид представляет собой диальдегид, триальдегид или их ацеталь или полуацеталь, и где полиальдегид содержит от 2 до 20 атомов углерода. Как указано ниже, в смеси, которая образует полиуретан, можно использовать другие компоненты, такие как триггерный агент.
Как отмечалось выше, покрытия на основе полиуретана, применяемые в вариантах реализации согласно настоящему изобретению, по существу не содержат изоцианатных групп, что означает, что такое покрытие содержит менее 5 мольных процентов (мол.%) групп -N=C=O (т.е. изоцианатных групп) в расчете на общее количество молей карбаматных групп и изоцианатных групп в композиции, предпочтительно менее 3 мол.%, более предпочтительно менее 1 мол.% и более предпочтительно менее 0,1 мол.%. В некоторых вариантах реализации покрытие из сшитого полиуретана отверждается при комнатной температуре.
В некоторых вариантах реализации по существу не содержащая изоцианатов многокомпонентная композиция для получения сшитого полиуретана содержит поликарбамат в качестве первого компонента и полиальдегид или его ацеталь или полуацеталь в качестве второго компонента, где многокомпонентная композиция дополнительно содержит эффективное количество триггерного агента, такое, что первый и второй компоненты при объединении образуют композицию, которая реагирует с отверждением при температуре от 0°С до менее 80°С с образованием сшитого полиуретана, и где, кроме того, композиция, получаемая при объединении всех компонентов многокомпонентной композиции, имеет рН 7,0 или менее. Первый компонент и второй компонент при объединении и отверждении образуют сшитый полиуретан.
Предпочтительно в первом компоненте поликарбамат имеет в среднем 2,5 или более или более предпочтительно 3,0 или более карбаматных функциональных групп, например, вплоть до 100 или предпочтительно вплоть до 20 карбаматных функциональных групп.
Предпочтительно поликарбамат представляет собой, например, продукт конденсации одного или более многоатомных спиртов со сложным алкиловым эфиром незамещенной карбаминовой кислоты или мочевиной. Подходящие многоатомные спирты могут включать, например, акриловый, насыщенный полиэфирный, алкидный, простой полиэфирный или поликарбонатный многоатомный спирт. Более предпочтительно поликарбамат содержит карбаматные группы и гидроксильные группы в отношении эквивалентов карбаматных групп к количеству эквивалентов гидроксильных функциональных групп от 1:1 до 20:1, или предпочтительно 5,5:4,5 или выше или предпочтительно вплоть до 10:1. Такое отношение можно определить путем деления среднего количества карбаматных функциональных групп на среднее количество гидроксильных функциональных групп в поликарбамате. Термин “среднее количество гидроксильных функциональных групп в поликарбамате” представляет собой среднее количество гидроксильных групп, оставшихся в поликарбамате после его получения из многоатомного спирта, и обозначает число, определенное титрованием гидроксильных групп поликарбамата для определения его гидроксильного числа с последующим вычислением количества гидроксильных групп, реагирующих с образованием карбаматных групп при получении поликарбамата из многоатомного спирта, путем сравнения гидроксильного числа с исходным количеством гидроксильных групп в многоатомном спирте.
Во втором компоненте многокомпонентной композиции, которая образует сшитый полиуретан, полиальдегид, его ацеталь или полуацеталь предпочтительно имеют растворимость в воде от 0,015 до 0,20 грамма полиальдегида на миллилитр воды при 25єC, предпочтительно до 0,15 грамма, или предпочтительно 0,03 грамма или более. Менее предпочтительными являются более водорастворимые полиальдегиды, такие как глиоксаль или глутаральдегид.
5
11
6
10
Предпочтительно полиальдегид выбирают из алициклического или ароматического С-С диальдегида или более предпочтительно алициклического или ароматического С-С диальдегида, такого как, например, (цис,транс)-1,4-циклогександикарбоксиальдегиды, (цис,транс)-1,3-циклогександикарбоксиальдегиды и их смеси.
a
В некоторых вариантах реализации триггерный агент в многокомпонентной композиции может представлять собой кислоту с pK менее 6,0.
Поликарбамат может содержать в среднем 2,5 или более карбаматных групп, или в среднем три или более карбаматных групп, или в среднем четыре или более карбаматных групп. Применяемый в настоящем описании термин “среднее число карбаматных групп” предполагает полную конверсию многоатомного спирта или (поли)изоцианата, применяемого для получения поликарбамата, и обозначает общую среднечисленную молекулярную массу поликарбамата, определяемую путем гель-проникающей хроматографии, деленную на количество гидроксильных групп в многоатомном спирте, применяемом для получения карбамата, или количества изоцианатных групп в (поли)изоцианате, применяемом для получения карбамата, в зависимости от того, что применяют. В случае алкида количество гидроксильных групп равно среднечисленной молекулярной массе алкида, определяемой путем ГПХ, деленной на гидроксильную эквивалентную массу алкида, т.е. 56100 мг КОН/моль KOH, деленное на гидроксильное число в мг КОН/г смолы. Кроме того, среднечисленную молекулярную массу поликарбамата можно определять путем ГПХ с применением многоатомного спирта или полиизоцианата с последующим включением в добавленную массу из реакции с мочевиной или алкилкарбаматом с получением поликарбамата.
Поликарбамат может быть ациклическим, линейным или разветвленным; циклическим и неароматическим; циклическим и ароматическим, или их комбинацией. В некоторых вариантах реализации поликарбамат включает один или более ациклических, линейных или разветвленных поликарбаматов. Например, поликарбамат может состоять по существу из одного или более ациклических, линейных или разветвленных поликарбаматов.
Предпочтительно поликарбамат состоит по существу из и более предпочтительно состоит из атомов углерода, водорода, азота и кислорода. Более предпочтительно поликарбамат состоит из атомов углерода, водорода, азота и кислорода, где каждый атом азота и кислорода представляет собой атом азота или кислорода одной из двух или более карбаматных групп поликарбамата.
2
20
2
20
Обычно поликарбамат получают путем (а) взаимодействия многоатомного спирта с O-метилкарбаматом или мочевиной с получением поликарбамата; (b) взаимодействия полиизоцианата с O-гидрокси(C-C)алкилкарбаматом с получением поликарбамата; или (c) взаимодействия O-гидрокси(C-C)алкилкарбамата с метакриловым ангидридом с получением 2-карбамоилалкилметакрилата с последующей полимеризацией 2-карбамоилалкилметакрилата с мономером акриловой кислоты с получением поликарбамата в виде поликарбамата на основе полиакриловой кислоты. Поликарбаматы, полученные в (а) - (с), обычно имеют разные структуры. Примеры указанных реакций представлены графически ниже на соответствующих схемах (а) - (с):
Схема (а):
,
m
где m является таким, как определено для схемы (a) и R(OH), где m составляет 2 или более.
Схема (b):
,
где m представляет собой целое число от 2 или более. Предпочтительно m представляет собой целое число от 2 до 20. В некоторых вариантах реализации m равняется 2 или 3.
Схема (с):
Поликарбамат на основе полиакриловой кислотыАкриловый мономерМетакриловый ангидрид
,
2
3
2
1
20
1
1
20
1
20
1
где метакриловый ангидрид представляет собой [CH=C(CH)C(=O)]O, а примеры акриловых мономеров представляют собой акриловую кислоту, (C-C) алкилакриловую кислоту (например, (C) алкилакриловая кислота представляет собой метакриловую кислоту) и (C-C) алкилакрилат (т.е. сложный (C-C) алкиловый эфир акриловой кислоты, например, (C) алкилакрилат обозначает метилакрилат). На схеме (с) не показано, что вместе с акриловым мономером также можно применять другие олефиновые мономеры (например, стирол), получая таким образом поликарбамат в виде поликарбамата на основе полимеризованного олефинового мономера, отличного от акрилового.
Предпочтительно каждый из одного или более ациклических, линейных или разветвленных поликарбаматов получают путем взаимодействия одного или более многоатомных спиртов с незамещенным сложным алкиловым эфиром карбаминовой кислотой или мочевиной с получением одного или более ациклических, линейных или разветвленных поликарбаматов. Подходящие многоатомные спирты могут представлять собой (мет)акриловые многоатомные спирты (т.е. метакриловый или акриловый многоатомный спирт), полиалкиленовые многоатомные спирты, простые полиэфирные многоатомные спирты (например, поли(оксиалкилен), такой как поли(оксиэтилен), такой как поли(этиленгликоль)), полиэфирные многоатомные спирты или поликарбонатные многоатомные спирты. Предпочтительно полиалкиленовый многоатомный спирт представляет собой полиалкиленгликоль. Предпочтительно полиалкиленгликоль представляет собой полиэтиленгликоль или полипропиленгликоль.
Более предпочтительно поликарбамат содержит один или более циклических неароматических поликарбаматов и может состоять по существу из одного или более циклических неароматических поликарбаматов.
2
2
n
2
3
12
2
В некоторых вариантах реализации каждый из одного или более циклических неароматических поликарбаматов представляет собой производное N,N',N''-тризамещенной циануровой кислоты, где каждый ее заместитель независимо имеет формулу: HNC(=O)O-(CH)-OC(=O)NH-CH-((C-C)циклоалкил)CH-, где n представляет собой целое число от 2 до 20. Предпочтительно каждый из n независимо представляет собой целое число от 2 до 12, и каждый из циклогексиленов независимо представляет собой 1,3-циклогексилен или 1,4-циклогексилен. Более предпочтительно n равняется 2, и N,N',N''-тризамещенная циануровая кислота представляет собой следующее соединение:
13
Поликарбамат по существу не содержит изоцианата. Присутствие или отсутствие молекул, содержащих изоцианатные группы, можно легко определять путем инфракрасной спектроскопии с Фурье-преобразованием (FT-IR) или спектроскопии ядерного магнитного резонанса на ядрах углерода-13 (С-ЯМР).
Дополнительную информацию о поликарбаматах, которые можно применять для получения покрытия на основе сшитого полиуретана, можно найти в патенте США № 8653174, который включен в настоящее описание посредством ссылки.
Полиальдегид, который можно применять для получения покрытия на основе сшитого полиуретана, содержит один или более циклических неароматических полиальдегидов или один или более ароматических полиальдегидов. Например, полиальдегид содержит один или более циклических неароматических полиальдегидов, содержащих от 3 до 20 кольцевых атомов углерода, и может состоять по существу из одного или более циклических неароматических полиальдегидов, содержащих от 3 до 20 кольцевых атомов углерода.
Более предпочтительно каждый из циклических неароматических полиальдегидов независимо содержит от 5 до 12 кольцевых атомов углерода и более предпочтительно представляет собой смесь (цис,транс)-1,4-циклогександикарбоксиальдегидов и (цис,транс)-1,3-циклогександикарбоксиальдегидов.
Полиальдегид может содержать один или более ациклических, линейных или разветвленных полиальдегидов, содержащих от 2 до 16 атомов углерода.
В другом варианте реализации каждый из одного или более ациклических, линейных или разветвленных полиальдегидов, содержащих 16 атомов углерода или более, получают путем гидроформилирования по существу нерастворимого в воде полиолефинсодержащего соединения, которое получено из сложного эфира жирной кислоты или более предпочтительно из масла семян. Например, каждый из одного или более ациклических, линейных или разветвленных полиальдегидов, содержащих 16 атомов углерода или более, получают путем гидроформилирования полиолефиносодержащего олигомера или полимера. Предпочтительно полиолефинсодержащее соединение, которое получают из масла семян, представляет собой полиолефинсодержащий триглицерид жирной кислоты, содержащий 48 атомов углерода или более.
Примеры подходящих циклических полиальдегидов представляют собой транс-1,3-циклогександикарбоксальдегид; цис-1,3-циклогександикарбоксальдегид; транс-1,4-циклогександикарбоксальдегид; цис-1,4-циклогександикарбоксальдегид; смесь 1,3-циклогександикарбоксальдегидов и 1,4-циклогександикарбоксальдегидов, предпочтительно их 1-1 смесь; экзо,экзо-2,5-норборнандикарбоксальдегид; экзо,экзо-2,6-норборнандикарбоксальдегид; экзо,эндо-2,5-норборнандикарбоксальдегид; экзо,эндо-2,6-норборнандикарбоксальдегид; эндо,эндо-2,5-норборнандикарбоксальдегид; эндо,эндо-2,6-норборнандикарбоксальдегид (смесь эндо и экзо); 3-(3-формилциклогексил)пропаналь; 3-(4-формилциклогексил)пропаналь; 2-(3-формилциклогексил)пропаналь; 2-(4-формилциклогексил)пропаналь и циклододекан-1,4,8-трикарбальдегид. Транс-1,3-циклогександикарбоксальдегид; цис-1,3-циклогександикарбоксальдегид; транс-1,4-циклогександикарбоксальдегид и цис-1,4-циклогександикарбоксальдегид можно получать способом, включающим гидроформилирование 3-циклогексен-1-карбоксальдегида. 1:1 смесь 1,3- и 1,4-циклогександикарбоксальдегидов можно получать способом, включающим взаимодействие акролеина и 1,3-бутадиена в реакции Дильса-Альдера с получением 3-циклогексенкарбоксальдегида (также называемого 1,2,3,6-тетрагидробензальдегидом) и гидроформилирование 3-циклогексенкарбоксальдегида. Экзо,экзо-2,5-норборнандикарбоксальдегид; экзо,экзо-2,6-норборнандикарбоксальдегид; экзо,эндо-2,5-норборнандикарбоксальдегид; экзо,эндо-2,6-норборнандикарбоксальдегид; эндо,эндо-2,5-норборнандикарбоксальдегид и эндо,эндо-2,6-норборнандикарбоксальдегид (смесь эндо и экзо) можно получать способом, включающим взаимодействие акролеина и циклопентадиена в реакции Дильса-Альдера с получением 2-норборнен-5-карбоксальдегида и гидроформилирование 2-норборнен-5-карбоксальдегида. 3-(3-Формилциклогексил)пропаналь; 3-(4-формилциклогексил)пропаналь; 2-(3-формилциклогексил)пропаналь и 2-(4-формилциклогексил)пропаналь можно получать способом, включающим гидроформилирование винилциклогексена. Циклододекан-1,4,8-трикарбальдегид можно получать способом, включающим тримеризацию 1,3-бутадиена с получением 1,4,8-циклододекатриена и гидроформилирование 1,4,8-циклододекатриена.
Полиальдегид может быть не заблокированным и не защищенным или заблокированным или защищенным. Заблокированные или защищенные полиальдегиды можно получать путем взаимодействия не заблокированного и не защищенного полиальдегида с подходящей блокирующей или защитной группой. Примеры защитных или блокирующих групп для альдегидных групп представляют собой бисульфиты (например, в реакции полиальдегида с бисульфитом натрия), диоксоланы (например, в реакции полиальдегида с этиленгликолем), оксимы (например, в реакции полиальдегида с гидроксиламином), имины (например, в реакции полиальдегида с метиламином) и оксазолидины (например, в реакции полиальдегида с 2-аминоэтанолом).
2
Предпочтительные альдегидные защитные группы представляют собой, и предпочтительные защищенные полиальдегиды содержат, гидратированную группу (>C(OH)), полуацеталь, ацеталь или имин. Указанные предпочтительные защищенные полиальдегиды можно получать путем взаимодействия полиальдегида с водой; одним моль-эквивалентом алканола (например, метанола или этанола); двумя моль-эквивалентами алканола; или аммиаком или первичным амином (например, метиламином), соответственно. При желании полуацетальную, ацетальную или иминную защитную группу можно удалять путем снятия защиты, такого как гидролиз, с получением исходной не защищенной формы полиальдегида. Такие альдегидные защитные или блокирующие группы, их получение и удаление (т.е. снятие защиты) описаны, например, в документе № US 6177514 B1.
Предпочтительно полиальдегид является стабильным в чистом виде (т.е. не является самополимеризующимся) и более предпочтительно является по существу нерастворимым в воде и стабильным в чистом виде.
Дополнительную информацию о полиальдегидах, которые можно применять для получения покрытия на основе сшитого полиуретана, можно найти в патенте США № 8653174, который включен в настоящее описание посредством ссылки.
Поликарбаматы и полиальдегиды образуют многокомпонентную композицию, которую можно отверждать с получением сшитого полиуретана. В некоторых вариантах реализации многокомпонентная композиция может состоять по существу из полиальдегида и поликарбамата или, отдельно, триггерного агента. В некоторых вариантах реализации такие композиции могут отверждаться при температуре окружающей среды и состоят по существу из поликарбамата, полиальдегида и триггерного агента. В некоторых вариантах реализации такие многокомпонентные композиции и композиции, отверждаемые при температуре окружающей среды, по существу не содержат формальдегида и по существу не содержат изоцианатов.
Стадию отверждения предпочтительно инициируют триггерным событием, триггерным агентом или их комбинацией. Такое инициирование осуществляют путем начала воздействия на многокомпонентную композицию триггерным событием, триггерным агентом или их комбинацией; и продолжения такого воздействия в течение периода времени, достаточного для получения покрытия на основе сшитого полиуретана. Пример триггерного события представляет собой нагревание. Предпочтительно нагревание осуществляют путем излучения, тем не менее, можно применять другие способы, такие как конвекция или комбинаций способов. Предпочтительно триггерный агент применяют в количестве от 0,001 масс.% до 10 масс.% многокомпонентной композиции в расчете на общую массу твердых веществ в композиции, более предпочтительно от 0,01 масс.% до 5 масс.% или предпочтительно от 0,1 масс.% до 2 масс.%. Такие количества триггерного агента указывают в настоящем описании, как “эффективные количества” триггерного агента.
2
a
a
a
3
3
3
2
3
2
3
3
2
4
3
2
3
2
4
4
2
2
3
2
+
-
В качестве триггерного агента можно применять любое соединение, вещество или материал, подходящие для увеличения скорости реакции карбаматной группы (-OC(=O)-NH) с альдегидной группой (-C(=O)H). Примерами триггерных агентов являются кислоты Льюиса (например, эфират трифторида бора) и протонсодержащие кислоты (т.е. кислоты Бренстеда). Предпочтительно триггерный агент содержит протонсодержащую кислоту, имеющую pK 6 или менее, где pK представляет собой отрицательный десятичный логарифм константы кислотной диссоциации, K, протонсодержащей кислоты. Таким образом, композиция, отверждаемая при температуре окружающей среды, имеет рН 7,0 или менее, предпочтительно от рН 3 до рН <6. Предпочтительная протонсодержащая кислота представляет собой неорганическую протонсодержащую кислоту или органическую протонсодержащую кислоту. Предпочтительная неорганическая протонсодержащая кислота представляет собой фосфорную кислоту или серную кислоту. Предпочтительная органическая протонсодержащая кислота представляет собой карбоновую кислоту, фосфоновую кислоту или сульфоновую кислоту. Предпочтительная карбоновая кислота представляет собой уксусную кислоту, трифторуксусную кислоту, пропионовую кислоту или дикарбоновую кислоту. Предпочтительная фосфоновая кислота представляет собой метилфосфоновую кислоту. Предпочтительная сульфоновая кислота представляет собой метансульфоновую кислоту, бензолсульфоновую кислоту, камфорсульфоновую кислоту; пара-толуолсульфоновую кислоту или додецилбензолсульфоновую кислоту. Примерами подходящих катализаторов отверждения кислот Льюиса являются AlCl; бензилтриэтиламмония хлорид (TEBAC); Cu(OSCF); (СН)BRSBr; FeCl (например, FeCl⋅6HO); HBF; BF⋅O(СНСН); TiCl; SnCl; CrCl; NiCl и Pd(OC(O)CH).
+
TM
Триггерный агент может не иметь подложки (не иметь твердой подложки) или может иметь подложку, т.е. может быть ковалентно связан с твердой подложкой. Примерами триггерных агентов на подложке являются катализаторы отверждения на подложке, такие как кислотные катализаторы на подложке, такие как кислотные (H) формы полимерных смол катионообменного типа (например, полимер 2-[1-[дифтор[(1,2,2-трифторэтенил))окси]метил]-1,2,2,2-тетрафторэтокси]-1,1,2,2-тетрафторэтансульфоновой кислоты с 1,1,2,2-тетрафторэтеном, продаваемый под торговой маркой NAFION NR 50 (E.I. du Pont de Nemours & Co., Inc., Wilmington, DE) и полимер этенилбензолсульфоновой кислоты с диэтилбензолом, продаваемый, как AMBERLYST 15 (The Dow Chemical Company, Midland, Michigan, USA)).
Для получения композиции, отверждаемой при температуре окружающей среды, полиальдегид, эффективное количество триггерного агента и поликарбамат смешивают вместе.
Сшитый полиуретан содержит множество соединительных карбаматных дирадикалов. Термин “соединительный карбаматный дирадикал” относится к молекуле, образующейся в результате реакции альдегидной группы, или из полиальдегида и карбаматной группы, или из поликарбамата. Соединительный карбаматный дирадикал включает полуаминальную группу или геминальную бис(уретановую) группу. Полуаминальная группа содержит дирадикальную структуру формулы (I):
(I). Полуаминальная группа образуется в результате взаимодействия одной карбаматной группы поликарбамата с одной альдегидной группой полиальдегида. Группа геминальная бис(уретановая) группа содержит фрагмент формулы (II):
A
C
C
A
(II), где R представляет собой остаток полиальдегида (например, диальдегида), и R представляет собой остаток поликарбамата (например, дикарбамата). Геминальная бис(уретановая) группа образуется в результате взаимодействия двух карбаматных групп с одной альдегидной группой полиальдегида. Образование геминальной бис(уретановой) группы в результате взаимодействия полиальдегида и поликарбамата происходит при кислотном рН, т.е. когда рН композиции, отверждаемой при температуре окружающей среды, составляет рН < 7,0, например, от рН 3 до рН < 6; и такое образование геминальной бис(уретановой) группы не может происходить при основном рН, т.е. когда рН композиции согласно настоящему изобретению, отверждаемой при температуре окружающей среды, составляет рН > 7,0, например, от рН 7,1 до рН 14. Обычно одна из двух карбаматных групп относится к одной молекуле поликарбамата, а другая из двух карбаматных групп относится к другой молекуле поликарбамата (т.е. каждый из R в формуле (G-BU) относится к разным молекулам поликарбамата). Тип соединительных карбаматных дирадикалов в сшитом полиуретане можно легко идентифицировать аналитическими способами, такими как, например, один или более из следующих способов: элементный анализ, инфракрасная (ИК) спектроскопия (например, ИК-спектроскопия с преобразованием Фурье или FT-IR спектроскопия), масс-спектрометрия и спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) (например, ПМР-спектроскопия, т.е. наблюдение и интегрирование сигналов протонов на каждом из атомов углерода, несущих -OH в формуле (H-A), и протонов на каждом из атомов углерода, несущих R в формуле (G-BU)).
Предпочтительно сшитый полиуретан содержит по меньшей мере одну геминальную бис(уретановую) группу. Более предпочтительно сшитый полиуретан содержит множество геминальных бис(уретановых) групп.
Примечательно, что сшитый полиуретан можно получать даже тогда, когда полиальдегид имеет только две альдегидные группы, и поликарбамат имеет только две или более карбаматных групп. Это связано с тем, что по меньшей мере одна альдегидная группа полиальдегида способна реагировать с двумя карбаматными группами, по одной от каждого из двух разных смежных поликарбаматов, тем самым сшивая смежные поликарбаматы через полиальдегид с получением одной из упомянутого выше множества геминальных бис(уретановых) групп. Такая двойная реакция приводит к образованию молекулы воды в качестве побочного продукта.
Геминальная бис(уретановая) группа позволяет даже диальдегиду вступать во взаимодействие и сшивать поликарбамат и тем самым образовывать сшитый полиуретан согласно настоящему изобретению, содержащему сшитые диальдегидом связи. Геминальную бис(уретановую) группу также можно получать с применением полиальдегида, имеющего три или более альдегидных групп, причем полиальдегид, имеющий три или более альдегидных групп, таким образом сшивает поликарбамат с получением сшитого полиуретана, содержащего такие сшитые полиальдегидом связи.
Многокомпонентные композиции, применяемые для получения покрытий на основе сшитого полиуретана, независимо могут дополнительно содержать один или более дополнительных ингредиентов. Примеры дополнительных ингредиентов включают органический растворитель в количестве от 0,1 массового процента (масс.%) до ≤ 90 масс.% в расчете на общую массу твердых веществ в композиции; дегидратирующий агент, такой как, например, ангидриды карбоновых кислот, галогенангидриды карбоновых кислот (например, ацетилхлорид) и галогенангидриды сульфоновых кислот (например, толуолсульфонилхлорид) в количестве от 0,01 масс.% до 10 масс.% в расчете на общую массу твердых веществ в композиции; а также любое поверхностно-активное вещество, диспергирующий агент, смачивающий агент, промотор адгезии, поглотитель ультрафиолетового (УФ) излучения, светостабилизатор, одно или более окрашивающих веществ или красителей и антиоксидант.
6
12
2
12
2
12
2
12
3
12
3
12
2
12
Примеры подходящих органических растворителей представляют собой неполярные или полярные органические растворители, такие как, например, алкан (например, (C-C) алкан), простой эфир (например, (C-C) простой эфир, например, простой (C-C) диалкиловый эфир), сложный эфир карбоновой кислоты (например, сложный эфир (C-C) карбоновой кислоты), кетон (например, (C-C) кетон), вторичный или третичный карбоксамид (например, вторичный или третичный (C-C) карбоксамид), сульфоксид (например, (C-C) сульфоксид) или смесь двух или более из указанных соединений.
1
12
Предпочтительно для снижения или исключения корреляции между временем жизнеспособности композиции и временем сушки покрытия, твердостью покрытия или обоими указанными факторами при отверждении многокомпонентные композиции согласно настоящему изобретению содержат ингибитор отверждения, такой как, например, вода или первичный алканол (например, (C-C) алканолы). Ингибитор отверждения можно применять для задержки начала, увеличения продолжительности отверждения композиций или для обоих указанных эффектов до того времени, пока отверждение не будет являться желательным, и можно удалять из композиций (например, путем испарения), тем самым инициируя или увеличивая скорость отверждения композиций. Подходящие ингибиторы отверждения имеют температуру кипения при атмосферном давлении не более 300°С, более предпочтительно не более 250°С и более предпочтительно не более 200°С. Предпочтительно, когда ингибитор отверждения присутствует в многокомпонентных композициях, он содержится в количестве от 0,5 масс.% до 90 масс.% в расчете на общую массу твердых веществ в композиции или более предпочтительно не более 60 масс.% и более предпочтительно не более 50 масс.%. Предпочтительно концентрация ингибитора отверждения составляет по меньшей мере 1 масс.% в расчете на общую массу твердых веществ в композиции и более предпочтительно по меньшей мере 2 масс.%. При желании ингибитор отверждения может обеспечивать поддерживание длительного времени жизнеспособности композиции (например, 14 дней или более), а затем, когда отверждение является желательным, он может быть удален (например, путем испарения) с обеспечением таким образом отверждения и сушки до исчезновения отлипа полученной композиции за время, сопоставимое со временем отверждения и сушки до исчезновения отлипа такой же композиции, но не содержащей ингибитора отверждения, и обеспечения того, чтобы полученное отвержденное и высушенное покрытие обладало степенью твердости, сопоставимой с твердостью отвержденного и высушенного покрытия, полученного из такой же композиции, но не содержащей ингибитора отверждения. Ингибиторы отверждения могут включать, например, алканолы, воду или их смеси или более предпочтительно первичные алканолы. Предпочтительно алканол присутствует в концентрации от 0,5 масс.% до 50 масс.% в расчете на общую массу твердых веществ в композиции, более предпочтительно не более 20 масс.% и более предпочтительно при более 10 масс.%. Более предпочтительно концентрация алканола составляет по меньшей мере 1 масс.% в расчете на общую массу твердых веществ в композиции и более предпочтительно по меньшей мере 2 масс.%.
В некоторых вариантах реализации покрытие может содержать другие компоненты, такие как масла и/или воски. Примеры восков, которые можно применять в покрытиях в некоторых вариантах реализации согласно настоящему изобретению, включают, но не ограничиваются ими, парафиновый воск, микрокристаллический воск, карнаубский воск, полифторированный воск, полифторхлорированный воск и их комбинации. Примеры масел, которые можно применять в покрытиях в некоторых вариантах реализации согласно настоящему изобретению, включают, но не ограничиваются ими, кукурузное масло, силиконовое масло, оливковое масло, масло канолы, подсолнечное масло и их комбинации. Не желая ограничиваться теорией, полагают, что включение небольших количеств масел и/или восков позволяет изменять гладкость и глянцевитость пленок, покрытых такими покрытиями, уменьшать или минимизировать липкость пленки с покрытием и/или обеспечивать желательный кинетический коэффициент трения для предполагаемого применения пленки с покрытием. При желании, воски и/или масла можно добавлять в раствор из подходящего растворителя и смешивать с покрытием с получением однородного покрытия. Количество восков и/или масел для применения зависит от собственной липкости покрытия (если таковая имеется), желаемого значения гладкости или глянцевитости, типа применяемого воска и/или масла и/или желаемого кинетического коэффициента трения для конечной пленки с покрытием.
Покрытие можно наносить на внешнюю поверхность пленки с применением различных способов, при помощи которых покрытия обычно наносят на пленки, включая, например, нанесение покрытия гравированным валиком, нанесение покрытия обратным гравированным валиком, офсетное нанесение покрытия гравированным валиком, нанесение покрытия гладким валиком, нанесение покрытия наливом, нанесение покрытия распылением, нанесение покрытия стержнем Мейера, нанесение покрытия многовалковым устройством и флексографическое нанесение покрытия, как полное покрытие (100% покрытие), так и нанесение покрытия по шаблону (<100% покрытие). Специалисты в данной области техники при помощи оборудования для нанесения покрытий и адгезивов на основе растворителей и/или на основе воды могут легко адаптировать выбранный способ для нанесения полиуретанового покрытия на пленку для получения пленок с покрытием согласно настоящему изобретению.
В некоторых вариантах реализации количество покрытия, наносимого на пленку, может составлять по меньшей мере 1 грамм на квадратный метр. Применяемый в настоящем описании термин “количество покрытия” определяют путем измерения разницы в массе пленки перед нанесением покрытия и после нанесения и сушки покрытия. В некоторых вариантах реализации количество покрытия, наносимого на пленку, составляет вплоть до 7 граммов на квадратный метр. В некоторых вариантах реализации количество покрытия, наносимого на пленку, составляет от 1 до 7 граммов на квадратный метр. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 1 до 7 граммов на квадратный метр включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании; например, количество покрытия может составлять от нижнего предела, составляющего 1, 2, 3, 4, 5 или 6 граммов на квадратный метр, до верхнего предела, составляющего 2, 3, 4, 5, 6 или 7 граммов на квадратный метр. Например, в некоторых вариантах реализации количество покрытия может составлять от 3 до 5 граммов на квадратный метр.
Различные варианты реализации пленок с покрытием согласно настоящему изобретению могут иметь одно или более желательных свойств, включая, например, широкий диапазон термостойкости, высокую глянцевитость, стабильный коэффициент трения на поверхности с покрытием и/или другие свойства. В некоторых вариантах реализации пленки с покрытием согласно настоящему изобретению имеют широкий диапазон термостойкости. В соответствии с некоторыми вариантами реализации согласно настоящему изобретению пленки с покрытием являются термостойкими при испытании W-складыванием при температуре по меньшей мере 230°F (110°С). Применяемое в настоящем описании “испытание W-складыванием”, которое применяют для определения термостойкости пленки, определяют следующим образом. В настоящем описании все упоминания “испытания W-складыванием” относятся к указанной процедуре. В испытании W-складыванием пленку с покрытием складывают в форме “W”, так что образуются поверхности контакта поверхности без покрытия с поверхностью без покрытия и поверхности с покрытием с поверхностью с покрытием. Сложенную пленку помещают в запаивающее устройство Sencorp с установленным давлением 40 фунтов на квадратный дюйм (276 кПа) с 2-секундным временем выдержки. Температуру варьируют от низкой до высокой для оценки температуры, при которой спаивается поверхность контакта поверхности без покрытия с поверхностью без покрытия, но не спаивается поверхность контакта поверхности с покрытием с поверхностью с покрытием. Желательно наличие большого температурного окна между температурой, при которой поверхности без покрытия спаиваются, и более высокой температурой, при которой не происходит спаивания поверхностей с покрытием. Начальную температуру устанавливают равной 230°F (110°С) и поддерживают в течение 2 секунд, а затем увеличивают на 10°F (6°С) до тех пор, пока поверхность контакта поверхности с покрытием с поверхностью с покрытием не начнет деформироваться. Термостойкость в соответствии с испытанием W-складыванием является самой высокой температурой, при которой поверхность контакта поверхности с покрытием с поверхностью с покрытием не деформируется.
В некоторых вариантах реализации пленка с покрытием согласно настоящему изобретению является термостойкой при испытании W-складыванием при температуре по меньшей мере 230°F (110°С). В некоторых вариантах реализации пленка с покрытием согласно настоящему изобретению является термостойкой при испытании W-складыванием при температуре по меньшей мере 240°F (116°С). В некоторых вариантах реализации пленка с покрытием согласно настоящему изобретению является термостойкой при испытании W-складыванием при температуре по меньшей мере 250°F (121°С). В некоторых вариантах реализации пленка с покрытием согласно настоящему изобретению является термостойкой при испытании W-складыванием при температуре по меньшей мере 260°F (127°С). В некоторых вариантах реализации пленка с покрытием согласно настоящему изобретению является термостойкой при испытании W-складыванием при температуре по меньшей мере 270°F (132°С), в некоторых вариантах реализации по меньшей мере 280°F (138°С), в некоторых вариантах реализации по меньшей мере 290°F (143°С), в некоторых вариантах реализации по меньшей мере 300°F (149°С), в некоторых вариантах реализации по меньшей мере 310°F (154°С), в некоторых вариантах реализации по меньшей мере 320°F (160°С), в некоторых вариантах реализации по меньшей мере 330°F (166°С), в некоторых вариантах реализации по меньшей мере 340°F (171°С), в некоторых вариантах реализации по меньшей мере 350°F (177°С), в некоторых вариантах реализации по меньшей мере 360°F (182°С), в некоторых вариантах реализации по меньшей мере 370°F (188°С), в некоторых вариантах реализации по меньшей мере 380°F (193°С), в некоторых вариантах реализации по меньшей мере 390°F (199°С). В некоторых вариантах реализации пленка с покрытием согласно настоящему изобретению является термостойкой при испытании W-складыванием при температуре вплоть до 400°F (204°С).
В некоторых вариантах реализации пленки с покрытием согласно настоящему изобретению демонстрируют высокую глянцевитость, особенно по сравнению с полиэтиленовыми пленками без покрытия. В некоторых вариантах реализации пленки с покрытием демонстрируют глянцевитость по меньшей мере 70 единиц при 60° при измерении в соответствии с ASTM D2457. В некоторых вариантах реализации пленки с покрытием демонстрируют глянцевитость вплоть до 140 единиц при 60° при измерении в соответствии с ASTM D2457. В некоторых вариантах реализации пленки с покрытием демонстрируют глянцевитость от 70 до 140 единиц при 60° при измерении в соответствии с ASTM D2457. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 70 до 140 единиц при 60° включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании; например, глянцевитость может составлять от нижнего предела, составляющего 70, 75, 80 или 85 единиц, до верхнего предела, составляющего 90, 95 или 100 единиц. Например, в некоторых вариантах реализации пленки с покрытием могут демонстрировать глянцевитость по меньшей мере 85 единиц при 60° при измерении в соответствии с ASTM D2457. В некоторых вариантах реализации пленки с покрытием демонстрируют глянцевитость от 85 до 100 единиц при 60° при измерении в соответствии с ASTM D2457.
В некоторых вариантах реализации пленки с покрытием согласно настоящему изобретению могут демонстрировать стабильный коэффициент трения на поверхности с покрытием. Например, в некоторых вариантах реализации поверхность с покрытием демонстрирует кинетический коэффициент трения от 0,10 до 1,5 при измерении трения между пленкой и металлом в соответствии с ASTM 1894. В некоторых вариантах реализации поверхность с покрытием демонстрирует кинетический коэффициент трения от 0,10 до 0,40 при измерении трения между пленкой и металлом в соответствии с ASTM 1894.
Варианты реализации согласно настоящему изобретению также относятся к изделиям, полученным из любой из пленок с покрытием, описанных в настоящем описании. В некоторых вариантах реализации изделие представляет собой гибкую упаковку. В некоторых вариантах реализации гибкая упаковка содержит первую пленку с покрытием согласно настоящему изобретению и вторую пленку с покрытием согласно настоящему изобретению. Альтернативно гибкую упаковку можно получать из одной пленки с покрытием согласно настоящему изобретению, которую складывают.
В некоторых вариантах реализации гибкая упаковка имеет одну или более из следующих форм: пакета типа подушки, саше и пакета с устойчивым дном, которые получают с применением способов, известных специалистам в данной области техники, на основе описания, представленного в настоящем документе.
Толщину пленки с покрытием, применяемой для получения гибкой упаковки, можно выбирать в зависимости от ряда факторов, включая, например, размер гибкой упаковки, объем гибкой упаковки, содержимое гибкой упаковки, желаемые свойства гибкой упаковки и другие факторы. В некоторых таких вариантах реализации пленка с покрытием, применяемая в гибкой упаковке согласно настоящему изобретению, имеет толщину от 20 до 200 микрон. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 20 до 200 микрон включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании; например, толщина пленки с покрытием может составлять от нижнего предела, составляющего 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180 или 190 микрон, до верхнего предела, составляющего 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190 или 200 микрон.
Неограничивающие примеры содержимого, подходящего для герметизации в гибкой упаковке согласно настоящему изобретению, включают пищевые продукты (напитки, супы, сыры, крупы), жидкости, шампуни, масла, воски, смягчающие средства, лосьоны, увлажнители, лекарственные средства, пасты, поверхностно-активные вещества, гели, адгезивы, суспензии, растворы, ферменты, мыла, косметические средства, линименты, сыпучие дисперсные материалы и их комбинации.
Некоторые варианты реализации согласно настоящему изобретению подробно описаны в следующих примерах.
Примеры
Получение композиций реагентов для полиуретанового покрытия
Следующие примеры включают многослойную пленку, покрытую полиуретановым покрытием, в соответствии с вариантом реализации согласно настоящему изобретению. Полиуретановое покрытие, применяемое в указанных примерах, получали из двух композиций реагентов следующим образом.
Получение раствора для покрытия
29,0 граммов акрилового поликарбамата (смола PARALOID™ EDGE 2121, производимая The Dow Chemical Company) помещали в чашу скоростного смесителя. Добавляли 30,8 грамма н-бутилацетата и перемешивали в течение 1 минуты при 1500 об/мин. В чашу скоростного смесителя добавляли 2,0 грамма этанола и 0,34 грамма катализатора (K-CURE 1040 производства King Industries, Inc.) и перемешивали в течение 1 минуты при 1500 об/мин. Добавляли 2,5 грамма сшивающего агента, циклогексанилдикарбоксальдегида, и снова перемешивали при 1500 об/мин в течение 1 минуты. Сшивание акрилового поликарбамата с диальдегидом приводило к получению полиуретана с уретановой сшивкой в форме аминаля. Полученный раствор содержал 35 массовых процентов твердых веществ в бутилацетате. Для снижения вязкости раствор дополнительно разбавляли до 20-25 массовых процентов твердых веществ.
Получение пленки с покрытием
Полиуретановое покрытие наносили на полиэтиленовую пленку следующим образом. Полиэтиленовая пленка представляла собой семислойную пленку, полученную экструзией с раздувом, имеющей конструкцию A/B/B/B/B/B1/C, как показано ниже в таблице 1.
Таблица 1
Слой
Компонент(ы)(номинальная толщина)
Номинальнаяплотность(г/см<sup>3</sup>)
I<sub>2</sub>(г/10 мин)
Максимальная температура плавления (°C)
Верхний слой (A)
DOWLEX™ 5075G (82%)AGILITY™ 1021 (15%)Антифрикционная добавка (1%)Антиадгезив (2%)(0,68 мила (17 мкм))
0,9190,921
1,31,9
112108
Промежуточные слои (B)
ELITE™ 5960(2,51 мила (64 мкм))
0,962
0,85
134
Промежуточный слой (B1)
ELITE™ 5400 (85%)AGILITY™ 1021 (14%)Антифрикционная добавка (1%)(0,63 мила (16 мкм))
0,9610,921
1,01,9
118108
Нижний слой (герметизирующий) (C)
AFFINITY<sup>TM</sup>PF 1146G (95%)Антифрикционная добавка (1%)Антиадгезив (4%)(0,68 мила (17 мкм))
0,899
1,0
95
Процентные значения в таблице 1 представляют собой массовые проценты в расчете на общую массу соответствующего слоя. Каждая из полиэтиленовых смол коммерчески доступна в The Dow Chemical Company. Внешний слой (А) обработан коронным разрядом. Полоски из полиэтиленовой пленки шириной 4-5 дюймов (10-13 см) вырезали из рулона, подлежащего нанесению покрытия.
2
Описанный выше раствор полиуретанового покрытия смешивали непосредственно перед нанесением. Пузыри рассеивали в течение от 1 до 3 минут. Пленку прикрепляли к стеклянной пластине сверху с применением только двусторонней ленты, располагая стороной пленки, обработанной коронным разрядом, вверх. Бумажное полотенце помещали под стеклянную пластину для улавливания избытка покрытия. Поверх пленки помещали стержень Мейера. Целевая масса покрытия из твердых веществ для указанных образцов составляла 3 г/м (г/м. кв). На основе процентного содержания твердых веществ выбирали стержень Мейера и полученную массу покрытия измеряли с применением способа, описанного ниже. Если масса покрытия являлась слишком малой, выбирали стержень Мейера большего калибра, и т.д. Большинство образцов в указанном примере получали с применением стержня Мейера №4 для растворов покрытия, содержащих 31 массовый процент твердых веществ, и стержня Мейера №6 для растворов покрытия, содержащих 29 массовых процентов твердых веществ.
От 1 до 1,5 миллилитров раствора покрытия наносили поверх пленки под стержнем Мейера. Быстро применяли стержень Мейера для нанесения покрытия на сторону пленки, обработанную коронным разрядом. Нанесение покрытия осуществляли в сушильном колпаке, непосредственно смежным с сушильной камерой. Влажное покрытие выдерживали в вакуумном сушильном шкафу при 70-75°C в течение 3 минут с применением ловушки с охлаждением сухим льдом для улавливания растворителя. Небольшой вакуум ~ -5 дюймов рт. ст. (16,9 кПа) получали, оставляя игольчатый клапан открытым, поскольку полный вакуум является нежелательным. Через 3 минуты пленку доставали и помещали на проволочную сетку для охлаждения. После охлаждения пленку переносили на металлическую пластину и края закрепляли магнитами для предотвращения чрезмерного скручивания. Пленки оставляли отверждаться в течение 7 дней в условиях окружающей среды перед дальнейшими испытаниями.
Масса покрытия
Количество покрытия на пленке измеряли следующим образом. Лист алюминиевой фольги прикрепляли к стеклянной пластине при помощи двухсторонней ленты и разглаживали, насколько возможно. Стержень Мейера помещали поверх фольги. От 1 до 1,5 миллилитров раствора полиуретанового покрытия наносили поверх алюминиевой фольги под стержнем Мейера. Стержень Мейера применяли для нанесения раствора покрытия и пластину с фольгой выдерживали в вакуумном сушильном шкафу при 70-75°C при ~ -5 дюймах рт. ст. (16,9 кПа) в течение одной минуты. Время выдерживания имеет важное значение, поскольку, когда неабсорбирующая алюминиевая фольга является подложкой, за 1 минуту удаляется большая часть растворителя, но при более длительном времени покрытие сшивается в слишком большой степени, что затрудняет его удаление. На алюминиевую фольгу с покрытием накладывали квадратный шаблон размером 9,70 см х 9,70 см, а затем применяли изогнутую препаровальную иглу для нанесения надрезов на алюминиевую фольгу по шаблону. Ножницы для работы по металлу применяли для вырезания по линиям надрезов с получением фрагмента алюминиевой фольги с покрытием в форме шаблона. Фольгу с покрытием взвешивали на аналитических весах с точностью до четырех знаков после запятой с получением первого результата измерения (W1). Для смывания покрытия с фольги применяли этилацетат или метилэтилкетон. Промытую алюминиевую фольгу сушили для удаления остаточного растворителя. Затем алюминиевую фольгу взвешивали с получением второго результата измерения (W2). Массу покрытия рассчитывали по следующей формуле:
,
6
2
2
2
2
где K = 1 x 10 мм/м, и A представляет собой площадь подложки в мм. Для квадратного шаблона размером 9,70 см х 9,70 см площадь (А) составляла 9409 мм.
Пример 1
2
Пленку с покрытием согласно настоящему изобретению оценивали в испытании на термостойкость. Пленку с покрытием получали, как описано выше, с массой покрытия ~ 3 г/м. Термостойкость пленки с покрытием сравнивали с полиэтиленовой пленкой без покрытия, имеющей такую же конструкцию, как указано выше, без покрытия.
Сначала пленки подвергали предварительной проверке на потенциальную термостойкость следующим образом. Устройство для импульсной сварки TISH-200 (модель E82163(s)) применяли для предварительной проверки на термостойкость в режиме “9”, максимальное значение. В указанных условиях полиэтиленовая пленка без покрытия полностью плавится с образованием двух фрагментов пленки по обеим сторонам нагревательного стержня. Пленку с покрытием согласно настоящему изобретению (как описано выше), отвержденную в течение по меньшей мере 7 дней, разрезали на полоски шириной 1 дюйм (2,5 см) перпендикулярно направлению нанесения. Обычно полоски брали из средней части пленки, удаленной от верхней или нижней частей. Полоску пленки зацикливали на самой себе таким образом, чтобы поверхность с покрытием находилась на внешней стороне петли, а поверхность без покрытия находилась на внутренней стороне петли. Петлю помещали в зону нагрева устройства для сварки и плотно прижимали рычаг. Нагрев автоматически выключался через 3 секунды. Рычаг отпускали и петлю извлекали из зоны нагрева. В соответствии с качеством тепловой сварки присваивали оценки. Оценку “0” присваивали, если полоска полностью плавилась, и петля разрезалась. Оценку “5” присваивали, если петля сваривалась и склеивалась, но линия сварки являлась очень слабой при извлечении. Оценку “10” присваивали, если петля сваривалась и оставалась целой, и сваривание являлось прочным. В указанном процессе оценки получали только оценки 0 и 5, которые существенно ухудшают оценку успешности прохождения испытания. Каждую из пленок испытывали четыре раза, и общая оценка представляла собой среднее значение по четырем испытаниям. Пленки без покрытия провалили указанное испытание на термостойкость, тогда как пленки с покрытием согласно настоящему изобретению успешно прошли испытание на формирование запаек.
Образцы, прошедшие первичную предварительную проверку на термостойкость, далее оценивали на термостойкость с применением испытания W-складыванием. Пленка с покрытием согласно настоящему изобретению (пленка согласно настоящему изобретению 1) начинала деформироваться при температуре 270°F (132°С). Поскольку полиэтилен без покрытия деформировался или даже начинал свариваться при 230°F (110°С), пленка с покрытием продемонстрировала улучшение термостойкости.
Пример 2
Значения глянцевитости пленок с покрытием в соответствии с вариантами реализации согласно настоящему изобретению (пленок согласно настоящему изобретению 1-3) сравнивали со значениями глянцевитости пленки без покрытия (пленка сравнения А) и пленки сравнения с покрытием (пленка сравнения B). Пленку с покрытием в соответствии с вариантом реализации согласно настоящему изобретению (пленка согласно настоящему изобретению 1) получали с применением способа нанесения покрытия, описанного выше.
Получение покрытия для пленки согласно настоящему изобретению 2
5,8 грамма акрилового поликарбамата (описанного выше) помещали в стеклянную пробирку. В пробирку добавляли 16,59 граммов этилацетата и встряхивали вручную до полного смешивания. В пробирку добавляли 0,04 грамма воска (Synaceti 125 производства Werner G. Smith, Inc.) и 0,04 грамма кукурузного масла. Пробирку выдерживали в сушильном шкафу при 73°C в течение 1 минуты, доставали из сушильного шкафа, а затем встряхивали вручную для визуальной оценки растворимости. Указанный процесс повторяли до полного растворения воска и масла. В пробирку добавляли 0,4 грамма этанола и 0,068 грамма катализатора (K-CURE 1040 производства King Industries, Inc.) и встряхивали вручную до полного смешивания. В пробирку добавляли 0,5 грамма сшивающего агента, циклогексанилдикарбоксальдегида, и пробирку в последний раз встряхивали вручную до полного смешивания.
Получение покрытия для пленки согласно настоящему изобретению 3
5,8 граммов акрилового поликарбамата (описанного выше) помещали в стеклянную пробирку. В пробирку добавляли 16,59 граммов 50/50 смеси по массе этилацетата и циклогексана и встряхивали вручную до полного смешивания. В пробирку добавляли 0,04 грамма воска (Synaceti 125 производства Werner G. Smith, Inc.) и 0,04 грамма кукурузного масла. Пробирку выдерживали в сушильном шкафу при 73°C в течение 1 минуты, доставали из сушильного шкафа, а затем встряхивают вручную для визуальной оценки растворимости. Указанный процесс повторяли до полного растворения воска и масла. В пробирку добавляли 0,4 грамма этанола и 0,068 грамма катализатора (K-CURE 1040 производства King Industries, Inc.) и встряхивали вручную до полного смешивания. В пробирку добавляли 0,5 грамма сшивающего агента, циклогексанилдикарбоксальдегида, и пробирку в последний раз встряхивали вручную до полного смешивания.
Пленку с покрытием в соответствии с одним из вариантов реализации согласно настоящему изобретению (пленка согласно настоящему изобретению 2) получали, как описано выше, за исключением того, что на пленку наносили покрытие для пленки согласно настоящему изобретению 2. Пленку с покрытием в соответствии с другим вариантом реализации согласно настоящему изобретению (пленка согласно настоящему изобретению 3) получали, как описано выше, за исключением того, что на пленку наносили покрытие для пленки согласно настоящему изобретению 3.
2
Пленка сравнения А представляла собой пленку подложки, как описано выше. Пленка сравнения B содержала такую же пленку подложки с полиуретановым покрытием, которое содержало изоцианаты. Покрытие в случае сравнительной пленки B наносили при 31% твердых веществ в количестве 3 г/м и оставляли отверждаться в течение по меньшей мере 7 дней при температуре окружающей среды.
Испытание на глянцевитость проводили в соответствии с ASTM D2457 с применением измерителя глянцевитости BYK Gardner Micro-Tri-Gloss. Для каждого образца измеритель настраивали на запись глянцевитости при 20° и 60°, измеряемой сверху вниз в 8 разных местах, за исключением самого верхнего и самого нижнего слоев пленки. Глянцевитость варьируется из-за дефектов в покрытии и в находящейся под ним полиэтиленовой пленке. Поэтому для каждого образца пленки измеряли среднее значение и стандартное отклонение при 20° и 60°. Измеряли по два образца каждой пленки (за исключением пленки согласно настоящему изобретению 2), и результаты приведены в таблице 2.
Таблица 2
№ образца
Сред. значение глянцевитости при 20°
Ст. отклонение глянцевитости при 20°
Сред. значение глянцевитости при 60°
Ст. отклонение глянцевитости при 60°
Пленка сравнения А
1
66,8
16,0
101,1
3,0
2
71,4
5,5
100,6
1,2
Пленка сравнения B
1
67,5
27,5
97,8
15,1
2
100,0
7,3
116,1
1,5
Пленка согласно настоящему изобретению 1
1
84,9
13,4
108,8
1,2
2
92,4
9,6
109,3
1,3
Пленка согласно настоящему изобретению 2
1
89,9
25,8
108,5
17,0
Пленка согласно настоящему изобретению 3
1
82,8
24,0
117,1
32,5
2
79,7
24,4
108,2
17,0
Глянцевитость при 60° у пленок согласно настоящему изобретению была сопоставима с глянцевитостью пленки сравнения B (полиуретановое покрытие с изоцианатами) и улучшенной по сравнению с пленкой сравнения A (без покрытия). Также в лучшую сторону отличалась глянцевитость при 20°.