多層膜、包括所述多層膜的包裝、以及制備方法
【專利摘要】對于可密封在一起以形成包裝，而不使密封區(qū)脫色或變形的多層膜的需要，可通過以下多層膜來滿足，所述多層膜具有結(jié)構(gòu)層，所述結(jié)構(gòu)層具有基質(zhì)相和分散相，兩者均為高度導(dǎo)熱的并在密封形成期間提供結(jié)構(gòu)完整性。
【專利說明】多層膜、包括所述多層膜的包裝、以及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多層膜、包括所述多層膜的包裝、以及制備此類包裝的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多層膜被廣泛用于包裝應(yīng)用中，其包括用于家用產(chǎn)品諸如液體衣物洗滌組合物、粉末衣物洗滌組合物、硬質(zhì)表面清潔劑、個人護理產(chǎn)品、尿布、濕擦拭物和寵物食品。此類多層膜必須能夠在包裝制備期間形成強密封。它們也必須可形成包裝，所述包裝是在美學(xué)上令人愉悅的，包括密封區(qū)域在內(nèi)，具有較少的脫色或表面變形。
[0003]用于此類包裝應(yīng)用中的多層膜通常結(jié)合密封層，所述密封層能夠形成具有高密封強度的粘結(jié)。此類密封層通常包含具有相對低熔點的聚烯烴，諸如聚乙烯。所述密封通過將兩片多層膜的密封層融合在一起而形成，從而包括所述密封層。
[0004]所述多層膜通常還包括結(jié)構(gòu)層30。為了向所述密封提供完整性，結(jié)構(gòu)層30通常包括高熔點聚合物，諸如聚丙烯或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，其在形成密封的溫度下不熔融。結(jié)構(gòu)層30在密封期間防止密封變薄或膜穿孔，并且從而也確保包裝在使用期間不滲漏。雖然多層膜可由密封層和結(jié)構(gòu)層組成，但是包括三層或五層或更多層的膜更典型，其中結(jié)構(gòu)層30處于中間。
[0005]所述密封通常通過將待接合的多層膜的部分定位，使得來自所述膜的兩部分的密封層接觸而形成。然后將壓力和足夠的熱施用到膜的外層，以將相應(yīng)的密封層熔合在一起。因此，用于熔合密封層的熱必須施加通過結(jié)構(gòu)層30。因為結(jié)構(gòu)層30通常為密封形成期間不熔融的聚合材料，所以通過結(jié)構(gòu)層30的熱傳遞較差。因此，必須向外層施加高溫，以提供足夠的熱傳遞從而將密封層熔合在一起。這可能導(dǎo)致膜的外層脫色或變形。在熱傳遞和熔融必須快速的情況下，例如當(dāng)形成豎直邊緣重疊密封時，或當(dāng)將多于兩個的層密封在一起時，例如當(dāng)將多層膜的四個層組合在一起而形成閉合角撐密封時，這尤其是一個問題。
[0006]此外，因為現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)層諸如包括PET的那些，形成對熱傳遞的顯著阻隔，所以它們增加了密封層達到能夠形成密封的溫度所需的時間。從而，它們限制了包裝線能夠運行的速度。
[0007]因此，仍然需要多層膜，所述多層膜能夠在較低溫度下密封在一起，以形成包裝而不使密封區(qū)域脫色或變形，并且使得密封能夠以較快的速度形成。
[0008]多相聚合物公開于EP 2 143 760 AU EP 2 275 485 AU EP 2 182 030A1、US6,723,829 BK US 7,473,463 B2、EP 2 154 195 AU EP 2 145 923A1、EP 2 133 389Al JPEP I 661 935中。共擠出多層膜和用于制備包括所述多層膜的包裝的方法公開于 US 2002/0009579 AU US 2003/0211350A1、WO 2010/008696、US 6，237，308B1、US7，588，706B2、US 6，794，053B2、WO 2009/110887AU WO 01/03921AU WO 2004/094141A2、W098/32596, WO 95/26269、US 2007/0254119 AU WO 97/44178、US2008/0299364A1、US2006/0131778 Al、和 US 2007/0252276 Al 中。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明涉及多層膜10，所述多層膜包括:外層，所述外層由第一密封層20組成，所述第一密封層20包含聚烯烴；和結(jié)構(gòu)層30，所述結(jié)構(gòu)層包含基質(zhì)相和分散相；其特征在于:所述分散相包含多相共聚物；并且所述結(jié)構(gòu)層30具有6微米至120微米的厚度。
[0010]本發(fā)明還涉及包裝100，所述包裝包括多層膜10，其中所述包裝100包括由將多層膜10的兩個部分的第一密封層20熔合在一起而形成的至少一個密封。
[0011]本發(fā)明還涉及用于制備包裝100的方法，其中所述方法包括以下步驟:獲取多層膜10的第一部分和多層膜10的第二部分；使多層膜10的第一部分的第一密封層20與多層膜10的第二部分的第一密封層20接觸；將熱源施加在多層膜10的第一部分和多層膜10的第二部分上，以將多層膜10的第一部分的第一密封層20和多層膜10的第二部分的第一密封層20熔合，從而形成密封；其特征在于熱源處于160°C至30(TC的溫度下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1:根據(jù)本發(fā)明的多層膜10，其包括第一密封層20和結(jié)構(gòu)層30。
[0013]圖2:根據(jù)本發(fā)明的多層膜10，其包括第一密封層20、結(jié)構(gòu)層30、和第二密封層40。
[0014]圖3:根據(jù)本發(fā)明的多層膜10，其包括第一密封層20和結(jié)構(gòu)層30，還包括具有反向印刷層60的附加的層壓層50，其使用接合層70擠出層壓到結(jié)構(gòu)層30上。
[0015]圖4:根據(jù)本發(fā)明的多層膜10，其包括一起共擠出的第一密封層20、結(jié)構(gòu)層30、和印刷層80。在使用粘合劑接合層70將層壓層50粘結(jié)到印刷層80之前，將印刷層62印刷到印刷層80上。
[0016]圖5:本發(fā)明的包裝100，其具有在所述包裝100的頂部和底部處的閉合角撐密封130、在背面上的豎直成形密封110，以及提供容易打開的弱線150，以及豎直角密封140。
[0017]圖6a:本發(fā)明的包裝100，其具有在所述包裝100的頂部和底部處的閉合角撐密封130、與提供容易打開的弱線150。
[0018]圖6b:圖6a的包裝100，其中弱線150被部分打開。
[0019]圖7:本發(fā)明的包裝100，在所述包裝100的頂部和底部處具有開口角撐密封120。【具體實施方式】
[0020]可在較低施用溫度下將本發(fā)明多層膜10的第一密封層20熔合在一起以形成密封。這是因為通過結(jié)構(gòu)層20的熱傳遞比現(xiàn)有技術(shù)的多層膜(諸如在結(jié)構(gòu)層中包含PET的那些)更迅速。此外，通過結(jié)構(gòu)層20的快速熱傳遞使得第一密封層20能夠更快速地達到熔融溫度。因此，可在更短的時間內(nèi)，并從而以更快的包裝線速度形成密封。
[0021]如本文所用，術(shù)語“聚合物”可用于指均聚物、共聚物、互聚物、三元共聚物等。
[0022]如本文所用，“基本上不含”被定義為指提及的膜層完全不含特定組分、或包含由于原料雜質(zhì)、膜加工助劑、以及膜邊角料和廢料的回收加工而存在的少量組分。
[0023]用于本文的術(shù)語“不相容的聚合物”是指至少部分不相容，并且在一些情況下完全不相容的兩種或更多種聚合物。
[0024]如本文所用，短語“縱向”是指“沿膜的長度”方向，即在擠出和/或涂覆期間，或在包裝制備期間，按照所述膜形成的膜的方向。如本文所用，短語“橫向”是指橫跨膜的方向，其垂直于機器方向或縱向。
[0025]如本文所用，術(shù)語“基質(zhì)”或“基質(zhì)相”是指分離的或離散的“分散相”可分散于其中的連續(xù)聚合物相。
[0026]如本文所用，相是具有與相鄰區(qū)域不同的組合物或不同的形態(tài)的區(qū)域。
[0027]如本文所用，均聚物是指包含按重量計,至少97%，優(yōu)選地至少98%，甚至更優(yōu)選地至少99%，最優(yōu)選地99.8%的一個單體單元的聚合物。
[0028]I)多層膜:
[0029]多層膜10包括結(jié)構(gòu)層30，以及第一密封層20，其中所述第一密封層20形成多層膜10的外層之一。當(dāng)多層膜10由兩個層組成時，結(jié)構(gòu)層30形成多層膜10的第二外層。更優(yōu)選地，第二外層由第二密封層40或其它功能層組成，以提供一種或多種有益效果，所述有益效果包括改善的機械性能、改善的阻隔性能、改善的印刷穩(wěn)健性、以及它們的混合物。當(dāng)?shù)诙鈱訛榈诙芊鈱?0時，結(jié)構(gòu)層30置于兩個密封層之間。
[0030]多層膜10優(yōu)選通過將層一起共擠出而形成。多層膜10可通過本領(lǐng)域中已知的任何方式共擠出。然而，優(yōu)選如公開于WO 97/44178和US2007/0254119A1中的吹膜共擠出方法。在此類吹膜共擠出方法中，可通過共擠出模孔將多層膜10的層一起共擠出。共擠出模具具有多個心軸，所述心軸進料形成多層膜10的最終層的不同熔體流。然后通過將空氣吹入內(nèi)部鼓泡空間而形成多層膜10，所述內(nèi)部鼓泡空間通過在共擠出?？缀蛪毫陷佒g的吹塑多層膜10而形成。壓料輥將多層膜折疊成兩層用于稍后的儲存。
[0031]多層膜10可以為單軸向取向或雙軸向取向的，例如通過在一個或多個方向上拉伸或牽拉膜。這導(dǎo)致多層膜的聚合物的長軸具有在拉伸或牽拉方向上的增加的取向性。通過在擠出方向上拉伸或牽拉的取向被稱為縱向取向。通過垂直于擠出方向拉伸或牽拉的取向被稱為橫向取向。雙軸向取向可以是順序進行的。例如，取向可通過首先在縱向上，然后在橫向上拉伸或牽拉膜來實現(xiàn)。作為另外一種選擇，取決于期望的膜結(jié)構(gòu)，可優(yōu)選同時雙軸向取向。優(yōu)選的取向比率(定義為縱向上的拉伸程度對橫向上拉伸程度的比率)通常為在縱向上介于三至六倍之間，并且在橫向上介于四至十倍之間。吹塑膜的取向通常通過設(shè)定牽引速率和吹脹比來控制。牽引速率通過將壓料輥后的多層膜10的線速度(“牽引”速度)除以多層膜管離開?？椎木€速度來計算。吹脹比通過將管的最大直徑除以共擠出?？椎钠骄睆絹碛嬎恪?br> [0032]多層膜10還可通過用拉幅機加工來取向。作為拉幅機框加工的一部分，多層膜10通常經(jīng)由一系列加熱輥在縱向上拉伸，并經(jīng)由施加橫向張力的邊緣“拉幅”夾持件在橫向上拉伸，直至達到所需的膜尺寸。作為另外一種選擇，縱向上的拉伸可通過增加拉幅夾持件之
間的縱向間隔來實現(xiàn)，如在LISIM Techno丨Ogyx中所述。
[0033]可將多層膜10外層的暴露表面之一或二者表面處理以使得經(jīng)處理的暴露表面易接受金屬化、涂層、印刷油墨和/或?qū)訅?。表面處理可根?jù)本領(lǐng)域中已知的方法之一來進行。優(yōu)選的方法包括但不限于，電暈放電、火焰處理、等離子處理、化學(xué)處理或借助于偏振火焰的處理。
[0034]多層膜10外層的暴露表面之一或二者可以被金屬化，例如以減少透過多層膜10的蒸氣或氣體傳遞。此類層可以使用常規(guī)方法金屬化，例如金屬層諸如鋁、銅、銀、鉻或它們的混合物的真空沉積。在一個實施例中，對膜進行第一表面處理以增加金屬化之前的表面能。當(dāng)金屬化和附加的涂層如印刷一起施加時，可首先施加任一個，然后施加另一個。
[0035]1.1第一密封層:
[0036]當(dāng)多層膜10用于制備包裝時，第一密封層20是多層膜10的外層之一并用于形成密封。優(yōu)選地，第一密封層20包含聚合物，與用于結(jié)構(gòu)層30的聚合物相比，所述聚合物具有降低的熔融溫度。第一密封層20包含聚烯烴、聚烯烴共聚物、以及它們的混合物。
[0037]適宜的聚烯烴的例子包括茂金屬催化的聚烯烴、Ziegler-Natta催化的聚烯烴、以及它們的混合物。優(yōu)選地，第一密封層20包含選自下列的聚烯烴:聚乙烯、聚丙烯、以及它們的混合物。優(yōu)選地，聚烯烴為聚乙烯。適宜的聚乙烯包括:低密度聚乙烯(LDPE，具有在21°C下范圍為0.910g/cm3至0.924g/cm3的密度范圍)、線性低密度聚烯(LLDPE，基本上不具有長支化鏈)、中密度聚乙烯(MDPE，具有在21 °C下范圍為0.925g/cm3至0.939g/cm3的密度)、高密度聚乙烯(HDPE，具有在21 °C下范圍為0.940g/cm3至0.965g/cm3的密度)、以及它們的混合物。第一密封層20優(yōu)選地包含按重量計，至少60%、更優(yōu)選地至少90%、甚至更優(yōu)選地至少95%的聚烯烴。第一密封層20還可由按重量計100%的聚烯烴組成。
[0038]第一密封層20還可包含聚烯烴共聚物。聚烯烴共聚物為包含兩種或更多種不同烯烴物質(zhì)的聚合物。適宜的聚烯烴共聚物可選自:乙烯-丙烯(EP)共聚物、丙烯-丁烯(PB)共聚物、乙烯-丙烯-丁烯(EPB)三元共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯、以及它們的混合物。如果存在，優(yōu)選地具有很少或不具有嵌段的無規(guī)共聚物。
[0039]第一密封層20還可包含添加劑，諸如防結(jié)塊劑、抗靜電劑、增滑劑、以及它們的組
口 ο
[0040]第一密封層20的厚度通常在8微米至55微米，優(yōu)選地10微米至45微米，更優(yōu)選地15微米至30微米的范圍內(nèi)。
[0041]1.2 結(jié)構(gòu)層:
[0042]多層膜10的結(jié)構(gòu)層30在密封形成期間對所述膜提供結(jié)構(gòu)完整性，并對所得的包裝提供所需量的剛度。因此，結(jié)構(gòu)層30具有6微米至120微米，更優(yōu)選地10微米至50微米，甚至更優(yōu)選地15微米至30微米的厚度。
[0043]結(jié)構(gòu)層30優(yōu)選地具有850kg/m3至950kg/m3,更優(yōu)選地875kg/m3至925kg/m3,并且最優(yōu)選地900kg/m3至910kg/m3的密度。優(yōu)選地,結(jié)構(gòu)層30具有不超過4.5dl/g,更優(yōu)選地不超過4.0dl/g并且最優(yōu)選地不超過3.5dl/g的特性粘度(IV)。另外，優(yōu)選地，結(jié)構(gòu)層30具有至少1.2dl/g，更優(yōu)選地至少1.5dl/g，甚至更優(yōu)選地至少1.8dl/g，并且最優(yōu)選地至少
2.0dl/g的特性粘度(IV)。
[0044]為了密封形成期間的結(jié)構(gòu)完整性和改善的熱傳遞，結(jié)構(gòu)層30包含基質(zhì)相和至少一個分散相。每個相不同地有助于結(jié)構(gòu)層30的機械特性和熱特性。例如，基質(zhì)相通常提供優(yōu)選地至少140°C，更優(yōu)選地至少150°C，最優(yōu)選地至少160°C的高熔點，這導(dǎo)致密封形成期間的改善的結(jié)構(gòu)完整性。分散相通常在較低溫度下提供軟化或甚至熔融的區(qū)域，并從而在密封形成期間提供改善的通過結(jié)構(gòu)層30的熱傳遞。
[0045]結(jié)構(gòu)層30的基質(zhì)相優(yōu)選包含聚合物，所述聚合物包含按重量計，至少80%，更優(yōu)選地90%，甚至更優(yōu)選地95%，還更優(yōu)選地98%的單一單體。優(yōu)選地，所述單體為丙烯。最優(yōu)選地，基質(zhì)相的聚合物為聚丙烯均聚物。優(yōu)選全同立構(gòu)聚丙烯，其具有按重量計，至少90%、更優(yōu)選地93%、甚至更優(yōu)選地95%、最優(yōu)選地99%的側(cè)基。基質(zhì)相中此類聚合物的使用改善了結(jié)構(gòu)層30的剛度，并從而也改善了多層膜10的剛度。優(yōu)選地，聚合物具有不超過4.5dl/g，更優(yōu)選地不超過4.0dl/g且最優(yōu)選地不超過3.5dl/g的特性粘度(IV)。另外，優(yōu)選地，聚合物具有至少1.5dl/g，更優(yōu)選地至少1.8dl，并且最優(yōu)選地至少2.0dl/g的特性粘度(IV)。優(yōu)選地，基質(zhì)相為半結(jié)晶，其具有如通過差示掃描量熱法(DSC)所測量的，至少140°C，更優(yōu)選地至少150°C，最優(yōu)選地至少155°C的結(jié)晶峰值。此類基質(zhì)相能夠在密封形成期間所施用的溫度下維持結(jié)構(gòu)層30的結(jié)構(gòu)完整性。
[0046]優(yōu)選地，所述基質(zhì)相的聚合物以按所述結(jié)構(gòu)層30的重量計，至少75%，更優(yōu)選地至少80.0%，并且最優(yōu)選地至少82.5重量％的量，并且以按所述結(jié)構(gòu)層30的重量計，不超過95%，更優(yōu)選地不超過92.5%，并且最優(yōu)選地不超過90%的量存在。
[0047]所述結(jié)構(gòu)層30的分散相包含多相共聚物，所述多相共聚物優(yōu)選包含第一烯烴單體和至少一個共聚單體。共聚單體優(yōu)選地選自除了第一烯烴單體之外的烯烴和烯烴的混合物。適宜的共聚單體選自:乙烯、C4—C20-a-烯烴、以及它們的混合物。優(yōu)選的是選自:乙烯、C4-C15-a-烯烴、以及它們的混合物的共聚單體。更優(yōu)選的是選自:乙烯、C4-C10-a-烯烴、以及它們的混合物的共聚單體。甚至更優(yōu)選的是選自:乙烯、C4-C6- a -烯烴、以及它們的混合物的共聚單體，因為它們提供改善的通過結(jié)構(gòu)層30的熱傳遞。作為共聚單體最優(yōu)選的是乙烯，因為當(dāng)?shù)谝幻芊鈱?0包含聚乙烯時，其提供改善的熱傳遞，以及與第一密封層20的更大的相容性兩者。
[0048]多相共聚物優(yōu)選地具有按所述共聚物的重量計，不超過50%，更優(yōu)選地不超過于45%，并且最優(yōu)選地不超過40%的共聚單體含量，以及按所述共聚物的重量計，至少15%，更優(yōu)選地至少20%的共聚單體含量。更優(yōu)選地，多相共聚物為多相丙烯共聚物，其具有丙烯作為第一烯烴單體。
[0049]為改善對第一密封層20的熱傳遞，并改善層間粘結(jié)，多相聚合物的至少一個共聚單體優(yōu)選與第一密封層20的聚烯烴的烯烴單體相同。如果存在其它共聚單體，則其優(yōu)選以比第一密封層20的聚烯烴的烯烴單體更低的重量分數(shù)存在。最優(yōu)選地，共聚單體為乙烯，并且第一密封層20的聚烯烴為聚乙烯。
[0050]多相共聚物優(yōu)選地為無規(guī)嵌段共聚物，因為據(jù)信嵌段多分散性改善了通過結(jié)構(gòu)層30的熱傳遞。據(jù)信即使基質(zhì)相在密封形成期間所施用的溫度下繼續(xù)提供結(jié)構(gòu)完整性，所得的微相中的至少一個也能夠在較低溫度下經(jīng)受相變，改善通過結(jié)構(gòu)層30的熱傳導(dǎo)。
[0051]結(jié)構(gòu)層30包含按照二甲苯可溶物(XS)所測定的，按重量計，不超過25%，優(yōu)選地不超過20%，還更優(yōu)選地不超過17.5%的多相共聚物，并且按重量計，至少5.0%，優(yōu)選地至少7.5%，還更優(yōu)選地至少10%的多相共聚物。優(yōu)選地，多相共聚物的特性粘度(IV)為至少
0.8dl/g，更優(yōu)選地為至少1.0dl/g,并且最優(yōu)選地為至少1.2dl/g，如上所述，多相共聚物作為二甲苯可溶性級份分離。另外，優(yōu)選地，多相共聚物的特性粘度(IV)為不超過2.5dl/g，更優(yōu)選地不超過2.3dl/g，并且最優(yōu)選地不超過2.ldl/g，如上所述，多相共聚物作為二甲苯可溶性級份分離。比率IV (多相共聚物)/IV (基質(zhì)相的聚合物)優(yōu)選地不高于0.85，還更優(yōu)選地不高于0.80。
[0052]多相共聚物包含在分散相內(nèi)。優(yōu)選地，分散相為微相的形式，其具有小于1.00微米，更優(yōu)選地小于0.50微米的重均粒度。優(yōu)選地，分散相具有至少0.05微米，更優(yōu)選地至少0.10微米的重均粒度。分散相的重均粒度可使用由Pdlt P，Ingolic E, GahleitnerM, Bernreitner K, Geymayer W 在 J.Appl.Polym.Sc1.78, (2000),1152 頁中的論文“Characterization of Modified Polypropylene by Scanning Electron Microscopy，，中所述的方法來測定。
[0053]可用作結(jié)構(gòu)層30的適宜的組合物，及其制備方法描述于EP1661935中。
[0054]1.3仵詵的層:
[0055]多層膜10還可包含附加的層，只要第一密封層20形成多層膜10的外層即可。就改善的可加工性而言，多層膜10通常包括對稱設(shè)置的，優(yōu)選地具有作為中間層的結(jié)構(gòu)層30的三層、五層、或七層。附加層可提供多種有益效果，包括改善的機械性能、改善的阻隔性能、改善的印刷穩(wěn)健性、改善的結(jié)構(gòu)層30與第一密封層20之間的粘結(jié)，以及它們的混合物。
[0056]例如，盡管多層膜10可包括第一密封層20，但是多層膜10可包括第二密封層40，使得第一密封層20和第二密封層40形成多層膜10的外層。當(dāng)存在第二密封層40時，第一密封層20、結(jié)構(gòu)層30、和第二密封層40優(yōu)選一起共擠出，其中結(jié)構(gòu)層30介于第一密封層20和第二密封層40之間。作為另外一種選擇，可將第二密封層層壓到多層膜10的相鄰層。第一密封層20和第二密封層40的組合物可以不同，尤其是當(dāng)?shù)谝幻芊鈱?0和第二密封層40不旨在熔合在一起時，或者當(dāng)?shù)谝幻芊鈱?0和第二密封層40需要不同的性能時。例如，當(dāng)?shù)谝幻芊鈱有纬砂b的內(nèi)表面時，可加入染料以增強內(nèi)容物的視覺感知。
[0057]作為另外一種選擇，為了使第一密封層20和第二密封層40之間的密封強度最大化，第二密封層40包含與第一密封層20中所存在的相同的聚烯烴。更優(yōu)選地，第二密封層40具有與第一密封層20相同的組合物。第二密封層40的厚度通常在8微米至55微米，優(yōu)選地10微米至45微米,更優(yōu)選地15微米至30微米的范圍內(nèi)。
[0058]如果存在，第一密封層20和第二密封層40可根據(jù)需要進行處理，以改善防滑性能、增強可印刷性，或出于任何其它合適的原因，例如具有涂層。施用于第一密封層20和第二密封層40的處理可以不同。
[0059]多層膜10可與層壓層50結(jié)合。通常加入層壓層50以提供以下方面的改善:蒸氣或液體阻隔性能、質(zhì)感(觸感)、密封性能、耐磨性、印刷保護、機械強度，以及它們的混合物。因此，層壓層50通常形成多層膜10的外層。盡管層壓層50可具有與第一密封層20或結(jié)構(gòu)層30相同的組合物，但是取決于期望的改善，層壓層50通常具有不同的組合物。層壓層50通常包含:聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、尼龍、以及它們的混合物，但是優(yōu)選聚乙烯?？蓪訅簩?0擠出層壓到相鄰的多層膜10層上，或使用接合層70連接，所述接合層諸如:熱熔融粘合劑、聚烯烴、以及它們的混合物。
[0060]其中層壓層50包含選自下列的聚烯烴:聚乙烯、聚丙烯、以及它們的混合物，優(yōu)選地聚乙烯，層壓層50還可用作密封層。在既要求層壓層具有印刷保護，還要求其形成密封的一部分時，這尤其是有用的。例如，多層膜10可包括共擠出在結(jié)構(gòu)層30的任一側(cè)上的第一密封層20和印刷層80。為保護印刷到印刷層80上的印刷層62，可使用熱熔融粘合劑接合層70將包含聚乙烯的層壓層50粘結(jié)到多層膜10的印刷層上。因為層壓層包含聚乙烯，所以還可將其用于形成包裝的密封。當(dāng)形成具有印刷設(shè)計的包裝時，當(dāng)包裝還包括閉合角撐密封130時，這尤其是有用的，因為密封使用層壓的多層膜的兩面來形成。
[0061]可包括接合層以改善共擠出層之間的粘結(jié)質(zhì)量。接合層70尤其可用于改善部分或完全不相容的層之間的粘結(jié)質(zhì)量，例如當(dāng)結(jié)構(gòu)層30和第一密封層20至少部分不相容時。優(yōu)選地，接合層70與待粘結(jié)在一起的層的相鄰表面中的至少一個，更優(yōu)選地兩個直接接觸。接合層70可包含用于形成待通過所述接合層70連接的層中的至少一個的材料中的至少一種。例如，如果接合層70用于將聚乙烯層壓層50連接至包含聚丙烯和多相共聚物的結(jié)構(gòu)層30，則接合層70可包含聚乙烯或聚乙烯和聚丙烯的共混物。
[0062]為改善熱傳遞，如果存在任何任選的層，則它們是薄的，其厚度優(yōu)選地在0.2微米至50微米的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在0.5微米至30微米的范圍內(nèi)，甚至更優(yōu)選地在2.5微米至12微米的范圍內(nèi)，最優(yōu)選地在3微米至6微米的范圍內(nèi)。然而，對于薄的多層膜而言，任選的層可具有0.5微米至4微米，或I微米至2微米的厚度。
[0063]1.4仵詵的添加劑:
[0064]多層膜10的一個或多個層還可包含一種或多種添加劑?？捎玫奶砑觿┑睦影ǖ幌抻?，遮光劑、顏料、著色劑、氣蝕劑、增滑劑、抗氧化劑、防霧劑、抗靜電劑、防粘連齊U、防潮添加劑、阻氣添加劑、烴類樹脂、烴蠟、填料諸如碳酸鈣、硅藻土和炭黑，以及它們的組合。此類添加劑可以有效量使用，所述有效量根據(jù)所需性能而不同。
[0065]2.包括多層膜的包裝:
[0066]包括多層膜10的包裝100包括由多層膜10的兩個部分的第一密封層20熔合在一起而形成的至少一個密封，其中所述密封選自:豎直邊緣重疊密封110、開口角撐密封120、閉合角撐密封130、豎直角密封140、以及它們的混合物。優(yōu)選地，所述密封具有0.5至5N/_，更優(yōu)選地1.0至3.3N/mm的密封強度。
[0067]本發(fā)明的包裝100可為任何適宜的形狀和尺寸。此類包裝適于容納液體和固體組合物，盡管優(yōu)選其用于容納顆粒狀固體的用途。本發(fā)明的包裝還適于多個計數(shù)產(chǎn)品如尿布。
[0068]為形成包裝100，必須將多層膜10的邊緣充分密封，以便防止內(nèi)容物的顯著滲漏。然而，優(yōu)選包裝100中的小穿孔，例如，以避免包裝在機械壓力下破裂。作為另外一種選擇，可將包裝100氣密地密封。氣密地密封的包裝可包含空氣或惰性氣體以緩沖或防止損壞所容納的產(chǎn)品，并任選維持所容納產(chǎn)品的新鮮度。適宜的惰性氣體包括氮氣。
[0069]包裝100的豎直(縱向)邊緣通常使用豎直邊緣重疊密封110來密封。包裝100的頂部和底部包括水平密封。水平密封可以為非角撐的，導(dǎo)致枕狀包裝。然而，就其增加的體積和改善的架藏印象而言，優(yōu)選角撐包裝，因為其具有可自由站立的三維結(jié)構(gòu)。角撐包裝可具有開口角撐板120。然而，優(yōu)選閉合角撐130，因為其提供較平坦的前、后和側(cè)表面以改善美觀，并且能夠通過將手指放在閉合角撐130下方而容易地拿起。
[0070]本文中包括用于形成豎直邊緣重疊密封110、豎直角密封140和水平密封的裝置，包括開口角撐密封120和閉合角撐密封130。
[0071 ] 包裝100還包括開口結(jié)構(gòu)。如本文所用，術(shù)語“開口結(jié)構(gòu)”定義為用于打開包裝100的助件，所述包裝包括多層膜10上的弱化的選定開口軌線。此類開口結(jié)構(gòu)的兩個例子是弱線和具有標簽的沖切分配開口。
[0072]弱線150通常包括通過高機械強度154的點分開的一系列弱點152。弱線150被構(gòu)造成保持完整，直至被消費者沿開口軌線156打開。弱線150可由例如部分切穿包裝100的多層膜10的劃線，或完全切穿包裝100的多層膜10的穿孔線形成。弱線可使用包括劃線和穿孔的方法來產(chǎn)生?？墒褂眉す饣驒C械方法來進行劃線或穿孔。制備多層膜10中的弱線150的方法和方法參數(shù)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的。
[0073]令人驚奇地，在結(jié)構(gòu)層中摻入多相共聚物，導(dǎo)致本發(fā)明的膜具有沿弱線150的優(yōu)異的撕裂性能。例如，盡管典型的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)-聚乙烯三層層壓膜提供優(yōu)異的密封，但是當(dāng)在高溫下形成所述密封時，撕裂將按照隨機過程進行，而不是沿由穿孔所形成的弱線進行。
[0074]制作弱線的一種方法是使用至少一個激光器。首先，將具有足以蒸發(fā)一部分膜材料的瓦特數(shù)的激光束聚焦到多層膜10上。激光技術(shù)的使用使得能夠精確地控制進入的深度，從薄膜的輕微刻劃到完全穿孔?？墒褂美萌魏涡问降碾姶泡椛涞募す馄?。適合在薄膜中制作弱線的激光器包括基于CO2氣體的那些。
[0075]另一個用于產(chǎn)生弱線的合適的方法是使用刀片。通常將刀片安裝在滾筒上，所述滾筒直接安裝在膜加工機械上，以便當(dāng)多層膜10移動通過裝備有刀片的滾筒時在形成包裝100之前制造出切口?？墒褂貌煌牡镀瑘D案來獲得弱線中的不同圖案。施加到刀片的壓力在該方法期間也可以變化以控制切口的尺寸和深度以確保包裝100容易打開。
[0076]壓花是另一種產(chǎn)生弱線的可供選擇的方法。壓花技術(shù)借助于壓力、溫度、加工時間和變形靠模在特定區(qū)域內(nèi)弱化多層膜10。通過改變壓花軌線處的厚度和/或材料結(jié)構(gòu)可獲得期望的結(jié)構(gòu)。用于壓花的基本設(shè)備由能夠擠壓抵靠背板的密封夾具組成。變形靠模或圖案固定到夾具并進行加熱。在變形靠模和背板之間擠壓多層膜10。已知影響該工藝的主要變量為:加熱溫度、冷卻溫度、壓力、加熱時間、冷卻時間、壓花時的膜張力、壓花后的膜張力、背板材料、背板厚度、背板溫度、夾具圖案和夾具厚度。壓花裝置通常在薄膜的解繞工位之后被安裝并可被結(jié)合到包裝生產(chǎn)線中。EP 1409 366公開了制備弱線的方法。
[0077]弱線150可使用下列測試方法來表征:a)ASTM D-882測定薄塑料片材上的拉伸特性的標準測試方法和b)ASTM D-5733通過梯形程序來測定非織造織物的撕裂強度的標準測試方法。弱線150可由從這些標準測試獲得的三個參數(shù)值來表征。第一是屈服應(yīng)力值。如根據(jù)ASTM D-882所測得的具有弱線的多層膜的屈服應(yīng)力值優(yōu)選不小于沒有弱線的多層膜10的屈服應(yīng)力值的90%。第二，具有弱線的多層膜10的最終或破裂應(yīng)力值優(yōu)選不小于沒有弱線的多層膜10的屈服應(yīng)力值的90%。第三，根據(jù)ASTM D-5733的平均具有弱線的多層膜10的梯形撕裂力優(yōu)選小于4千克的力。
[0078]3.制備包裝的方法:
[0079]因為本發(fā)明的多層膜10能夠在較低溫度下密封，所以形成密封的方法可更靈活。與現(xiàn)有技術(shù)的多層膜相比，為形成相同質(zhì)量的密封，對于相同的密封溫度和壓力而言需要較少的密封時間。作為另外一種選擇，為實現(xiàn)相同的密封質(zhì)量，對于相同的密封時間和密封壓力而言需要較低的溫度，或者對于相同的密封溫度和密封時間而言需要較低的壓力。從而包括膜的包裝可以更高的產(chǎn)量制備，而不損壞膜表面。包含本發(fā)明的多層膜10的包裝100可用包括以下步驟的方法制備:獲取多層膜10的第一部分和多層膜10的第二部分；使多層膜10的第一部分的第一密封層20與多層膜10的第二部分的第一密封層20接觸；將熱源施加到多層膜10的第一部分和多層膜10的第二部分，以將多層膜10的第一部分的第一密封層20和多層膜10的第二部分的第一密封層20熔合，從而形成密封；其特征在于所述熱源處于160°C至300°C，更優(yōu)選地165°C至260°C，甚至更優(yōu)選地170°C至220°C的溫度下，高于第一密封層20的熔點。[0080]根據(jù)本發(fā)明的包裝100可例如在立式成型填充封合(VFFS)轉(zhuǎn)換加工機中由多層膜10連續(xù)制成。多層膜10通常例如使用成型臺肩折疊到自身上，其具有豎直邊緣重疊，以便形成多層膜10管。優(yōu)選地,豎直邊緣重疊為2mm至30mm,更優(yōu)選地4mm至15mm。
[0081]然后將豎直邊緣重疊密封以形成豎直邊緣重疊密封110。使用豎直密封機施加豎直邊緣重疊密封110，所述豎直密封機包括設(shè)有加熱元件和背襯構(gòu)件的密封頭，其中背襯構(gòu)件在豎直邊緣重疊之后豎直地對齊。密封方法涉及熱源，諸如永久加熱密封條或輥。作為另外一種選擇，熱源可提供脈沖加熱。通過豎直密封機將熱施加到豎直邊緣重疊，以將重疊的第一密封層20熔合在一起。為形成強豎直邊緣重疊密封110，優(yōu)選足以確保第一密封層20之間的良好熱接觸的壓力。優(yōu)選地，通過熱源將160°C至300°C，更優(yōu)選地165°C至260°C，甚至更優(yōu)選地170°C至220°C的溫度施加到多層膜10。為使用本發(fā)明的多層膜10制備豎直邊緣重疊密封110，優(yōu)選通過熱源施加溫度持續(xù)35ms至100ms,更優(yōu)選地40ms至80s,最優(yōu)選地50ms至70ms的時間。在冷卻結(jié)合的密封層時,形成豎直邊緣重疊密封110。可通過例如經(jīng)由空氣對流施用冷卻來提高冷卻速率。
[0082]如果需要，還可將豎直角密封140形成為包裝100。豎直角密封140通常在豎直邊緣重疊密封之前或與豎直邊緣重疊密封同時形成。豎直角密封140包括多層膜10的豎直部分，其自身折疊以形成具有多層膜10中兩個層的豎直部分。優(yōu)選地，折疊的寬度為2mm至20mm,更優(yōu)選地5mm至10mm。然后使多層膜10的兩層穿過豎直密封機之間,所述豎直密封機通常包括熱源，諸如加熱元件和背襯構(gòu)件。通過豎直密封機將熱以及優(yōu)選壓力施加到折疊，以將重疊的第一密封層20熔合在一起。為形成強豎直角密封140，優(yōu)選足以確保第一密封層20之間的良好熱接觸的壓力。優(yōu)選地，通過熱源將160°C至300°C，更優(yōu)選地165°C至260°C，甚至更優(yōu)選地170°C至220°C的溫度施加到多層膜10。為使用本發(fā)明的多層膜10制備豎直角密封140,優(yōu)選通過熱源施加溫度持續(xù)30ms至120ms,更優(yōu)選40ms至80s,最優(yōu)選50ms至70ms的時間。在冷卻結(jié)合的密封層時，形成豎直角密封140?？衫缃?jīng)由空氣對流，或施加冷卻輥來提高冷卻速率。
[0083]通常使用定位在填充位置下方的水平密封夾片組件以形成橫跨多層膜10的水平(橫向)密封。水平密封夾片組件包括具有熱源的密封頭，和典型的電脈沖密封線元件，以切斷多層膜10同時形成前述包裝100的水平頂部密封和本文中所形成的前述包裝100的水平底部密封。
[0084]在水平密封操作之前，多層膜10材料可在待施加水平密封的位置處角撐折疊。這通常使用具有三角形形狀的推動裝置來進行。
[0085]為形成開口角撐密封120，僅將第一密封層20結(jié)合在一起，使得所得的密封包括在密封中的多層膜10的兩個層。如果多層膜10還包括第二密封層40，或適合用作密封層的層壓層50，則可任選形成閉合角撐密封130。為形成密閉角撐密封130，還可將第二密封層40的部分密封在一起，使得所得的密封包括在密封的至少一部分中的多層膜10的四個層。為形成強角撐密封，優(yōu)選足以確保第一密封層20之間的良好熱接觸的壓力。如果形成閉合角撐密封130，則也優(yōu)選足以確保第二密封層40之間的良好熱接觸的壓力。優(yōu)選地，通過加熱元件將160°C至300°C，更優(yōu)選地165°C至260°C，甚至更優(yōu)選地170°C至220°C的溫度施加到多層膜10，以將相應(yīng)的密封層熔合。為使用本發(fā)明的多層膜10制備開口角撐密封120或閉合角撐密封130,優(yōu)選通過熱源施加溫度持續(xù)40ms至120ms,更優(yōu)選地45ms至80s,最優(yōu)選地50ms至70ms的時間。在冷卻結(jié)合的密封層時,形成角撐密封。
[0086]在形成水平底部密封之后,通常填充包裝100。然后施加水平頂部密封。任選地，水平頂部密封還可包括角撐形成。包裝100通常在形成水平頂部密封的同時，通過在水平頂部密封上方切斷多層膜10來形成。
[0087]述:
[0088]I)熔點:
[0089]聚合物或樹脂的熔點使用如下所述的差示掃描量熱法(“DSC”)來測量:在200°C下壓制6mg至IOmg的聚合物、聚合物組合物或樹脂的片材，并除去沖模。將樣品在室溫下退火并持續(xù)至少2周。在該時期結(jié)束時，將樣品置于差式掃描量熱計(TA InstrumentsModel2920DSC)中并冷卻至 _50°C。
[0090]以20°C /min的速率加熱樣品至獲得220°C的最終溫度。熱輸出是熔化熱的量度(以焦耳/克聚合物為單位測量)并記錄為樣品熔融峰下的面積，所述樣品熔融峰通常在30°C至175°C下成峰，并在介于0°C和200°C的溫度之間出現(xiàn)。熔點記錄為在樣品熔融范圍內(nèi)的最大熱吸收的溫度。
[0091]2 ) 二甲苯可溶物(XS,重量％)
[0092]在攪拌下于135°C下將2.0g的聚合物溶于250mL對二甲苯中。在30分鐘后，使溶液在環(huán)境溫度下冷卻15分鐘，并然后使其在25°C下靜置30分鐘。用濾紙將溶液過濾到兩個IOOmL的燒瓶中。
[0093]將來自第一個IOOmL容器中的溶液在氮氣流下蒸發(fā)，并將殘余物在90°C下在真空中干燥直至達到恒重。
[0094]XS%= (100*m*Vo)/(m0*v) ;m。=初始聚合物量(g) ;m=殘余物的重量(g) ;V。=初始體積(mL ) ; V=分析樣品的體積(mL )。
[0095]3)共聚單體含量
[0096]這使用由13C-NMR校準的傅里葉變換紅外光譜(FTIR)測量。當(dāng)測量聚丙烯中的乙烯含量時，樣品的薄膜(厚度約250微米)通過熱壓來制備。-CH2-吸收峰的面積(800-650CHT1)用Perkin Elmer FTIR1600光度計測量。所述方法使用由13C-NMR測量的乙烯含量數(shù)據(jù)來校準。
[0097]4)密度:
[0098]根據(jù)IS01183/D，2004，對壓塑試件測量聚合物的密度。
[0099]5)特件粘度:
[0100]這根據(jù)DIN IS01628/1，1999年10月，在135°C下在十氫化萘中測量。
[0101]6)密封強度:
[0102]這根據(jù)IS0527 (08-1995)，使用25.4mm的樣品寬度，500mm/min的測試速度，50mm的夾持件距離來測量。
[0103]7)氣密地密封:
[0104]制備待測試的包括密封的空包裝。然后用空氣填充包裝并密封。將二十個包裝在20.3cmHg真空下放在水下60秒。如果在所有20個浸沒的包裝中沒有觀察到氣泡，則認為密封是在測試條件下的氣密地密封。即使二十個包裝中只有一個冒氣泡，也認為密封不是氣密的。在包裝包括穿孔的情況下，例如對于弱線150或排氣穿孔而言，在測試前將這些穿孔貼住。
[0105]8)下落試駘:
[0106]在制備包裝之后至少10分鐘進行下落試驗。在下落試驗之前，檢查包裝有無來自任一個密封的泄漏。
[0107]包裝被支撐在高于剛性水平表面Im的高度處，使得前面板面向地面。前面板是當(dāng)在超市貨架上時通常將面向消費者的面板。使包裝下落，使得包裝的前面板撞擊剛性水平表面。
[0108]下落試驗后，檢查包裝有無來自任一個密封的滲漏。使總共30個包裝下落。對于所有包裝，下落后應(yīng)沒有粉末/灰塵從密封包裝中逸出，并且密封必須保持完整。
[0109]實例:
[0110]實例1:以下多層膜通過將第一密封層、結(jié)構(gòu)層和印刷層共擠出而形成。在施加層壓層之前，使用聚氨酯層壓粘合劑接合層將綠色印刷層施加到印刷層，形成具有131微米總厚度的層壓多層膜。所得的層壓多層膜具有450nm的寬度，并用于制備本發(fā)明的包裝:
[0111]
【權(quán)利要求】
1.一種多層膜(10),包括: a.外層，所述外層由第一密封層(20)組成，所述第一密封層(20)包含聚烯烴；和 b.結(jié)構(gòu)層(30)，所述結(jié)構(gòu)層包含基質(zhì)相和分散相； 其特征在于: 所述分散相包含多相共聚物；并且 所述結(jié)構(gòu)層(30)具有6微米至120微米的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層膜(10)，其中所述結(jié)構(gòu)層(30)的基質(zhì)相包含聚合物，所述聚合物包含按重量計，至少80%，更優(yōu)選地90%，甚至更優(yōu)選地95%，還更優(yōu)選地98%的單一 單體。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的多層膜(10)，其中所述基質(zhì)相的聚合物以按所述結(jié)構(gòu)層(30)的重量計，至少75%，更優(yōu)選地至少80.0%，并且最優(yōu)選至少82.5重量％的量，并且以按所述結(jié)構(gòu)層(30)的重量計，不超過95%，更優(yōu)選地不超過92.5%，并且最優(yōu)選地不超過90%的量存在。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的多層膜(10)，其中所述基質(zhì)相的聚合物為聚丙烯均聚物。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的多層膜(10)，其中所述結(jié)構(gòu)層(30)的分散相包含多相共聚物，所述多相共聚物包含第一烯烴單體和至少一個共聚單體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多層膜(10)，其中所述多相共聚物具有按所述共聚物的重量計，不超過50%，優(yōu)選地不超過45%，并且更優(yōu)選地不超過40%的共聚單體含量，以及按所述共聚物的重量計，至少15%，優(yōu)選地至少20%的共聚單體含量。
7.根據(jù)權(quán)利要求5至6所述的多層膜(10)，其中所述多相共聚物包含由聚丙烯組成的第一烯烴單體，以及選自下列的共聚單體:乙烯、C4-C20 α -烯烴、以及它們的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7所述的多層膜(10)，其中所述多相共聚物為無規(guī)嵌段共聚物。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8所述的多層膜(10)，其中所述結(jié)構(gòu)層(30)包含按照二甲苯可溶物(XS)所測定的，按重量計不超過25%，優(yōu)選地不超過20%，并且更優(yōu)選地不超過17.5%的多相共聚物，以及按重量計，至少5.0%，優(yōu)選地至少7.5%，并且更優(yōu)選地至少10%的多相共聚物。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的多層膜(10)，其中所述第一密封層(20)包含聚烯烴，所述聚烯烴由聚乙烯、聚丙烯、以及它們的混合物組成。
11.一種包裝(100)，包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的多層膜(10)，其中所述包裝(100)包括由所述多層膜(10)的兩個部分的第一密封層(20)熔合在一起而形成的至少一個密封。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的包裝(100)，其中所述密封選自:豎直邊緣重疊密封(110)、開口角撐密封(120)、閉合角撐密封(130)、豎直角密封(140)、以及它們的混合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求11至12中任一項所述的包裝(100)，其中所述多層膜(10)包括第二密封層(40 )，使得所述第一密封層(20 )和第二密封層(40 )形成所述多層膜(10 )的外層，并且所述密封為由所述多層膜(10)的至少四個層結(jié)合而形成的角撐密封。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項所述的包裝(100)，其中所述包裝還包括弱線(150)。
15.一種制備根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一項所述的包裝(100)的方法，其中所述方法包括以下步驟: a.獲取多層膜(10)的第一部分和多層膜(10)的第二部分； b.使所述多層膜(10)的第一部分的第一密封層(20)與所述多層膜(10)的第二部分的第一密封層(20)接觸； c.將熱源施加至所述多層膜(10)的第一部分和多層膜(10)的第二部分，以將所述多層膜(10)的第一部分的第一密封層(20)與所述多層膜(10)的第二部分的第一密封層(20)熔合，從而形成密封； 其特征在于所述熱源處于160°C至30(TC的溫度下。
【文檔編號】B65D65/40GK103732399SQ201280037340
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月1日
【發(fā)明者】M·萊姆斯, F·M·薩索格魯 申請人:寶潔公司