箔及其制造方法

专利名称：箔及其制造方法
技术领域：
本发明涉及复合薄片(以下简称为箔)的改进，更具体地讲，本发明涉及箔的改进，其中基底(例如，塑料条或塑料板)的至少一面涂有一层金属膜，例如铝膜。本发明还涉及一种制造含有金属膜的箔的方法。
具有上述特性的箔在许多工业中广泛使用，特别是用于食品和许多其它产品的包装或包裹。由镀有金属薄膜的基底组成或包括该镀有金属薄膜的基底的箔的优点在于它们可美化所包装或包裹产品的外观。其另一优点在于其原始成本以及加工成本仅仅是单独由金属材料(如铝)制成的箔的成本的一小部分。其中一通常为非金属的基底载有一层或多层金属材料薄膜的箔的再一个重要优点在于它们可以简单、省时和廉价的方式被一层或多层附加镀层所覆盖。
目前已知的基底上载有一层或多层金属材料膜的箔的缺点在于它们不适于许多重要的应用。例如，有许多种食品，及许多化妆品，必须以这样的方式包装或包裹，即包装的内容物应牢固密封以防周围的空气及水份。到目前为止已知的生产符合这种要求的箔的尝试包括利用由金属材料(如铝)膜所覆盖的塑料基底。还已知可用聚偏二氯乙烯覆盖镀有金属薄膜的塑料箔。这种箔的缺点在于价格昂贵，而且不符合许多国家环保机构的严格要求。其另一个缺点是在许多情况下，这种箔不都是流体不能渗透的，或并非完全流体不能渗透的。此外，其防止气体和/或液体渗透的能力是不能预见的且常常因不同区域而异。尽管这种常规箔不能防止某些气体和/或汽化液体的通过在许多应用方面或许并不是有害的，但其对氧和/或蒸汽(如水蒸汽)的渗透性使得它们在食物加工和许多其它工业的诸多应用方面都不适用。迄今在这一方面的广泛而耗资的研究尚未给出可扩大镀有金属薄膜的箔的应用领域的解决方案。而且，常规箔对氧和某些其它流体的渗透性可因金属薄膜彼此间摩擦和/或与基底和/或与所封装的一个或多个产品摩擦而显著增强。
本发明的一个目的是提供一种流体不可渗透的箔。
本发明的另一个目的是提供一种可作为任何常规箔使用并适于多种其它重要用途的箔。
本发明的再一个目的是提供一种符合环保机构要求且能被有利地用于所有种类的食品、化妆品和许多其它应被密封以防周围的环境影响的产品的包裹或包装或其它封装的箔。
本发明的再一个目的是提供一种其金属层(一层或多层)受到可靠的保护而免受磨损、磨蚀和/或其它不利影响的箔。
本发明的再一个目的是提供一种可以卷绕的形式保存而对其金属薄膜(一层或多层)无任何损害的箔。
本发明的再一个目的是提供一种可由易得到的材料，以低成本和用易得到的机器制得的箔。
本发明的再一个目的是提供一种比目前已知的箔用途更广泛且更安全，但其厚度不需超过常规箔的厚度，并可更薄的箔。
本发明的再一个目的是提供一种易于在其上印刷并能保持印刷字迹的箔。
本发明的再一个目的是提供一种制造上述箔的新的改进方法。
本发明的再一个目的是提供一种可以多种不同的方式，简单而省时地在预期的程度上加强和/或改善基本基底一金属、膜组合体的外观和/或其它所需特性的方法。
本发明的再一个目的是提供一种可以简单、廉价和省时的方式将由基底和一层或多层金属膜组成的基本箔转变为超级箔的方法。
本发明的再一个目的是提供一种实施上述方法的装置。
本发明的一个特征在于提供一种包括基底、金属膜和保护层的箔，其中基底具有第一面和第二面，金属膜可附着于基底的至少一面上且具有背朝这一基底面的表面，保护层覆盖并附着于膜的整个表面。该保护层最好含有或由可强力附着于膜表面的有机材料构成。这种有机材料的分子量至少为10，000KP或小于10，000KP。有机材料可选自天然和合成树脂、天然和合成蜡和润滑剂。例如，有机材料可包括用作漆和清漆的树脂，非涂敷蜡或生橡胶。此外，有机材料还可形成一便于在保护层上印刷的底层。
该保护层应较薄，最好极薄。例如，其厚度为0.1～1g/m2。最好在金属膜还没有刮痕和/或其它会使膜透气的缺陷时将该层施于金属膜上。例如，可使膜所用金属材料汽化到基底的一面上并使保护层所用有机材料汽化到次序增厚的新生成的膜上。
保护层和膜可在基底的一面共同构成一流体不可渗透的涂层。此外，该保护层可耐腐蚀，即可防止金属膜的氧化。
该保护层最好以这样的方式制做，即其厚度在膜的整个表面都保持均匀。此外，保护层可抗粘着。该层的有机材料对膜金属材料最好具有高度亲和力，并最好由一种可压印的材料制成。
箔可进一步包括一覆盖并附着于保护层上的涂层。该涂层可为在保护层上固化并均匀覆盖该层的挤压层。
更可取的是用生理上可接受的材料制造保护层并采用没有气味的材料。
基底可由选自下列物质的材料制成聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚酰胺、聚苯乙烯和聚氯乙烯。
较好的薄层是由或可由具有低摩擦系数的材料制成，即，该薄层具有光滑的外露表面并且在施加较小的力时能相对于邻接表面移动。“保护”一词是指该层可保护金属 膜的表面免受磨损。
本发明的另一个特征在于提供一种制造具有上述特性的箔的方法。该方法包括将金属材料(例如铝)的膜涂敷到基底的至少一面上，以使该膜有一个背朝基底的表面，然后将保护层涂敷到该膜的表面。保护层可含有机材料，且涂敷步骤可通过将有机材料汽化到膜的表面来完成。
该方法还可包括涂敷步骤完成后卷绕箔的步骤。该方法的涂敷金属步骤可通过使金属材料汽化到基底的至少一面上来完成，涂敷保护层步骤可通过在前一步骤完成之后立即使有机材料汽化到膜上来完成。有机材料可选自天然和合成树脂，天然和合成蜡和润滑剂。保护层涂敷完成后，膜即可借助于该保护层而承受施于其上的力。
保护层最好薄，其厚度在薄膜的整个表面最好均匀一致。
涂敷金属的步骤可通过在一汽化器中使金属材料汽化到基底的至少一面上来完成，涂敷保护层的步骤可通过在基底的相应部分仍在汽化器内时使保护层所用有机材料汽化到膜的表面上来完成。保护层所用有机材料最好以这样的标准选择，即它对膜金属材料具有高度的亲和力。
如果保护层含有树脂，则涂敷步骤可通过在一汽化器中加热树脂至汽化温度并在该汽化器中使薄膜的表面与已汽化的树脂相接触来完成。
涂敷保护层步骤可包括多个连续阶段。该方法最好还包括沿着预定的路径推进基底及其上的膜的步骤，在每一阶段，使膜与已汽化的有机材料相继接触。接触步骤可使该路径的每一段都将一分离的有机材料层涂敷到膜上，以便在涂敷完前一层之后立即开始涂敷下一层。这种方法最好包括使连续涂敷的保护层的各层固化的步骤，接触步骤可保证前一层固化开始后再涂敷下一层。
涂敷保护层的步骤的各连续阶段可以预定的时间间隔进行，最好间隔30～120秒钟。间隔的长短取决于相应层的特征;另外，这种时间间隔既可固定，又可变化。可以这样安排，即从多个连续阶段的前一阶段到下一阶段，时间间隔可增可减。每一阶段可将同一种材料涂于 膜上;另外，至少一个阶段可将一种材料涂敷于膜上，而至少另一阶段可将另一种不同的材料涂敷到膜上。例如，其中一种材料可以是树脂，而另一种材料可以是蜡。如果该步骤包括三个或多个连续阶段，则可在多个连续阶段中交替涂敷树脂和蜡。
该方法目前优选的实施方案还包括沿着预定的路径，朝着预定的方向和以预定的速度推进基底的步骤，且涂敷金属步骤使金属材料在基底沿其路径推进到的第一段时汽化到以预定的速度推进的基底的至少一面上。涂敷有机层的步骤包括在路径的第一段下游的第二段附近供给有机材料，将该有机材料加热至汽化温度，在路径的第二段使薄膜与已汽化的有机材料接触。加热步骤可通过用电加热有机材料的方法来实现。
在权利要求书中具体叙述了被认为是本发明的特征的新特征。细读下面对某些目前优选的具体实施方案的详述并参照附图，可很好地理解改进的箔本身，其组成及制造方法，以及该箔的其它特征和优点。


图1是体现本发明的一种形式并包括单层金属 膜和单层金属膜的保护层的箔的放大的局部剖面图;
图2是图1的局部进一步放大图;
图3是类似于图2的放大图，并进一步示出了施于保护层的外露面上的印刷品;
图4示出了将挤压涂层施于保护层的外露面上;
图5是两层卷绕在一轴心上的改进箔的局部剖面图;
图6是可用于实施改进方法的装置的简图;
图7是箭头Ⅶ所示装置部分的放大的局部剖面图，以与图6的平面平行并转180°的平面截取该剖面。
图1和2示出了箔的一部分，该箔包括塑料载体或基底1，附着于基底面5并有一背向基底的面6的金属膜2，和与膜2紧贴并覆盖膜2的整个表面6的薄保护层3，将膜2的金属材料汽化、喷涂或其它方式涂敷到基底1的面5。保护层3的有机材料可以汽化或其它方式涂敷到表面6上，使得层3保护金属膜2而免于 腐蚀，机械损害和其它不利影响。
目前制备保护层3所优选的材料包括天然和合成树脂，天然和合成蜡及某些减摩剂(下称润滑剂)，例如层3材质可为用作天然漆和清漆的合成树脂，也可用生橡胶，天然/合成树脂混合物，天然/合成蜡混合物或上述有机物之任何其它混合物(如天然或合成树脂与天然或合成蜡的混合物)。
关键是保证保护层3涂敷到金属膜2的表6上，同时膜仍完好无损，即无划痕，擦伤和/或其它机械损伤。如果在膜2金属材料在基底1之一面5上涂层后层3瞬间或几乎瞬间形成即可达到这一要求。层3优选形成之法借助图6和7来描述。优选将层3有机料汽化，用蒸汽与所成膜2表面接触。一般要求箔有薄或极薄层3，在表面6上有均匀的厚度。有机进料受控汽化并控制 汽化有机物与膜2表面6的接触而易于达到这种均匀厚度。通过膜2与汽化有机物接触涂敷层3的另一优点是该层密度高，如在许多场合下希望层3形成阻挡层以阻止氧和/或蒸气穿透而与膜2金属接触，而且，致密层3还可使膜2不致于擦伤，划破和/或出现其它不利机械损伤。
许多情况下完整的金属膜2应不渗透流体(如空气，水和蒸汽)因此若膜2在涂保护层3之前完好无损，则即使层3可渗透流体，膜2也不会渗透流体。但是层3材料可易于选择而使完整层2和保护层3组合起来阻止任何流体渗透出来与基底1乃至箔盛物料接触。所以该改性箔可有效地用来包装或包裹有些应有效保证不透氧和/或水蒸汽或不受潮的食品和化妆品。
层3材料的选择可考虑满足上述所有要求并在膜2表面6上形成高强度阻挡层。因此可在膜2上施加压力，只要该应力由保护层3带来即可。而且层3优选应有明显的抗结块性以使其即使在受力倾向于贴在膜2之表面上时也不致于粘在相邻层3或基底1未涂敷面上。
关键是选择可在不影响膜2和/或基底1质量的温度以下可汽化的材料。因此若层3材料以汽化态涂敷在膜2表面6上，则优选在约100℃和150℃之间可汽化的材料。汽化材料在膜2表面6上沉积并在其上冷凝。单层的汽化和冷凝材料层常足以形成单独或与金属膜2一起不透氧和/或蒸汽的保护层3。但是，如图6和7所示，保护层3可用一系列次序阶段涂敷的两层、三层或多层组成。特别希望连续涂敷的各层至少部分由不同材料构成，其中每一种均有助于提高最终产品的某一特定性能。
两种或多种不同物质适当组合成的物料可作为金属膜2表面6前面的防腐阻挡或廷缓层。因此可选择层3物料而使其可阻止氧和/或蒸汽渗透到与表面6接触，从而使金属膜2仅作基底1补强用和/或成为箔的装饰部分，因为保护层3可阻止氧和/或蒸汽渗透并使这些物质不能到达表面6。可选用天然或合成树脂，天然或合成蜡或两种或多种天然或合成树脂和/或蜡混合物来制成这样的保护层。阻止膜2受侵蚀的能力是保护层3重要性能。大量试验表明，金属膜阻止氧和/或蒸汽渗透的能力极大地受侵蚀影响，即侵蚀有助于或促进金属膜的渗透性。
树脂的显著特点是其分子量不低于10000KP，而蜡分子量低于10000KP。若保护层3为一种或多种蜡和一种或多种树脂之混合物，则树脂可提高层3抗擦伤和/或其它机械应力的性能(若选定树脂分子量高，则这种性能就提高)。另一方面，该混合物中的蜡可提高保护层3的挠性(弯曲性)。对构成或形成保护层3之一部分的一种或多种物料的选择还取决于箔的最终用途。例如，可根据层3(或膜2与层3之组合)阻止一种或多种特定气体和/或蒸汽以及箔的应用环境来选择天然和合成蜡及/或树脂的比例。
除含一种或多种上述物料(如天然和/或合成蜡和/或天然和/或合成树脂)而外，保护层3也可含一种或多种减摩剂，作为润滑剂。加一种或多种润滑剂可使保护层3的表面易于沿邻近层3或基底1未涂敷面或包装或包裹产品的相邻面滑动。图5和6示出了箔卷绕滚轴18，其中构成内绕部分的保护层3的外露表面与构成邻近外绕部分的基底1未涂层面接触。加一种或多种润滑剂保证了层3不会因与邻近基底1滑动接触而损伤。滚轴18最内部的卷绕围绕芯8。
选取的润滑剂不仅应阻止层3从金属膜2表面6滑落，相反应能提高层3与膜2紧密粘贴的能力。而且选取的润滑剂应能提高上述保护层3的要求性能，如挠性，抗氧和/或蒸汽渗透性，机械强度和/或其它性能。层3中润滑剂的比例可能很小，因此使润滑剂的添加不致于明显增加该层厚度。润滑剂能但不必须构成由两层或多次重叠而成的保护层3的最外层。
润滑剂的另一优点是使这样得到的保护层3能达到极其令人满意的再涂层性，从而可提高箔接收并保持印刷品的能力。这示于图3，其中保护层3表面3a上涂有印刷品3b。图1，2和3进一步表明了不必固定金属膜2和保护层3的厚度比。因此，图1中层3厚与金属膜2厚匹配或大致相当。另一方面，图2和3示出的金属膜2比保护层3厚。
在保护层3中存在润滑剂的另一理由是该保护层能易于与挤出塑料或其它物料(见图4)的涂层3c粘贴。图4进一步示出膜2和层3的贴合层可形成大量峰谷7。
如上述，在选择保护层3与膜2粘贴时考虑的因素是阻止箔中金属物料受侵蚀。层3物料的选择决定因素是在任何要求时间间隔内阻止膜2受侵蚀，只要层3至少基本上保持完好无损即可。选择层3材料成分时考虑的因素是对任何特定金属物料形成防腐阻挡层、及箔最终用途和层3在实际应用时可能受到的机械和/或其它应力。所选层3中的润滑剂应使其不影响层3对金属膜2受侵蚀的阻止，相反是某些润滑剂可提高保护层的这种性能。
此外，保护层3的物料应使其对膜2金属物料具有很高的亲和性。因此若层3材料在接触膜2表面6之前得以汽化，材料应显示出对金属物料选良的亲和性，以保证达到持久有效的粘结，并在箔实际应用时仍能保持。而且，这种亲和性保证了层3分布于膜2的整个表面6上并良好粘贴，使最终产品每一部分的质量均令人满意。另外，这样选择层3物料保证或有利于层3汽化物料均匀地涂到膜2表面6上。
选择保护层3材料的另一要求是保证终层表面3a(图3)易接受并保持按可使用的技术印的印刷品3b，如果层3物料含一种或多种上述有机物质，如一种或多种天然和/或合成树脂和/或一种或多种天然和/或合成蜡，再加或不加一种或多种润滑剂，即可达到这一点。如上述，适当选定的保护层3可作为印刷品3b的极其令人满意的底涂层。因此可省去底涂层，即在印印刷品3b前直接应用保护层3的表面3a。保护层3可作为令人满意的印刷品3b的底涂层和/或作为图4挤出涂料3c的促进粘着的基底。这样选择保护层3(作为印刷品3b和/或涂料3c底涂层)可提高箔的多方面适应性并降低其成本，因为不必在层3表面3a上涂敷特别生产的底涂层。已发现低分子量烯烃蜡特别适用于保护层3中，作为挤出涂料3c的促进粘贴底涂层。
此外，保护层3材料的选取还要考虑到保证其表面3a接纳并保持制造叠层材料前涂的粘合剂或溶剂，该叠层材料中包括改性箔以及一种或多种与层3粘结的片、带或网状材料。而且挤出物料3c应保在层3表面3a上良好地固化。聚乙烯和聚丙烯可构成令人满意的聚烯烃共挤出基底。
保护层3材料的优先还要考虑到保证其生理可接受性并优选无味材料。因此层3材料应不影响改性箔中所盛产品的质量并且对人和/或动物无害。
基底1可由许多材料制成，优选为聚丙烯，聚乙烯，聚酯，聚酰胺，聚苯乙烯和聚氯乙烯。
层3优选很薄，厚度在0.5-1g/m2之内。
图6和7示出了优选设备的某些部分，这些设备可用来实施改性箔的改进制造方法。有机材料22(可为天然或合成蜡，天然或合成树脂，每一种可加或不加润滑剂，或这些材料按要求比例的混合物)可送入汽化器19中，加热壁25环绕有机材料22的加热浴23。壁25上开了缝或出口，可使有机材料22的蒸气与基底1下侧的次序增厚的膜2接触，基底1则从源13至卷绕滚轴18沿箭头方向前进。汽化器19设在形成膜2的金属材料汽化装置9中。该装置入口用14示出，而基底1未涂层面转动背撑15园周面用16示出，而17表示基底1和膜2经过汽化器19和其下游的第二蒸发器35的推进过程中的导管。背撑15和导管17设在汽化装置9的内室中，而11和12则表示装置9的标准部件，即涂金属膜到逐渐增厚的基底1下侧面的设施，基底1以预定速度前进，即形成质量合格的膜2所要求的速度。
导管17保证次序增厚的新生成的膜2向前通过壁25的缝隙24。该壁25由与电源20相连的环状电加热元件26加热，以保证由补料器33上的进口28进入壁25的内部空间34的有机物料汽化至能在金属膜2的表面6上提供具有所需厚度的层3的程度。通过缝隙24从壁25的内部空间34冒出的蒸气雾或蒸气流用标号21标出。这些蒸气在金属膜2的表面6上冷凝，形成保护层3。层3的厚度取决于多种因素，如浴23的组成、浴23被加热元件26加热(通过壁25的传导)的加热速率、基底1从源13向盘卷箔的滚轴18滚动的速度、有机物料22进入浴23的速率等。应将有机物料22的进料速率及该物料在壁25的内部空间34内的蒸发速率与基底1和膜2的滚动速度综合考虑，以保证形成的保护层3具有所需的厚度并覆盖膜2的整个表面6。另一方面，基底1从源13向滚轴18的滚动速度还取决于膜2的所需厚度，该膜2在背撑15与蒸发单元9的部件11、12间施于基底1。
加热元件26用来加热壁25，而该壁25又将内部空间34内的有机物料22加热至高于其沸点或熔点的温度，以使浴23产生蒸汽。这些蒸汽升至缝隙24，形成蒸汽雾或蒸汽流21，并进一步形成保护层3。
附图6还表明，可通过几个连续的阶段形成层3，也就是说，该层可由两个或多个亚层组成，其中一个亚层覆盖膜2的表面6，而其它亚层分别覆盖先形成的亚层。第二汽化器35位于汽化器19的下游并与其紧密相邻，而汽化器35的下游还可装配一个或多个汽化器(未绘出)，这取决于所需的箔(形成滚轴18)的层3的亚层数。加入汽化器35的有机物料38可与有机物料22相同或不同。可以这样按排，即有机物料22由一种或多种天然和/或合成树脂组成或含有这些树脂，而有机物料38由一种或多种天然和/或合成蜡组成或含有这些蜡。另外，有机物料22和38均可由一种或多种天然和/或合成蜡或一种或多种天然和/或合成树脂组成或含有这些蜡和/或树脂，即有机物料22的组成可与有机物料38的组成相同。由汽化器35形成的亚层标为39。附图6的标号36标明汽化器35的电加热器的电源，标号37标明汽化器35产生的用于形成亚层39的蒸汽雾或蒸汽流。很清楚，汽化器19和35可共用电源20或36，事实上，汽化器35可与汽化器19相同，位于汽化器35下游的一个或多个附加汽化器(如果有的话)也可与汽化器19相同。如果附图6所示的设备采用三个或多个汽化器，可在第一、第三等汽化器中加入一种可汽化的物料，而在第二、第四等汽化器中加入另一种不同的可汽化物料。
常需将汽化器19和35置于相邻或相近的位置。如果蒸汽37在先形成的亚层所用的物料固化前与先形成的亚层相接触，即汽化器19和汽化器35中所选用的物料混合形成层3(该层3通过几个连续的阶段形成，但其组成在膜2的表面6和最终保护层的暴露表面3a间始终是基本均匀的)，就需要这样按排，而且这样按排也是有利的。这样形成的层可作为液密膜，以防止氧和/或蒸汽的渗透并与金属膜2接触。
每个汽化器间的距离取决于所需的保护层3的性质。因此，如果希望该层由二层或多层独立叠加的亚层(如附图6中的亚层39)组成，相邻汽化器间的距离将增大，以加大每种汽化有机物料施用的时间间隔。该时间间隔例如可在30至120秒间。该时间间隔还取决于汽化物料的性质，并在每两个汽化器间保持相同或不同，例如通过加快或减慢基底1和金属膜2的滚动速度来调节。
本发明基于这样的认识，即涂敷到基底上的金属膜在将该膜涂敷到基底上之后几乎立即受到摩擦，因为一般来说，金属膜的涂敷完成之后，得到的箔立即卷到轴或相似的设备上。盘卷箔的滚轴18上形成的相邻卷相互摩擦，如没有任何补救措施的话，金属膜的暴露表面靠在基底的相邻表面上，靠在金属膜的相邻表面上或靠在需包装的物品的表面上。相邻箔卷的相互移动可导致十分之一或十分之几毫米的微小位移，但这种微小的位移足以影响金属膜的完整性，即膜会磨损和/或受到不利的影响并因此受到损害，这就会影响其阻止氧和/或蒸汽的渗透和/或其它不需要的物质的渗透。不论膜是否与其它金属膜、基底或其它材料相接触，金属膜的质量都会或可能受到影响。对金属膜的损伤是或可能是如此的小，以致于只能通过显微镜检测才可发现，但是，这种微小的损伤往往足以明显地影响箔的所需特性，特别是金属膜防止氧和/或蒸汽渗透的能力。金属膜的不渗透性能的明显降低，甚至相邻箔卷间的微小移动(即十分之一或十分之几毫米的移动)所导致的性能降低的真正原因还不清楚。但已经知道，金属膜的不渗透或缺乏渗透性是几个参数的函数，这些参数包括箔滚轴上相邻箔卷间的移动，盘卷的拉应力，滚轴的直径，与金属膜暴露表面接触的表面的粗糙度，以及其它参数如汽化施于基底的金属物料的温度、基底的移动速度和涂敷后基底在轴上或相似设备上缠绕的速度。
在将箔缠绕在轴上以及从轴上放下来和/或对缠绕的箔加工时(例如当将箔切割成所需的尺寸和/或形状时)，基底上的金属膜都会受到损伤。用金属化基底组成的箔进行的实验意外地表明，金属膜的渗透性与该膜的厚度无关。
已知的减少由基底和金属膜组成的箔由金属膜的暴露表面靠在相邻表面上所产生的摩擦而引起的损伤的方法包括采用减磨层，该减磨层涂敷于金属膜的暴露表面。实验表明，如果在将新形成的金属化基底(即箔)缠绕到盘卷滚轴之前在金属膜的暴露表面涂敷减磨层，其结果是令人满意的。可参考1989年4月4日批准的题为“包括基底金属层和抗磨膜的包装材料”的共同拥有的美国专利4，818，609。但是，这种箔仍具有一些严重的缺点。例如，已知组成的减磨层对箔的总厚度影响很大。因为已知的作为减磨层的材料不能以保证不显著增大箔厚度的方式涂敷，该箔厚度为基底、金属层和减磨层的总厚度。这就使得到的箔不能用于某些领域，特别是不能用于某些食品和/或化妆品的包装。此外，已知的用于减少箔的相邻层间和/或箔和需包装的物品间摩擦的减磨层不能通过已知的印刷技术印制成印刷品。当具有已知减磨层的箔与其它箔或任何其它片状、网状或带状材料和/或当将减磨层再包覆时，也会产生这样的问题。因此，尽管减磨层有上述优点，金属化基底的生产者都不愿在金属膜上再加一层减磨层。因为采用常规减磨层就限制了箔的应用领域并且显著地增大了箔的成本。成本增大的原因在于很难控制常规减磨层的涂敷使其不明显地增大得到的箔的厚度。此外，如果减磨层的厚度超过一定限度，该层会从相邻金属膜的表面剥离，以致于使金属膜直接暴露于氧、水蒸汽作用之下和/或受到其它不希望的影响。
改进的箔具有许多重要的优点。因此，保护层3保护了金属膜2，甚至在将包括基底1的网状物或带状物和金属膜2卷到滚轴18之前，保护层3就起到了这种保护作用。而且，在将箔从滚轴18放下的每个阶段，在将箔分割成所需的尺寸和/或形状以及作为包装、包裹等材料实际使用过程中，保护层3也会保护膜2。膜2免受了磨损、摩擦和/或其机械损伤，且其挠性不受保护层的影响，因为保护层可比膜2和/或基底1具有更大的挠性。膜2保持了流体不能透过的特性，因为该膜受到保护而免受机械损伤，或者因为其抗气体和/或其它流体渗透的能力由保护层3的存在而得到提高。
改进的箔的另一个重要优点在于易于选择保护层3的材料，且该保护层3不会从金属膜2上剥离，即使该层厚度与膜的厚度相同或超过膜的厚度，也是如此。由于可通过适当地选择涂敷到金属膜的表面6的材料来预先确定层3的挠性，因此最终得到的箔可具有所需的挠性，该挠性最适合满足从滚轴18放下、切割和/或裁成具有所需尺寸和/或形状时的需要。
另外，金属膜2可在任何所需的时间内保持完好，因为该膜不会受到氧和/或蒸汽的腐蚀作用。所需的是保证在金属膜2的暴露表面6受到任何会影响其流体不透过特性的摩擦、磨损、研磨或其它机械作用之前，涂敷保护层3。事实上，如果在将箔转到滚轴18之前涂敷层3，该层3有助于减少滚轴18上相邻箔卷间的摩擦，使膜2和/或层3间产生过度的机械压力的可能性减至很小。此外，由于层3与金属膜2的表面紧密连接，甚至在滚轴18的相邻箔卷之间存在显著压力的情况下，也不会使该层与膜分离和/或给该层或膜带来机械损伤。甚至在保护层非常薄(即约百分之一或百分之几微米)的情况下，也是如此。在大多数情况下，需要提供较薄的保护层，因为这样做具有下述优点节约了保护层所需材料，减少了箔的厚度，减小了滚轴18的尺寸。将层3涂敷到金属膜2的表面6的方法易于选择，甚至无需连续监测所施保护层的厚度。这样做使改进的方法和设备更简单，最终产物的造价也较低。
尽管保护层可采用有机物料以外的材料，但有机物料(包括上述蜡、树脂和润滑剂)是优选的，因为有机物料价格较低。可选择与膜2金属具有显著亲和力向有机物料，这些物料在厚度很小的情况下也能有效地起到保护作用。此外，尽管保护层最好具有预定的恒定厚度，但无需非常精确地监测保护层在膜2上的涂敷情况。因为，只要保护层能完全覆盖金属膜2的表面6，其厚度的波动并不非常重要。
作为保护层3材料的组分而使用的润滑剂形成了改进方法和改进箔的任选但常常是极希望和优良的特征。然而，应当注意的是必须确保使含有润滑剂的保护层3不应显示前面所讨论的常用于一些常规箔金属膜上的减摩层的缺点。这样，润滑剂应当以这样的方式选择即它不应玷污相邻箔、金属膜或欲包装或包裹的产品表面。直接涂到常规涂有金属膜基底的金属膜上的润滑剂常常显示出明显涂污的趋势。在保护层3中存在的润滑剂很容易以这样的方式分布于层3的其它一种或多种材料中即它们既能表现其降低摩擦性能又不会玷污相邻的箔和/或其它部分的表面。事实上，上面所述的保护层3的有机材料(包括天然的和合成的树脂和/或天然的和合成的蜡)常常显示出令人满意的降低摩擦特性，这样使得通常的润滑剂(例如，为了降低其摩擦性能而单独使用的物质)的使用可以不再需要。
保护层3可承接由于直接涂在许多讫今为止公知的箔的金属膜上而产生的所有的机械和/或其它应力。这有助于提高金属箔的有效寿命及不可渗透和/或其它所要求的特性。此外，保护层3阻止了金属箔2和用改进箔包装、包裹和/或其它方式保护的一种或多种产品之间的直接接触，这一特性是极希望和有益的，例如当改进的箔与含酸或其它易侵蚀金属膜的组分的物质接触时。
包括耐刮伤、耐撕裂、耐划伤和/或耐其它影响的保护层3的韧度可通过选择保护层3的厚度和/或组成的简单手段而具体地任意选择。人们发现含有或包括一种人造树脂的保护层3特别有利于确保该保护层和金属膜2的表面6之间高度可靠的紧密粘结的建立。另一方面，使用含一种或多种天然树脂的保护层特别好，尤其当该改进箔用作包装或包裹食品材料时;这些保护层显示了特别令人满意的可弯曲性和耐划伤和其它不希望的机械影响。
用作保护层组分的润滑剂可包括各种油、脂膏、石墨和/或其它。这些润滑剂可以这样的方式选择即使它们既降低层3和相邻层之间的摩擦又能有利于保护层的防腐蚀或耐腐蚀性能。
如上所述，可用任一公知的方法将金属膜2涂在基底1上和将保护层3粘结到金属膜2的表面6上，只要所选方法能保证该膜对基底和保护层有适当的粘附性即可。优选在粘结到膜2的表面6之前汽化为制造膜2而准备的金属材料和汽化保护层的一种或多种材料，因为这时它们可以简单、廉价和可靠控制膜2和层3的厚度及调节该膜对基底的适当粘附和层3对金属膜的适当粘结。所有这些对控制基底1通过镀金属膜位置的速度和控制形成保护层3的一种或多种材料的温度和/或其它参数是必需的。
在改进箔的保护层中的润滑剂可与上述共同拥有的美国专利4，818，609所公开的相同，粘结保护层3到金属膜2的表面6上的方法与在上面所述的共同拥有专利中所讨论的用于涂抗摩擦膜到金属层的方法相同。
实施例1用标准汽化设备在聚乙烯基底上涂一层铝膜。用于汽化金属材料的汽化设备中的汽化器(例如19)将保护层涂到连续增厚的新形成的金属膜上。保护层材料是在汽化器中加热到210℃时很容易熔化的树脂。这就使得对着金属膜暴露表面的蒸汽充分展开。在该膜上冷凝这些蒸汽，结果形成了厚度为0.05μ的保护层。这种类型的树脂称为PENTALYN 255，它是由Hercules Inc.Wilmington Delaware生产的。保护层的厚度均匀且这样的保护层覆盖了该金属膜的整个暴露表面即背对基底的表面。在金属膜表面上蒸汽的冷却是急骤的几乎瞬间完成，这样获得的箔很容易卷到重叠滚卷的滚轴上，而对该保护层的完整性无任何影响。
实施例2在常温和常压下聚乙烯基底上涂一层铝膜。涂上金属膜后立即涂汽化的有机材料即称为PEXIGRUM M 527(由Rohm GmbH，Darmstadt，联帮德国出售)的树脂。将该有机材料加热到235℃，这样使得展开的蒸汽与铝膜的暴露表面接触。这样获得的保护层牢固地附着到铝膜上且厚度约0.04μ。保护层的硬度足以允许在保护层成型后立即进行箔卷到滚轴上的工序。
实施例3在常温常压下用汽化设备在聚酯的基底上涂一层铝膜。在涂铝到基底一面完成后立即将有机材料保护层粘结到铝膜的暴露表面上。该有机材料是一种树脂和蜡的混合物，所述树脂称为HALLOLYN 104，它由Hercules Inc，Wilmngton，Delaware生产;所述的蜡称为E-Wachs 20R 6149，它由BASF生产。在用于形成保护层的材料中树脂同蜡的比例大约9∶1。这两个组分在单个汽化器中混合并被加热到汽化温度，以形成与连续增厚的新涂铝膜接触的蒸汽。含有HALLOLYN 104和E-wachs 20R的保护层的可弯曲性可通过下列方法改进在第一个汽化器中涂第一层蜡到铝膜上，随后立即在第二个汽化器中涂第二层树脂层到上述蜡层上。涂第二层是在蜡层材料完全固化之前进行的。
无需再进一步分析，上面已充分公开了本发明的要点，以致于其他人能借助利用现有的知识，而不避开从先有技术观点来看构成的本发明贡献于本领域各个方面的主要特征而使其适用各种应用，因此这些改变应包括在与后附的权利要求中相当的内容和范围之内。
权利要求
1.一种箔，它包括一个有第一面和第二面的基底；一种涂敷到至少一个所述面上且有一个背向所述面的表面的金属膜；和一个覆盖并粘附到所述膜的整个表面的保护层。
2.权利要求1的箔，其中所述的保护层含有一种能牢固地粘附到所述表面的有机材料。
3.权利要求2的箔，其中所述的有机材料分子量至少为10000KP。
4.权利要求1的箔，其中所述的有机材料分子量低于10000KP。
5.权利要求2的箔，其中所述的有机材料选自天然和合成的树脂，天然和合成的蜡和润滑剂。
6.权利要求5的箔，其中所述的有机材料含有一种用于天然漆和清漆的树脂。
7.权利要求2的箔，其中所述的有机材料是使印刷品更便于印到所述的保护层上的底漆。
8.权利要求1的箔，其中所述的保护层是很薄的。
9.权利要求1的箔，其中所述的膜是至少基本上无刻痕的。
10.权利要求1的箔，其中所述的层是被汽化到所述的膜的表面上。
11.权利要求1的箔，其中所述的层和所述的膜在所述基底的一面一起构成不漏流体的涂层。
12.权利要求1的箔，其中所述的层是耐腐蚀的。
13.权利要求1的箔，其中所述的层是耐粘着的。
14.权利要求1的箔，其中所述的层包括一种对所述膜的金属呈高亲和力的材料。
15.权利要求1的箔，其中所述的层包括一种可刻印的材料。
16.权利要求1的箔，还包括覆盖并粘附到所述层的涂层。
17.权利要求16的箔，其中所述的涂层是挤压品，它固定在所述层上并均匀覆盖之。
18.权利要求1的箔，其中所述的层包括生理上可接受的材料。
19.权利要求1的箔，其中所述的层是没有气味的。
20.权利要求1的箔，其中所述的基底包括选自下列一组的材料聚丙烯、聚乙烯、聚酯类、聚酰胺类、聚苯乙烯和聚氯乙烯。
21.权利要求1的箔，其中所述的层是薄的且摩擦系数低。
22.权利要求1的箔，其中所述的层保护所述膜表面免于划伤。
23.一种制备箔的方法，它包括下列步骤将金属材料的膜涂敷到基底的至少一面，使该膜有一个背向该基底的表面，和粘结保护层到所述膜的表面。
24.权利要求23的方法，其中所述的层含有一种有机材料且所述的粘结步骤包括汽化该有机材料到所述膜的表面。
25.权利要求23的方法，其中所述的层含有一种有机材料且还包括在所述的涂敷步骤完成时进行箔的盘卷步骤，所述的涂敷步骤包括汽化金属材料到所述基底的至少一面和所述的粘结步骤包括在所述的涂敷步骤完成后立即汽化有机材料到膜上。
26.权利要求25的方法，其中所述的层含有选自下列一组的有机材料天然和合成树脂，天然和合成蜡和润滑剂。
27.权利要求23的方法，还包括由所述层对所述膜施加力的步骤。
28.权利要求23的方法，其中所述的层是薄的。
29.权利要求28的方法，其中所述的层含有一种有机材料且沿所述膜的整个表面有均匀的厚度。
30.权利要求23的方法，其中所述的涂敷步骤包括在一个汽化器中汽化金属材料到所述基底的至少一面，所述层含有机材料和所述粘结步骤包括在该汽化器中汽化有机材料到该膜表面上。
31.权利要求23的方法，其中所述层含有一种对所述膜的金属材料有高亲和力的有机材料。
32.权利要求23的方法，其中所述的层含有树脂，所述的粘结步骤包括在汽化器中加热该树脂到汽化温度并在该汽化器中将该膜的表面与汽化了的树脂接触。
33.权利要求23的方法，其中所述的粘结步骤包括多个连续阶段。
34.权利要求33的方法，其中该层含有可汽化的有机材料且还包括沿预定的路径推进基底和其上的膜的步骤，所述阶段的都包括在所述路径的连续部分将该膜与汽化的有机材料接触。
35.权利要求34的方法，其中所述的接触步骤包括在所述路径上的每一部分将分散的有机材料层涂到该膜上，使得在涂完上一层之后立即开始涂下一层。
36.权利要求35的方法，还包括固化所述层的连续涂敷层的步骤，所述接触步骤包括在上一个涂敷层的固化之后开始涂敷下一层。
37.权利要求23的方法，其中所述层含有一种有机材料且还包括沿预定的路径以预定的方向和预定的速度推进基底的步骤，所述的涂敷步骤包括在所述路径的第一部分将金属物质汽化到所述的预定速度推进的基底的至少一面和所述的粘结步骤包括确定在所述第一部分下游的所述路径第二部分相邻的有机材料的供料，加热该供料到汽化温度和将该膜在所述预定速度下与在所述路径的所述第二部分中的汽化了的有机材料接触。
38.权利要求37的方法，其中所述的加热步骤包括电加热该有机材料供给物。
全文摘要
用于包装食品、化妆品和其它产品的一种箔，它有一个塑料基底，该基底的一面涂有金属材料如铝的薄膜。金属膜的露出表面覆盖一薄的保护层。该膜的金属材料被汽化到基底的一面，根据所完成的基底增加量在金属材料汽化一完毕立即以一或多级的方式将保护层的有机材料汽化到该膜的暴露表面上。
文档编号C23C14/12GK1060254SQ9110937
公开日1992年4月15日 申请日期1991年9月27日 优先权日1990年9月27日
发明者赫尔穆特·施穆克 申请人:赫尔穆特·施穆克